基于改進傳輸線模型和FDTD算法的西南丘陵地區感應雷過電壓計算方法研究

徐 航，周 群，曹曉燕，涂國強

（四川大學電氣信息學院，成都 610065）

基于改進傳輸線模型和FDTD算法的西南丘陵地區感應雷過電壓計算方法研究

徐 航，周 群，曹曉燕，涂國強

（四川大學電氣信息學院，成都 610065）

感應雷過電壓嚴重影響西南丘陵地區中低壓配電線路運行可靠性。為減小雷電事故概率并對線路防雷設計提供有價值的參考，分析土壤與水平電場的關系，并基于土壤因素改進Agrawal場線耦合模型，采用時域有限差分法（FDTD）計算感應雷過電壓。針對四川省自貢市某10 kV輸電線實測并分析，結果表明：大地電導率對感應雷過電壓的峰值影響較大；與雷擊點相對距離對感應雷峰值和起震時間都有較大影響。研究表明對西南地區進行差異化防雷分析，使理論計算更加接近實際，為西南丘陵地區輸電線防雷設計提供更有價值的理論依據。

水平電場；Agrawal場線耦合模型；時域有限差分法；運行可靠性；防雷設計

0 引言

研究表明：雷擊引起中低壓輸電線故障主要因素不是直擊雷而是感應雷，感應雷過電壓導致的故障比例超過90%[1-2]。西南地區復雜的土壤、氣候等因素，這些因素又對感應雷有較大影響，導致這一故障率更高[3]。

大地電導率對引起感應雷過電壓的空間電磁場有較大影響，其中磁場和垂直電場分量受大地電導率影響不大，與理想狀態仿真結果基本相等，然而水平電場分量受大地電導率的影響較大[4-5]，結合采用的Agrawal場線耦合模型只與水平電場有關。因此筆者在定量分析輸電線感應雷過電壓時著重考慮了土壤電導率對水平電場的影響。……