基于微觀沖擊電暈模型的架空輸電線路雷電波傳播特性仿真研究.pdf

1、架空輸電線路是電網(wǎng)的重要組成部分，而雷擊是造成輸電線路故障的主要原因，對電網(wǎng)的安全可靠運行帶來威脅。雷電過電壓可能造成絕緣子閃絡、跳閘等線路故障，尤其在路途險惡的山區(qū)，給線路巡查和檢修工作帶來極大困難；雷電侵入波還可能損壞變電站內(nèi)的電氣設備，帶來更嚴重的設備事故。雷電波沿線路傳播時將出現(xiàn)衰減和變形現(xiàn)象，而沖擊電暈是導致其波形畸變的主要原因。在進行線路和變電站的防雷設計時，若不考慮沖擊電暈的畸變作用，將因絕緣水平要求過高而提高設備成本。因

2、此，研究雷電波的傳播特性對于絕緣水平的設定與絕緣配合的改善十分必要。
　　本文從電暈放電的發(fā)展過程著手，考慮空間電荷的電離、遷移、復合、附著、擴散等物理過程，改進了雷電波作用下電暈放電的二維混合數(shù)值計算模型，采用由優(yōu)化模擬電荷法求解人工邊界標稱電場，由有限元法求解泊松方程和由有限體積法求解電子、正負離子連續(xù)性方程的計算方式，分析電暈放電過程中空間電荷對導線周圍空間電場的畸變作用、導線表面的電暈電流特性，以及空間電荷對雷電波電荷損失

3、的影響。
　　基于對模型計算結(jié)果與電暈放電過程中電荷的產(chǎn)生與遷移過程的分析，本文建立了由若干電容、電阻支路與非線性電導支路并聯(lián)組成的沖擊電暈等值電路模型，并結(jié)合伏庫特性，計算得出了模型參數(shù)。通過對雷電波傳播過程中電荷產(chǎn)生與耗散的分析，結(jié)合電暈等值電路模型，本文建立了雷電波作用下輸電線路的集中參數(shù)電路模型，并基于該線路模型提出了一種架空輸電線路雷電波傳播特性的分析方法，即將雷電波的傳播過程等效為空間上電壓瞬時值的衰減與時間上波形的延