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雷击杆塔过电压的理论与试验研究

刘浩菊  
【摘要】:雷击是导致输电线路故障的重要原因之一,杆塔的雷电冲击响应特性是决定输电线路雷电过电压的重要因素。国内外对此的研究,主要有集中参数法(我国防雷规程采用)、直接测量法及电磁场法等方法。其中,集中参数法实际反映的是多次折反射后的一种近似方法,不能反映波头部分和高杆塔的响应,且等值参数的选取也是近似等效;直接测量法由于不可避免的导体间的电磁耦合,以及不能真实地模拟雷电通道,以至于不可真实地再现雷电发生过程,也不能准确的测量所需的量,应用受到限制。本文论述了这几种方法的局限性,在电磁场理论分析的基础上,建立了雷击时杆塔、地线、导线响应分析的数学模型,将感应电荷准静法应用到普通高度杆塔进行了分析。与已有方法相比,感应电荷准静法在抵消场法的基础上有如下改进: 将动态位参考点选在无穷远处,而不是地线与塔顶连接处。 考虑地线、导线、杆塔的几何尺寸和相互之间的位置关系以及导线地线的弧垂,而不是简化的地线和导线平行,都与杆塔垂直的关系。 建立起物理意义更明晰的方程组。 论文介绍了感应电荷准静法在普通高度杆塔响应中折反射系数的处理方法,并完善了基于感应电荷准静法的杆塔反击过电压计算软件。为验证计算方法的正确性,作者进行了两种模型塔的冲击响应试验,将计算结果与测量结果进行了比较;同时,与我国防雷规程法进行了对比。两个比较结果表明,计算软件的结果是可信的。


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