雷电回击DU模型等效电路仿真

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1、第32卷第6期四川电力技术Vo1．32。No．62009年l2月SichuanElectricPowerTechnologyDec．，2009雷电回击DU模型等效电路仿真张凤鸣(四川电力物流集团公司，四川成都610021)摘要：从雷电对系统产生影响的实际出发，研究了国际上较通用的雷电回击模型，将其归纳为两大类，指出了雷电回击模型的共性特点及建立理想雷击模型的基本要求。以DU模型(由Deindorfer和Uman在1990年提出的一种雷电回击模型)为基础，建立雷电通道的等效电路，在PSCAD／EMTDC上进行仿真运行，重构了雷电回击电流波形曲线，将仿真得到的对地雷电流波形与原始实测电

2、流波形特征参数比较，证明了该等效电路用于雷电研究的有效性。关键词：雷电；雷电回击模型；等效电路；仿真；PSCAD／EMTDCAbstract：Fromthepracticeoflightningstroke，thecommonlightningreturn—strokemodelsarestudiedandtheyhavebeenclassifiedintotwotypes．Thecommonnessandcharacteristicsofthelightningreturn—strokemodelsareproposedaswellasthebasicdemandsforthed

3、evelopmentofideallightningstrokemode1．BasedonDUmodel，theequivalentcircuitsimulationmodelispresentedandperformedinPSCAD／EMTDC．Thesimulationresultsprovethattheequivalentcircuitmodeliswithvalidityandapplicability．Keywords：lightning；lightningreturn—strokemodel；equivalentcircuit；simulation；PSCAD／EM

4、TDC中图分类号：TM866文献标志码：A文章编号：1003—6954(2009)06—0086—04工程实际提出具体解决方案，具有一定的理论价值和0引言实际工程意义。雷电是大自然中最宏伟壮观的气体放电现象，雷1雷电过程的描述电放电会给人类的生命安全造成危害，雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压(亦称大气过电雷电放电是由带电荷的雷云引起的。实验表明：压)，是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原当大水滴分裂成水珠和细微的水沫时，会出现电荷分因之一，雷击引起的系统故障约占总故障的50％以离现象，大水珠带正电、小水沫带负电。在特定大气上；雷电放电所产生的巨大电流，有可能使被击物体和

5、地形条件下，会出现强大而潮湿的上升热气流。造炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械损坏。成云层中的水滴分裂起电，细微的水沫带负电，被上随着电力系统的飞速发展，高压输电线路纵横交错，升气流带往高空，形成大片带负电的雷云；带正电的绵延万里，遭受雷击是不可避免的，由雷击引起停电水珠或者凝聚成雨滴落向地面，或者悬浮在云中，形事故也时有发生，给国民经济和人民生活造成了严重成雷云下部的局部正电荷区(图1o损失。电力系统的故障统计资料表明，雷害是造成高压输电线路停电事故的最主要原因。在电力系统雷电防护工程计算中，雷电回击冲击电流的大幅值、大陡度等是造成电力系统大气过电压‘季的危害严重程度的决

6、定性因素。如何限制雷电回击；电流的幅值，减小雷电流的变化率对雷电防护系统的⋯⋯⋯一一●图1雷云中的电荷分布设计安排非常重要。通常的研究忽略了雷击接地点大多数雷电放电发生在雷云之间(即云内放电的受雷击物体对雷击主放电流波形相关参数本身的和云间放电)，对地面没有直接影响。雷云对大地的影响，而这种影响通常是非常关键的，因此，据此为基放电虽然只占少数(即地闪)，却直接威胁着人类生础，研究雷击通道终端对雷电流本身的影响，并结合．R6·第32卷第6期四川电力技术Vot．32，No．62009年12月SichuanElectricPowerTechnologyDec．，2009命财产安全和系统的

7、安全运行。实测表明，对地放电(2)雷电通道都是垂直于地面的。虽然雷电通的雷云绝大多数带负电荷。根据放电雷云电荷的极道并不垂直于地面而总是表现出一定的曲折，但由于性来定义，此时雷电流的极性也为负。雷云中的负电雷电通道的曲折具有随机性，因此在计算雷电通道周荷逐渐积聚，同时在附近地面上感应出正电荷，当雷围的电磁场时由于雷电通道弯曲所带的影响并不大。云与大地之间局部电场强度超过大气游离临界场强绝大多数雷电的观测都是在地面进行的，所测得时，就开始有局部放电通道自雷云边缘向大地发