基于fdtd混合算法的雷击杆塔的浪涌分析

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于FDTD混合算法的雷击杆塔的浪涌分析　　摘要：由于传统的电磁暂态分析程序ATP?EMTP在对雷电直击杆塔的浪涌进行估计时不够准确，故将传统FDTD方法与细导线FDTD方法结合起来，对雷击杆塔的过程进行建模，模拟和分析雷击杆塔引起的浪涌信号在塔上三相电线上耦合产生的过电流响应，同时分析了绝缘子的击穿电压和击穿时间。研究结果表明，基于FDTD方法雷击

2、杆塔的线上电流比ATP?EMTP要小，可以有效地估计输电线路和绝缘子的耐雷水平。　　关键词：细导线FDTD；杆塔结构；过电流响应；绝缘子；雷击杆塔；浪涌分析　　中图分类号：TN99?34；TM863文献标识码：A文章编号：1004?373X05?0116?04　　Abstract：SincethetraditionalelectromagnetictransientanalysisprogramATP?EMTPcan′taccuratelyestimatethesurgesofthelightningstrikingtowe

3、r，thetraditionalFDTDmethodandthin?wireFDTDmethodarecombinedtomodeltheprocessofthelightningtower，simulateandanalyzetheovercurrentresponsegeneratedbythree?phaseelectricwirescouplingofsurgesignalinducedbythelightningtower，and为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，

4、还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。analyzethebreakdownvoltageandbreakdowntimeoftheinsulator.TheresearchresultsshowthattheFDTDmethodhassmallerlinecurrentoflightni

5、ngtowerthanATP?EMTP，andcaneffectivelyestimatethelightningtolerancelevelofthetransmissionlineandinsulator.　　Keywords：thin?wireFDTD；towerstructure；overcurrentresponse；insulator；lightningtower；surgeanalysis　　0引言　　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。在电力设备的雷击浪涌分析中，使用电磁暂态分

6、析软件已经大大提高了准确性。但是电磁暂态分析软件仿真是基于一个粗略的简易模型，雷击的空间传播过程分析仍有待研究，比如说，在地面上浪涌沿着导体不均匀传播，垂直于或倾向于导体传播，仍亟待解决。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分析。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装

7、到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　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[1?2]。由于雷击杆塔时传播的电磁波为非横电磁波[3]，对尺寸较大、结构相对复杂的输电线路杆塔来说，使用EMTP软件仿真结果会有一定误差。采用FDTD方法从电磁场的角度对雷击杆塔进行仿真，可以比较精确地模拟出杆塔内部的瞬态过程，可以更加有效地估计输电线路和杆塔绝缘子的耐雷水平。　　本文对500kV同塔双回线路杆塔的简化模型在标准波形的雷击条件下

8、的雷电浪涌现象使用传统FDTD与细导线FDTD结合的方法进行数值分析。分析了回闪时刻绝缘子的击穿电压值以及传输线上的电流响应，同时，与在相同条件下电路分析的结果进行对比，在分析结果的基础上从雷电耐受电压的角度进行评估。　　1细导线FDTD基本理论　　FDTD方法是一种在空间和时间的推演中进