基于FDTD的雷擊桿塔瞬態(tài)響應(yīng)仿真研究.pdf

1、在對(duì)雷電反擊的防護(hù)領(lǐng)域,能夠準(zhǔn)確地仿真出雷擊桿塔的瞬態(tài)響應(yīng)一直是大家追尋的目標(biāo)。有研究表明,較之于傳統(tǒng)的采用EMTP軟件對(duì)雷擊桿塔的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行仿真的方法,采用FDTD方法從電磁場(chǎng)的角度對(duì)雷擊桿塔瞬態(tài)響應(yīng)的仿真結(jié)果更準(zhǔn)確些。因此,為研究雷擊桿塔的瞬態(tài)響應(yīng),本文主要采用FDTD方法對(duì)其進(jìn)行仿真。
　　本文首先介紹了FDTD方法的基本原理和關(guān)鍵技術(shù),除原有書本內(nèi)容外,添加了部分重要內(nèi)容,如Liao氏二階吸收邊界條件的差分形式、一種新的

2、模擬集中電流源的方法和基于準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)推導(dǎo)的細(xì)導(dǎo)線處理方法。
　　為實(shí)現(xiàn)對(duì)雷擊桿塔瞬態(tài)響應(yīng)的仿真,詳細(xì)介紹了FDTD方法中雷電通道的建模方法、避雷線和分裂導(dǎo)線的建模方法和具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的輸電線路桿塔的建模方法,通過與三個(gè)算例的對(duì)比,驗(yàn)證了該建模方法的有效性和準(zhǔn)確性。
　　采用FDTD方法分別對(duì)酒杯塔、同塔雙回線路桿塔和同塔四回線路桿塔的雷擊瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,當(dāng)雷電流的幅值為1A時(shí),對(duì)于塔高為50m的酒杯塔,其各導(dǎo)線

3、與橫擔(dān)之間的過電壓峰值為19.9~23.1V,達(dá)到峰值時(shí)0.817~0.998μs;對(duì)于塔高為89.5m的同塔雙回線路桿塔,其各導(dǎo)線與橫擔(dān)之間的過電壓峰21.9~29.1V,達(dá)到峰值時(shí)間為1.12~1.3μs;對(duì)于塔高為79.9m的同塔四回線路桿塔,當(dāng)雷電流幅值為1A時(shí),其各導(dǎo)線與橫擔(dān)之間的過電壓峰值為14.4~33V,達(dá)到峰值時(shí)間為1.15~1.35μs。
　　最后根據(jù)基于FDTD的雷擊桿塔瞬態(tài)響應(yīng)仿真結(jié)果,確定了酒杯塔、同塔雙