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基于先导发展模型的舰艇避雷防护评估仿真

强激光与粒子束 2018年第1期30卷 55-61页

作者：裴高飞陈海林高成陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室南京210007 北方信息控制研究院集团有限公司南京211153

基于先导发展模型实现了海域上地闪先导2维数值放电模拟,完成了海域上地闪先导放电通道过程的图样采集。通过建立二维舰船模型,并根据相关标准对舰船模型进行避雷针的数量、高度、位置设定,对此模型进行雷电先导放电数值试验。经大量试... 详细信息

基于先导发展模型实现了海域上地闪先导2维数值放电模拟,完成了海域上地闪先导放电通道过程的图样采集。通过建立二维舰船模型,并根据相关标准对舰船模型进行避雷针的数量、高度、位置设定,对此模型进行雷电先导放电数值试验。经大量试验统计分析,舰船采用单根避雷针设计方案时,避雷针的高度较高,使得接闪概率明显增大,但在避雷针周围取得了较理想的防护效果;与单根设计方案相比,双根避雷针设计使得舰船整体结构高度降低,总的接闪次数有所减少,防护效果更佳。该评估方法可与长间隙放电试验和雷电观测互为补充,进一步完善了水面舰艇避雷系统防护评估检验技术,为舰艇的雷电防护提供理论基础。

关键词：舰艇先导发展模型避雷针有限差分

基于先导发展模型的±800 kV直流输电线路的雷电屏蔽性能评估

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电瓷避雷器 2019年第4期 87-93页

作者：谢施君曹树屏罗蜀彩张晨萌张榆欧平吉国网四川省电力公司电力科学研究院成都610095 国网四川检修公司成都610095

基于先导发展模型,分析了±800 kV输电线路直线塔的雷电屏蔽性能,并研究了工作电压、杆塔高度、地形地貌和线路保护角的影响规律,结果表明,正极性工作电压使得最大绕击电流和绕击率增加,而负极性工作电压使得最大绕击电流和绕击率有所降... 详细信息

基于先导发展模型,分析了±800 kV输电线路直线塔的雷电屏蔽性能,并研究了工作电压、杆塔高度、地形地貌和线路保护角的影响规律,结果表明,正极性工作电压使得最大绕击电流和绕击率增加,而负极性工作电压使得最大绕击电流和绕击率有所降低,但整体而言,考虑工作电压的线路绕击率高于不考虑工作电压的情况,前者约为后者的两倍;随着线路杆塔高度和保护角的增加,直流线路的雷电绕击跳闸率逐渐增大;大地平面朝着线路侧倾斜,会增强地面的屏蔽效应,使得雷电绕击线路的概率降低.考虑直流输电线路的实际参数,评估了四川省±800 kV锦-苏直流输电线路、±800 kV宾-金直流输电线路和±800 kV复-奉直流输电线路的雷电屏蔽性能,发现了直流输电线路的雷电屏蔽性能的极性效应,并获得了3条直流输电线路的高风险杆塔分布,为线路的防雷改造提供了指导.

关键词： ±800kV直流输电线路雷电屏蔽性能先导发展模型工作电压

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基于先导发展模型法的风机叶片接闪优化

基于先导发展模型法的风机叶片接闪优化

作者：赵雪琳西华大学

学位级别：硕士

为了提高风力发电的经济效应,发展大容量风力发电机组已经成为未来风电市场的必然趋势。但随着发电容量的提升,风机的叶片长度和整机高度也必然随之增加,这会导致风电机组的雷击风险大大提高。雷击风电机组会造成的巨大的经济损失。在... 详细信息

为了提高风力发电的经济效应,发展大容量风力发电机组已经成为未来风电市场的必然趋势。但随着发电容量的提升,风机的叶片长度和整机高度也必然随之增加,这会导致风电机组的雷击风险大大提高。雷击风电机组会造成的巨大的经济损失。在雷击造成损坏的各风机部件中,以叶片的受损的情况最为严重,会带来最高的维修费用和最长的停工时间,这极大的影响了风机的经济效益。因此,亟待提出一种在雷击风力发电机组时能够对叶片进行有效保护的措施。利用Ansoft对叶片进行电磁场仿真,首先确认了风机的叶尖是雷电的易击点,必须要安装金属接闪器加以保护;同时叶身也存在一定的雷击风险,还要额外在叶身上安装接闪器以实现对整个叶片的有效保护。根据初步电磁场仿真的结果,本文提出了五种有效的接闪器方案。由于电磁场仿真存在一定的局限性,单依靠电场强度来判断各个方案的有效性的方法存在不合理之处。因此,本文考虑到先导发展模型是与实际中叶片上上行先导起始物理过程最为接近的模型,提出了一种基于先导发展模型而建立的风机叶片接闪模型,以此来对各方案的有效性进行比较。基于电位畸变的空间电荷的计算方法,本文推导了适用于单个叶尖接闪器的叶片先导发展模型。但通过对先导起始条件进行分析,认为实际中雷击风电机组时,叶片往往处于旋转状态;同时叶片上往往安装有多个接闪器,容易产生多个上行先导并形成竞争态势。因此,需要根据实际工况对风机叶片上先导发展模型进行改进。本文根据负极性流注的能量平衡方程推导了叶片上先导起始时的温度计算公式,改进了先导起始条件,得到了适合多接闪器方案的叶片接闪模型,并通过数值计算得到了各方案中接闪器的击距。结合电气几何法,根据得到的击距做出各方案的电气几何图,并针对风机叶片单接闪器和多接闪器的情况,分别推算了暴露距离计算公式,利用风机防雷系统效率计算公式推算了各个方案的屏蔽效率,最终确认了叶尖安装1个接闪器、叶身均匀安装2个接闪器的方案对叶片有最好的保护效果。

关键词：风机叶片雷击接闪器先导发展模型电气几何法

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雷电先导发展模型的引雷塔击距计算与分析

广东电力 2019年第3期32卷 112-118页

作者：王锐彭向阳文豹文习山王羽王健邓冶强广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510080 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

为使用电气几何模型分析引雷塔对输电线路雷击跳闸情况的影响规律,需要对引雷塔的击距进行计算。为此,利用雷电先导发展模型,在考虑了正极性迎面先导起始与发展过程和负极性地闪下行先导通道电荷量与电荷分布特性情况下,建立了引雷塔接... 详细信息

为使用电气几何模型分析引雷塔对输电线路雷击跳闸情况的影响规律,需要对引雷塔的击距进行计算。为此,利用雷电先导发展模型,在考虑了正极性迎面先导起始与发展过程和负极性地闪下行先导通道电荷量与电荷分布特性情况下,建立了引雷塔接闪过程的有限元仿真计算模型,并对安装避雷针的引雷塔击距进行计算,分析了避雷针尺寸和引雷塔高度对击距的影响,得出:在同一电流幅值下,引雷塔击距与避雷针长度、引雷塔高度呈现正相关性;而且随着电流幅值增加,避雷针长度、引雷塔高度对击距的影响更加明显。通过与现有击距公式计算结果进行对比,验证了算法的准确性。

关键词：先导发展模型引雷塔避雷针击距有限元方法

改进先导发展模型在超特高压线路耐雷性能评估中的应用

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黑龙江电力 2015年第3期37卷 268-272页

作者：吴凡王艺霖李智东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

为提高雷电先导放电三维数值模拟的空间分辨率,研制了一种改进先导发展模型,即将近地区域的分辨率设置为1 m,将非近地区域的分辨率设置为50 m,进而进行三维数值模拟。在此改进模型基础上,数值模拟得到了雷电先导放电二维投影图样,并结... 详细信息

为提高雷电先导放电三维数值模拟的空间分辨率,研制了一种改进先导发展模型,即将近地区域的分辨率设置为1 m,将非近地区域的分辨率设置为50 m,进而进行三维数值模拟。在此改进模型基础上,数值模拟得到了雷电先导放电二维投影图样,并结合改进先导发展模型计算得出的绕击概率分布,得出了±500 kV直流输电线路的绕击率。以内蒙古呼伦贝尔地区伊穆±500 kV超高压直流输电线路为例,通过比较自然界中雷电放电与模拟结果的分形维数验证了该模型的合理性。

关键词：超特高压介质击穿模型(DBM) 雷电放电先导发展模型

基于山区雷电先导发展的改进电气几何模型仿真研究

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高电压技术 2015年第5期41卷 1550-1557页

作者：姚尧李健李涵阮羚周文俊唐泽洋国网湖北省电力公司电力科学研究院武汉430077 国家电网公司高压电气设备现场试验技术重点实验室武汉430077 武汉大学电气工程学院武汉430072

山地对地面电场的畸变作用使雷电先导偏向山体发展,导致采用电气几何模型(EGM)计算的山区线路绕击跳闸率比运行经验偏小。因而提出一种适用于山区地形的输电线路雷击概率计算模型,通过一种类山体形态的保角变换函数将2维山区地形抽象化... 详细信息

山地对地面电场的畸变作用使雷电先导偏向山体发展,导致采用电气几何模型(EGM)计算的山区线路绕击跳闸率比运行经验偏小。因而提出一种适用于山区地形的输电线路雷击概率计算模型,通过一种类山体形态的保角变换函数将2维山区地形抽象化、映射到水平面,以使用传统镜像电荷法计算山区雷电下行先导的发展轨迹,并在先导"末跃"阶段采用电气几何模型EGM中的"击距"参数简化判断雷击点。仿真结果表明,应用该方法计算三峡地区几种典型山体地形的落雷分布,与雷电定位统计值具有良好的对应性。以三峡地区某220 kV线路雷击跳闸为例,与EGM计算结果对比表明,考虑山顶地形对雷电先导的吸引作用后,线路边相导线的绕击概率明显增大,可更好解释山区线路雷击跳闸率较高的原因。

关键词：改进电气几何模型保角变换镜像法地形先导发展模型雷击跳闸率

1m级间隙正极性雷电冲击闪络判据海拔校正方法的适用性

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高电压技术 2024年第2期50卷 825-831页

作者：刘柏炫韩永霞何少敏蔡汉生刘刚冯瑞发华南理工大学电力学院广州510640 南方电网科学研究院广州510080

绝缘子及空气间隙的雷电冲击闪络判据是评估输电线路耐雷性能的重要仿真模型之一,同一间隙的闪络判据在不同海拔地区应用需要进行海拔校正。绝缘子及空气间隙的雷电冲击U50%闪络判据可以采用g参数进行海拔校正,但是更加精确的闪络判据... 详细信息

绝缘子及空气间隙的雷电冲击闪络判据是评估输电线路耐雷性能的重要仿真模型之一,同一间隙的闪络判据在不同海拔地区应用需要进行海拔校正。绝缘子及空气间隙的雷电冲击U50%闪络判据可以采用g参数进行海拔校正,但是更加精确的闪络判据如伏秒特性及先导发展模型法尚缺乏有效的海拔校正方法。该文针对110kV线路用复合绝缘子及1m棒-板间隙,分别在平原和高海拔地区开展了正极性标准雷电冲击试验,对比了海拔对冲击闪络特性的影响,分析了现有海拔校正方法在U50%及伏秒特性散点校正中存在的问题。然后,拟合了适用于不同海拔的110 kV单支复合绝缘子及1 m棒-板间隙的正极性标准雷电波先导发展模型,并将该模型计算得到的U-t曲线与试验所得的伏秒特性散点进行对比分析,验证了先导发展模型通过改变相对空气密度开展闪络判据海拔校正的适用性。最后,通过对比分析不同先导发展模型对计算110kV输电线路耐雷水平的影响,证明了先导发展模型闪络判据海拔校正的精确性。

关键词：长间隙海拔校正闪络判据先导发展模型耐雷水平

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基于先导发展的特高压线路雷电屏蔽模型研究

广东电力 2012年第2期25卷 24-28,95页

作者：冯杰雷霆吴廷祥黄进深圳供电规划设计院有限公司广东深圳518054

基于长空气间隙的放电理论建立雷电屏蔽的先导发展模型,利用该模型进行特高压直流线路雷击过程仿真,并计算文献中给出的实际线路的雷电屏蔽性能。仿真计算结果表明:特高压线路存在明显的"回头雷击"现象;利用雷电屏蔽模型计算的结果较电... 详细信息

基于长空气间隙的放电理论建立雷电屏蔽的先导发展模型,利用该模型进行特高压直流线路雷击过程仿真,并计算文献中给出的实际线路的雷电屏蔽性能。仿真计算结果表明:特高压线路存在明显的"回头雷击"现象;利用雷电屏蔽模型计算的结果较电气几何模型计算的结果更接近实际运行数据,可用于工程实际仿真计算。

关键词：特高压输电线路雷电屏蔽先导发展模型雷击闪络率

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动态条件下飞机机翼雷击特征研究

电瓷避雷器 2024年

作者：杨宁张书琴刘颖金晨路侯文豪江苏省气象局常州工学院航空与机械工程学院/飞行学院南京市气象局

雷击作为自然状态下的长间隙放电现象，对飞行器的安全构成直接威胁。考虑到飞机在空中面临复杂情况且遭遇雷击的概率较地面物体大，有必要对其雷击特性进行深入分析。本研究通过关注速度和迎角两个关键变量，利用先导发展模型对飞机机... 详细信息

雷击作为自然状态下的长间隙放电现象，对飞行器的安全构成直接威胁。考虑到飞机在空中面临复杂情况且遭遇雷击的概率较地面物体大，有必要对其雷击特性进行深入分析。本研究通过关注速度和迎角两个关键变量，利用先导发展模型对飞机机翼的动态雷击特性进行了分析。研究结果表明，机翼高低压区的气压差随着迎角的增加而增大，在15°时达到极值后呈减小趋势，导致机翼高低压区的上行先导触发高度差异达到了33.63%；而当速度为120 m/s时，低压区的触发高度仅为高压区的54.7%（分别为435 m和795 m）。研究结果表明，飞行器机翼的高压区存在着较低压区更高的雷击风险，并随着飞机迎角和速度的增大而增加。本研究对民航飞机的雷击安全防范具有重要意义，有助于优化飞行安全策略与防护设计。

关键词：雷击特性先导发展模型动态飞机机翼