摘要：为研究挖补修理后的复合材料层合板遭受雷击时的烧蚀损伤特性,对复合材料修理板进行了雷击模拟和不同修理参数影响分析。首先建立完整层合板的雷击烧蚀模型,并与文献试验结果进行对比,验证仿真有效性。在此基础上,建立修理层合板的雷击烧蚀模型,并分别对挖补角度、补片尺寸及附加补片的影响进行分析。研究结果表明:随着挖补角度增大,补片烧蚀面积增大,而母板和胶膜烧蚀面积减小,三者的最大烧蚀深度均下降,补片不易脱落;补片尺寸越大,越能防止补片被树脂汽化和纤维热解造成的超压挤落;附加补片的存在会影响电流的传导方式,次级电弧更易形成,补片和母板之间更易建立电气连接,造成表面损伤程度增大,进而减小内部损伤程度;当修理板的挖补角大于2.86°,最外层补片直径大于50mm,并施加附加补片时,能最大程度地抵抗50kA的雷击烧蚀,防止补片脱落。

摘要：飞机雷击附着点的确定能够为飞机防雷设计提供依据,是飞机雷击区域划分和飞机各部件进行雷电试验鉴定的先决条件.本文提出了一种基于分形理论的飞机雷击初始附着点数值模拟的新方法.该方法首先依据标准SAE-ARP5416中有关飞机雷击附着点试验的规定,确定放电间隙、雷电起始坐标、飞机姿态和放电次数等参数,然后根据分形理论,使用电介质击穿模型模拟符合自然界雷电物理机理和几何特征的雷电先导分形发展过程,同时考虑飞机自身触发双向先导的情况,最终得到飞机的雷击附着点分布.通过本文方法仿真模拟得到飞机F-4雷击附着点的分布概率,并分别与该飞机飞行实验和实验室高压放电实验测试得到的真实雷击附着点的概率分布情况比较,结果基本吻合,验证了该方法的有效性.研究结果为飞机雷击附着点仿真模拟提供了一个有潜力的方法,可作为飞机防雷设计和今后开展相关研究工作的基础.

摘要：以甘肃河西750kV交流输电线路为例,深入研究和解决了超高压交流输电线路遭受雷击时对邻近输油输气管道的电磁影响问题。通过建立EMTP时域仿真计算模型,获得了雷击输电线路杆塔时避雷线电流和杆塔入地电流的分布特性以及杆塔冲击接地阻抗、雷击点位置等对避雷线电流和杆塔入地电流的影响规律。基于线矩量法计算模型,仿真研究了线路与管道平行接近时管道电位、涂层电位和防腐层电压的分布特性和衰减规律,归纳推导了线路与管道交叉跨越时管道防腐层电压的简化计算公式,该公式可以考虑雷电流幅值、管道类型、土壤电阻率以及管道至杆塔接地体距离的影响。结合3层聚乙烯(PE)防腐层的雷电冲击耐压限值,得到了不同幅值的雷电流作用下满足防腐层耐压限值要求的管道与杆塔接地体的允许接近距离,为今后电力工程和油气管道工程的建设提供了重要的参考数据。

摘要：风力发电已成为全球领域推荐能源转型的核心技术和应对气候变化的重要途径。雷击是造成风力发电机损坏的主要原因之一。由于风电机结构和机组位置的特殊性,其雷击特性和防护措施与普通雷击目标物具有明显差异。该文对近年来风电场雷击自然观测、雷击风机模拟试验、雷击风机接闪过程数值计算以及接闪失效和系统优化设计等方面的研究前沿进展进行了总结和分析。主要结论为:1)由于风机尺寸越来越大,风力发电机雷击风险与上行先导关系更紧密,不同极性的雷电引发风机上行先导能力存在差异,进而影响到风机的接闪特性。2)由于风机长时间处于旋转状态,叶片旋转会影响风力发电机的引雷能力和接闪位置,但目前研究对旋转影响风机接闪放电过程机理的阐释仍未完善。3)风机数量、安装位置、外部环境等对风电机组雷击风险有较大影响,风电机组群多先导相互竞争的接闪机制以及雷击风险评估方法还有待深入研究。4)目前叶片接闪系统设计简单,设计未能充分考虑风力发电机实际接闪过程和雷击机理,接闪系统的科学性有待进一步论证。

摘要：研究目的:雷电一直是危害铁路安全可靠运行的重要因素之一,防雷效果的好坏对地网性能起着尤为重要的作用。本文利用电磁暂态分析软件搭建了地网暂态模型,意在对工程实践中典型地网布置方式进行定量分析,从而为今后防雷接地奠定重要理论基础。研究结论:(1)结果表明地网电位明显受土壤电阻率、雷电流幅值及网孔大小影响,随着土壤电阻率与雷电流幅值增加,雷击点处地网电位显著增加,但土壤火花放电地网电位并未与雷电流幅值成倍增加,且网孔越小,地网电位衰减越好,以雷电流20 kA土壤电阻率100Ω·m为例,网孔5 m×5 m地网电位与网孔10 m×10 m相比降低了22.3%;(2)研究发现距雷击点地中距离15 m处地网电位衰减基本达到最大,衰减约89%,且衰减程度与雷电流幅值无关;(3)研究成果主要应用于变电所防雷接地方案优化和设计领域。

摘要：为解决复合材料层合板的雷击烧蚀问题,通过复合材料层合板雷电流烧蚀的热-电-结构耦合分析,建立复合材料层合板烧蚀的三维有限元模型。利用删除单元法模拟复合材料层合板在不同脉冲波形雷电流作用下的冲击响应,进行复合材料层合板雷击损伤机理和损伤模式分析,得出了复合材料层合板在不同脉冲波形和峰值雷电流作用下的瞬态热传递和热烧蚀规律。分析了不同雷电流参数对烧蚀结果的影响。结果表明峰值电流、放电量和比能对复合材料层合板的烧蚀尺寸和内部损伤产生很大的影响。

摘要：为向以减少输电线路的雷击故障率为目的的接地降阻和杆塔优化设计提供参考,通过电磁场数值计算方法分析了雷击情况下输电杆塔及其接地装置各自承受的电压,以及在不同雷电参数、杆塔高度、土壤电阻率、接地装置大小等条件下,杆塔和接地装置上的雷电电压变化规律。计算结果表明,雷电流波前时间越短、杆塔越高、土壤电阻率越高、接地装置规模越小,雷击时塔顶电位峰值越高。由于降低接地电阻可以明显减少塔顶电压维持在较高值的时间,因此在高土壤电阻率地区通过降低接地电阻可以有效减少直击雷的危害。

摘要：雷电作为一种自然放电现象,对飞行安全构成严重威胁.为了进一步提高直升机对雷电的防护能力,根据标准SAE-ARP5416A规定的试验方法,在CST EM Studio中对某型直升机的等比例模型进行仿真计算,对其初始雷击附着区域的划分开展研究.提出了一种基于静电感应理论的直升机初始雷击附着区域划分的仿真计算方法,讨论了该型直升机仿真模型参数设置、具体划分方式等相关内容.通过本文方法仿真计算得到某型直升机初始雷击附着区域,并与标准SAE-ARP5414A的分区结果进行对比分析,验证了该方法的可行性.提出的方法对于今后直升机防雷设计和相关研究工作的开展具有重要参考意义.

摘要：青藏铁路格拉段是世界上海拔最高的高原铁路。开展沿线雷暴活动情况的研究,掌握在高原气候和海拔的双重作用下,其独特的雷暴活动规律,对于雷击过电压保护具有重要意义。结合沿线多年勘测的雷暴数据进行了理论分析,总结了沿线的雷暴活动情况及雷电流特性,为深入开展沿线雷击过电压保护、实施防雷接地工程打下基础。

摘要：为了研究架空输电线路在雷击情况下的暂态特性,提出了一种ATP-EMTP的仿真模型.该模型同时考虑了输电线路参数的频变特性和冲击电晕效应,利用Marti线路模型分析输电线路的频变特性,通过自定义的电晕模块模拟冲击电晕效应.运用镜像法推导了线路几何电容的表达式,并在此基础上计算了发生电晕时线路的动态电容.仿真结果表明,冲击电晕效应对雷电过电压波的衰减和变形作用较参数频变特性严重,而同时考虑输电线路参数的频变特性和冲击电晕效应更符合实际情况.所提出的模型可精确地计算输电线路上可能出现的过电压水平,为线路的绝缘设计和防雷保护等提供可靠的依据.