基于传输线理论,本文采用傅立叶变换来推导电缆上的电压和雷电流的频域表达式,然后求出雷电流在电缆上的变化规律。过逆傅立叶变换在时域中连接电缆,6MM2船用电缆CEFRCE结果是:当电缆末端连接时,FR雷电电压波形类似于雷电电流波形。缆的每个位置都有相应的雷电流和电压波形,FR它们都上升到最大值,然后下降到最小值。电电流的幅度,电压的幅度和衰减率在上表面的不同位置不同。于具有不同终端负载阻抗的电缆,随着终端负载阻抗的增加,雷电流的衰减会加快。电是自然界中常见的气象现象,雷电灾害往往导致人们的生产和生活遭受严重灾害。大多数雷电研究都集中在直接雷击上,但是实际上,雷击产生的电磁脉冲对各种电子设备具有显着的间接影响[1]。
中国经济的快速发展增加了社会对电力的需求,从而增加了电缆的使用,电缆经常被雷电损坏。为了使电缆更好地发挥作用,减少雷击对正常电缆功能的影响,FR非常有必要对吹电缆的传播过程进行研究。果要避免由于雷电流的影响而导致电缆故障,CE并确保电缆在雷电环境下仍能正常工作,则必须首先了解其传播过程和电流传播的规律。缆中的雷击,6MM2船用电缆CEFR以便进一步分析感应电压的大小和影响。变化的因素对于理解雷电流在电缆上的传播过程非常重要。文建立了电缆分析模型,并基于传输线理论推导了雷电电流公式,研究了雷电击中电缆中雷电电流的传播和分布过程。
缆的连接端。通过比较三种雷电流的数学函数模型,选择最适合表达雷电流和时间之间关系的海德勒函数模型。分析了输电线路方程,利用复频域方法推导了基于输电线路理论的雷电电压和电流。使用matlab编程获得雷电电流在电缆上的传播过程并进行分析。电的常用数学模型有三种,即双指数函数模型,海德勒模型和脉冲函数模型。
文采用τ1=10μS,τ2=350μS,CEIo = 20kA来模拟这三个功能。[2]和[3]这三个模型的比较来看,FRCE虽然双指数函数模型的表达式相对简单,但积分和微分的计算相对简单,但是α和β在表达中没有给出明确的物理含义。且当t = 0时,双指数函数没有一阶连续导数,因此不符合闪电的特性。计算雷电流的电磁场时,必须考虑雷电流的时间积分,因为认为双指数函数在t = 0时没有连续的一阶导数,并且该函数模型海德勒无法积分,也没有明显的时间积分公式。
当需要计算雷电流的电磁场时,脉冲函数更为合适。其他函数模型相比,Heidler函数模型可以更好地反映雷电流与时间的关系。德勒函数更符合雷电流的发展规律。文主要研究雷电流随时间的变化,因此选择海德勒函数作为雷电流的数学模型。图4可以看出,电缆上雷电流的频域波形是单调衰减的,尽管电缆上不同位置的频域波形不同,波形没有很大的不同。图5中可以看出,CE当x = 0m,6MM2船用电缆CEFR即雷电流注入的初始点时,雷电流的初始振幅最大。着距雷电流注入点的距离即x的增加,6MM2船用电缆CEFR初始幅度逐渐减小。但是减少并不重要。图6可以看出,电缆上雷电电流波形的上升沿更加陡峭,达到最大值后经过一段时间会降至最小值,这与雷电流的发展规律。缆上的不同位置具有不同的电流幅度和不同的衰减率。电注入电缆的初始点,雷电流的幅度最大,因为雷电注入的点越远,即x增大,最大电流逐渐减小;当x = 0 m时,雷电流的下降速率在1500μS内非常快,但随着时间的推移,下降速率逐渐减慢。7和图8是入射电流,反射电流和线电流之间的关系图。了更好地显示三者之间的关系,FRCE假设入射电流的方向为正,反射电流的方向为负,因此图中的负值是反射电流。图7和图8中可以看出,线电流是由入射电流和反射电流相加形成的,不同位置的入射电流和反射电流有不同的变化,因此电流会发生变化。同位置的线是不同的。图9和10可以看出,雷电电压的频域中的波形单调减小,并且随着时间的增加,电压逐渐接近零。
同的位置具有不同的初始电压幅度和不同的衰减率。着距雷电流注入点的距离越来越远,也就是说,当x增加时,电压的初始幅度逐渐减小,衰减率增加。电电压的频域波形与雷电电流的频域波形相似。图11可以看出,电缆的雷击电压达到最大值后,FR要等待一段时间才能降至最小值。电缆的末端,即x = 500 m时,雷电电压的初始值不为零,而是-200kV。电缆的不同位置处,6MM2船用电缆CEFR最大电压不同,衰减速度也不同:在雷电流注入的初始点,即x = 0m时,最大电压接近900kV ;随着距雷电注入点的距离越来越远,随着x的增加,最大电压逐渐减小;当x = 0 m时,衰减速度最快,并且随着x的增加,衰减速度逐渐降低。12和图13是入射电压,反射电压和线电压的关系图。了更好地显示这三个之间的关系,将入射电压的方向设置为正,而反射电压的方向设置为负,因此“反射电压”图为负。电压是通过减去入射电压和反射电压而形成的;在不同的位置,FRCE入射电压和反射电压的变化规律是不同的,CE因此线电压在不同的位置变化。图13中可以看到,在电缆的末端,入射电压的初始值为-542.5kV,这解释了为什么线电压的初始值小于零。
图14和15可以看出,具有不同负载阻抗的电缆在电缆上具有不同的雷电流传播过程。端子负载阻抗较高时,雷电流的最大值较大。着负载阻抗减小,最大电流值减小,但是减小幅度并不大,可以忽略不计。终端负载阻抗会影响雷电流。度没有影响。是终端负载阻抗会影响雷电流波形的衰减速度,CE负载阻抗越高,衰减速度越快。缆在当今社会是必不可少的,但是由于其自身或外部原因,它们在使用过程中经常会出现问题,尤其是雷电对它们的危害更大。现有研究的基础上,本文基于传输线理论推导了该公式,然后使用matlab软件编程来分析雷电撞击电缆连接端时雷电流的传播过程。电电流波形类似于雷电电压波形。缆上每个位置都有雷电电流和电压的波形,6MM2船用电缆CEFR该波形首先上升到最大值,一段时间后下降到最小值。缆上的不同位置具有不同的雷电流幅度,电压幅度和衰减率。
x = 0 m时,也就是说,雷电流注入电缆的初始点,雷电流和电压的幅度最大,衰减速度为最快的。着距注入点的距离的增加,振幅逐渐减小,衰减速率变慢。端子负载阻抗不同时,电缆连接处的雷电产生的雷电流会有不同的变化:端子负载阻抗增加而雷电电流减小得更快。
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