架空線感應(yīng)雷過電壓的計算與分析.pdf

1、電力系統(tǒng)的輸電及配電線路大部分裸露在空中,因而最易遭受雷擊,并造成供電中斷、供用電設(shè)備損壞等事故。長期以來對雷電的研究主要集中在直擊雷上,對感應(yīng)雷的研究相對較少。有研究表明,10kV架空配電線路由雷擊引起的線路閃絡(luò)或故障的主要因素不是直擊雷過電壓而是感應(yīng)雷過電壓。感應(yīng)雷過電壓導(dǎo)致的故障比例超過90％。因此本文對架空配電線路感應(yīng)雷過電壓的計算與分析進行研究具有十分重要的意義。
　　 首先,在雷電流建模方面,探討了自然雷電的形成,對

2、雷電回?fù)綦娏鞯牧N工程模型進行了計算和討論,闡述了各種模型的特點,確定本文研究模型為MTLL工程模型,并給出了MTLL模型的基電流和雷電流波形及其表達式。
　　 其次,在雷電電磁場的理論計算方面,采用Quasi-Images算法和偶極子方法。運用這兩種方法,詳細(xì)討論了垂直放電通道的麥克斯韋方程組的求解過程。通過建立雷電偶極子模型,得到了空間任意場點的水平電場Er、垂直電場Ez和切向磁場Bφ的微分表達式。對于地面場點則直接導(dǎo)出了E

3、z和Bφ的解析公式。在雷電電磁場的數(shù)值計算方面,通過偶極子法得到了整個空間的雷電電磁場強度。
　　 然后,確定電磁場-傳輸線耦合模型,推導(dǎo)出在外界電磁場激勵下傳輸線方程。本文借助電路理論、計算數(shù)學(xué)、程序設(shè)計等知識推導(dǎo)出一種簡單、快速、有效的時域數(shù)值解法。利用有限時域差分理論對偏微分方程組進行離散,得到一種全新的差分計算格式,并根據(jù)電壓、電流在始端、終端上的約束關(guān)系,運用傳輸線集中參數(shù)的等效模型確定邊界條件。
　　 最后,