基于fdtd的雷击杆塔浪涌分析

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1、瘡店劇乂識戀胃ＳＯＵＴＨＷＥ巧ＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ顏诵ｆ硕±学位论文＾ｍａｓｔｅｒＤＩＳＳＥＲＴＡＴ…Ｎ屬Ｉ论文题目：基于ＦＤＴＤ的雷击杆塔浪涌分析。麵工輸＊％ｒ：；ｚ２Ｓｚ纖国内图书分类号：ＴＭ８６３密级：公开国际图书分类号：６２１．３８西南交通大学研究生学位论文基于ＦＤＴＤ的雷击杆塔浪涌分析年级２０１４级姓名谷建宏申请学位级别硕±专业电磁场与微波技术指导老师杨丹副教授二零一尤年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ８６３Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．３

2、８ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＳＵＲＧＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＬＩＧＨＴＮＩＮＧＴＯＷＥＲＢＡＳＥＤＯＮＦＤＴＤＧｒａｄｅ：２０１４Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＧｕＪｉａｎｈｏｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄ化ｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｐｅｃｉａｌｉｔ：ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄａｎｄＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＹａｎＤａｎｐｇＭａ２０１７ｙ，西南交

3、通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并。向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可（＾＾将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可＾采用影印。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１．□保密，在年解密后适用本授权书；２．不保密曰／使用本授权书。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论文作者签名；：指导老师签名＂；曰期：么ｔ日期ｒ方５、，》占西南交通大学硕±学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中

4、所做的主要工作或贡献如下：本文使用时域有限差分法对雷击杆塔的浪涌进行了分析，并与电磁暂态仿真程序－（ＡＴＰＥＭＴＰ）的仿真结果进行了对比分化主要工作如下：１．详细阐述了基于时域有限差分法的雷击杆塔浪涌分析的仿真建模过程。包括雷电通道在时域有限差分法中的建模、输电线路和避雷线的建模、绝缘子的建模Ｗ及杆塔主体模型的近似等效建模。特别详细的描述了Ｈ维条件下杆塔主体建模后对于倾斜一细导线结构的阶梯近似过程，并且通过个算例验证了细导线结构等效模型的准确性。２．使用时域有限差分法（ＦＤＴＤ）对雷击杆塔的浪涌进行仿真分析：对同塔双回路杆塔进行仿真得到了杆塔上

5、输电线路和避雷线上的浪涌电流波形、绝缘子两端的电压波形Ｌ义及杆塔截面的空间电场分布图；并且在不添加绝缘子的条件下，对同塔双回路杆塔进斤了仿真，得到了线上的浪涌电流和空间电场，同时对档距为３５０ｍ的两个同塔双回路杆塔进行了仿真－，分析了线上电流的波形变化在ＡＴＰＥＭＴＰ中建立了同尺：寸杆塔的多波阻抗模型并进行了仿真，并将得到的线上电流波形与ＦＤＴＤ仿真结果进斤了对比分析。：本人郑重声明所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研巧王作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡

6、献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：巧達房曰期：么６西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ巧摘要电力设施中产生的浪涌信号估计是在电力系统的雷电保护设计中的关键步骤。在电为设备的雷击浪涌分析中，使用电磁暂态分析软件已经大大提高了准确性。但是电一磁暂态分析软件仿真是基于个粗略的简易模型，雷击的空间传播过程分析仍有待研巧，比如说在地面上浪涌沿着导体的不均匀传播，垂直于或倾向于导体的传播，仍旧亟待解决。这就衍生了沿着传输杆塔、沿着输电线路、沿着地线传播的浪涌的分

7、析。在国内的雷电保护设计中的雷击分析大部分是通过电磁暂态分析软件分析杆塔受到雷击并且产生回击的情况。因为雷击杆塔时传播的电磁波为非横电磁波，对尺寸更一大、构造相对复杂的输电杆塔来说，使用ＥＭＴＰ软件仿真结果会有定误差。使用时域有限差分法从电磁场的角度对雷击杆塔进行模拟仿真，可Ｗ比较精确的模拟出杆塔。内部的瞬态过程，可Ｗ更加有效的估计输电线路和杆塔绝缘子的耐雷水平本文首先介绍了国内外时域有限差分法在雷击领域的应用背景，并简单的描述了时域有限差分法的基本原理Ｗ及基于准静态场推导的