Математическое моделирование волн тока и напряжения, индуцированных грозовыми разрядами в линиях передач в условиях многолетней мерзлоты

• Автор: Борисова, Марфа Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Общая характеристика перенапряжений

1.2. Молния как источник грозовых перенапряжений.

1.2.1. Грозовые отключения и аварии в линиях передач .

1.2.2. Грозовые перенапряжения в подземных линиях передач

1.3. Математические модели грозовых перенапряжений в линиях передач

1.3.1. Воздействие на линию передач электромагнитного излучения канала молнии

1.3.2. Действие ВТН на линию передач

1.4. Математические модели грозового перенапряжения при разряде молнии между двумя облаками .
Выводы
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВТН В ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧ В ПРЕДПОЛОЖЕНИИ О МГНОВЕННОМ ХАРАКТЕРЕ РАЗРЯДА МОЛНИИ
Разряд молнии о землю.
2.1.1. Погонные параметры линий передач.
2.1.2. Численные расчеты.
2.2. Разряд молнии между облаками.
2.2.1. Численные расчеты.
2.3. Математическая модель ВТН в линии передач с одним разрывом
Выводы.
3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВТН В ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧ С УЧЕТОМ ЗАВИСИМОСТИ ТОКА МОЛНИИ ОТ ВРЕМЕНИ
3.1. Математическая модель
3.2. Решение задачи Коши для неоднородной системы телеграфных уравнений.
3.3. Аналитическое решение
3.4. Прямоугольный импульс тока молнии
3.4.1. Удар молнии о землю.
3.4.2. Разряд молнии между облаками
3.5. Импульс молнии, наиболее близкий к реальному.

3.6. Выводы
4. АДАПТАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ ПО ДАННЫМ НАТУРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ И СРАВНЕНИЕ С ДРУГИМИ МАТЕМАТИЧЕСКИМИ МОДЕЛЯМИ
4.1. Описание эксперимента измерений ВТН в трубопроводе .
4.2. Обработка натурных данных
4.3. Адаптация параметров модели по данным натурных измерений
4.4. Сопоставление с другими математическими моделями
4.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЗД
Литература


И. "Космо- и геофизические явления и их математические модели", (Якутск, ); на Всероссийских школах-семинарах студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов (Якутск, , , , , , ); на Всероссийской научной конференции студентов физиков (ВНКСФ-) (Москва ); на Всероссийских научных'конференциях "Информационные технологии в науке, образовании и экономикс"(Якутск, , , ); на XXVII Российской школе по проблемам науки и технологий, посвященную 0-летию К. Э. Циолковского, 0-летию С. П. Королева и -летию Государственного ракетного центра "КБ им. В.П. Макеева"(г. Миасс, Челябинская обл. Участие в грантах и проектах. Работа поддержана конкурсами грантов в качестве руководителя гранта: ФТИ ЯГУ для молодых ученых и аспирантов (, ); ЯГУ для молодых ученых и аспирантов ( г. Президента РС(Я) для молодых ученых и аспирантов ( г. Государственная стипендия РС(Я) молодым научным, сотрудникам и аспирантам ( г. Работа поддержана конкурсами грантов в качестве исполнителя: проектами № ур. Университета России"( г. РФФИ-Арктика (- гг. ВНП программы МОиН РФ "Развитие научного потенциала высшей школы"( г. РФФИ - Дальний Восток (- гг. РС(Я) на НИР № 13 "Исследование влияния грозовой и геофизической активности на магистральные объекты на территории РС(Я)"(- гг. РФФИ-Восток 0 "Влияние космической погоды на функционирование магистральных линий в условиях многолетней мерзлоты"(- гг. АВЦП 2. Исследование развития грозовой и геомагнитной активности и их влияния на функционирование магистральных объектов"(- гг. Математическое моделирование влияния космических факторов и грозовой активности на магистральные линии передач"(- гг. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 9 наименований и изложена на $ страницах, содержит рисунков и 2 таблицы. Основное содержание работы. В первой главе диссертации - приведен обзор литературы и представлены основные понятия грозовых перенапряжений, молнии, заряженного облака и их физические характеристики, необходимые при построении математических моделей. Рассмотрены работы Стекольникова И. С., Костенко М. В., Кадомской К. П., Цапенко Е. Ф., Юмана М. Базеляна Э. М., Капица П. Л., Разевига Д. В., Рашиди Ф. Григорьева Ю. М., Подпоркина Г. В. и других ученых изучающих грозовые перенапряжения. В данной главе рассмотрены методы изучения и построения математических моделей грозового перенапряжения в линии. Во второй главе диссертации - построена математическая модель ВТИ в магистральных линиях при предположении о мгновенном характере разряда молнии. Используются математическое моделирование на основе решения системы телеграфных уравнений с начальными условиями, описывающими потенциал заряда облака и его электростатического изображения. Используя методы математического анализа, дифференциальных уравнений с частными производными и теорию специальных функций найдено аналитическое решения данной задачи. Полученное аналитическое решение в виде интегралов от функций Бесселя численно реализуется методом Симпсона. В третьей главе диссертации представлена математическая модель ВТН в линии передач с учетом зависимости тока молнии от времени. Получена задача Коши для неоднородной системы телеграфных уравнений с пра. Используя методы математического анализа, дифференциальных уравнений с частными производными и теорией специальных функций найдено аналитическое решения данной задачи Коши. Полученное аналитическое решение в виде интегралов от функций Бесселя реализуется численным интегрированием методом Симпсона. Четвертая глава посвящена адаптации параметров разработанных математических моделей ВТН к экспериментальным данным и сравнению полученных математических моделей с моделями других авторов. Разработана и реализована методика обработки данных натурных измерений ВТН з действующем трубопроводе, полученные в экспедиции совместно с лабораторией РИМ ИКФИА и кафедрой теоретической физики ЯГУ в г. Якутии в районе п. Таас-Юрях. Проведено сравнение расчетов индуцированных перенапряжений по нашей модели ВТН, описанной в разделе 2. Основное содержание диссертации изложена в работах []-[9].