Establishment of predicting transient electromagnetic fields and induced voltages in the vicinity of a tall structure such as a wind-turbine-generator tower struck by lightning

建立风力涡轮发电机塔等高层建筑附近遭受雷击的瞬态电磁场和感应电压的预测

• 批准号: 18760220
• 负责人: BABA Yoshihiro
• 金额: $ 1.38万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760220/
• 关键词: 風力発電; 雷; 雷電流; 過電圧; 電磁界; 電磁環境; FDTD法; 電磁界解析; 風力発電タワー; 高構造物; 誘導電圧

雷撃を受けた風力発電タワー内および連接接地線で接続された隣接タワー脚部接地系の過渡電流分布と各タワー内に生じる電磁界の解析を,自作した時間領域有限差分(FDTD)法に基づく数値電磁界解析プログラムを用いて行った。その結果,タワー内に生じる電界は脚部ほど大きく,また水平かつ中心方向電界が最大となることが判明した。しかし,その大きさは比較的小さく,例えば大地導電率10mS/mで,立ち上がり時間2.5μs,ピーク値30kAの雷電流が流入した場合においても,1kV/m程度であった。タワー間を連接する接地線の両端を埋設し,各タワーの接地グリッド間を直接接続することによって,タワー内発生電界をさらに著しく低減できることを示した。

Due to the impact of the current distribution system, the electromagnetic field analysis method is used to analyze the electromagnetic field, and the finite difference time domain (FDTD) method is used to analyze the magnetic field. According to the results of the test, the foot of the electrical engineering industry is in a bad situation, and the largest one in the electrical industry in the direction of the center of the electrical engineering industry has been identified. For example, when the geodetic electricity rate 10mS/m is 2.5 μ s, the 30kA torpedo flows into the airstream, and the 1kV/m level is very low. The equipment is connected to the ground and the end of the grounding device is buried, and the grounding devices are connected directly to each other, and the generation and electricity industry in the plant is in charge of the display of the low-voltage equipment.

项目成果

On the Choice Between Transmission Line Equations and Full-Wave Maxwell's Equations for Transient Analysis of Buried Wires

• DOI: 10.1109/temc.2008.919040
• 发表时间: 2008-05
• 期刊: IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility
• 影响因子: 2.1
• 作者: N. Theethayi;Yoshihiro Baba;F. Rachidi;R. Thottappillil

垂直導体の特性インピーダンス理論式について

关于垂直导体的特性阻抗理论公式

• 发表时间: 2009
• 期刊: 電気学会論文雑誌B 129・3(掲載決定)
• 作者: 浦崎直光;千住智信;丹橋利久;関根秀臣;小田昭紀;小田昭紀;Toshimasa Miyazaki;馬場吉弘
• 通讯作者: 馬場吉弘

Electric and Magnetic Fields Predicted by Lightning Return Stroke Electromagnetic Models

• DOI: 10.1109/emczur.2009.4783404
• 发表时间: 2009-02
• 期刊: 2009 20th International Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility
• 作者: Y. Baba;V. Rakov

帰還雷撃の工学モデルと雷電磁界パルス計算への応用

回击雷工程模型及其在雷电电磁场脉冲计算中的应用

• 发表时间: 2008
• 期刊: 電気学会論文誌B 128・5
• 作者: Y. Taniguchi;Y. Baba;N. Nagaoka;and A. Ametani;馬場吉弘
• 通讯作者: 馬場吉弘

Lightning strikes to tall objects: Currents inferred from far electromagnetic fields versus directly measured currents

• DOI: 10.1029/2007gl030870
• 发表时间: 2007-10
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Y. Baba;V. Rakov