雷击浪涌发生器的仿真实现

陈星宇1樊江伟2林英鉴2

（烟台经济技术开发区气象局烟台264006；2.烟台市气象局烟台264003）

摘要：设计了雷击浪涌发生器的等效电路，列出了回路的状态方程，并应用Matlab语言对雷击浪涌发生器进行了仿真，生成了满足IEEE/ANSIC62.41和IEC61000-4-5标准的8/20us的雷电流波形和1.2/50us的电压波形，雷击浪涌发生器的模拟仿真可以为雷电和雷电防护的理论分析、实验研究提供可靠手段。

关键词:雷击浪涌发生器波形仿真

数值模拟促进了试验的发展，对试验方案的科学制定、试验过程中测点的最佳位置、仪表量程的最终确定提供更可靠的理论指导。雷电的发生随机性和捕捉难度都很大，用捕捉到的雷电流进行后续的试验难度更是可想而知。市场上的雷击浪涌发生器，由于费用昂贵，很难普及到每个研究者手中，并且在试验中还存在着一定的危险。用软件仿真方法实现雷击浪涌发生器的功用，可以替代危险、昂贵的甚至是难于实现的试验，而且模拟仿真可以重复的拷贝、移植，重复利用，并且可以适当修改而满足不同情况的需求，因此雷击浪涌发生器的模拟仿真可以为雷电和雷电防护的理论分析、试验研究提供可靠的手段。

雷击浪涌发生器的特性需要满足IEEE/ANSIC62.41和IEC61000-4-5[1]标准的需求，本文只对IEEE/ANSIC62.41和IEC61000-4-5标准中的1.2/50us电压波和8/20us的电流波进行模拟。

1模拟发生器的等效电路及求解方程

为了便于计算机的分析和模拟，需要掌握雷击浪涌发生器的等效电路，如图1所示。这个等效电路是根据制造商NoiseLaboratoryCo.Jap的NoisekenLSS6230雷击浪涌发生器得出的。

作为脉冲源的C1电容器初始放点电压可设置成0.1KV-6.6KV的范围，步长为100V。为了与上述的IEC和IEEE标准匹配，模型参数可由制造商给出，如图1所示。

3总结

利用Matlab仿真方法，生成了满足IEEE/ANSIC62.41和IEC61000-4-5标准要求的电压波与电流波形。模拟仿真可以重复的拷贝、移植，重复利用，并且可以适当修改而满足不同情况的需求，因此雷击浪涌发生器的模拟仿真可以为雷电和雷电防护的理论分析、试验研究提供可靠的手段。

参考文献：

[1]‘IEEEguideforsurgevoltagesinlow-voltageacpowercircuits’,ANSI/IEEEStdC62.41-1980,1981

[2]周庭阳.电路原理（上、下）[M].杭州：浙江大学出版社，2001.

[3]董霖.MATLAB使用详解：基础、开发及工程应用.北京：电子工业出版社，2009.