论文2-word资料(精).doc

黑龙江交通职业技术学院毕业设计(论文) 12级电气化铁道技术(供用电)专业 1 第1章雷 雷击时的等值电路雷击地面由先导放电转变为主放电的过程可以用一根已经充电的垂直导线突然于被击物体接同来比拟,如图 (a)所示。图中 Z 是被击物体于大地(零地位)之间的阻抗, ?是先导放电通道中电荷的线密度,开关 S未闭合之前相当于先导放电阶段。当先导通道到达地面或与地面目标上发出迎面先导相遇时,主放电即开始,相当于开关 S 合上。此时将有大量的正、负电荷沿先导通道逆向运动,并使其中来自雷云的负电贺中和,如图 (b)所示。与此同时,主放电电流即雷电流 i 流过雷击点 A并通过阻抗 Z , 此时 A 点电位 u 也突然升至 u iZ ?。显然,电流 i 的数值于先导通道的电荷密度?及主放电的发展速度 v有关,并且还受阻抗 Z 的影响。因为先导通道的电荷密度很难测定, 主放电的发展速度也只能根据观测大体判断,唯一容易侧知的量是主放电以后(相当于 S 合上以后)流过阻抗 Z 的电流 i 。因此利用雷电放电过程简化成一个数学模型,进而用到彼德逊等值电路[如图 (c) 、(d) 所示]以求得比较统一的分析方法。图 (c) 、(d) 中Z 为主放电通道的波阻抗。 0u 和 0i 则式从雷云向地面传来的行波的电压和电流。 SAZ +_ SAZ AZi U 0i 0Z 02U 0Z 0Z i(a) (b) (c) (d) (a) 模拟电路(b )主放电电路(c )主放电通道电路(d )等值电路图1 .1 雷击放电计算模型黑龙江交通职业技术学院毕业设计(论文) 12级电气化铁道技术(供用电)专业 2 雷电流根据雷电放电的等值电路,可知流经被击物体的波阻抗为 Z 时的电流 Zi 与雷电流 i 的关系为: 00 ZZ i i Z Z ??(1-1) 1)幅值雷电流的幅值与气象、自然等条件等有关,只有通过大量实测才能正确估计其概率分布规律。我国现行标准推荐雷电流幅值分布的概率如下: lg88 IP ??(1-2) 我国西北地区内蒙古等雷电活动较弱,雷电流幅值较小, P 可按下式计算: lg44 IP ??(1-3) 2)波形实测结果表明,雷电流的幅值、陡度、波头、波尾虽然每次不同,但都是单极性的脉冲波,电力设备的绝缘强度实验和电力系统的防雷保护设计,要求将雷电流波形等值为典型化、可用公式表达、便于计算的波形。常用的等值波形有三种,如图 。t 0ττ0 t iτ 0t iτ(a) (b) (c) 图1 .2 (a)是标准冲击波,它可表示为 0 ( ) t t i I e e ??? ?? ?。试中 0I 为某一固定电流值, ?、?是两个常数, t 为作用时间。当被击物体的阻抗只是电阻 R 时,作用在 R 上的电压波形 u 于电流波形 i 相同。双指数波形也用做冲击绝缘强度实验的标准电压波形。我过采用国际电工委员会( IEC )国际标准。黑龙江交通职业技术学院毕业设计(论文) 12级电气化铁道技术(供用电)专业 3 (b) 为斜角平顶波,其陡度α可由给定的雷电流幅值 I 和波头时间决定, α=I/ f?在防雷保护计算中,雷电流波头 f?采用 μs。这样, α可取为 I// μs. (c) 为等值余弦波,雷电流波形的波头部分,接近半弦波,其表达式为?? 1 cos 2 I i t ?? ?(1-4) ω为角频率, 6 1 / 10 fs ? ???? ??, f?为波头时间( ?)。此时最大陡度出现波头中间,即 2 ft??,其值为 max max ( ) 2 Ididt ??? ?(1-5) 冲击电流流经接地装置入地时的基本现象防雷设备 1)高度为 Xh 的被保护物距离避雷针的水平最大允许距离也是避雷针在 xh 高度截面的保护半径 Xr 可按下式计算: 当12 X h h ?时( ) X X a r h h p h p ? ? ?(1-6) 当12 X h h ?时( 2 ) X X r h h p ? ?(1-7) 式中 h ─避雷针的高度; ah ─避雷针的有效高度, a X h h h ? ?;p ─考虑避雷针的高度影响的校正系数, 30 h m ?,1p?,