基于FDTD的振幅频谱法定位精度评估

为提高单站雷电定位系统的探测范围及定位精度,利用时域有限差分法对数百千米内雷电辐射电磁场的传播特征进行分析,分别计算了传输线模型(TL)、电流线性衰减的传输线模型(MTLL)、电流指数衰减的传输线模型(MTLE)3种回击模型在有限导电情况时,不同距离处雷电通道的垂直电场与磁场的分布。利用数值计算得到雷电电磁场波形,定量评估了振幅频谱法适用的探测范围及定位精度。结果表明:对于TL、MTLL和MTLE 3种模型,振幅频谱法定位相对误差小于10%的范围应分别为19~43km,17~46km和9~38km;对于距离测站小于9km或大于46km的雷电辐射源,3种回击模型得到的振幅频谱法定位相对误差均大于10%。因此,雷电源距离测站太近或太远,振幅频谱法均不适用。     

利用FEKO对雷电辐射磁场进行仿真计算研究

为有效计算雷电在空间辐射的电磁场情况,根据雷电回击电磁场的传播特性,提出一种仿真计算方法。该方法基于电磁场分析计算软件FEKO,采用外围配置matlab软件来强制其循环的手段,计算得到雷电在空间中辐射的磁场值。通过与数值积分方法得到的结果进行对比分析,证明此仿真计算方法是正确的。同时,利用此方法讨论了雷电回击速度、回击起始高度和观测点距离对雷电空间辐射磁场的影响。     

后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响研究

为分析负极性后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响,采用电磁暂态程序计算绕击耐雷水平、改进电气几何模型计算线路绕击跳闸率的方法,研究了首次雷击、与首次雷击相同以及不同回击通道的后续雷击下雷电流波形和幅值分布、杆塔高度和地线保护角对典型结构的110、220、500和1 000kV输电线路绕击耐雷性能的影响.结果表明:后续雷击的电流分布对线路绕击跳闸率影响极大,而后续雷电流波形影响很小;异回击通道后续雷击对500kV以下线路的绕击跳闸率影响很大,而对特高压线路影响较小;500kV线路有必要考虑后续雷击的影响;在线路首次雷击和异回击通道后续雷击绕击跳闸率为0的情况下,同回击通道后续雷击仍可能造成绕击跳闸.     

基于Biexponential基电流传输线通道模型的地闪回击近场电磁环境

地闪回击过程中产生的雷电电磁脉冲作为一种场强幅度大,频谱分量复杂的高功率电磁脉冲,其在回击近场区会形成极为复杂的电磁环境。随着微电子技术的快速发展,微电子设备电磁敏感度大大提升,从三维空间入侵的雷电电磁脉冲对于电子及电气设备的电磁危害不仅限于干扰其正常工作,更有甚者会造成设备的损毁。利用基于Biexponential基电流函数的传输线通道模型,模拟地闪回击物理过程以研究回击近场区综合电磁环境。研究结果表明:利用基于时域有限差分法的XFDTD电磁场仿真软件,可以便利地获得形象直观的回击近场区三维电磁场分布情况。回击近场区复杂的电磁环境会严重影响电子设备的正常运行,近场区LEMP的电磁危害不可小觑。     

圆形金属线圈雷电感应电压和感应电流数值模拟分析

为明晰雷电电磁场在圆形金属线圈中产生感应电压和感应电流特性,利用有限元法模拟分析了雷电通道周围圆形金属线圈的雷电感应电压和感应电流随距离、随时间的变化特征,以及与不同金属材质的关系。结果显示:感应电压随时间先增大后减小,增大速率和减小速率接近。感应电压出现最大值的时间早于感应电流波形最大值的时间,不同材质的金属线圈感应电压数值随时间、随距离的衰减变化特性一致。感应电流的波形和用作激励源的雷电流波形相似,感应电流随时间增大速率大于其减小速率。对比感应电压随时间的衰减速度,感应电流衰减的较慢。在相同条件下,不同材质线圈感应电流的最大值从大到小依次是铜、铝、钢,随着间距的增大,不同材质线圈感应电流数值绝对差随之减小。在感应电流作用下,钢线圈升温最高,铝线圈次之,铜线圈最低。研究结果雷电防护特别是雷电感应电压和感应电流防护提供指导和参考。     

浅谈雷电和防雷保护

雷电放电过程所产生的雷电流高达数十至数百千安,从而引起巨大的电磁效应、机械效应。对电力系统来说,雷电放电可能在系统中产生很高的过电压,称为雷电过电压或大气过电压。如果对其不加以限制,将造成输电线路和发电厂、变电站配电装置等的绝缘故障,从而引起停电事故。此外,雷电放电所产生的巨大电流,也会因机械效应和热效应造成设备损坏。因此有必要认识雷电的形成、雷电的危害和防雷保护。     

考虑后续回击的500 kV单回交流线路耐雷水平研究

雷电严重威胁着电力系统的安全稳定运行,随着电力系统的不断发展,传统的线路防雷评估技术已无法满足目前线路的雷击风险评估需求.基于此,本文利用变异系数法对华中区域十条500 kV省间联络线重要输电通道10 km范围内近年来的落雷数据进行分析,发现后续回击会对线路的雷击跳闸率产生较大影响,同时多起线路实际雷击跳闸故障与后续回击相关.据此,本文在传统绝缘子串闪络模型的基础上,提出了考虑后续回击的绝缘子串闪络判据模型,分析考虑后续回击的500 kV重要输电通道的线路耐雷水平.研究结果表明：后续回击会使500 kV输电线路的耐雷水平降低,降低程度与工频电压周期有关,且后续回击对反击耐雷水平的影响程度与绕击耐雷水平相比更为显著.本文的研究结论可以辅助提升高压输电线路的雷击风险评估准确度,为高压输电线路防雷预警提供帮助.     

飞机雷电间接效应仿真与研究

为了分析雷电对飞机的间接效应,采用基于传输线矩阵法的电磁仿真软件CST,对某小型纯金属机身飞机进行大电流脉冲注入仿真。具体仿真分析注入不同雷电流模型,雷电以3种路径击中飞机时,飞机的表面电流分布、舱内外不同部位的瞬态磁场分布以及内部不同类型电缆的耦合情况。仿真结果表明,飞机表面电流分布与雷击路径有关,与雷电流模型无关;飞机内部电缆耦合情况受雷电流参数影响较大;且不同类型电缆有不同的耦合表现;飞机各部位的磁场强度随雷电流幅值增大呈线性增长,舱内机箱上的磁场强度是机身外部磁场强度最大值的0.29%。     

通信电源设备的雷电防护

本文讨论对通信电源设备的雷电防护，首先简述了雷电的形成、危害、雷电波形、雷电保护区等基本知识：随后通过对雷击通信电源设备的主要途径的介绍，重点阐述了通信电源系统对抗感应雷的主要措施以及电涌保护器SPD的使用注意事项。     

雷电电磁脉冲场对多芯线的耦合效应研究

为研究多芯线短线缆在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,利用WU-800型MARX源和有界波模拟器来模拟雷电电磁脉冲场,对多芯线进行辐照耦合试验。试验中通过改变试验条件,得到了不同雷电电磁脉冲波形、多芯线长度、辐射场与线缆夹角、线缆终端负载条件下多芯线终端负载的感应电压的变化规律。试验发现:雷电电磁脉冲的上升沿对线缆耦合电压幅值影响较大,脉宽对耦合电压影响较小;线缆长度对感应电压的幅值及响应频点有重要影响;电场极化方向对线缆终端响应幅值有较大影响,但并不改变响应波形;随着受测端负载阻值的增加,线缆感应电压也逐步增大,非受测端负载对线缆感应电压无影响。     

浅析雷电灾害的影响以及预防

介绍了雷电的形成,分析了产生雷电的天气形势以及雷电造成的灾害,简述了雷电的预防和防雷装置的运行与维护。     

区域海拔高度变化对闪电特征影响的初步分析

利用重庆闪电定位系统监测的地闪资料(1999～2008年),通过数理统计、线性回归等方法,重点分析区域海拔高度变化对闪电特征的影响.结果表明:①闪电频次分布最多的是在海拔300～400 m这个高度区间,之后开始随海拔上升逐渐减少;②闪电中负闪次数远远大于正闪,但是在不同海拔时正负闪所占的比例不同,随着海拔高度的增加,特...     

浅析电网的防雷保护

对电网如何防雷击问题做了研究,从技术和管理方面提出了一些解决措施,对企业加强电气设备的管理、防止事故发生具有一定指导意义。     

重庆市北碚区雷电气候特征及防护效率分析

通过对北碚区闪电定位系统监测的地闪资料(1999-2008年)数理统计和回归分析,重点分析其时空分布特征及其防护效率.结果表明:北碚区年均闪电次数5 735次,其中负闪占93%,正闪占7%;闪电主要集中在6-8月,占总闪的73%,其中7月最多,占闪电总数的38%;雷电日数的月变化呈单峰变化;闪电次数的日变化呈多峰变化,两个峰值出现在22:00-00:00和4:00-6:00,次峰值出现在15:00-16:00;正、负闪均表现出明显的堆积效应,且正闪的聚集中心幅值小于负闪.北碚区建筑物直击雷防护按照1,2,3类防雷类别设计时,可能会出现0.02%,0.03%,1.41%的绕击率和0.14%,0.83%,3.51%的反击率发生.基于此得到北碚区雷电流幅值概率分布模式,为雷电防护设计施工提供科学参考.     

氧化锌避雷器在电力系统中的应用问题分析

文中阐述了避雷器在电力系统中的应用及其对电力系统的影响,简单论述了氧化锌避雷器的作用原理,分析了氧化锌避雷器在应用中的问题及解决问题的技术措施。     

闪电辐射源多脉冲匹配定位方法

为匹配出更多的闪电辐射源脉冲,定位出更多的闪电辐射源位置,得到清晰的闪电发展通道,提出了一种闪电辐射源多脉冲匹配定位方法。该方法利用经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)方法对原始的闪电电场信号进行分解,再将分解得到的部分分量合成,将合成后的信号进行归一化并提取脉冲,依据滑动窗口内四个脉冲序列的高度比例特征和间隔特征实现相同辐射源脉冲的匹配。结果表明,利用EMD方法对闪电电场信号进行分解再部分合成,去除了原始信号中的直流分量、单调分量和低频周期分量,使信号波形更干净平稳;依据四个脉冲序列的高度比例特征和间隔特征对各测站间相同闪电辐射源的脉冲进行匹配,基于辐射源脉冲的到达时间差定位出辐射源的三维位置,可以清晰地描绘出闪电通道的发展过程。从整体定位效果来看,本文提出的闪电辐射源多脉冲匹配定位方法效果优于传统的单脉冲匹配方法。     

实用有效的校园网防雷方案

针对校园网教工宿舍区接入设备在雷雨季节常遭雷击损坏的问题 ,本文分析了发生雷击的原因 ,讨论了事故的本质 ,根据实际情况 ,设计了一个实用、经济的网络系统防雷方案     

浅谈新建建筑物的防雷工程设计

针对智能型建筑物信息系统智能化的特点,从内部防雷和外部防雷两个方面对新建建筑物的防雷工程设计方法进行了探讨,并提出了新建智能型建筑物防雷设计的措施和思路。     

通信基站雷电电磁脉冲的防护

分析了雷电电磁脉冲特性和频谱,讨论了雷电流的峰值比率以及雷电电磁脉冲的能量比率积累的频率分布范围,尝试采用高通滤波器来实现通信基站信号避雷的方法,2002年起应用于广东强雷区清新县八片山的通信基站取得了较好的效果．     

云闪斜向通道闪电电磁辐射特性研究

雷暴过程中,云闪发生频次约占总闪电频次的2/3以上;但由于云地闪对人类危害较大,目前对其研究较多.随着微电子技术的发展,云闪的电磁辐射特性也越来越受到重视.将云闪的放电通道近似为一斜向通道,考虑镜像电流,将回击电流近似为水平偶极子与垂直偶极子的叠加,根据Maxwell方程,推导了云闪斜向通道电磁场计算模型.通道基电流选取脉冲函数,在MTLL传输模型下计算了斜向放电通道在地面1～200 km处激发的电磁场波形.计算结果表明云闪斜向放电通道中水平偶极子与回击点高度对近场电磁场的影响较大.随着距离的增加,影响越来越小;在大于50 km的远场区,其影响可以忽略.