基于人工触发闪电试验雷电流的频谱分析

通过对人工触发闪电试验实测雷电流的初始连续电流、8次回击以及回击间的连续电流等过程的数据进行FFT傅里叶变换,获得雷电流频谱参数,再对频谱参数进行累加分析,得出频谱特征,为雷电流频谱研究提供参考。分析结果表明实测雷电流幅值和能谱主要集中在1 MHz以下频段,在0~100 kHz频段与标准雷电波形8/20(μs)频谱很接近,均为50%以上。对于通信系统,可通过LC分流法阻止1 MHz以下频率的电波侵入,能消除掉90%以上的闪电电涌能量。     

不同波形雷电流的频谱特性分析

针对雷电流的频谱分布问题,根据Fourier变换理论,对不同模型的雷电流波形及实验波形进行频谱分析,分析出雷电流的振幅、能量集中分布的频率段,为浪涌保护器的选取、开发和研究高性能浪涌保护器、雷电风险评估提供一定的科学依据。     

低压弱电系统浪涌保护器的选择

1　雷电波特征　　雷击时的能量主要集中体现在首次雷击波对应的库仑量或焦耳量,因此GB50057—94把首次雷击波形(即10/350μs)作为雷电流的波形,而8/20μs波形并非自然界所具有的波形,它是对碳化硅(SiC)压敏电阻做绝缘冲击电压实验时,短路电流近似于8/20μs波形,故把8/20μs定为模拟测试波形。雷电波是行进波,存在波阻抗,波形在传输过程中半波时间只会被展宽而不是变窄,8/20μs波形,不是感应雷波形,在选用SPD时,应尽量选用10/350μs波形测试的SPD的参数为准。而以8/20μs波形测试SPD的各参数不能真实地反映SPD在遭受雷击时的特性。2…     

8/20μs和10/350μs SPD等效性的讨论

1 前言 8/20μs和10/350μs是二种用来测试SPD性能的标准波形.据长期观测,首击雷电流的统计波形为10/350μs.因而在电源的雷电防护中,设备在首级SPD应采用10/350μs波形测试S PD,而后级由于首级导通后,时间常数改变,则采用8/20μs波形测试SPD.但目前大多厂家对SPD的性能测试采用8/20μs波形,因此,工程上出现这样的问题:这二种波形测试的SPD 可互换否?若行,它们之间的关系如何?     

雷电过程中大气电场信号处理方法探究

基于天津市蓟州区大气电场探测数据和闪电定位数据，利用功率谱分析、小波降噪和快速傅里叶变换等信号处理方法，分析了雷电天气过程中地面大气电场变化特征。结果表明，雷电过程中大气电场能量主要集中在低频部分，利用sym5小波函数进行7层或8层分解，提取的低频信号能够反映大气电场的主要变化特征。在首次闪电发生前1小时，大气电场的频谱幅值起伏变化明显，且远高于非雷电天气电场频谱幅值。通过欧氏距离判别法，判断大气电场频谱特征更接近雷电天气还是非雷电天气，可为雷电预报预警提供参考。     

基于自然闪电下的限压型SPD残压特征分析

选取2017年6月15日和7月8日的2次人工引雷试验人工触发闪电数据,对采集系统记录了2次有明显残压波形的数据进行分析,结果表明:2次人工触发闪电的平均回击雷电流幅值为11.00kA,平均雷电流波形10%~90%的上升时间为0.24μs,平均雷电流的半峰宽度为10.98μs,平均雷电流的回击波形10%~90%的上升陡度38.20GA/s。2次人工触发闪电的平均残压持续时间为387.1μs,残压峰值平均值为969.4V,残压平均值为759.6V。自然闪电通常具有多回击、回击间隔时间短、放电过程复杂多样等特点,有可能破坏SPD热稳定性,加速老化,甚至可能被击穿;而该试验中SPD没有被损坏,主要是因为:人工触发闪电造成架空线路近距离发生闪电感应,尽管SPD的残压值高,但是电流比较小,所以SPD承受的能量不大。     

广州高建筑物地闪水平磁场频谱特征分析

该文利用广州高建筑物雷电观测站架设完成的一套正交磁环天线,对广州珠江新城高建筑物群进行地闪水平磁场观测。采用小波软阈值去噪法和基础噪声归零法对合成的磁场数据进行质量控制。对处理后的水平磁场波形进行频谱特征分析,得到水平磁场在不同频段内的能量分布情况,为高建筑物雷电强电磁脉冲屏蔽防护技术提供数据参考。     

基于传输线时域理论的同轴线中雷电波传播分析

针对雷电波在同轴线中传播特性的问题,通过对同轴线的暂态响应的理论分析,利用理论与试验相结合的方法,研究了同轴线对1.2/50 μs雷电波的暂态响应.结果表明:线终端负载上的信号由所传输信号的频率成分以及波导终端阻抗性质决定;1.2/50 μs雷电波信号频谱存在高于同轴线截止频率的成分,终端阻抗匹配情况下雷电波波头出现大量高次模成分;终端负载开路时,线终端信号的高次模是雷电波的入射波与反射波以及所激发的高次模之和;受雷电波频谱特征影响,雷电波激发出的高次模成分主要集中在波头部分;雷电波在线中传播的最终波形是各高次模分量之和,降低雷电波波头陡度可以减少高次模成分.在雷电过电压防护中应充分考虑到雷电波在线路中传播的畸变问题,这对于指导同轴线引入的过电压防护具有重要意义.     

北京地区正地闪时间分布及波形特征

为了给雷电防护及机理研究提供必要的基础数据,利用闪电定位资料和电场快慢变化资料,对北京地区正地闪的时间分布规律及波形特征进行了统计分析。结果表明:北京地区正地闪分布随月份而不同,较大频次出现在5—7月,较高比例出现在春、秋季(3—5月和10—11月);而一天内的正、负地闪分布具有反对应关系,正地闪在傍晚(15:00—21:00,北京时)具有较大的频次和较高的比例,且该比例随闪电频次增大而呈减少的趋势;正地闪多为单次回击,多回击正地闪数占正地闪总数的3.89%;正地闪波形上升沿时间分布范围为5～28μs,平均为11.55μs,慢前沿时间分布在2.8～23.6μs之间,平均值为9.41μs,慢前沿幅度与回击峰值比为53%,过零时间为43.97μs,负反冲深度均值为20.75%,辐射场归一化到100 km的回击场强峰值为13.66 V/m;正地闪连续电流持续时间平均值为113 ms,具有连续电流的正地闪比例高达69.2%,其中48.7%具有长连续电流过程。     

基于ATP-EMTP的F-D模型残压误差模拟分析

金属氧化物压敏电阻(MOV)在防止电力系统免受雷电过电压侵扰时起至关重要的作用。文中基于MOV仿真模型IEEE模型,建立了一种新的MOV仿真模型F-D模型,并利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件进行仿真模拟,进而对比分析IEEE模型和F-D模型在残压误差上的优缺点。相比于IEEE模型,在波形为8/20μs和峰值为10 kA的雷电电流冲击下,FD模型能更好地再现雷电电流冲击后的残压值。F-D模型中的电感参数对仿真结果影响较大,其值与残压误差值呈负相关关系。在波形为8/20μs和峰值分别为5、7、10 kA的雷电电流冲击下,优化后的F-D模型残压误差均可忽略不计,因此优化后的F-D模型能很好地反映出实际的MOV动作特性。