基于時域差分法的雷擊回擊通道周圍空間電磁場研究

景 弘，王思華

（蘭州交通大學自動化與電氣工程學院，蘭州730070）

基于時域差分法的雷擊回擊通道周圍空間電磁場研究

景 弘，王思華

（蘭州交通大學自動化與電氣工程學院，蘭州730070）

由于雷擊回擊過程發生了強烈的電荷中和，會在周圍空間形成強烈的電磁脈沖，對各種電氣設備產生干擾。為此，對回擊通道周圍的電磁場進行模擬，提出了基于時域有限差分法的電磁場數值計算方法。雷電流模型采用雙指數函數與Heidler函數組合的函數模型，回擊通道采用改進型的DU模型。將模擬的結果與已有文獻的結果進行比較，得出時域有限差分法在模擬雷擊回擊通道周圍電磁場上具有一定有效性。模擬結果表明：雷電回擊通道周圍空間的電磁場受到回擊速度、大地相對介電常數、大地電導率等因素的影響。電場的初始峰值隨回擊速度的增加而減小，磁場隨回擊速度的增大變化不大，只是略微有所上升；電場隨著大地相對介電常數的增加而增加，波形變越來越陡峭；電場的初始峰值隨著電導率的減小而增大，波形上升變的越來越陡峭，這些模擬結果與實測雷電電磁場變化是一致的。

雷電流模型；回擊通道；雷電電磁場；回擊速度；大地相對介電常數；大地電導率

0 引言

雷電是一種常見的大氣放電現象，主要分為云層內部，云層與云層之間，云層與大地間放電。其中，云層與大地間放電對人類生活危害最大。雷電放電時會在周圍產生強大的電磁感應效應、高電壓波入侵和電磁輻射效應，對附近的建筑物、人員和電子設備構成嚴重的威脅。……