气溶胶浓度对雷暴云下地面尖端电晕放电的影响

作者：郭秀峰; 王磊; 周磊; 肖冬; 张金波; 张其林

来源：电瓷避雷器, 2019, (01): 16-30.

DOI：10.16188/j.isa.1003-8337.2019.01.003

• 电晕放电
• 气溶胶浓度
• 雷暴云电场
• 电晕离子对流扩散

尖端电晕放电是闪电先导触发的基础,而气溶胶作为电晕离子的载体,其浓度的不同可能会引起电晕放电特征的不同,进而影响闪电先导特征,但具体的影响程度尚未明确。为此,基于二维电晕粒子对流扩散模型,研究了不同气溶胶浓度(Na)下的电晕放电特征,通过讨论雷暴云电场环境下,不同Na对60 m高的塔尖周围电晕粒子时空演变的影响,揭示了尖端电晕电流(icor)、空间电场(E)以及电晕电荷浓度(ρ)随Na的变化关系。研究发现:1)当Na低于1010m-3时,其对电晕放电的影响较小;当Na高于1010m-3时,其影响相对明显。2)对比Na分别为109和1010m-3两种情况,高塔尖端上空几十米范围,E差异达4 kV m-1左右;上空一百米左右范围内,ρ的差异可超过1 nC m-3; icor峰值差异可达10%。3) icor峰值与Na两者呈线性递减关系。因此,在实际的避雷针尖端放电研究或雷电防护设计中,当Na大于1010m-3时,需考虑其对尖端放电的影响,而对于较为干净的大气环境,则可以忽略气溶胶的影响。

• 单位
  云南电力试验研究院(集团)有限公司; 云南电力试验研究院（集团）有限公司; 云南电网有限责任公司; 气象灾害教育部重点实验室; 南京信息工程大学