雷电波在导线上的传输讲解VIP免费

1雷电波在导线上的传输1、引言自然灾害中，雷击引起的灾害算得上是最为严重的一种。这不仅因为雷电发生频率高，且年年重复发生。据有关研究统计，在地球上任一时刻平均有2000多个雷暴在进行着，平均每秒有100次闪电。每个闪电强度可高达10亿伏，足见其能量之大，产生的危害可想而知。对雷电的防护从古到今，人类在不断的探索，但一直没有找到有效的防护方法，直到200多年前，富兰克林发明了避雷针，建筑物、构筑物等设施得到了一定的保护。但是随着近代高科技的发展，雷击电磁脉冲对电子电气设备的危害越来越引起重视，IEEE、IEC、ITU等组织都制定了一系列的与雷电防护有关的标准和规范。我国的规范和标准制定比较晚，因此等同采用了IEC的部分标准，但IEC的标准均为推荐性标准，并且受到外国某些利益集团的控制，其中一些技术参数和经验公式等存在很大争议。刘继[4]认为IEC规范中规定的雷电流容量过大，雷电波形不合理，一些经验公式应进行试验校核。而中国采用了这些标准的同时，也为外国利益集团的产品倾销打开了通道。本文拟从最基本计算导线的电感、电容等物理量入手，推算雷电波在导线上的传输速度以及发生的折射、发射等效应；根据实际工程，计算雷电波的衰减、变形等情况，推导出雷电波在导线上传输过程中的实际波形。来验证上述标准中技术参数的合理性，这些参数无论对建筑物还是对计算机信息系统的防雷设计至关重要。2、研究雷电波传输速度的意义对雷电波的防护一般采用分级保护原则，第一级电涌保护器(SPD)（一般为放电间隙、气体放电管等）响应时间较长，第二级电涌保护器（一般为氧化锌压敏电阻）的响应时间次之，第三级电涌保护器（一般为暂态抑制二极管）的响应时间最短。这就出现了配合距离问题：级别越低的电涌保护器的响应时间越短，这需要安装过程中，拉开一定距离，否则会出现低级别的电涌保护器因过载被烧毁，而高级别的却未启动的现象。相互间的配合距离多少为合适呢？这需要探讨雷电波的传输速度，而雷电波在不同导线上传输速度不同。在《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）中，第6.4.11条规定“在一般情况下，当在线路上多处安装SPD且无准确数据时，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。”。规定不明确，操作起来困难。并且没有规定压敏电阻（限压型SPD）与二极管型SPD之间的安装距离没有规定，是个空白。实际工程中，电涌保护器之间的导线距离不够，应串接退耦线圈，需要什么规格的退耦线圈（多大线径？多大线圈直径？多少匝数？）没有规范规定，也属空白。雷电波在导线上折射和反射的情况，这是确定防护元件的参数的重要依据，本文对这方面进行了探讨。雷电波的波形，在工程上往往按照IEC的规范规定来设计，而在实际电力线路上雷电波在传输过程中，波形如何变化，尚无人研究。按照实际的波形实施防雷工程不仅能提高防护效果，还能极大提2高工程的经济性。3、国内外研究进展3.1国外动态纵观国际雷电研究趋势，二十世纪八十年代以来出现了三大特点。首先雷电研究本身受到两个因素的驱动，一是高新技术发展对雷电防护提出了越来越高的要求，二是GPS技术和高速大容量数采技术的发展，使得有可能对微秒、亚微秒的雷电过程进行研究。雷电研究的第二个特点是重视与其它学科的交叉，比如在与大气化学的交叉方面正进行雷电产生的N0X及转化的测量和模式计算；在与气候变化的交叉方面发现了全球闪电、电离层电位是地面增温的敏感指示器；在灾害性天气的监测预警方面，发现闪电可比雷达提前指示强对流发展，闪电频数可用于对对流性降水量的估测等。雷电物理研究的第三个特点是重视将研究成果与实际应用的结合，比如美国每年组织法国、瑞典等近十个国家的科学家在Florida国际雷电研究基地进行人工引雷实验，除对雷电物理和雷击机理进行研究外，还对不同类型的防雷设备进行检验、对高压线及特种设备（如：模拟的航天发射器燃料盒、仪器盒等）进行雷击实验，以增加其运行的安全性。日本每年在北陆地区对冬季雷暴进行人工引雷实验，主要目的是搞清造成严重灾害的正极性雷电的放电机理，并提出有效的防护措施...