ISSN 1004-4965

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触发闪电环境下地网冲击接地电阻特征分析

张鹃 王孝波 颜旭 陈绍东

张鹃, 王孝波, 颜旭, 陈绍东. 触发闪电环境下地网冲击接地电阻特征分析[J]. 热带气象学报, 2024, 40(2): 208-216. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.020
引用本文: 张鹃, 王孝波, 颜旭, 陈绍东. 触发闪电环境下地网冲击接地电阻特征分析[J]. 热带气象学报, 2024, 40(2): 208-216. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.020
ZHANG Juan, WANG Xiaobo, YAN Xu, CHEN Shaodong. Characteristic of Impulse Grounding Resistance of a Grounding Grid by Triggered Lightning Flash[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(2): 208-216. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.020
Citation: ZHANG Juan, WANG Xiaobo, YAN Xu, CHEN Shaodong. Characteristic of Impulse Grounding Resistance of a Grounding Grid by Triggered Lightning Flash[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(2): 208-216. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.020

触发闪电环境下地网冲击接地电阻特征分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.020
详细信息
    通讯作者:

    陈绍东,男,浙江省人,研究员级高级工程师,从事雷电物理和雷电防护技术研究。E-mail:15035026@qq.com

  • 中图分类号: P412

Characteristic of Impulse Grounding Resistance of a Grounding Grid by Triggered Lightning Flash

  • 摘要: 基于触发闪电技术,研究了2019年夏季8次触发闪电44次回击、5次初始连续电流脉冲(ICCP)和24次M分量对冲击接地电阻的影响,探索了冲击接地电阻随雷电流注入的动态变化规律。结果发现:闪电放电ICCP、M分量和回击过程冲击接地电阻均小于工频接地电阻,ICCP和叠加在回击回落之后连续电流上的M分量冲击接地电阻略大于回击过程,平均值分别为11.2 Ω和10.8 Ω。叠加在回击下降沿上的M分量冲击接地电阻平均值7.8 Ω,明显小于回击过程,最小值可达2.4 Ω。ICCP和M分量冲击接地电阻随电流增加而减小,回击过程与电流峰值没有明显的相关性。叠加在回击下降沿上的M分量冲击接地电阻随雷电流峰值、背景电流值的增加呈指数衰减关系,还与之前回击电流峰值成一定的反比例关系。随着闪电回击电流的注入,冲击接地电阻呈现动态变化过程,小电流在回击峰值下降后出现一个缓慢增长的过程,大电流在回击峰值下降后出现一个快速下降的过程。闪电不同物理过程火花和电感效应的作用是不同的,两者共同作用决定了土壤的电离程度,从而决定了冲击接地电阻的大小和变化。

     

  • 图  1  夏季试验现场布置示意图

    图  2  ICCP、M分量雷电流波形放大图和参量定义

    图  3  最大回击电流(a)和最小回击电流(b)放大波形图

    图  4  ICCP、a类M分量冲击接地电阻与注入电流峰值关系散点图

    图  5  b类M分量冲击接地电阻与注入电流峰值(a)和背景电流(b)的指数拟合曲线图

    图  6  b类M分量冲击接地电阻与注入回击电流峰值散点图

    图  7  回击冲击接地电阻与注入电流峰值(a)、与10%~90%上升时间(b)散点图

    图  8  注入不同电流峰值冲击接地电阻动态变化图

    a.小电流峰值;b.大电流峰值;c.介于a、b电流峰值之间

    表  1  ICCP、a类M分量特征参数表

    闪电过程编号 注入电流峰值/kA 地电位抬升电压峰值/kV 冲击接地电阻/Ω 类别
    T06051527 0.48 5.38 11.2 ICCP
    T06051622 0.31 3.91 12.6 ICCP
    T06061419 1.77 18.59 10.5 ICCP
    T06111241 1.03 11.25 10.9 ICCP
    0.59 6.85 11.6 a
    T06111243 0.38 4.89 12.9 ICCP
    0.39 4.89 12.5 a
    T06111306 3.20 31.80 9.9 a
    1.31 13.70 10.5 a
    1.45 14.68 10.1 a
    1.53 16.63 10.9 a
    下载: 导出CSV

    表  2  b类M分量特征参数表

    闪电过程编号 注入电流峰值/kA 冲击接地电阻/Ω 背景电流/kA 回击电流峰值/kA 位置
    T06051527 3.31 3.7 2.68 14.14 RS5
    T06051622 1.06 10.2 0.06 8.40 RS1
    0.39 12.5 0.05 12.29 RS3
    0.58 11.0 0.40 10.57 RS7
    0.46 11.7 0.09 7.79 RS12
    T06061417 1.53 5.1 1.24 16.89 RS3
    T06061419 2.28 3.2 1.39 26.23 RS1
    T06111241 0.84 11.1 0.67 5.61 RS2
    5.97 2.4 3.88 36.44 RS8
    T06111243 1.17 10.5 0.36 16.51 RS1
    0.78 10.7 0.19 16.51 RS1
    0.54 10.9 0.04 16.51 RS1
    2.16 4.3 0.86 17.04 RS2
    0.54 10.9 0.16 16.90 RS3
    1.42 10.3 0.17 16.90 RS3
    2.06 3.8 1.62 21.51 RS7
    2.23 3.5 1.30 21.51 RS7
    T06111306 2.16 4.3 0.62 16.64 RS3
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-16
  • 修回日期:  2023-08-26
  • 网络出版日期:  2024-06-07
  • 刊出日期:  2024-04-20

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