文獻綜述模板

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大學電學和雷電研究組)n發(fā)表刊物： IEEE Trans. On Power Deliveryn發(fā)表時間： Vol. 2, No. 2, 2006 n頁數(shù)：897-908n引用率：文獻1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n在20世紀70至80年代Les Renardieres研究組開展長間隙放電物理模

3、型研究以來，學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的起始判據(jù)。目前，主要的迎面先導起始判據(jù)包括：臨界電暈半徑法、廣義的迎面先導起始判據(jù)、臨界區(qū)域電場判據(jù)和Lalande判據(jù)。n臨界電暈半徑法：由Carrara和Thione根據(jù)棒-板間隙試驗結(jié)果提出，計算雷電迎面先導起始時，認為目標物的曲率等于臨界電暈半徑，當目標物表面電場超過電暈起始電場(約3MV/m)時，迎面先導起始。不足1：試驗室獲得的臨界半徑是否能外推計算雷電存疑；不足2：目前還沒有太多關于海拔高度和濕度對臨界半徑的影響試驗結(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廣義計算公式：由Rzik根據(jù)棒-板間隙試驗結(jié)果提出，與棒-板間隙試驗結(jié)果吻合較好。不足： 僅給出了棒和水平導線的U 和A的取值，能否應用于其他結(jié)構(gòu)存疑。引文121314文獻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)域電場判據(jù)：由Petrov和Waters提出，認為迎面先導起始的條件是流注區(qū)域的長度超過臨界值0.7m，流注的平均場強為500kV/m。不足：棒-板長間隙放電試驗結(jié)果表明，正極性先導起始流注臨界長度為3m，與Petrov和Waters 的假設相矛盾。引文28nLalande判據(jù)：前述三個方法均無法考慮目標物空間電荷對迎面先導起始的作用。Lalande基于Goellian等學者提出的正極性長間隙放電物

11、理仿真模型來計算避雷針的雷電迎面先導起始條件，僅分析了人工引雷試驗中的迎面先導過程，并給出了避雷針和水平導線迎面先導起始背景電場的計算公式。不足：未對其影響因素進行進一步分析。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1-“A

14、 Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n提出問題：在Goellian模型中，假設流注區(qū)電場恒定，引入靜電方法簡化計算空間電荷量，采用熱電離模型計算先導通道電場并假設迎面先導速度與注入電流滿足線性關系。該模型可以考慮空間電荷對迎面先導起始的影響，然而在應用該方法計算復雜結(jié)構(gòu)目標物的迎面先導起始條件時還存在一些基礎問題。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)地面目標物迎面先導起始和發(fā)展仿真的物理模型；(2) 采用模擬電荷法計算復雜結(jié)構(gòu)地面目標物的空間電荷和先導通道電位；(3) 通過計算分析極大地簡化了物理仿真模型，使得僅需分析復雜目標物的背景電位分布就可以計算先導的起始條件，以便于工程應用；(4) 應用本文模型對迎面先導起始的臨界背景電場和擊距進行了計算分析，考慮了目標物幾何形狀和空間電荷的影響。文獻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：雷電迎面先導起始的物理模型、空間電荷計算模型兩個部分。文獻1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”雷電迎面先導起始的物理模型(1) 初始電暈起始：流注起始判據(jù)計算。(2) 不穩(wěn)定先導起始： 注入先導頭部的空間電荷量大于1.0 C。(

17、3) 先導發(fā)展：先導發(fā)展速度正比于注入電荷量，單位長度先導發(fā)展所需的電荷量為65 C/m： 迎面先導的頭部電位滿足：文獻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：雷電迎面先導起始的物理模型、空間電荷計算模型兩個部分?？臻g電荷計算模型(1) 基于模擬電荷法的空間電荷三維計算模型 假設流注區(qū)域為圓錐體且平均電場為恒值(450kV/m)，在內(nèi)部布置圓環(huán)形模擬電荷，計算不同流注長度的空間電荷量。 流注區(qū)域電位等于

18、先導頭部電位、當前流注區(qū)域電荷、已經(jīng)發(fā)展存在的流注空間電荷的貢獻，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：雷電迎面先導起始的物理模型、空間電荷計算模型兩個部分。(2) 基于背景電位畸變的簡化空間電荷計算模型 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計算得的空間電荷量可以計算出不同目標物的KQ系數(shù)值。文獻1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”文獻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起始臨界電場及其影響因素。 放電參數(shù)對避雷針雷電迎面先導起始臨界電場的影響規(guī)律 不同KQ取值對避雷針和建筑物迎面先導起始臨界電場的影響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。 采用不同迎面先導起始判據(jù)計算得15kA雷電流的擊距(a-考慮下行先導僅是貢獻背景電位，b-考慮下行先導動態(tài)發(fā)展)文獻1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n鑒于已有的迎面先導起始判據(jù)無法考慮空間電荷對復雜結(jié)構(gòu)目標物迎面先導起始條件的影響，建立新的計算模型是必要的，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起始的最初階段(迎面先導長度小于2m)，所采用的放電物理參數(shù)來源于10m棒-板間隙放電試驗的觀測結(jié)果。n本文的模型可以同時計算不穩(wěn)定和連續(xù)迎面先導起始條件，也可以應用于下行先導趨近過程中，雷電迎面先