为研究雷电感应过电压的发展规律,为架空输电线路的防雷设计提供有价值的参考依据,开发了雷电感应过电压3维时域有限差分(3-D FDTD)算法。利用该算法,研究了不同分层土壤结构对架空输电线路雷电感应过电压的影响。对于水平分层土壤,当上层土壤电导率(0.001 S/m)明显小于下层(0.1 S/m)时,土壤等效阻抗变化带来的影响使感应过电压幅值与上层土壤厚度呈正相关;反之,感应过电压幅值则随上层厚度的增大急剧减小,厚度>2 m时其幅值几乎仅由上层土壤决定。对于垂直分层土壤,当雷电电磁场由高电导率土壤传播至低电导率土壤时,垂直分层结构对耦合电压的影响不容忽略;反之,若线路附近5 m以上区域存在高电导率土壤时,则不需考虑垂直分层结构的影响。电压计算与分析-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港倒角机液压滚弧机综上,在架空输电线路雷电感应过电压计算中,需要根据实际情况决定是否考虑分层土壤结构(包括水平分层和垂直分层)的影响。 )别为入射电压和散射电压。可以看出，入射电压始终保持为正极性，几乎不受地面电导率分层的影响。然而，在d=60m处，随着上层厚度的增加，地表等效阻抗变大，相应的散射电压幅值减小，但由于极性和入射电压相反，反而使得总感应电压幅值增大。进一步利用Cooray-Rubinstein水平电场近似算法分析表明，在d=60m处，随着地表等效阻抗的增大，离地面10m高度处的水平电场是减小的，从而使得相应的散射电压幅值减小[11]。值得注意的是，在d=200m处本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网整理!   http://www.gunyuanji158.com/，随着地面等效阻抗的增大，散射电压分量越趋于双极性(见图8(b))，Ui和Us在波前呈现相同极性的叠加使得总耦合电压的幅值增大。由此可见，对于上层土壤电导率较小的情况，下层土壤对感应过电压的影响是非常明显的。图9进一步给出了上层厚度对线路中点处感应电压的影响。可以看出，感应电压幅值随着上层厚度的增加而增加。当上层厚度h1=5m时，感应电压峰值为94.8kV。当厚度为10m时，电压幅值增加至108.71—h1=0m；2—h1=5m；3—h1=20m；4—h1=+∞图8距离闪电通道d=60m和d=200m时线路中点处Us和Ui波形。当厚度约>20m时感应电压幅值则没有明显增长，这是由于上层厚度的加深使穿透进入上层土壤的电磁波衰减逐渐增大，当增加至一定厚度时，2层介质分界面处的反射电磁波可以忽略，此时无需考虑土壤分层的影响。若将上下2层土壤电导率交换(表2中情况2)，其他模拟参数不变，计算得到线路中心点感应过电压如图10所示。图中曲线13分别代表上层土壤厚度h1取0、5m和+∞3种情况。由图10可见，当上层厚度为5m时，感应电压波形与上层单质土壤的情况趋于一致。原因在于上层电压计算与分析-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港倒角机液压滚弧机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网整理!   http://www.gunyuanji158.com/