[发明专利]雷击大地时低压线路绝缘子雷电感应电压计算方法

摘要

本发明公开了一种雷击大地时低压线路绝缘子雷电感应电压计算方法，该电压计算方法是分别计算绝缘子两端的雷电感应电压，获得两点电位差，即为绝缘子所承受的雷电感应电压；其获得两点电位差需通过以下计算雷电流通道周围空间电磁场计算、架空配电线雷电感应电压计算、杆塔感应雷电压计算，通过架空配电线雷电感应电压计算减去杆塔感应雷电压计算就可得绝缘子雷电感应电压及合电压计算。本发明本发明提出了完整的理论方法计算雷击大地时低压线路绝缘子雷电感应电压，弥补了现有理论研究的空白，可为低压配电线路的绝缘子选型提供参考依据，提高线路的防雷水平。

主权项

一种雷击大地时低压线路绝缘子雷电感应电压计算方法，雷击地面时，雷电电磁场与暴露其中的架空配电线和金属杆塔耦合，在配电线路和杆塔上均会产生感应电压，绝缘子一端接导线，另外一端接杆塔，其特征在于：该电压计算方法是分别计算绝缘子两端的雷电感应电压，获得两点电位差，即为绝缘子所承受的雷电感应电压；其获得两点电位差需通过以下计算：雷电流通道周围空间电磁场计算、架空配电线雷电感应电压计算、杆塔感应雷电压计算，通过架空配电线雷电感应电压计算减去杆塔感应雷电压计算就可得绝缘子雷电感应电压及合电压计算；雷电流通道周围空间电磁场计算提出采用微分形式的Maxwell控制方程，结合时域有限差分（FDTD）进行数值求解的计算方法；计算过程是：1）确定基底雷电流函数、确定雷电流回击模型；2）回击雷电流视为垂直于地面放置的天线，具有圆柱对称性，采用二维柱坐标系列写微分形式的Maxwell控制方程：3）对时间和空间进行网格划分，利用中心差分近似表示微分，得到各个电磁场分量的FDTD迭代方程：根据安培环路定律，雷电流回击通道上的Ez分量格式如下：有源区：无源区：4）改进Mur吸收边界条件，推导出边界处的FDTD迭代方程：沿z方向：沿r方向：式中：为雷电电磁脉冲在空气或地下的传播速度。