基于FDTD的雷擊桿塔瞬態(tài)響應仿真研究.pdf

1、在對雷電反擊的防護領域,能夠準確地仿真出雷擊桿塔的瞬態(tài)響應一直是大家追尋的目標。有研究表明,較之于傳統(tǒng)的采用EMTP軟件對雷擊桿塔的瞬態(tài)響應進行仿真的方法,采用FDTD方法從電磁場的角度對雷擊桿塔瞬態(tài)響應的仿真結(jié)果更準確些。因此,為研究雷擊桿塔的瞬態(tài)響應,本文主要采用FDTD方法對其進行仿真。
　　本文首先介紹了FDTD方法的基本原理和關鍵技術,除原有書本內(nèi)容外,添加了部分重要內(nèi)容,如Liao氏二階吸收邊界條件的差分形式、一種新的

2、模擬集中電流源的方法和基于準靜態(tài)場推導的細導線處理方法。
　　為實現(xiàn)對雷擊桿塔瞬態(tài)響應的仿真,詳細介紹了FDTD方法中雷電通道的建模方法、避雷線和分裂導線的建模方法和具有復雜結(jié)構(gòu)的輸電線路桿塔的建模方法,通過與三個算例的對比,驗證了該建模方法的有效性和準確性。
　　采用FDTD方法分別對酒杯塔、同塔雙回線路桿塔和同塔四回線路桿塔的雷擊瞬態(tài)響應進行了仿真。仿真結(jié)果表明,當雷電流的幅值為1A時,對于塔高為50m的酒杯塔,其各導線

3、與橫擔之間的過電壓峰值為19.9~23.1V,達到峰值時0.817~0.998μs;對于塔高為89.5m的同塔雙回線路桿塔,其各導線與橫擔之間的過電壓峰21.9~29.1V,達到峰值時間為1.12~1.3μs;對于塔高為79.9m的同塔四回線路桿塔,當雷電流幅值為1A時,其各導線與橫擔之間的過電壓峰值為14.4~33V,達到峰值時間為1.15~1.35μs。
　　最后根據(jù)基于FDTD的雷擊桿塔瞬態(tài)響應仿真結(jié)果,確定了酒杯塔、同塔雙