文獻(xiàn)綜述模板

1、姓名： 小明郵箱： 電話： 136034532132013年4月31日NoImagen題目： A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inceptionn作者：Marley Becerra, Vernon Coorayn聯(lián)系方式： Marley.Becerraangstrom.uu.se； Vernon.Coorayangstrom.uu.se；n作者機(jī)構(gòu)： The Division for Electricity and Lightning Research, The ng

2、strm Laboratory, Uppsala University, Uppsala SE 751 21, Sweden. (瑞典Uppsala大學(xué)電學(xué)和雷電研究組)n發(fā)表刊物： IEEE Trans. On Power Deliveryn發(fā)表時(shí)間： Vol. 2, No. 2, 2006 n頁(yè)數(shù)：897-908n引用率：文獻(xiàn)1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n在20世紀(jì)70至80年代Les Renardieres研究組開(kāi)展長(zhǎng)間隙放電物理模

3、型研究以來(lái)，學(xué)者們也相繼建立了不同的雷電物理仿真模型。引文1-91 Les Renardires Group: Research on Long Air Gap Discharges, 1972.2 Les Renardieres Group: Positive Discharges in Long Air Gaps, 1977.3 Les Renardires Group: Negative Discharges in Long Air Gaps, 1981.4 A. J. Eriksson, “An improved electrogeometric model for transmiss

4、ion line shielding analysis,” IEEE Trans. Power Del., vol. PWRD-2, pp. 871886, Jul. 1987.5 A. J. Eriksson, “The incidence of lightning strikes to power lines,” IEEE Trans. Power Del., vol. PWRD-2, pp. 859870, Jul. 1987. 6 L. Dellera and E. Garbagnati, “Lightning strike simulation by means of the lea

5、der progression model, Part I: Description of the model and evaluation of free-standing structures,” IEEE Trans. Power Del., vol. PWRD-5, no. 4, pp. 20092023, Oct. 1990. 7 F. Rizk, “Modeling of lightning incidence to tall structures part I: Theory,” IEEE Trans. Power Del., vol. 9, pp. 162171, Jan. 1

6、994.8 N. I. Petrov and R. T.Waters, “Determination of the striking distance of lightning to earthed structures,” Proc., R. Soc., A, vol. 450, pp. 589601,1995.9 P. Lalande, “Study of the Lightning Stroke Conditions on a Grounded Structure,” Doctoral Thesis, Office National dEtudes et de Recherches Ae

7、rospatiales (ONERA), 1996.n在雷電物理仿真模型中，影響最重要的是雷電迎面先導(dǎo)的起始判據(jù)。目前，主要的迎面先導(dǎo)起始判據(jù)包括：臨界電暈半徑法、廣義的迎面先導(dǎo)起始判據(jù)、臨界區(qū)域電場(chǎng)判據(jù)和Lalande判據(jù)。n臨界電暈半徑法：由Carrara和Thione根據(jù)棒-板間隙試驗(yàn)結(jié)果提出，計(jì)算雷電迎面先導(dǎo)起始時(shí)，認(rèn)為目標(biāo)物的曲率等于臨界電暈半徑，當(dāng)目標(biāo)物表面電場(chǎng)超過(guò)電暈起始電場(chǎng)(約3MV/m)時(shí)，迎面先導(dǎo)起始。不足1：試驗(yàn)室獲得的臨界半徑是否能外推計(jì)算雷電存疑；不足2：目前還沒(méi)有太多關(guān)于海拔高度和濕度對(duì)臨界半徑的影響試驗(yàn)結(jié)果。引文681111 J. Lowke, “On the p

8、hysics of lightning,” IEEE Trans. Plasma Sci., vol. 32, no. 1, pp. 417, Feb. 2004.nRizk廣義計(jì)算公式：由Rzik根據(jù)棒-板間隙試驗(yàn)結(jié)果提出，與棒-板間隙試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。不足： 僅給出了棒和水平導(dǎo)線的U 和A的取值，能否應(yīng)用于其他結(jié)構(gòu)存疑。引文121314文獻(xiàn)1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”12 F. Rizk, Amodel for switching i

9、mpulse leader inception and breakdown of long air-gaps, IEEE Trans. Power Del., vol. 4, no. 1, pp. 596603, Jan. 1989.13 F. Rizk, Switching impulse strength of air insulation: Leader inception criterion, IEEE Trans. Power Del., vol. 4, no. 4, pp. 21872195, Oct. 1989.14 N. Aleksandrov, G. Berger, and

10、C. Gary, New Investigations in the Lightning Protection of Substations, CIGRE TF, no. 14, 1994.n臨界區(qū)域電場(chǎng)判據(jù)：由Petrov和Waters提出，認(rèn)為迎面先導(dǎo)起始的條件是流注區(qū)域的長(zhǎng)度超過(guò)臨界值0.7m，流注的平均場(chǎng)強(qiáng)為500kV/m。不足：棒-板長(zhǎng)間隙放電試驗(yàn)結(jié)果表明，正極性先導(dǎo)起始流注臨界長(zhǎng)度為3m，與Petrov和Waters 的假設(shè)相矛盾。引文28nLalande判據(jù)：前述三個(gè)方法均無(wú)法考慮目標(biāo)物空間電荷對(duì)迎面先導(dǎo)起始的作用。Lalande基于Goellian等學(xué)者提出的正極性長(zhǎng)間隙放電物

11、理仿真模型來(lái)計(jì)算避雷針的雷電迎面先導(dǎo)起始條件，僅分析了人工引雷試驗(yàn)中的迎面先導(dǎo)過(guò)程，并給出了避雷針和水平導(dǎo)線迎面先導(dǎo)起始背景電場(chǎng)的計(jì)算公式。不足：未對(duì)其影響因素進(jìn)行進(jìn)一步分析。引文151617181915 C. B. Moore, G. D. Aulich, and W. Rison, Measurements of lightning rod responses to nearby strikes, Geoph. Research Lett., vol. 27, no. 10, pp. 14871490, 2000.16 C. B. Moore, W. Rison, J. Mathis, a

12、nd G. Aulich, Lightning rod improvements, J. Appl. Meterol., vol. 39, pp. 593609, 2000.17 N. Goelian, P. Lalande, A. Bondiou-Clergerie, G. L. Bacchiega, A. Gazzani, and I. Gallimberti, “A simplified model for the simulation of positive-spark development in long air aps,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol

13、. 30, pp. 24412452, 1997.18 P. Lalande, A. Bondiou, G. Bacchiega, and I. Gallimberti, Observations and modeling of lightning leaders, C.R. Phys., vol. 3, pp. 13751392, 2002.19 I. Gallimberti, The mechanism of long spark formation, J. Physique Coll., vol. 40, no. C7, pp. 193250, 1972. Suppl. 7.文獻(xiàn)1-“A

14、 Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n提出問(wèn)題：在Goellian模型中，假設(shè)流注區(qū)電場(chǎng)恒定，引入靜電方法簡(jiǎn)化計(jì)算空間電荷量，采用熱電離模型計(jì)算先導(dǎo)通道電場(chǎng)并假設(shè)迎面先導(dǎo)速度與注入電流滿足線性關(guān)系。該模型可以考慮空間電荷對(duì)迎面先導(dǎo)起始的影響，然而在應(yīng)用該方法計(jì)算復(fù)雜結(jié)構(gòu)目標(biāo)物的迎面先導(dǎo)起始條件時(shí)還存在一些基礎(chǔ)問(wèn)題。引文2020 A. Bondiou and I. Gallimberti, “Theoretical modeling of the deve

15、lopment of the positive spark in long gaps,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 27, pp. 12521266, 1994.n本文的工作：(1) 提出了適用于任意結(jié)構(gòu)地面目標(biāo)物迎面先導(dǎo)起始和發(fā)展仿真的物理模型；(2) 采用模擬電荷法計(jì)算復(fù)雜結(jié)構(gòu)地面目標(biāo)物的空間電荷和先導(dǎo)通道電位；(3) 通過(guò)計(jì)算分析極大地簡(jiǎn)化了物理仿真模型，使得僅需分析復(fù)雜目標(biāo)物的背景電位分布就可以計(jì)算先導(dǎo)的起始條件，以便于工程應(yīng)用；(4) 應(yīng)用本文模型對(duì)迎面先導(dǎo)起始的臨界背景電場(chǎng)和擊距進(jìn)行了計(jì)算分析，考慮了目標(biāo)物幾何形狀和空間電荷的影響。文獻(xiàn)1-“A S

16、implified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n本文采用理論仿真研究路線，仿真模型的建立包括：雷電迎面先導(dǎo)起始的物理模型、空間電荷計(jì)算模型兩個(gè)部分。文獻(xiàn)1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”雷電迎面先導(dǎo)起始的物理模型(1) 初始電暈起始：流注起始判據(jù)計(jì)算。(2) 不穩(wěn)定先導(dǎo)起始： 注入先導(dǎo)頭部的空間電荷量大于1.0 C。(

17、3) 先導(dǎo)發(fā)展：先導(dǎo)發(fā)展速度正比于注入電荷量，單位長(zhǎng)度先導(dǎo)發(fā)展所需的電荷量為65 C/m： 迎面先導(dǎo)的頭部電位滿足：文獻(xiàn)1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n本文采用理論仿真研究路線，仿真模型的建立包括：雷電迎面先導(dǎo)起始的物理模型、空間電荷計(jì)算模型兩個(gè)部分。空間電荷計(jì)算模型(1) 基于模擬電荷法的空間電荷三維計(jì)算模型 假設(shè)流注區(qū)域?yàn)閳A錐體且平均電場(chǎng)為恒值(450kV/m)，在內(nèi)部布置圓環(huán)形模擬電荷，計(jì)算不同流注長(zhǎng)度的空間電荷量。 流注區(qū)域電位等于

18、先導(dǎo)頭部電位、當(dāng)前流注區(qū)域電荷、已經(jīng)發(fā)展存在的流注空間電荷的貢獻(xiàn)，建立模擬電荷方程，求解獲得空間電荷總量。n本文采用理論仿真研究路線，仿真模型的建立包括：雷電迎面先導(dǎo)起始的物理模型、空間電荷計(jì)算模型兩個(gè)部分。(2) 基于背景電位畸變的簡(jiǎn)化空間電荷計(jì)算模型 流注空間電荷可以表示為流注區(qū)域背景電位畸變量與考慮流注形狀幾何系數(shù)KQ的乘積。 利用基于CSM計(jì)算得的空間電荷量可以計(jì)算出不同目標(biāo)物的KQ系數(shù)值。文獻(xiàn)1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”文獻(xiàn)1-

19、“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n利用所建立的仿真模型分析了連續(xù)避雷針和建筑物迎面先導(dǎo)起始臨界電場(chǎng)及其影響因素。 放電參數(shù)對(duì)避雷針雷電迎面先導(dǎo)起始臨界電場(chǎng)的影響規(guī)律 不同KQ取值對(duì)避雷針和建筑物迎面先導(dǎo)起始臨界電場(chǎng)的影響n利用所建立的仿真模型分析了連續(xù)避雷針和建筑物的雷電擊距。 采用不同迎面先導(dǎo)起始判據(jù)計(jì)算得15kA雷電流的擊距(a-考慮下行先導(dǎo)僅是貢獻(xiàn)背景電位，b-考慮下行先導(dǎo)動(dòng)態(tài)發(fā)展)文獻(xiàn)1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n鑒于已有的迎面先導(dǎo)起始判據(jù)無(wú)法考慮空間電荷對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)目標(biāo)物迎面先導(dǎo)起始條件的影響，建立新的計(jì)算模型是必要的，特別是有助于分析ESE等非常規(guī)防雷手段的效果。n本文建立的模型僅考慮迎面先導(dǎo)起始的最初階段(迎面先導(dǎo)長(zhǎng)度小于2m)，所采用的放電物理參數(shù)來(lái)源于10m棒-板間隙放電試驗(yàn)的觀測(cè)結(jié)果。n本文的模型可以同時(shí)計(jì)算不穩(wěn)定和連續(xù)迎面先導(dǎo)起始條件，也可以應(yīng)用于下行先導(dǎo)趨近過(guò)程中，雷電迎面先