雷电通道基底电流函数半解析逼近研究

雷电瞬态电磁现象的研究中,Heidler函数已成为通道基底电流的标准函数之一。由于Heidler函数的Fourier变换不存在解析表达式,数值计算时需采用快速傅氏变换技术进行频域分解,这极大地增加了计算时间。针对此问题,提出Heidler函数的半解析逼近表达式。其在时域中将雷电通道电流表示成幂指数函数的线性组合,推导出Fourier变换的半解析计算结果。该方法可推广应用于任意阶数的Heidler函数及由其衍生的雷电流函数。

雷电流数学模型分析

雷电流模型是自然雷电流的数学表达。通过雷电流数学模型可以得到建筑物防雷研究所关心的参量，它是建筑物雷电防护的基础。雷电流频谱分析对确定适合的雷电防护措施，消除或减弱雷电对建筑物弱电系统的破坏作用具有重要意义。选取双指数函数模型和霍德勒函数模型进行对比仿真分析和频谱分析，研究结果表明：霍德勒函数模型与BERGER等人的观测测量结果是一致的；雷电流所含频率丰富，且集中在低频部分。

雷电流数学模型的对比分析

针对目前应用较为广泛的双指数函数、霍德勒(Heidler)函数和脉冲函数雷电流模型,从函数波形特点、一阶可导性和频谱分析对这三种雷电流数学模型进行了对比分析,据此提出非精确的雷电流仿真计算研究可采用双指数函数模型;精确的雷电流特性的研究可采用Heidler函数模型;雷电电磁场等领域的研究可采用脉冲函数模型。

雷电流的数学模型

首先对雷电流的波形进行分析,提出雷电流的幂函数模型,然后再与雷电流的双指数模型和Heidle模型进行比较,说明雷电流用幂函数模型表示的可行性,同时也说明它对雷电流的研究具有重要的意义。

雷电回击通道电流影响因子仿真分析

雷电回击模型是雷电电磁场研究领域的重要环节,为了能够更深层次的研究雷电电磁场,着重介绍了雷电回击模型中的工程模型,并结合目前电磁兼容领域应用最广泛的通道电流随高度变化呈指数衰减(MTLE),选取Heidler函数为雷电回击通道底部电流波形,运用MATLAB进行仿真分析,改变模型中的参数,观察仿真波形,总结MTLE模型的特点及雷电回击通道电流的影响因子,有助于雷电防护事业的进一步探讨。

桥墩高度对高速铁路牵引网雷直击过电压影响的研究

以AT牵引网模型为研究基础,提出了考虑桥墩高度的雷击接触网过电压仿真的方法,计算出考虑桥墩高度时14根牵引网导线之间的电气关系,为了简化计算和方便建模,对得出的线路参数矩阵降为6阶.综合比较三种雷电流函数的优缺点,选取了Heidler函数雷电流作为仿真时的雷电流信号.基于MAT-LAB/Simulink仿真软件搭建仿真平台,分别对有桥墩高度和无桥墩高度的AT牵引网做雷击过电压研究.结果表明:当雷击上行接触线时,有桥墩高度的接触线过电压峰值比无桥墩高度的小,而有桥墩高度的馈线过电压峰值要比无桥墩的大;雷击馈线和保护线时,除了雷击保护线时有桥墩高度的馈线过电压峰值要比无桥墩的大,其余有桥墩高度的过电压峰值都比无桥墩的较小.由此可得牵引网导线过电压幅值不仅与雷电流大小有关,还与导线电气参数有关,但雷击牵引网后在导线上都产生了幅值较大的过电压,所以无论是雷击接触线还是正馈线,对架设在桥墩上的那部分高铁线路应给予充分的雷击保护.

典型雷电流频谱能量研究及危害分析

不同地区的雷电流具有不同的波头波尾参数,针对具体地区雷电问题的研究,采用符合当地雷电流特征的模型,所得结果将更为准确。本文通过总结Heidler函数所描述波形的一些规律,对北京地区的实际雷电流波形进行模拟,得出了用于模拟该雷电流波形的Heidler函数参数,并对此雷电流波形进行频谱分析,结果表明:北京地区的雷电电流波形振幅和能量主要集中在特低频和甚低频频段内,对远距离通信导航的影响尤为显著。