雷电电流的脉冲函数表示

用脉冲函数作为雷电电流的解析表达式。这一函数克服了双指数函数和 Hei-dler函数的缺点 :既在 t=0时一阶导数连续 ,又有明显的时间积分式 。

雷电电流数学模型的仿真分析

做好雷电流数学模型的分析与仿真,对雷电的研究与防护具有重要意义.文章对常见的几种雷电波模型(双指数函数、Heieler函数和脉冲函数模型)进行对比分析,并实现其Matlab仿真.

雷电电流的频谱和能量分析

为了研究风电场中强大电磁干扰源雷电流的基本特性,利用脉冲函数作为2.6/50μs雷电流的解析表达式,将其与双指数函数表示的雷电电流进行比较说明其可用性。之后采用傅里叶变换和仿真计算的方法对雷电流的幅频特性以及所含能量进行了研究,得到相应的频谱图和能量分布图。经过分析得到的结论是:雷电流的频率在低频范围之内,能量主要集中在1～10 kHz之间,且雷电流脉冲上升越陡频率分量的初始振幅值越小,但是其包含的高频分量却越多。

阻性终端对雷电电流的影响

以VDTC(VariableDischargeTimeConstant-变化的放电时间常数雷电回击模型)雷电通道模型为基础,衍生出仿真雷电通道的等效电路,由此电路仿真出相应的雷电电流波形,此波形与原始雷电流波形特征参数较吻合;利用此等效电路进行仿真计算,探讨阻性终端对雷电电流的影响。研究结果表明,阻性终端对雷电电流具有一定的抑制作用。

雷电电流的分形模型及噪声的分形行为

文章介绍了分形几何学及其在一些领域的应用,并对其在雷电研究中的方法和在噪声研究中的应用进行了评述;系统地介绍了Cantor集对于数字通信中间断性噪声干扰的模拟,并对误码率问题进行了探讨。

海洋分层介质中雷电电流源的水平辐射电场传播特征研究

随着我国海洋战略的持续推进,海上各类固定及移动的工作平台均需进行更加有效的雷电防护。海上防雷工作中深入了解雷电电流源水平辐射电场(Er),在海洋分层介质中的传播特性则是一项十分重要的工作。本文就能够对海上设施产生较大影响的地闪进行研究,因此选取具有代表性的正地闪首次回击电流源(PS)及Nucci电流源(TLS),通过时域的方法对两种雷电电流源的水平辐射电场在由空气、海水及洋壳所组成的海洋分层介质中的传播特征进行对比分析。结果表明:(1)在海面及其以上的高度(h≥0 m),当距雷电电流源水平距离r=0 m时,两种雷电电流源产生的Er均为正值;其中PS产生的Er是随时间呈对数增加,而TLS的则随时间呈单峰正偏态分布;当r>0 m时,两种雷电电流源产生的Er与r=0 m时的基本呈反位相。(2)当r=0 m,h介于0~50 m及100~500 m之间,PS于雷电发生后10μs的Er值则分别介于3.273 3×10~6~1.177 1×10~7v/m及1.035 1×10~7~1.155 3×10~7v/m之间,而TLS的Er峰值则分别为9.274 7×10~5~2.887 6×10~6v/m及2.688 7×10~6~2.854 2×10~6v/m之间。(3)当h=10 m,r介于50~500 m之间,PS于10μs的Er值则介于-1.1216×104^-7.027 9 v/m之间,而TLS的Er峰值则介于-2.478 4×10~3~1.385 9 v/m之间;当h=10 m,r=1 000 m时,TLS的Er峰值为9.482 6 v/m。(4)在海面以下(h<0 m),r介于50~1 000 m之间,两种雷电电流源的Er主要为正,且随时间均呈单峰正偏态分布;当h=-5 m及-10 m时,PS与TLS的Er值于两个深度的差分别介于5~53 v/m与2~28 v/m之间。

基于雷电电流冲击温升特性的带串联间隙线路避雷器状态监测系统

带串联间隙线路避雷器在长期使用过程中电阻片容易受潮,导致其可靠性逐渐降低,存在安全隐患。目前带串联间隙线路避雷器仅能通过安装的放电计数器来观察其运行状态,但该方法忽视了电阻片受潮及绝缘部件老化等问题,仅凭大电流冲击次数来判断带串联间隙线路避雷器的状态,具有一定的分散性,容易产生误判。针对此问题,本文基于雷电电流冲击温升特性研发了一种带串联间隙线路避雷器状态监测系统,该系统主要由避雷器数据采集器、手持巡检终端、后台数据库及主站监控系统四部分组成。经测试,该系统运行良好,能及时监测带串联间隙线路避雷器的运行状态。

用击穿电流和电晕电流表示雷电回击标准电流

为准确计算雷电回击的电磁场 ,用击穿电流和电晕电流来拆分 IC标准雷电回击电流。前者用一种新型脉冲函数表示 ,后者用双指数函数表示。分别拆分拟合了标准中雷电首次回击和后续回击通道基电流。所得结果误差 <3%。

单、双股架空导线雷电感应电流的估算与分析

根据雷电电磁场作用于架空线路的特点和传输线理论,利用行波状态下架空线路上雷电感应电压、雷电感应电流与线路波阻抗的关系,推导了单股、双股平行架空线路上的雷电感应电流的估算公式,对架空线路高度、架空线路距雷击点距离、架空线路线径、架空线路旁被雷击物体的高度以及迎面先导长度等各类参数对雷电感应电流的影响进行了分析。结果表明,架空线路雷电感应电流与雷击电流幅值和架空线路高度成正比,与架空线路距雷击点距离、架空导线截面半径成反比;当架空线路为单股导线和双股护导线时,雷电感应电流与回击点高度成反比;当架空线路为分离的双股平行导线时,雷电感应电流随回击点高度的变化先增后减,当回击点高度与架空线路高度相等时出现极大值。

接触网绝缘子雷电闪络电流特征探讨

通过模拟接触网工况、简化计算模型对接触网绝缘子最小雷击闪络电流和超过绝缘子最小闪络电流概率进行模拟计算、分析,从雷电闪络电流特征方面分析影响接触网设备雷击跳闸的因素,可为接触网设备运行及检修提供参考.

朔黄线特大桥信号电缆雷电及牵引电流的综合防护

分析了朔黄线特大桥信号电缆烧伤的原因;对其信号电缆采取增设专用地网、贯通地缆,"分段单端接地",强、弱电分地、电缆绝缘包裹等技术措施,对雷电及牵引电流进行综合防护;并对实施状况组织了测试和评估。

模拟雷电冲击电流对接地网腐蚀的影响研究

当雷电冲击电流经接地网泄放入地时,会对接地网造成严重腐蚀,从而威胁建筑物、工作人员和设备的安全。为了得到雷电冲击电流对接地网腐蚀速率的影响,本文基于热等效性利用交流工频电流来模拟雷电流,通过长期试验测量了不同位置、不同电流下接地网的腐蚀率,得到了模拟雷电流对接地网腐蚀率的影响规律,并通过测量接地电阻的方式分析了电流和土壤对接地网腐蚀的综合影响,最后,论文根据试验结果分析了接地网腐蚀机理。研究结果表明,接地网的腐蚀率是由土壤性质和电流综合决定的,施加模拟雷电流会大大增加接地网的腐蚀程度,未施加电流的接地网腐蚀机理为微电池腐蚀,施加电流的接地网腐蚀机理为电解腐蚀,其中,电解腐蚀对接地网腐蚀的影响大。本文所得结论可为接地网的安全防护提供理论依据。

使用EMTP计算建筑物金属框架上的暂态电流分布

提出了一种利用电磁暂态程序(EMTP)来计算雷击发生时建筑物内部金属框架上雷电电流分布的方法。该方法的有效性通过实验得到了验证。最后计算了一个尺寸为10 m×10 m×10 m的金属框架内部的雷电磁场分布。结果显示,该方法可用于优化建筑物内部灵敏电子设备的摆放位置,降低雷电电磁脉冲的危害。

浪涌保护器寿命自监测系统研究

浪涌保护器(SPD)广泛应用于铁路通信信号系统中,可实现对被防护电路瞬时过电压、过电流的钳制和泄放。由于浪涌保护器在使用过程中存在劣化问题,因此开展浪涌保护器寿命自监测系统研究非常必要。该系统由传感器、微控制器、显示和通信等多种功能模块构成,可实现对雷电流和脱扣状态监测,以及CAN通信和NFC通信接口等应用;通过计算劣化核,进而计算寿命值,构建SPD寿命模型;展示了SPD状态显示及报警发布的流程。在SPD中引入雷电流测量机制,基于历次雷电流冲击数据构建的寿命模型,相比于单纯依赖是否脱扣作为寿命判别条件更科学、更准确;相比于使用漏电流进行寿命表征,更具有广泛的适用性。实际应用中的SPD适配了该系统后,可明确感知SPD的状态和寿命值,从而降低劳动强度,提升SPD雷电防护的可靠性。

接地装置冲击大电流试验系统研制及杆塔接地冲击特性测试

为模拟真实雷电冲击电流在接地装置及其周围土壤中的散流过程,准确掌握接地装置的冲击特性,研制了接地装置的冲击大电流试验系统。在大量仿真计算和系统方案论证的基础上,提出了围绕直径40m圆环形回流电极均匀对称布置的4台分体式冲击大电流发生器的技术方案,其中单台冲击电流发生器的充电电压可达1 000kV,该系统可在负载大于4Ω的情况下产生峰值为100kA、波形为8μs/20μs的标准雷电冲击电流。测量得到的地表、回流电极地电位升分布均匀,证实了试验冲击电流地中分布与真实雷电流地中分布的等效性。针对该系统提出了工频、冲击接地电阻的修正公式。通过试验得到了典型杆塔接地装置在8μs/20μs、2.6μs/50μs冲击电流作用下的冲击特性曲线。该曲线表明在低电阻率土壤中该装置的冲击接地电阻随冲击电流峰值的变化并不显著。

发射台站的雷电防护

雷电侵入对发射台站的破坏是相当严重的,它主要是通过供电线路及收发天线桅杆和收发分离时的传输线等途径侵入。基于此,根据雷电性质和流入路线提出几种防雷措施。

110kV整只氧化锌避雷器雷电冲击老化特性研究

避雷器在其运行寿命过程中会承受多次雷电冲击过电压,其保护性能的变化值得关注。选取110 k V整只氧化锌避雷器作为试验研究对象,开展了多次连续的雷电冲击电流(8/20μs,10 k A)试验,测试了试验过程中避雷器的小电流伏安特性和残压。研究发现了110 k V整只避雷器在多次雷电冲击电流作用下的小电流伏安特性和残压变化规律及发生显著变化时的阈值次数,并解体分析了雷电冲击后避雷器内部电阻片的破坏形式。最后从微观机理上解释了避雷器在多次雷电冲击作用下的老化特征。

基于配电避雷器全电流监测的系统过电压告警研究

近年来,对于配电避雷器全电流监测的研究已经逐渐成熟,全电流监测一般用来监测避雷器的运行及故障情况。但实际上,由于避雷器的特定伏安特性以及电流—电压关系,全电流监测所得数据值得进一步提取有价值信息。文中基于配电避雷器全电流监测研究了的系统过电压告警方案,首先提出该方案的实施技术框架,进一步根据框架需要,研究不同雷电、操作冲击电流下的节点电压,拟在建立氧化锌避雷器的全电流—电压关系库,提出了一种基于拟合曲线取点法与灰色关联相结合的电压计算方法。根据文中研究分析,当采集电流参数与关系库样本关联度达91%以上时,则采用关系库数据计算,当关联度低于91%时,则采用拟合公式计算。文中研究结果实现了基于全电流监测的过电压预警,其结果可延伸应用于更高电压等级输电线路。

通信电源设备的雷电过电压防护探析

通信电源有助于提升程控交换、信息采集存储以及设备控制功能的完备性。当前很多通信电源面临雷电过电源故障风险,这对当前高速运转的通信系统而言具有很大的安全隐患,对此做好通信电源设备的雷电过电压防护则显得极为重要。因此,立足于通信电源系统,深入探讨了雷电对通信电源设备危害及雷电过电压防护措施相关内容,分析雷电故障下的雷电故障负序电流分布,为制定防雷保护措施提供理论参考。

电力变压器设计与计算(32)

6．3．3大气过电压（雷电冲击过电压）（1）大气过电压的概念。自然界雷击，一闪即逝（仅几至几十微秒），但雷电的电压（峰值）甚高，有时可达1000kV以上。雷电电流也很大，大到1000kVA以上。如果雷电直击变压器，必然要损坏变压器。因此，运行中的变压器是不能直接承受雷击的。为使变压器和其他电气设备不直接承受雷击，在变电所四周装设避雷针，在变电所内离变压器最近的主接线上接设阀式避雷器保护，在架空线上（全部或部分）装设接地避雷线……