雷击建筑物时雷电流在地网上计算及电压分布的研究
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雷击建筑物时雷电流在地网上计算及电压分布的研究
摘要：本文主要研究雷击建筑物后通过避雷针引下线进入地网，雷电流在地网上的电压分布，并采用集中参数的方法
对雷电流在接地网上的分布进行了数值计算。最后得出重要的建筑物防雷措施和经验。
关键词：建筑物；雷击；感应过电压
建筑物遭受雷击后，会有雷电流经由避雷针
或避雷器的接地引下线流入地网。由于地网接地
体阻抗，特别是感抗的作用，使得在雷电流作用
下的地网电位分布极不均匀。同时，由于地网接
地体上的电流随时间的变化率( )很大，还
会在地网附近的二次电缆上生产较高的感应电势
[1]。本文对雷电流在地网上的电压分布进行研究，
采用集中参数的方法对雷电流在接地网上的分布
进行了数值计算。
1.雷电流在接地网上的数学模型
1.1 地网单元接地体参数
地网的接地体参数由电阻 、电感 、对地
电导 和对地电容 。所以地网单元接地体可
以用每单位长度的电阻 、电感 、电导炕和
电容 参数组成的 型等效电路来表示。如图
1。
图 1 对单元接地体
1.2 地网单元接地体模型
用双二型等效电路表示接地体单元。其接地
体单元的 ATP-EMTP 模型如图 2 所示。由公式可以
确定平行的接地体间存在互感，相互垂直的接地
体间互感近似为 0。据文献[2]，水平布置的接地
体间的距离不宜小于 5 米，当两接地体间的间距
大于或等于 10 米时，互感低于自感的 5%，可以
忽略互感。因此本文只考虑相邻的平行接地体间
存在的互感(本文地网模型采用的是 100m×100m
的接地网)。
图 2 接地体单元的 ATP-EMTP 模型
1.3 100m×100m 地网布置图
整个接地网可以用许多个如图 1所示的单元
接地体模型所组成的网络来表示，即把整个
100m×100m 的地网分成许多个小的二型等值路，
如图 3。但这种组合不是简单几何上的组合，因
为当许多单根接地体组成一个接地网时，每根接
地体的散流都会受到其它接地体的影响，而每点
的对地电位是有各段接地体的散流所共同产生的。
其中每个方格的长度为 10m。
图3 100m×100m 地网布置图
2 地网计算的参数设置
2.1 雷电流源的参数设置
对于本文雷电流波形参数的选择，为了能尽
量反映实际情况，计算时选用的雷电流幅值分别
为 10kA 和 100kA，10kA 是我国规定的避雷器的
计算电流幅值，100kA 的雷电流已经很少见，这
个取值是考虑到一个很严重的情况时的幅值。为
了比较不同雷电流波形下的电磁暂态响应，采用
了四种典型的雷电脉冲电流波形:0.25/100 ，
摘要：
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雷击建筑物时雷电流在地网上计算及电压分布的研究摘要：本文主要研究雷击建筑物后通过避雷针引下线进入地网，雷电流在地网上的电压分布，并采用集中参数的方法对雷电流在接地网上的分布进行了数值计算。最后得出重要的建筑物防雷措施和经验。关键词：建筑物；雷击；感应过电压建筑物遭受雷击后，会有雷电流经由避雷针或避雷器的接地引下线流入地网。由于地网接地体阻抗，特别是感抗的作用，使得在雷电流作用下的地网电位分布极不均匀。同时，由于地网接地体上的电流随时间的变化率()很大，还会在地网附近的二次电缆上生产较高的感应电势[1]。本文对雷电流在地网上的电压分布进行研究，采用集中参数的方法对雷电流在接地网上的分布进行了数值...
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