闪电通道辐射特性及耦合效应的研究
发布时间：2021-04-04 13:06
针对闪电通道辐射特性及耦合效应这一问题,利用雷电冲击控制平台（Impulse Current Generated System,ICGS）模拟闪电通道,结合光谱理论和闪电通道光学薄的特点建立局部热力学平衡模型（Local Ther-modynamic Equilibrium,LTE）,利用光谱的谱线强度研究闪电通道的热辐射特性;通过建立闪电通道的天线模型,分析闪电对常用天线和架空线缆的影响,得到以下结论:（1）波长为648.2nm可见光波段的谱线强度峰值低于930mn红外波段谱线强度峰值,二者的峰值都随闪电通道电流的增加而增大。即闪电通道电流与谱线发光强度间成正相关,并且闪电通道内红外波段谱线的发光强度大于可见光波段谱线的发光强度。（2）当闪电通道电流变化范围为5kA-50kA时,通道的温度为6140.7K--10424.1K,有较理想的对数关系存在于模拟闪电通道电流与通道温度间,温度随电流变化的拟合曲线为:T=1782.71nI+3347.3,相关系数 R 为 98.74%。（3）在可见光波段波长为648.2nm和红外波段波长为930nm,闪电通道电流和通道温度的关系与自然界闪电通道...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
吸收系数的定义和测量
?（ｂ）波长为９３０ｎｍ??图２．７谱线发光强度图??如图２．８为波长为９３０ｎｍ位于红外波段谱线随时间变化的发光强度典型波形图，图??２．８?（ａ）的闪电通道电流为５ｋＡ，图２．８?（ｂ）通道电流为１５ｋＡ。从图２．８可知，在红外??波段随着冲击电流的增大，谱线光强的能量增加，即以电压衡量的发光强度对时间的积??分变大，同时随着增加的有波长为９３０ｎｍ的谱线发光强度的峰值。可见光波段波长为??６４８．２ｎｍ的谱线也是如此。??０．６?ｒ?１．４「??０．５－?１２?：??１．０?－??０．４?－??０．８?－??０．３?－?＼?＾?■?Ｉ??＞?＞?０．６?－??＾?０．２?－?Ｉ?＾?０．４－??０．１?－?＼?〇．２?－?＾．??０？０?＾???Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ???Ｉ?＿Ｑ?二?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ??０?１?２?３?４?５?＇?＇?〇?１?２?３?４?５??＂ｍｓ?ｔ／ｍｓ??（ａ）通道电流为５ｋＡ?（ｂ）通道电流为５０ｋＡ??图２．８典型波形图??闪电通道温度随通道电流的变化图见图２．９。由图２．９可知，随着闪电通道电流的逐??渐增大，闪电通道的温度也逐步上升，即闪电通道电流与通道温度呈正相关。对实测曲??线进行拟合得，有较理想的对数关系存在于模拟闪电通道电流与通道温度间，拟合曲线??为：??ｒ＝１７８２．７１ｎ／＋３３４７．３?（２．４５）??其中：／为模拟闪电通道中的电流，ｋＡ。式（２．４５）的相关指数Ｒ为９８．７４％，十分逼近??１
（ａ）波长为６４８．２ｎｍ?（ｂ）波长为９３０ｎｍ??图２．７谱线发光强度图??如图２．８为波长为９３０ｎｍ位于红外波段谱线随时间变化的发光强度典型波形图，图??２．８?（ａ）的闪电通道电流为５ｋＡ，图２．８?（ｂ）通道电流为１５ｋＡ。从图２．８可知，在红外??波段随着冲击电流的增大，谱线光强的能量增加，即以电压衡量的发光强度对时间的积??分变大，同时随着增加的有波长为９３０ｎｍ的谱线发光强度的峰值。可见光波段波长为??６４８．２ｎｍ的谱线也是如此。??０．６?ｒ?１．４「??０．５－?１２?：??１．０?－??０．４?－??０．８?－??０．３?－?＼?＾?■?Ｉ??＞?＞?０．６?－??＾?０．２?－?Ｉ?＾?０．４－??０．１?－?＼?〇．２?－?＾．??０？０?＾???Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ???Ｉ?＿Ｑ?二?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ??０?１?２?３?４?５?＇?＇?〇?１?２?３?４?５??＂ｍｓ?ｔ／ｍｓ??（ａ）通道电流为５ｋＡ?（ｂ）通道电流为５０ｋＡ??图２．８典型波形图??闪电通道温度随通道电流的变化图见图２．９。由图２．９可知，随着闪电通道电流的逐??渐增大，闪电通道的温度也逐步上升，即闪电通道电流与通道温度呈正相关。对实测曲??线进行拟合得，有较理想的对数关系存在于模拟闪电通道电流与通道温度间，拟合曲线??为：??ｒ＝１７８２．７１ｎ／＋３３４７．３?（２．４５）??其中：／为模拟闪电通道中的电流
【参考文献】：
期刊论文
[1]闪电放电通道的等离子体特性（英文）[J]. 张华明,袁萍,张义军,万建杰,欧阳玉花,王东方. 高电压技术. 2013(10)
[2]一次近距离自然闪电输电线路感应电压观测[J]. 蔡力,王建国,周蜜,陈绍东,薛健,李显强. 高电压技术. 2013(04)
[3]闪电放电通道的辐射演化特性[J]. 张华明,袁萍,杨世刚,郝孝智,牛永波. 光子学报. 2010(06)
[4]云闪放电通道的光谱及温度特性[J]. 王杰,袁萍,郭凤霞,郄秀书,欧阳玉花,张义军. 中国科学（D辑:地球科学）. 2009(02)
[5]负地闪先导—回击过程的光学观测和分析[J]. 张义军,吕伟涛,郑栋,周恩伟,陈绍东,李斌,陈绿文,潘汉波,曾昌军. 高电压技术. 2008(10)
[6]高原地区云对地闪电首次回击的光谱研究[J]. 袁萍,刘欣生,张义军,郄秀书,张广庶,王怀斌. 地球物理学报. 2004(01)
[7]空中人工引发雷电先导过程的特征分析[J]. 张义军,董万胜,张广庶,郄秀书. 地球物理学报. 2003(04)
[8]与闪电过程有关的NII离子能级寿命的理论计算[J]. 袁萍,刘欣生,张义军,颉录有,董晨钟. 物理学报. 2002(11)
本文编号：3118089
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
吸收系数的定义和测量
?（ｂ）波长为９３０ｎｍ??图２．７谱线发光强度图??如图２．８为波长为９３０ｎｍ位于红外波段谱线随时间变化的发光强度典型波形图，图??２．８?（ａ）的闪电通道电流为５ｋＡ，图２．８?（ｂ）通道电流为１５ｋＡ。从图２．８可知，在红外??波段随着冲击电流的增大，谱线光强的能量增加，即以电压衡量的发光强度对时间的积??分变大，同时随着增加的有波长为９３０ｎｍ的谱线发光强度的峰值。可见光波段波长为??６４８．２ｎｍ的谱线也是如此。??０．６?ｒ?１．４「??０．５－?１２?：??１．０?－??０．４?－??０．８?－??０．３?－?＼?＾?■?Ｉ??＞?＞?０．６?－??＾?０．２?－?Ｉ?＾?０．４－??０．１?－?＼?〇．２?－?＾．??０？０?＾???Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ???Ｉ?＿Ｑ?二?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ??０?１?２?３?４?５?＇?＇?〇?１?２?３?４?５??＂ｍｓ?ｔ／ｍｓ??（ａ）通道电流为５ｋＡ?（ｂ）通道电流为５０ｋＡ??图２．８典型波形图??闪电通道温度随通道电流的变化图见图２．９。由图２．９可知，随着闪电通道电流的逐??渐增大，闪电通道的温度也逐步上升，即闪电通道电流与通道温度呈正相关。对实测曲??线进行拟合得，有较理想的对数关系存在于模拟闪电通道电流与通道温度间，拟合曲线??为：??ｒ＝１７８２．７１ｎ／＋３３４７．３?（２．４５）??其中：／为模拟闪电通道中的电流，ｋＡ。式（２．４５）的相关指数Ｒ为９８．７４％，十分逼近??１
（ａ）波长为６４８．２ｎｍ?（ｂ）波长为９３０ｎｍ??图２．７谱线发光强度图??如图２．８为波长为９３０ｎｍ位于红外波段谱线随时间变化的发光强度典型波形图，图??２．８?（ａ）的闪电通道电流为５ｋＡ，图２．８?（ｂ）通道电流为１５ｋＡ。从图２．８可知，在红外??波段随着冲击电流的增大，谱线光强的能量增加，即以电压衡量的发光强度对时间的积??分变大，同时随着增加的有波长为９３０ｎｍ的谱线发光强度的峰值。可见光波段波长为??６４８．２ｎｍ的谱线也是如此。??０．６?ｒ?１．４「??０．５－?１２?：??１．０?－??０．４?－??０．８?－??０．３?－?＼?＾?■?Ｉ??＞?＞?０．６?－??＾?０．２?－?Ｉ?＾?０．４－??０．１?－?＼?〇．２?－?＾．??０？０?＾???Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ???Ｉ?＿Ｑ?二?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ??０?１?２?３?４?５?＇?＇?〇?１?２?３?４?５??＂ｍｓ?ｔ／ｍｓ??（ａ）通道电流为５ｋＡ?（ｂ）通道电流为５０ｋＡ??图２．８典型波形图??闪电通道温度随通道电流的变化图见图２．９。由图２．９可知，随着闪电通道电流的逐??渐增大，闪电通道的温度也逐步上升，即闪电通道电流与通道温度呈正相关。对实测曲??线进行拟合得，有较理想的对数关系存在于模拟闪电通道电流与通道温度间，拟合曲线??为：??ｒ＝１７８２．７１ｎ／＋３３４７．３?（２．４５）??其中：／为模拟闪电通道中的电流
【参考文献】：
期刊论文
[1]闪电放电通道的等离子体特性（英文）[J]. 张华明,袁萍,张义军,万建杰,欧阳玉花,王东方. 高电压技术. 2013(10)
[2]一次近距离自然闪电输电线路感应电压观测[J]. 蔡力,王建国,周蜜,陈绍东,薛健,李显强. 高电压技术. 2013(04)
[3]闪电放电通道的辐射演化特性[J]. 张华明,袁萍,杨世刚,郝孝智,牛永波. 光子学报. 2010(06)
[4]云闪放电通道的光谱及温度特性[J]. 王杰,袁萍,郭凤霞,郄秀书,欧阳玉花,张义军. 中国科学（D辑:地球科学）. 2009(02)
[5]负地闪先导—回击过程的光学观测和分析[J]. 张义军,吕伟涛,郑栋,周恩伟,陈绍东,李斌,陈绿文,潘汉波,曾昌军. 高电压技术. 2008(10)
[6]高原地区云对地闪电首次回击的光谱研究[J]. 袁萍,刘欣生,张义军,郄秀书,张广庶,王怀斌. 地球物理学报. 2004(01)
[7]空中人工引发雷电先导过程的特征分析[J]. 张义军,董万胜,张广庶,郄秀书. 地球物理学报. 2003(04)
[8]与闪电过程有关的NII离子能级寿命的理论计算[J]. 袁萍,刘欣生,张义军,颉录有,董晨钟. 物理学报. 2002(11)
本文编号：3118089
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