架空配电线路雷电感应过电压计算研究 被引量：68

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作者 边凯 陈维江 +1 位作者 李成榕 沈海滨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第31期191-199,236,共9页

为了研究雷电感应过电压特性,指导架空配电线路雷电防护,分析了现有雷电感应过电压计算方法的不足,提出一种改进计算方法。该计算方法分为雷电电磁脉冲计算和雷电电磁脉冲激励下的多导体瞬态响应计算2个步骤,考虑了大地损耗对雷电电磁... 为了研究雷电感应过电压特性,指导架空配电线路雷电防护,分析了现有雷电感应过电压计算方法的不足,提出一种改进计算方法。该计算方法分为雷电电磁脉冲计算和雷电电磁脉冲激励下的多导体瞬态响应计算2个步骤,考虑了大地损耗对雷电电磁脉冲和多导体传输线瞬态过程的影响以及线路带有分支和集中参数元件的实际情况。通过与火箭引雷感应过电压实测波形的对比验证了计算方法的有效性。利用该文的计算方法对雷电感应过电压进行了计算分析,其基本特征表现为:雷电感应过电压为短尾波,在导线上距离落雷点最近处最大,并延导线逐渐衰减;大地损耗越大,最大雷电感应过电压值越大,但沿线衰减越快;雷电感应过电压的最大幅值受雷电回击速度的影响较小,受线路分支影响明显,同时与线路高度、线路与落雷点间距离为非线性关系。 展开更多

关键词 架空配电线路 雷电电磁脉冲 雷电感应过电压 传输线模型 特性分析

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配电线路架设地线对雷电感应过电压的防护效果 被引量：36

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作者 边凯 陈维江 +1 位作者 沈海滨 李成榕 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期993-999,共7页

雷电感应过电压是10kV架空配电线路雷电防护的主要对象,架设地线对雷电感应过电压的防护效果是工程中重点关注的问题。为此,建立了有地线线路的感应过电压计算模型,仿真研究了电杆接地电阻和地线位置对地线限制感应过电压效果的影响,根... 雷电感应过电压是10kV架空配电线路雷电防护的主要对象,架设地线对雷电感应过电压的防护效果是工程中重点关注的问题。为此,建立了有地线线路的感应过电压计算模型,仿真研究了电杆接地电阻和地线位置对地线限制感应过电压效果的影响,根据研究结果,建议将地线架设在导线上方,在满足线间距离要求的情况下,尽量将地线靠近导线,电杆可自然接地。对不同大地电阻率和绝缘子闪络电压条件下,线路的雷电感应过电压闪络率进行了计算,结果表明,线路的雷电感应过电压闪络率随着大地电阻率的增大和绝缘子闪络电压的降低而呈上升趋势,架设地线可将线路的雷电感应过电压闪络率降低约72.2%～84.1%,架设地线对雷电感应过电压具有较好的防护效果。 展开更多

关键词 10 kV架空配电线路 雷电防护 地线 雷电感应过电压 防护效果 闪络率

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基于多阶FDTD雷电感应过电压计算新方法 被引量：25

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作者 樊亚东 于建立 +4 位作者 詹清华 王建国 周蜜 蔡力 戚为 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期336-343,共8页

传统的经验公式法估算架空线雷电感应过电压误差大且存在影响因素考虑不全面的局限性。对此提出一种基于多阶时域有限差分的数值计算新方法。该方法采用一阶时域有限差分(FDTD)法计算回击电流所引发的雷电电磁脉冲(LEMP);采用二阶时域... 传统的经验公式法估算架空线雷电感应过电压误差大且存在影响因素考虑不全面的局限性。对此提出一种基于多阶时域有限差分的数值计算新方法。该方法采用一阶时域有限差分(FDTD)法计算回击电流所引发的雷电电磁脉冲(LEMP);采用二阶时域有限差分(FDTD 2nd)法求解耦合电路的Agrawal微分方程,计算不同工况时LEMP激励下架空导线的感应过电压。该方法采用多阶FDTD技术实现了高稳定性和高精度的数值计算,与火箭引雷试验对比证明计算准确性。仿真计算表明:回击电流幅值对感应电压幅值影响明显,对波形影响小;回击电流波头陡度对感应电压波形影响较大,对幅值影响较弱;多导线之间有"屏蔽效应",该效应受导线排布方式影响明显。 展开更多

关键词 时域有限差分 二阶时域有限差分 雷电电磁脉冲 雷电感应过电压

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配电线路避雷器雷电感应过电压防护研究 被引量：22

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作者 黄志都 邓雨荣 +2 位作者 李明贵 张博成 鲁铁成 《南方电网技术》 2014年第5期29-32,共4页

应用ATP-EMTP对配网架空线路雷电感应过电压下,线路避雷器的保护效果进行了仿真计算研究。仿真计算结果表明,安装线路避雷器可以对配网架空线路雷电感应过电压进行防护,其保护效果与避雷器的配置方式及线路杆塔接地电阻有关,降低杆塔接... 应用ATP-EMTP对配网架空线路雷电感应过电压下,线路避雷器的保护效果进行了仿真计算研究。仿真计算结果表明,安装线路避雷器可以对配网架空线路雷电感应过电压进行防护,其保护效果与避雷器的配置方式及线路杆塔接地电阻有关,降低杆塔接地电阻可以减小线路避雷器的安装密度。 展开更多

关键词 架空线路 雷电感应过电压 线路避雷器 ATP-EMTP

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电气化铁路接触网雷电感应过电压计算及其闪络概率研究 被引量：8

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作者 刘欣 崔翔 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第2期10-16,共7页

我国电气化铁路牵引网额定工作电压为27.5 kV,其绝缘水平与电力系统35 kV配网架空线路相当,因此对其开展雷害研究必须考虑雷电感应过电压。在建立接触网架空线路、钢轨和接触网支柱模型的基础上,基于Agrawal场线耦合模型对接触网线路的... 我国电气化铁路牵引网额定工作电压为27.5 kV,其绝缘水平与电力系统35 kV配网架空线路相当,因此对其开展雷害研究必须考虑雷电感应过电压。在建立接触网架空线路、钢轨和接触网支柱模型的基础上,基于Agrawal场线耦合模型对接触网线路的雷电感应过电压进行了仿真研究,并结合电气几何模型对接触网感应雷击闪络概率进行了计算。 展开更多

关键词 接触网 雷电感应过电压 Agrawal场线耦合模型 电气几何模型

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分层土壤结构下雷电感应过电压计算与分析 被引量：22

6

作者 汤霄 张其林 +2 位作者 李东帅 张亮 高金阁 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期84-93,共10页

为研究雷电感应过电压的发展规律,为架空输电线路的防雷设计提供有价值的参考依据,开发了雷电感应过电压3维时域有限差分(3-D FDTD)算法。利用该算法,研究了不同分层土壤结构对架空输电线路雷电感应过电压的影响。对于水平分层土壤,当... 为研究雷电感应过电压的发展规律,为架空输电线路的防雷设计提供有价值的参考依据,开发了雷电感应过电压3维时域有限差分(3-D FDTD)算法。利用该算法,研究了不同分层土壤结构对架空输电线路雷电感应过电压的影响。对于水平分层土壤,当上层土壤电导率(0.001 S/m)明显小于下层(0.1 S/m)时,土壤等效阻抗变化带来的影响使感应过电压幅值与上层土壤厚度呈正相关;反之,感应过电压幅值则随上层厚度的增大急剧减小,厚度>2 m时其幅值几乎仅由上层土壤决定。对于垂直分层土壤,当雷电电磁场由高电导率土壤传播至低电导率土壤时,垂直分层结构对耦合电压的影响不容忽略;反之,若线路附近5 m以上区域存在高电导率土壤时,则不需考虑垂直分层结构的影响。综上,在架空输电线路雷电感应过电压计算中,需要根据实际情况决定是否考虑分层土壤结构(包括水平分层和垂直分层)的影响。 展开更多

关键词 架空配电线路 雷电电磁场 回击 雷电感应过电压 3维时域有限差分算法 分层土壤

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计及架空地线的配电线路雷电感应过电压模型及应用 被引量：13

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作者 祁汭晗 蔡汉生 +3 位作者 廖民传 贾磊 刘刚 刘宇 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期2413-2419,共7页

该文提出一种基于MODELS语言计算雷电感应过电压的工程模型方法。用于对雷电通道建模以及与架空线路的电磁耦合进行了分析,并在ATP/EMTP中实现且验证。方法考虑了有损地面对径向电场的影响,能够搭建适用于用于配电网输电线路及架空线路... 该文提出一种基于MODELS语言计算雷电感应过电压的工程模型方法。用于对雷电通道建模以及与架空线路的电磁耦合进行了分析,并在ATP/EMTP中实现且验证。方法考虑了有损地面对径向电场的影响,能够搭建适用于用于配电网输电线路及架空线路的感应雷模型,开发了模型新的应用方式,采用解析方法计算线路中的雷电感应电压,再通过感应电压分析架空线路受到的影响。实例结合南方电网配电线路实际情况,给出了在安装有架空地线性线和没有安装架空地线的低压系统中雷电感应过电压,感应电流的分布,以及其耐雷水平的计算结果,讨论线路的承受能力以及可能产生的电磁干扰和影响范围。研究了系统中架空线路配置的作用。结果显示架空地线能够大幅提高配电线路对感应雷的耐雷水平,降低闪络概率。该模型被验证能够很好的应用于配网线路的防雷工作。 展开更多

关键词 ATP/EMTP 配电线路 架空地线 雷电感应过电压 耐雷水平

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不同配网支线拓扑结构下电能采集终端雷电感应过电压防护分析 被引量：8

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作者 马俊 王莉 +3 位作者 张红 姜荣华 赵斌 范巧成 《电测与仪表》 北大核心 2019年第24期33-38,共6页

配电网面临较为严重雷电感应过电压威胁,需要分析不同支线拓扑结构下电能表等采集终端设备的过电压防护。利用EMTP软件搭建配网模型,通过model模块编程计算不同支线拓扑结构下电能表雷电感应过电压,讨论终端过电压幅值统计特性,分析土... 配电网面临较为严重雷电感应过电压威胁,需要分析不同支线拓扑结构下电能表等采集终端设备的过电压防护。利用EMTP软件搭建配网模型,通过model模块编程计算不同支线拓扑结构下电能表雷电感应过电压,讨论终端过电压幅值统计特性,分析土壤电阻率、220 V线路长度等因素的影响,最后讨论入户处安装SPD对电能表感应过电压的抑制效果及其受接地电阻的影响。研究结果表明:电能表感应过电压随着距雷击点距离的增加而降低;不同拓扑结构下,同一节点分支数量越多,邻近电能表过电压越低,但过电压波形震荡越剧烈。相同条件下,电能表受雷电感应过电压威胁程度从高到低依次为链形结构、H形结构和星形结构。电能表终端过电压出现高幅值的概率随着土壤电阻率和220 V架空线长度的增加而增大。入户处安装SPD后,电能表感应过电压能够得到有效抑制,但为了更有效防护内部芯片等敏感设备,需要尽可能维持较低的SPD接地电阻。 展开更多

关键词 配电网 拓扑 采集终端 电能表 雷电感应过电压

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高速铁路高架段信号电缆雷电感应过电压计算研究 被引量：1

9

作者 王州龙 张楠 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2023年第12期284-292,共9页

信号电缆外皮与芯线绝缘较弱,存在雷击感应过电压闪络造成信号系统损坏的风险。推导了雷电回击过程电磁场建模方法,对雷电回击电磁场激励下的信号电缆导线计算模型进行了研究,结合FDTD法给出了高架段信号电缆导线计算模型数值计算实现... 信号电缆外皮与芯线绝缘较弱,存在雷击感应过电压闪络造成信号系统损坏的风险。推导了雷电回击过程电磁场建模方法,对雷电回击电磁场激励下的信号电缆导线计算模型进行了研究,结合FDTD法给出了高架段信号电缆导线计算模型数值计算实现方法。计算了电缆芯线感应过电压,得到信号电缆芯线感应过电压大小与雷电回击通道到电缆的垂直距离、桥面距离地面的高度以及大地电阻率的关系。典型高速铁路高架桥结构中,当雷电回击电流一定时,电缆芯线感应过电压幅值随回击通道到电缆的垂直距离增大呈现非线性减小,电缆芯线感应过电压幅值随土壤电阻率增大呈现近似线性增大,电缆芯线感应过电压幅值随桥面距离地面的高度增大呈现近似线性增大。 展开更多

关键词 高速铁路 信号电缆 雷电感应过电压 雷电回击 电磁场建模

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10kV配电线路感应雷过电压波形特征实测分析 被引量：5

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作者 杨庆 张新东 +4 位作者 孙健 徐文华 和文龙 王科 秦忠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期8900-8909,共10页

为获取配电线路上感应雷过电压数据,研究其波形特征,以期指导架空配电线路雷电防护,该文利用线路过电压在线监测系统,对云南省丽江市华坪县某10kV配电线路上感应雷过电压进行了实测,并对其波形特征和影响因素进行了分析。2021年6至8月份... 为获取配电线路上感应雷过电压数据,研究其波形特征,以期指导架空配电线路雷电防护,该文利用线路过电压在线监测系统,对云南省丽江市华坪县某10kV配电线路上感应雷过电压进行了实测,并对其波形特征和影响因素进行了分析。2021年6至8月份,系统记录了该线路雷雨季节内42次雷电感应过电压数据。测得感应雷过电压波形大体表现出3个过程:包括在初始负峰值之前的缓慢升高,随后是快速极性反转以及后续的衰减振荡,其中最后一个过程值得注意。严格来说,所有记录的电压都是双极性的,但实际情况下普遍认为只有一个半周期具有重要影响。实测感应雷过电压波形参数受不同定义标准影响,可能与标准雷电冲击电压(1.2/50μs)有很大不同。依据Piantini提出的感应电压分类标准,单极性波形占总数的19%,大部分数据呈正极性,波头时间平均值、中值分别为14.5μs、13.2μs。双极性波形占总数的81%,其中,63%第一个半周期是负极性的,在91%的情况下,电压峰值出现在第一个或第二个半周期。 展开更多

关键词 架空配电线路 雷电感应过电压 在线监测 波形特征

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锥形山体坡度及其电导率分层对雷击感应过电压的影响 被引量：6

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作者 张金波 王磊 +3 位作者 梁仕斌 彭晓宇 张其林 唐雅丽 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2936-2944,共9页

为研究山体地形对雷电感应过电压的影响,开发了计算山区架空输配电线雷电感应过电压的2维时域有限差分(2-D FDTD)算法。通过与国外相关研究结果作对比,验证了算法的准确性,并利用该算法计算了山体地形坡度、电导率及其分层结构对架空线... 为研究山体地形对雷电感应过电压的影响,开发了计算山区架空输配电线雷电感应过电压的2维时域有限差分(2-D FDTD)算法。通过与国外相关研究结果作对比,验证了算法的准确性,并利用该算法计算了山体地形坡度、电导率及其分层结构对架空线雷电感应过电压的影响。结果表明:与理想平坦地形相比,山体地形坡度对雷电过电压有显著影响,尤其在土壤电导率为有限值的情况下,过电压幅值随地形坡度的升高而明显增大;当山体表层土壤电导率小于下层土壤电导率时(σ1<σ2),感应过电压幅值随表层土壤厚度的增加呈明显增大的趋势;而当表层土壤电导率较大时(σ1>σ2),雷电过电压幅值随表层土壤厚度的增加而迅速衰减;当表层土壤厚度>5 m时,过电压幅值主要取决于表层土壤电导率,土壤分层的影响可以忽略。研究结果可为山区架空输配电线路防雷设计提供理论参考。 展开更多

关键词 Agrawal耦合模型 时域有限差分法 雷电感应过电压 架空输配电线路 山体地形

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雷击高塔对多导体架空配电线感应过电压的影响 被引量：9

12

作者 张金波 陈为德 +3 位作者 徐翃 贺敬安 顾佳莹 张其林 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1805-1813,共9页

为了研究雷击高塔时多导体架空配电线路感应过电压特征,基于高塔传输线模型建立了2维时域有限差分算法,计算雷击高塔时产生的空间电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算了2种典型结构(水平和垂直结构)多导体架空配电线上的感应过电压。算法... 为了研究雷击高塔时多导体架空配电线路感应过电压特征,基于高塔传输线模型建立了2维时域有限差分算法,计算雷击高塔时产生的空间电磁场,并结合Agrawal耦合模型计算了2种典型结构(水平和垂直结构)多导体架空配电线上的感应过电压。算法精度通过与相关文献结果的对比得以验证,利用该算法对比分析了雷击地面和雷击高塔时的感应过电压,并讨论了水平距离、塔高、电导率和屏蔽线等因素的影响。结果表明:与雷击平坦地面相比,雷击高塔时2种结构的线路感应过电压波形产生了明显振荡,幅值也显著变大;对于2种结构的线路感应过电压,其幅值均随着距回击通道水平距离的增加而减小、随土壤电导率的减小而增大;当塔高小于水平距离时,线路过电压幅值与塔高成正相关关系。另外,屏蔽线的存在会明显降低线路端点的感应过电压幅值,水平多导体架空线中间位置的线路、垂直多导体架空线最靠近屏蔽线的线路受屏蔽作用最明显。该研究结论可为改进架空线路的防雷设计提供理论参考。 展开更多

关键词 2维时域有限差分法 雷电感应过电压 多导体架空配电线 Agrawal耦合模型 高塔

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