输电线路雷击感应过电压计算蒋陶宁
发表时间：2018-04-08T11:48:28.000Z 来源：《建筑科技》2017年第24期作者：蒋陶宁[导读] 本论文采用时域的计算方法进行求解。

蒋陶宁
国核电力规划设计研究院有限公司北京市海淀区 100095 摘要：雷击感应过电压作为防雷的重要一部分，以往均采用规程推荐和近似算法，但是和实际均存在差异。

雷击感应过电压的计算，由于涉及雷电流模型、雷电辐射场的计算、场-线耦合等多种问题，较为复杂，并且由于雷电流辐射场的频谱较宽，所以本论文采用时域的计算方法进行求解。

关键词：雷击感应过电压；雷电辐射场；场线耦合模型 1 引言
图1是雷击线路附近时，线路上产生感应过电压的原理示意图。

雷电流的典型波形呈现快速上升缓慢下降的特点，并且雷电过程发生的时间极短，因此雷电辐射的电磁场在时间上和空间上都发生剧烈变化[1]-[3]，并且在输电线路上通过电磁耦合产生感应过电压。

图1 雷电感应模型
2 雷击感应过电压计算方法图2是雷击线路附近时雷电流辐射场和传输线耦合模型的示意图。

借用天线理论的术语，外界激励场称为入射场；架空线上感应电流和感应电压产生的辐射场，称为散射场，总场为入射场和散射场的叠加。

图2 雷击线路附近时场-线耦合模型示意图计算雷电辐射场耦合到线路上产生的感应过电压，需要用到场-线耦合模型。

场-线耦合模型描述传输线在外界激励电磁场的作用下，线路中感应电压和感应电流的计算模型。

根据边界条件和外加激励场的情况，目前常见的场-线耦合模型有Taylor模型、Agrawal模型、Rachidi模型等。

Agrawal模型的优点在于其求解过程只用到水平方向电场，因此本文采用Agrawal模型来求解雷电感应过电压。

Agrawal模型将场-线耦合问题处理为电磁散射问题[4]，其等效电路如图3所示。

图3 Agrawal模型等效电路图
Agrawal。