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飞机雷电耦合机理及屏蔽性能影响因素分析

系统工程与电子技术 2023年第4期45卷 991-999页

作者：杨占刚张起浩柯中澍石旭东中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

复合材料飞机的雷电间接效应防护是现代飞机亟需解决的难点问题之一。通过建立等效电路研究雷电对飞机的不同电磁耦合机理,分析复合材料飞机在蒙皮敷设金属网的屏蔽性能及影响因素,并通过对比实际情况,验证所提金属网体积计算方法的有... 详细信息

复合材料飞机的雷电间接效应防护是现代飞机亟需解决的难点问题之一。通过建立等效电路研究雷电对飞机的不同电磁耦合机理,分析复合材料飞机在蒙皮敷设金属网的屏蔽性能及影响因素,并通过对比实际情况,验证所提金属网体积计算方法的有效性。理论分析与仿真计算结果表明,在蒙皮表面敷设金属网可为复合材料飞机提供有效雷电防护,且金属网参数对屏蔽性能影响较大。此外,提出的金属网体积及感应电流计算方法,可为复合材料飞机雷电间接效应屏蔽性能的进一步优化提供参考。

关键词：复合材料飞机雷电间接效应电磁屏蔽防雷保护金属网

风力发电机组桨叶引下线断线在线检测系统研究

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太阳能学报 2023年第10期44卷 407-413页

作者：郭靖张飞王金明刘钰磊任晓颖萨仁娜内蒙古科技大学信息工程学院包头014017 华北电力大学新能源学院北京100096 内蒙古华电辉腾锡勒风力发电有限公司呼和浩特013500

为提升风电场智能运维效能,避免风力发电机组桨叶引下线断线并接闪后出现桨叶变形开裂甚至爆炸损毁的风险,该文以桨叶引下线为对象,基于单线电能传输技术、嵌入式技术、GPS定位和4G通信技术提出一种风力发电机组桨叶引下线断线在线监测... 详细信息

为提升风电场智能运维效能,避免风力发电机组桨叶引下线断线并接闪后出现桨叶变形开裂甚至爆炸损毁的风险,该文以桨叶引下线为对象,基于单线电能传输技术、嵌入式技术、GPS定位和4G通信技术提出一种风力发电机组桨叶引下线断线在线监测系统,实现桨叶引下线状态信息的实时获取,无需停机登塔检测。仿真及实验表明,本系统可高效、稳定、准确识别桨叶引下线的断线故障。

关键词：风力发电机组故障检测防雷保护单线电能传输技术嵌入式系统

半密闭灭弧腔室内电弧运动特性的三维仿真和实验

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电工技术学报 2021年第S01期36卷 321-329页

作者：贾文彬司马文霞袁涛杨鸣成煌输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

在配网线路防雷中,利用多个半密闭灭弧腔室串联将长空气间隙电弧分段淬灭的多腔室灭弧结构因其优异的灭弧性能,受到学者的广泛关注。在应用于配网线路雷电防护时,多腔室灭弧结构中的气体间隙被击穿后,冲击电弧在半密闭灭弧腔室内的运动... 详细信息

在配网线路防雷中,利用多个半密闭灭弧腔室串联将长空气间隙电弧分段淬灭的多腔室灭弧结构因其优异的灭弧性能,受到学者的广泛关注。在应用于配网线路雷电防护时,多腔室灭弧结构中的气体间隙被击穿后,冲击电弧在半密闭灭弧腔室内的运动特性直接影响该结构的灭弧性能。为了研究冲击电弧在灭弧腔室内的运动特性,该文将气流场、流体传热场、电磁场多场全耦合,建立单个半密闭灭弧腔室内冲击电弧的三维数值仿真模型,分析电弧从腔室内运动到腔室外的动态演变过程;搭建冲击电流试验平台,利用高速摄像机拍摄了电弧从腔室内运动到腔室外的图像,分析电弧运动图像的特征。结果表明,仿真得到的电弧完全运动到腔室外的时刻和电弧完全熄灭的时刻与试验图像特征吻合,验证了仿真模型的准确性;得到了腔室内电弧温度、腔室内压强和气流速度随时间整体呈现先急剧增加后缓慢减小的趋势;当电弧电流为波形8/20μs、幅值2kA时,腔室内的电弧温度最高可达41000K,压强最大达2MPa,气流速度最大达3000m/s。

关键词：防雷保护多腔室灭弧半密闭灭弧腔室冲击电弧动态演变

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防雷保护技术在中波广播发射台的重要作用

通讯世界 2023年第10期30卷 160-162页

作者：陈治国湖南省新闻出版广电局中波台管理中心湖南长沙410003

为解决中波广播发射台因雷击而导致广播中断的问题,对防雷保护技术进行研究,讨论防雷保护技术在中波广播发射台的应用,分析其应用优势,指出其存在的局限性以及维护困难等问题,提出发射塔顶端接地电极的设置、接地系统导体选择、避雷带... 详细信息

为解决中波广播发射台因雷击而导致广播中断的问题,对防雷保护技术进行研究,讨论防雷保护技术在中波广播发射台的应用,分析其应用优势,指出其存在的局限性以及维护困难等问题,提出发射塔顶端接地电极的设置、接地系统导体选择、避雷带的设置、定期检测和维护等应用要点,以期为相关人员(或工程)提供参考。

关键词：防雷保护设备受损导体选择

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高压低通滤波器限制雷电过电压的应用方案

高电压技术 2019年第4期45卷 1256-1265页

作者：樊友平陈艺白津阳吴蔚宋佳翰王彤武汉大学电气与自动化学院武汉430072

雷电过电压是威胁变电站安全运行的主要原因之一,目前主要通过合理配置避雷器的数量和布置安装位置进行保护,但安装避雷器数量较多会提高变电站造价,导致经济性下降。雷电过电压的频率范围一般为20 kHz至1 MHz,远远超过工频电压的50 Hz... 详细信息

雷电过电压是威胁变电站安全运行的主要原因之一,目前主要通过合理配置避雷器的数量和布置安装位置进行保护,但安装避雷器数量较多会提高变电站造价,导致经济性下降。雷电过电压的频率范围一般为20 kHz至1 MHz,远远超过工频电压的50 Hz,根据这一特点提出在进线入口加装由电感线圈和耦合电容组成的高压L-C滤波器的替代措施。以某500 kV气体绝缘变电站(GIS)为研究对象,设计了电感值314μH、电容值12.1 nF、爬电距离23 816 mm、干弧距离6 m的高压L-C滤波器,通过EMTP-ATP仿真验证其良好的性能,且提出了敞开式绝缘(AIS)避雷器搭配高压L-C滤波器的防雷保护方案。通过仿真对比发现,采用AIS避雷器搭配高压L-C滤波器限制雷电过电压的效果更突出,且经济性更好。研究证明,高压L-C滤波器可替代GIS避雷器对GIS变电站进行更为有效的防雷保护。

关键词：雷电过电压避雷器高压L-C滤波器 GIS变电站 EMTP-ATP 防雷保护

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防雷保护技术在中波广播发射台的应用

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第1期 0052-0055页

作者：李亚彬新疆维吾尔自治区广播电视局8113台新疆伊犁835600

广播发射系统设备的防雷措施必须从广播信号源接收系统、供电系统、发射机和天馈系统四个方面考虑。防雷的原则是实施有针对性的技术防护措施。在雷电电流释放大部分后,通过防雷设置屏蔽过电压波,再通过雷电浪涌限制被保护设备上的浪涌... 详细信息

广播发射系统设备的防雷措施必须从广播信号源接收系统、供电系统、发射机和天馈系统四个方面考虑。防雷的原则是实施有针对性的技术防护措施。在雷电电流释放大部分后,通过防雷设置屏蔽过电压波,再通过雷电浪涌限制被保护设备上的浪涌过电压幅值。中波广播电台是一种以发射电磁信号为主要功能的传输设施,中波广播电台一般建在开阔地带,容易受到外界环境的影响。闪电是自然界常见的自然现象,会对中波广播发射机的运行产生一定的影响。因此,有必要深入研究中波广播发射机的防雷对策,以保证中波广播发射机的正常运行。文章对防雷保护技术在中波广播发射台的应用进行了研究分析,以供参考。

关键词：防雷保护中波广播发射台

连续冲击作用下不同土壤地区接地装置的散流特性研究

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电网与清洁能源 2022年第11期38卷 71-79,87页

作者：苗浩铭申巍曹雯陈思庚杜思琪王西香西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院陕西西安710054 陕西中试电力科技有限公司陕西西安710199

连续雷电冲击作用下接地装置的冲击散流特性更能反映杆塔接地的防雷保护效果,并且不同土壤地区的杆塔接地装置在雷电流的连续冲击下会有不同情况的冲击散流特性,为了探究这种特性,该文基于ATP-EMTP软件建立考虑火花效应的双脉冲五段式... 详细信息

连续雷电冲击作用下接地装置的冲击散流特性更能反映杆塔接地的防雷保护效果,并且不同土壤地区的杆塔接地装置在雷电流的连续冲击下会有不同情况的冲击散流特性,为了探究这种特性,该文基于ATP-EMTP软件建立考虑火花效应的双脉冲五段式水平接地体仿真模型,仿真和实验相结合对不同土壤地区接地装置的连续冲击特性进行研究,对冲击接地电阻进行计算总结。研究结果表明:连续冲击下接地装置的冲击特性远不同于单次冲击下接地装置的冲击特性,这主要是由于接地装置所处土壤环境的不同,火花效应和挥发效应对土壤冲击散流效果的作用会相互影响,因而产生较大差异:当土壤比较湿润时其二次冲击散流效果较一次冲击散流效果较差,当土壤比较干燥时,其二次冲击散流效果较一次冲击散流效果较优。

关键词：防雷保护连续冲击电流接地装置冲击接地电阻

基于雷电物理学的多风机雷电屏蔽研究及风电场防雷布置

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中国电机工程学报 2018年第18期38卷 5335-5342页

作者：张黎张瑶王国政邹亮赵彤山东大学电气工程学院山东省济南市250061 国网山东省电力公司潍坊供电公司山东省潍坊市261000

近年来,雷电灾害对风电场内大容量风电机组的破坏日趋严重。为降低风电场雷击事故的概率,提出一种新型多风机电气几何模型,该模型从雷电先导发展的物理模型出发,考虑叶片周围带电粒子的影响,计算叶片接闪器的击距范围。与传统电气几何... 详细信息

近年来,雷电灾害对风电场内大容量风电机组的破坏日趋严重。为降低风电场雷击事故的概率,提出一种新型多风机电气几何模型,该模型从雷电先导发展的物理模型出发,考虑叶片周围带电粒子的影响,计算叶片接闪器的击距范围。与传统电气几何模型相结合,给出多风机间雷电屏蔽的关系与判据。利用该模型对规模化风电场各风机间的雷电屏蔽距离进行研究,分析环境因素（温度、大气压强、空气湿度和海拔）对风电场雷电屏蔽的影响。计算表明,相对空气密度越大、海拔越低,风机之间的雷电可屏蔽距离越大。最后,计算1.5MW规模化风电场的行列布置间距。所提方法拟为不同环境下风电场的防雷布置提供理论依据。

关键词：防雷保护风电场雷电几何模型雷电物理雷电屏蔽距离

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光伏框架结构中的雷击效应研究

光伏框架结构中的雷击效应研究

作者：郎子霆北京交通大学

学位级别：硕士

随着对绿色清洁能源需求的增长,太阳能发电受到了广泛的开发和利用,带动了光伏电站的快速发展。太阳能电站装机容量的提升和规模的增大,光伏发电遭受雷击已成为威胁光伏发电安全可靠运行的主要因素之一,针对这一问题,本文从计算仿真和... 详细信息

随着对绿色清洁能源需求的增长,太阳能发电受到了广泛的开发和利用,带动了光伏电站的快速发展。太阳能电站装机容量的提升和规模的增大,光伏发电遭受雷击已成为威胁光伏发电安全可靠运行的主要因素之一,针对这一问题,本文从计算仿真和实验两部分对雷击光伏框架暂态效应进行研究,得出相关数据对防雷保护和人体防护提供数据支持和建议。针对大型光伏电站防雷保护,现有光伏电站会在框架上安装避雷针或设置独立避雷针,针对这两种避雷针设计,就滚球法和保护角法对光伏板雷击保护进行分析计算,来探讨两种方法的便捷性和实用性,以便于在工程中能够更方便的选择使用哪种计算方法来设计光伏电站的防雷设计。对于并没有架设避雷针的光伏电站,雷击光伏框架后,雷电流会从光伏框架雷击点流入,通过框架中的导体传输,经引下线流入接地结构最终流入大地。在雷电流流动过程中,光伏框架上会产生雷电瞬态响应,造成瞬态电位升高和大电流分布。基于这一雷电暂态过程,本文从诺伊曼公式和平均电位法推导出框架结构中各分支导体的电路参数,计算分支导体的π型等效电路,建立起光伏框架结构的雷电暂态模型。针对光伏框架的接地结构,考虑了雷电流经过接地体发生的土壤放电电离效应,通过计算其等效半径构建接地装置的等效电路模型。最后将光伏框架和接地结构连接起来就构成了整体等效电路模型。为了检验所计算光伏框架参数的有效性,模拟雷电流在框架中流动的波过程,设计并制作了可产生纳秒级波头的冲击电流发生器和缩型光伏支架实验模型。进行了缩型光伏实验并进行测量,利用测量结果对光伏框架结构的暂态模型进行验证。进行了土壤电阻率测量和缩型接地装置的接地电阻测量,通过测量对光伏框架接地结构的暂态模型进行验证。使用验证过的等效电路模型,考察在不同雷电流幅值、波形、雷击位置、土壤电阻率和接地结构对光伏框架的雷电暂态波形,并对其进行分析。在雷击光伏框架暂态响应的基础上,通过积分法计算地面电位,引入人体集总参数电路模型,分析在不同雷电流幅值、不同土壤电阻率和不同雷击距离时人体跨步电压和人体电流的情况下,雷电流可能对人体造成的伤害,并对防雷保护提出建议。

关键词：光伏框架防雷保护暂态响应电路模型跨步电压