Fundamental processes in long air gap discharges

The development of atmospheric lightning is initiated and sustained by the formation in virgin air of ‘streamer corona’ and ‘leader’ discharges, very similar to those observed in laboratory long sparks. Therefore, the experimental and theoretical investigations of these laboratory discharges have become of large interest to improve the physical knowledge of the lightning process and to develop self-consistent models that could be applied to new protection concepts.In the present paper the fundamental processes of the subsequent phases of long air gap discharges are analyzed, from the first corona inception and development to the leader channel formation and propagation. For all these processes simulations models are discussed that have been essentially derived and simplified by the authors, in order to develop sequential time-dependent simulation of the laboratory breakdown, with both positive and negative voltages. The possibility of extending these models to the case of natural lightning is discussed in the companion paper, presented in this same volume. To cite this article: I. Gallimberti et al., C. R. Physique 3 (2002) 1335–1359.     

闪电AR谱的多重分形特性分析及放电类型的识别

对闪电时域波形的分形研究由于忽略了其频率特性,致使复杂多变的闪电过程的全部特性无法得到充分表征。针对此问题,本文将多重分形理论引入到现代谱估计中,提出了一种基于AR(auto-regressive)谱的闪电电场信号的多重分形特性分析及放电类型的识别方法。首先基于AR模型谱估计法获得闪电电场信号的功率谱,然后,通过多重分形去趋势波动分析(multifractal detrended fluctuation analysis,MF-DFA) 法验证了闪电AR谱序列具有多重分形特性,并进一步对AR谱序列的Hurst指数以及多重分形谱进行了讨论,最后将相关参数作为闪电信号的有效特征值输入支持向量机进行了云闪(intracloud lightning) 和地闪(cloud-to-ground lightning,CG) 不同放电类型的识别。实验结果表明,本文方法对云、地闪信号的有效识别率达到了94%以上,该研究成果对闪电的特性研究与自动化识别技术均具有一定的参考价值。     

等离子体限幅器对雷电防护效果的试验分析北大核心CSCD

雷电对于各类装备及民用系统的电子设备有着极大的破坏作用,引起射频系统损坏的主要为感应雷,而现有的设备无法满足射频系统的防雷需求。文章对微波防护用等离子体限幅器的雷电防护特性进行了研究并开展了相关试验,结果表明,等离子体限幅器可以起到雷电防护的作用,对于感应雷电波形的幅值及波形均有着一定的限制,在等离子限幅器后接入PIN限幅器所形成的级联防护器件对后方的电路起到了有效的防护作用。     

地闪梯级先导电场波形特征研究

为研究地闪梯级先导电场波形特征,采用偶极子法结合衰减函数计算了有限大地电导率下不同距离处、不同梯级先导底部高度条件下的电场波形特征.计算结果表明:当观测点距离先导通道较近时,电场峰值随着先导通道底部高度的增大而减小;随着观测点和先导通道距离的增大,梯级先导通道底部高度对电场的影响逐步减小.对于给定高度的先导通道,其对应的电场峰值随着观测点和先导通道距离的增加,峰值先变大而后变小随着电导率的减小,先导电场波形上升时间明显增加,电场峰值衰减加快.     

飞行器雷击附着点数值仿真研究

雷击直接威胁飞行器的飞行安全,基于深入研究雷电电磁脉冲(LEMP)对飞行器的雷击特性,提高飞行器雷电防护性能的目的。文章应用一种静电场分析的方法,利用CST电磁仿真软件的EM工作室对某飞行器的等比例模型进行了雷击附着点的仿真研究,并详细讨论了放电间隙尺寸、雷击方位等相关参数的选择对飞行器闪电分区的影响,通过数值仿真的结果完成了对飞行器的闪电分区并与SAE-ARP5416标准分区进行对比,证明该方法是可行的,结论对该飞行器的雷电防护设计有重要的参考价值。     

关于通信导航设备电源防雷的探讨

根据通信导航设备在雷击中的损坏现象，提出了电源防雷措施，即实施分级保护，在多雷区配置防雷变压器。简单介绍了级间配合，抑制横向过电压的产生，以及接地阻抗的简单计算和正确选用等，以达到对电源系统的有效防雷保护。     

使用提前放闪电避雷针对短波测向天线场直击雷防护

本文对短波测向天线场直击雷防护的几种方法进行分析,提出了一种使用提前放闪电避雷针进行天线场直击雷防护的简单实用方法。     

OPGW雷击断股的机理及对策

针对OPGW雷击断股问题,指出了雷电形成电弧时产生的高温是OPGW雷击断股的主要原因,对不同状况下OPGW雷击断股的主要因素进行了剖析,同时制定出相应的预防措施.对广东省500 kV江茂乙线OPGW雷击情况进行具体分析,认为原材料缺陷、加工工艺缺陷、接地方式、雷击形成的电弧损害和光缆抗雷击能力不足等都能引起OPGW断股,指出了提高OPGW抗雷击能力需解决的关键问题.     

高职院校工学结合一体化学习站建设及运用研究

本文探讨了一体化学习站运行机制、功能分区设置、教学方法,并分析了一体化学习站教学效果、教学效率、教学成本。     

雷电斜向放电通道电磁场建模及计算

基于传输线模型,通过将柱坐标系进行旋转变换,建立了斜向放电通道电磁场模型;采用脉冲函数加双指数函数作为通道底部电流,从垂直放电通道电磁场的表达式中推导出斜向放电通道电磁场的计算公式;基于斜向放电通道电磁场模型,研究了不同角度对不同场区地表回击电磁场的影响,认为雷电放电通道越倾斜,雷电流对地面电磁场的影响就越明显。研究了不同回击速度对不同场区地表回击电磁场的影响,结果表明回击速度对电磁场的影响较为明显。