發(fā)布時間：2021-09-01 02:00

　　雷電是威脅架空線路安全的重要因素,輸電線路防雷工程的設計實施需要以對雷電感應過電壓特性的理論為前提,為此,需要深入探討復雜地表情況下雷電回擊產(chǎn)生的電磁場,以及輸電線路雷電感應過電壓的求解方法。目前,雷電電磁場計算中普遍采用的頻域近似算法,在精度和適用范圍上具有一定局限性,且對于考慮非均勻電參數(shù)土壤情況下架空線路雷電感應過電壓的算法與理論研究相對較少。針對以上問題,本文取得了如下研究成果：（1）建立了三維直角坐標下求解雷電回擊通道周圍電磁場的時域有限差分（FDTD,Finite-Difference Time-Domain）算法,對于非均勻地表的雷電電磁場計算具有良好精度。利用該算法對比檢驗Coory-Rubstein近似算法的推廣公式得到：Delfino時域算法得到的水平電場負峰值誤差隨土壤電導率的減小而變大,不適用于求解土壤電導率較差（如0.001S/m）且距閃電通道1km以上的水平電場；Shoory算法在上層土壤電導率較大的情況下具有更好的精度；Zhang算法在閃擊距離1km范圍內(nèi)具有良好精度,但該算法存在“角度問題”,即僅適用于傳播路徑垂直于土壤分界面的情形,故C-R推廣公式不適... 

【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

沿y軸方向鋪設的架空線路模型的周圍電磁場分量

第三章“場-線” 一體化雷電感應過電壓數(shù)值計算方法 圖3.10給出了各耍素在三維FDTD算法模擬空間中的模型示意圖，計算空間大小為1000X1750X900 m3，以5 x 5x 5 m3三維方形網(wǎng)格作剖分。為了保證回擊電流在討論時間內(nèi)不在通道頂端發(fā)生反射，模型中設置雷電回擊通道高度為H=700 rn,設架空線與雷屯通道之間的距離為^架空線高度和長度分別為/2和/，線路半徑為a，線路兩端阻抗匹配，匹配阻抗值由式（3.12)決定。采用2.1.3節(jié)所述PML吸收邊界來實現(xiàn)開域電磁過程。為滿足Courant穩(wěn)定性條件，根據(jù)空間步長c/s = 5 m ,選取計算時間步長為A/ = 5 ns。Z =幕 ⑴2)其中= 和C’= 丨分別是架空線路單位長度的電感和電容。In a ln(2/7/a)

丨3-DFDTD數(shù)值模擬可視化平面圖


本文編號：3376057