文献综述模板

1、姓名： 小明邮箱： 电话： 136034532132013年4月31日NoImagen题目： A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inceptionn作者：Marley Becerra, Vernon Coorayn联系方式： Marley.Becerraangstrom.uu.se； Vernon.Coorayangstrom.uu.se；n作者机构： The Division for Electricity and Lightning Research, The ng

2、strm Laboratory, Uppsala University, Uppsala SE 751 21, Sweden. (瑞典Uppsala大学电学和雷电研究组)n发表刊物： IEEE Trans. On Power Deliveryn发表时间： Vol. 2, No. 2, 2006 n页数：897-908n引用率：文献1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n在20世纪70至80年代Les Renardieres研究组开展长间隙放电物理模

3、型研究以来，学者们也相继建立了不同的雷电物理仿真模型。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在雷电物理仿真模型中，影响最重要的是雷电迎面先导的起始判据。目前，主要的迎面先导起始判据包括：临界电晕半径法、广义的迎面先导起始判据、临界区域电场判据和Lalande判据。n临界电晕半径法：由Carrara和Thione根据棒-板间隙试验结果提出，计算雷电迎面先导起始时，认为目标物的曲率等于临界电晕半径，当目标物表面电场超过电晕起始电场(约3MV/m)时，迎面先导起始。不足1：试验室获得的临界半径是否能外推计算雷电存疑；不足2：目前还没有太多关于海拔高度和湿度对临界半径的影响试验结果。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广义计算公式：由Rzik根据棒-板间隙试验结果提出，与棒-板间隙试验结果吻合较好。不足： 仅给出了棒和水平导线的U 和A的取值，能否应用于其他结构存疑。引文121314文献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临界区域电场判据：由Petrov和Waters提出，认为迎面先导起始的条件是流注区域的长度超过临界值0.7m，流注的平均场强为500kV/m。不足：棒-板长间隙放电试验结果表明，正极性先导起始流注临界长度为3m，与Petrov和Waters 的假设相矛盾。引文28nLalande判据：前述三个方法均无法考虑目标物空间电荷对迎面先导起始的作用。Lalande基于Goellian等学者提出的正极性长间隙放电物

11、理仿真模型来计算避雷针的雷电迎面先导起始条件，仅分析了人工引雷试验中的迎面先导过程，并给出了避雷针和水平导线迎面先导起始背景电场的计算公式。不足：未对其影响因素进行进一步分析。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.文献1-“A

14、 Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n提出问题：在Goellian模型中，假设流注区电场恒定，引入静电方法简化计算空间电荷量，采用热电离模型计算先导通道电场并假设迎面先导速度与注入电流满足线性关系。该模型可以考虑空间电荷对迎面先导起始的影响，然而在应用该方法计算复杂结构目标物的迎面先导起始条件时还存在一些基础问题。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) 提出了适用于任意结构地面目标物迎面先导起始和发展仿真的物理模型；(2) 采用模拟电荷法计算复杂结构地面目标物的空间电荷和先导通道电位；(3) 通过计算分析极大地简化了物理仿真模型，使得仅需分析复杂目标物的背景电位分布就可以计算先导的起始条件，以便于工程应用；(4) 应用本文模型对迎面先导起始的临界背景电场和击距进行了计算分析，考虑了目标物几何形状和空间电荷的影响。文献1-“A S

16、implified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n本文采用理论仿真研究路线，仿真模型的建立包括：雷电迎面先导起始的物理模型、空间电荷计算模型两个部分。文献1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”雷电迎面先导起始的物理模型(1) 初始电晕起始：流注起始判据计算。(2) 不稳定先导起始： 注入先导头部的空间电荷量大于1.0 C。(

17、3) 先导发展：先导发展速度正比于注入电荷量，单位长度先导发展所需的电荷量为65 C/m： 迎面先导的头部电位满足：文献1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n本文采用理论仿真研究路线，仿真模型的建立包括：雷电迎面先导起始的物理模型、空间电荷计算模型两个部分。空间电荷计算模型(1) 基于模拟电荷法的空间电荷三维计算模型 假设流注区域为圆锥体且平均电场为恒值(450kV/m)，在内部布置圆环形模拟电荷，计算不同流注长度的空间电荷量。 流注区域电位等于

18、先导头部电位、当前流注区域电荷、已经发展存在的流注空间电荷的贡献，建立模拟电荷方程，求解获得空间电荷总量。n本文采用理论仿真研究路线，仿真模型的建立包括：雷电迎面先导起始的物理模型、空间电荷计算模型两个部分。(2) 基于背景电位畸变的简化空间电荷计算模型 流注空间电荷可以表示为流注区域背景电位畸变量与考虑流注形状几何系数KQ的乘积。 利用基于CSM计算得的空间电荷量可以计算出不同目标物的KQ系数值。文献1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”文献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连续避雷针和建筑物迎面先导起始临界电场及其影响因素。 放电参数对避雷针雷电迎面先导起始临界电场的影响规律 不同KQ取值对避雷针和建筑物迎面先导起始临界电场的影响n利用所建立的仿真模型分析了连续避雷针和建筑物的雷电击距。 采用不同迎面先导起始判据计算得15kA雷电流的击距(a-考虑下行先导仅是贡献背景电位，b-考虑下行先导动态发展)文献1-“A Simplified Physical Model to Determine the Lightning Upward Connecting Leader Inception”n鉴于已有的迎面先导起始判据无法考虑空间电荷对复杂结构目标物迎面先导起始条件的影响，建立新的计算模型是必要的，特别是有助于分析ESE等非常规防雷手段的效果。n本文建立的模型仅考虑迎面先导起始的最初阶段(迎面先导长度小于2m)，所采用的放电物理参数来源于10m棒-板间隙放电试验的观测结果。n本文的模型可以同时计算不稳定和连续迎面先导起始条件，也可以应用于下行先导趋近过程中，雷电迎面先