報告書番号

H04012

タイトル（和文）

FDTD法による解析結果を用いた新しい雷サージ計算用鉄塔モデル

タイトル（英文）

A New Tower Model for Lightning-Overvoltage Studies Using the Result of an FDTD Analysis

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告では，FDTD法を用いた数値電磁界解析の結果からEMTP解析用の送電鉄塔モデルを導出する方法を述べている。 本報告で実施したFDTD法による解析では，大地抵抗率，鉄塔のアームや斜材，土中の基礎構造，帰還雷撃の進展速度等，従来，無視あるいは簡略化されていた部分についても詳細に模擬を行った。また，過去に行われた500kV送電鉄塔のサージ試験について試験結果とFDTD法による解析結果を比較し，その解析精度が十分であることを明らかとした。 EMTP解析用の鉄塔モデルについては，新たな鉄塔モデルを提案することによりモデル定数決定過程を一意的なものとした(従来手法は一部試行錯誤的な過程を経て定数を決定していた)。また，先の500kV送電鉄塔についてEMTP解析用のモデルを導出する過程を例示し，導出したモデルを用いたEMTP計算結果がFDTD法による解析結果を良く再現することを示した。

概要 （英文）

This report describes a method to derive a transmission tower model for EMTP lightning overvoltage studies from a numerical electromagnetic analysis result obtained by the FDTD (Finite Difference Time Domain) method. The FDTD analysis carried out in this report takes into account the following items which have been ignored or over-simplified in conventional analyses: (i) resistivity of the ground soil. (ii) arms, major slant elements, and foundation structures of the tower. (iii) development speed of the lightning return stroke. For validation, a lightning impulse test of a 500-kV transmission tower is simulated, and a comparison with the measured result shows that the present FDTD analysis gives a sufficiently accurate result. Using this validated FDTD-based simulation method, the voltages of the insulator strings of a tower is calculated, and based on the calculated insulator voltages the parameter values of the proposed tower model for EMTP studies are determined in a systematic way. Since a conventional method includes a trial-and-error process in the parameter determination, it can be said that the proposed model is more general. As an illustrative example, the previously-mentioned 500-kV transmission tower is modeled, and it is shown that the derived model closely reproduces the result by the FDTD analysis.

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