【摘 要】
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随着现代社会城市化和工业化的快速发展,雷电对人类活动的威胁越来越严重,尤其对电力系统的影响更加突出,因此,深入研究雷电在架空传输线上耦合的感应电压具有重大的理论意义
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随着现代社会城市化和工业化的快速发展,雷电对人类活动的威胁越来越严重,尤其对电力系统的影响更加突出,因此,深入研究雷电在架空传输线上耦合的感应电压具有重大的理论意义和实际价值。首先,文章以传输线理论为基本概念推导了Agrawal耦合模型,然后利用时域有限差分方法实现了对雷电感应电压的计算,并使用LIOV程序证明了本文算法的有效性。最后,模拟研究了回击放电参数、架空线参数以及传播路径等因素对雷电感应电压的影响规律。本文通过模拟研究发现：(1)雷电感应总电压由散射电压和入射电压组成,其中入射电压对总电压的贡献始终是正向的,而散射电压的贡献可能出现正向的、双极性的或负向的,并且随着观测点从中点向端点移动,入射电压对总电压的贡献越来越小。(2)在雷电放电参数及传输线参数中,对线路中点感应电压影响较大的参数有：基电流幅值、电流回击速度、传输线高度和观测距离,其余参量对中点感应电压的影响并不明显;而对端点电压影响较大的参数除上述四种外,还有电流上升沿时间、终端电阻、线路长度三个参量。(3)当雷电电磁波沿均匀有耗大地传播时,线路中点电压波形保持正极性,而端点电压波形呈现双极性特征。随着土壤电导率的减小,中点电压峰值和端点电压初始负峰值越来越大,而端点电压的正向峰值则越来越小。(4)当土壤电导率为水平分层,且上层土壤电导率小于下层土壤时,感应电压初始波形由上层土壤决定,随后波形主要受下层土壤影响；而当上层土壤电导率大于下层土壤时,感应电压波形几乎不受下层土壤影响。当土壤电导率为垂直分层且第一层土壤电导率大于第二层土壤时,随着通道与分界面之间距离的增加,线路中点感应电压峰值和端点电压初始负峰值都呈现下降的趋势,而端点电压正峰值呈现上升趋势；而当第一层土壤电导率小于第二层土壤时,感应电压波形主要由第二层土壤电导率决定,受第一次土壤影响非常微弱。
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