[发明专利]基于雷电物理的风机叶片动态击距与电气几何模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种基于雷电物理的风机叶片动态击距与电气几何模型构建方法，以雷电先导发展的物理模型为基础，利用风机叶片动态击距方法，确保风机叶片上不同位置具有不同的击距，以及风机叶片所处位置的变化而改变击距，给出了叶片动态击距的分布特征。假设雷电下行先导竖直向下发展，将动态击距与传统的电气几何模型相结合，建立针对风机叶片的电气几何分析模型。本发明提出的改进的电气几何模型不仅可为风机叶片的防雷设计与评估提供理论依据，而且为具有复杂结构的地面物体防雷计算提供思路。

主权项

1.一种基于雷电物理的风机叶片动态击距与电气几何模型的构建方法，其特征是：以雷电先导发展的物理模型为基础，并以负极性雷击描述雷击过程，将负极性雷击分为三个阶段，下行先导向下发展，上行先导起始，上下行先导连接过程，假定雷电下行先导竖直向下发展，当上、下行先导的流注相遇时发生雷击，将发生雷击时上行先导流注头部的高度定为击距，据此计算出风机叶片动态击距，以体现风机叶片上不同位置具有不同的击距，以及风机叶片所处位置的变化而改变击距，在假设雷电流数值向下发展的前提下，根据动态击距，建立针对风机叶片的电气几何模型；所述风机叶片动态击距的计算方法包括：1)根据雷云和下行先导位置，求出风机周围的背景电位，计算空间电离产生的电荷数，判定电晕起始，若电晕不起始，下行先导进一步向下发展；2)电晕起始后，由风机周围电位曲线计算电晕区域电荷，当电晕区域电荷大于设定值时流注向先导转化，否则下行先导进一步向下发展；3)先导起始后，假定一个初始先导长度，根据电位畸变曲线计算上行先导发展过程，当上下行先导头部之间的平均场强为Estr时确定接闪，最终求得上行先导和流注的发展高度；所述Estr为流注区电场近似于恒定值，4.5×10⁵V/m。