一篇防雷硕士毕业论文的提纲

通天雷神

考虑土壤电离的接地系统暂态特性研究
Research of Transient Characteristics of Grounding Systems Considering Soil Ionization

中文摘要
雷击变电站或输电线路时，产生的大的雷电冲击电流将通过接地系统向大地中流散。由此产生的暂态电磁场很可能危及附近的电力设备或工作人员。正确模拟接地装置在雷电流作用下的冲击击穿特性，是维护电力系统安全可靠运行、保障电气设备与运行人员安全的根本保证和重要措施。同时，随着灵敏的电子及数字电路在电力系统中的大量应用，对电力系统电磁环境和电磁兼容研究的重要性越来越明显。过高的电磁场不仅对人身健康产生危害，也会危及到电子设备的灵敏度。
接地装置在冲击大电流作用下的暂态性能与低频时有很大不同，这主要是由于冲击电流频率很高，与电阻作用相比接地体本身的电感作用变得非常明显，而在工频时常常被忽略。此外，大的冲击电流将引起接地体周围土壤的电离，这将使接地装置的冲击特性呈现明显的非线性。然而在目前的国内外研究中，除了那些简单形状的接地极之外，非线性的电离现象常常被忽略。这是因为考虑非线性电离现象时往往要附加复杂的计算代码，以至于非常难于模拟。
论文中首次提出了能够对土壤非线性电离进行有效模拟的暂态模型，即基于电路理论的数值计算方法，通过建立动态数学模型考虑了土壤中火花放电的影响。
论文还对接地体在暂态下的电气参数计算公式进行了详细的推导，推导过程中充分考虑了大地镜像以及导体间互感的影响。
论文对具有时变特性的接地体暂态过程的计算方法进行了详细的分析和推导，并编写了分析软件。对集中参数储能元件电感和电容，采用非线性梯形算法得到相应的暂态等值计算电路，大大方便和加快了计算机对暂态电路的数值求解。
论文对不同参数对冲击电流作用下接地体暂态性能的影响进行了分析。接地装置的尺寸、土壤电气参数、冲击电流幅值及波前时间等参数以及不同引流方式都对接地装置冲击响应有很大影响。推荐采用中间引流方式，而不是从接地装置一端引流。
论文给出了计算水平接地体冲击有效长度以及接地网格的冲击有效半径的计算公式，可直接指导工程设计人员进行防雷接地系统的设计和改造。
关键词：暂态特性，接地体，接地网格，冲击接地电阻，冲击电流

Abstract
When lightning strikes a substation, high currents generated by the stroke will flow into the grounding system and dissipate in the soil. The electromagnetic fields generated by such high currents may cause damage to equipment and may be dangerous to personnel working nearby. At the same time, with the increasing complexity and sensitivity of control equipment in substations and industry, issues such as electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference (EMI) are becoming more and more important. So, the transient characteristic of grounding systems is very important to the safe and reliable operation of power system.
As already evidenced by many researches, the performance of grounding systems subject to high impulse current is dramatically different from that at the low frequency. Because inductive behavior can become more and more important with respect to resistive behavior and, in addition, these large currents can generate soil ionization, which makes the impulse response typically non-linear. But in many studies this dynamic and non-linear ionization phenomenon is often omitted because this complicated physical phenomenon is too difficult to model. It will impose a number of sophisticated calculation codes.
The paper presents an effective method for this problem, that is numerical calculation approach based on circuit model of distributed time-variable parameters. It accurately takes into account non-linear effects of breakdown in the soil surrounding the ground conductors.
In the paper, the formulae of electrical parameters for ground electrodes are detailedly deduced, which especially considers the influences of mirror images of the ground and mutual-inductances among ground conductors. The solution procedure and algorithm for large transient circuits are also analyzed in detail. Software package is provided to predict the behavior of grounding systems when they are excited by impulse currents.
The influences of different parameters on the transient characteristic of grounding systems subjected to lightning impulse current are analyzed. These parameters have great influence on the transient characteristic of grounding systems, such as the dimensions of ground systems, the electrical parameters of soil, and the shape of impulse current. The location of feed point at the center is strongly recommended, instead of at the end.
The formulae for calculating the impulse effective length of ground electrode and the impulse effective radius of ground grid are provided in this paper. It will be helpful for technical staff to design and reform ground systems against lightning.
Keywords: transient characteristic, ground electrode, ground grid, impulse grounding resistance, impulse current

目 录
第一章 绪论
1.1课题背景与意义
1.1.1接地在电力系统安全运行中的重要作用
1.1.2接地体冲击特性研究的意义
1.2 国内外研究现状及存在的问题
1.2.1国内外的研究现状
1.2.2目前研究工作中存在的问题
1.3论文工作的主要内容
第二章 接地体冲击特性分析的等效模型及理论基础
2.1考虑土壤电离的等效电路模型
2.2 单根接地体的接地电阻
2.2.1 垂直接地极的接地电阻
2.2.2 水平接地极的接地电阻
2.3 接地极的电容
2.4 接地极的电导
2.5 接地极的电感
2.6 两根直导线的互感
2.7 本章小结
第三章 接地体冲击特性等效模型的数值计算及程序设计
3.1暂态电路的求解
3.2 集中储能元件的暂态等值计算电路
3.2.1 电感的等值计算电路和相应的计算公式
3.2.2 电容的等值计算电路和相应的计算公式
3.2.3 电阻与电感串联的等值计算电路和相应的计算公式
3.2.4 电导与电容并联的等值计算电路和相应的计算公式
3.2.5 具有互感支路的等值计算电路和相应的计算公式
3.3表征接地装置暂态特性的参数
3.4软件设计及流程图
3.4.1计算程序设计
3.4.2程序流程图
3.5计算结果的检验
3.6 本章小结
第四章 水平接地体的冲击特性
4.1 水平接地体的冲击特性
4.2 土壤电离的影响
4.3 接地体长度对冲击响应的影响
4.4 土壤参数对冲击响应的影响
4.4.1土壤电阻率对冲击响应的影响
4.4.2土壤介电常数对冲击响应的影响
4.4.3土壤的临界击穿场强对冲击响应的影响
4.5 雷电流波形对冲击响应的影响
4.5.1波前时间对冲击响应的影响
4.5.2冲击电流幅值对冲击响应的影响
4.6 冲击电流注入点的影响
4.7 接地体埋深的影响
4.8 接地极的冲击有效长度
4.9 垂直接地极的冲击特性
4.10 本章小结
第五章 接地网格的冲击特性
5.1 接地网格的冲击特性
5.2 接地网面积对冲击特性的影响
5.3 接地网水平导体间距对冲击特性的影响
5.4 注入点对冲击特性的影响
5.5 土壤参数对冲击特性的影响
5.5.1土壤电阻率对冲击特性的影响
5.5.2土壤临界击穿场强对冲击特性的影响
5.6 雷电流波形对冲击特性的影响
5.6.1波前时间对冲击特性的影响
5.6.2冲击电流幅值对冲击特性的影响
5.7 接地网的有效面积
5.8 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
附录

通天雷神

再发两篇台湾防雷论文的资料：

國家圖書館索書號: 960 015M 84-8 系統編號: 83NTUST027110
　　　　　研究生: 仲偉弘 Chung Wei Hon
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　　　　論文名稱: 臺灣地區建築物雷害防護問題之探討
　　　　論文名稱: A Research on Lightning Protection of Buildings in Taiwan
　　　　指導教授: 劉安平 Liu Anping
　　　　學位類別: 碩士
　　　　校院名稱: 國立台灣科技大學
　　　　系所名稱: 工程技術研究所
　　　　　　學號: M8210009
　　　　　學年度: 83
　　　　　語文別: 中文
　　　　論文頁數: 89
　　　　　關鍵字: 建築物、避雷保護計畫、雷擊風 Lightning Risk Evaluation
險評估、避雷設施、避雷法規 、Lightning Protection  
 facilities Lightning  
 rotection code
[摘要]
近年來，臺灣地區的土地資源被持續大量的開發，建築物不斷的興建於都
會區內或鄰近的山坡地，甚至在山區、開闊的鄉間都是大興土木，廣建房
舍。其中建築物的高層化與密集化現象，加上臺灣地區夏秋兩季的午後雷
陣雨之影響，使建築物的雷害威脅有逐漸增加的趨勢。雖然大部分直接雷
擊的損失並不大，且無完整的記錄，但雷害造成的影響仍是不可忽視的，
如雷達站，機場塔臺等建築物因感電事故而使其中的電子導控設備失效或
誤傳訊號，均須付出相當大代價才能復原，使我們不能忽視雷害預防的問
題。由於臺灣地區以往對於建築物雷擊研究不足，使得現行避雷法規的適
用性有待檢討，建築材料使用與建築物幾何型態的規劃也仍有許多急須克
服的問題，惟有切實解決上述問題才能去除建築物潛在的雷擊威脅。為能
在雷雨季節保障建築物及使用者的的安全，必須提供一個可行的對策或施
行方案，讓從事建築設計人員能有所依據，本文由建築物的設計、施工、
使用維護等不同階段來討論預防雷害的一些觀念與方法，經由對法令規章
的檢討提出修正建議，希望能在這個研究領域內，提出具有建設性的看法
，逐步建立合理適用並具有前瞻性的避雷措施，並引導後續的研究。
The land resourse in Taiwan area has been devaloped
continuously and massively for several years. The risk of
lightning striking damages to ward building is getting higher
and higher by the followingtwo things:first,the fact of raising
height and dense location of the buildings;second,the frequent
occurence of thunder storms in Taiwan area during summer and
autumn season.Although most damages of direct lightning strikes
are not serious and thereis no significant record about the
damage. This paper discusses both the idea and themethod of how
to prevent the lightning striking damages from the following
three layers- design,construct,use and maintenance,and also
provide the suggestion on revising current laws. We hope a
construction thought can be stated in this research fieid, so
that a reasonable, applicable and prospective process can be
provided to actually protect the buildings from lightning
striking damages.

國家圖書館索書號:  系統編號: 90NTUST442016
　　　　　出版年: 民91
　　　　　研究生: 黃晉恩  
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　　　　論文名稱: 工作環境電磁干擾之研究
　　　　指導教授: 楊成發  
　　　　學位類別: 碩士
　　　　校院名稱: 國立台灣科技大學
　　　　系所名稱: 電機工程系
　　　　　　學號: M8907112
　　　　　學年度: 90
　　　　　語文別: 中文
　　　　　關鍵字: EMI  
[摘要]
本論文乃研究工作環境之電磁干擾問題，其中乃蒐集並探討國內外相關的電磁干擾案例，
以瞭解各類型之電磁干擾現象，另外，本研究亦於電弧爐廠及半導體廠量測電力頻率磁場
與射頻電磁雜訊，來評估其對儀器設備之影響，並針對電磁雜訊可能干擾工作環境中儀器
設備正常動作之問題，提出一些防護對策建議。

[論文目次]
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖表索引 vi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究內容 1
1.4 章節概述 2
第二章 電磁干擾及法規簡介 3
2.1 電磁干擾源起 3
2.2 電磁干擾種類 4
2.3 電磁相容法規緣由及介紹 9
2.3.1 前言 9
2.3.2 EN電磁相容法規簡介 9
2.3.3 FCC及CISPR電磁相容法規簡介 12
第三章 傳導性電磁干擾分析 15
3.1 電子工廠遭直接雷擊引起傳導性損壞 15
3.2 架空高壓線短路故障的傳導性破壞事故 19
3.3 配電變壓器接地事故致使電信交換機故障 24
3.4 單相接地故障的傳導性破壞 30
3.5 討論 36
第四章 輻射性電磁干擾案例 42
4.1 醫院大樓磁場耦合干擾 42
4.2 商業大樓磁場耦合干擾 47
4.3 辦公室磁場干擾與改善 53
4.4 歸航台電磁干擾 58
4.5 架空電力線的射頻干擾 65
4.6 晶圓廠無塵室之靜電放電干擾現象 69
4.7 討論 73
第五章 電磁干擾耐受性試驗 76
5.1 電力頻率磁場耐受性試驗 76
5.1.1 前言 76
5.1.2 IEC 61000-4-8測試標準簡介 76
5.1.3 赫姆霍茲雙線圈(Helmholtz Coils) 79
5.1.4 實驗方法及步驟 80
5.1.5 實驗結果 82
5.2 鋼鐵廠電弧爐之磁場分佈測量 87
5.2.1 測量設備 88
5.2.2 測量方法 88
5.2.3 測量結果分析 88
5.2.4 干擾現象 98
5.2.5 結論 99
5.3 晶圓廠光罩室之電磁場強背景值測量 100
5.3.1 量測方法與步驟 100
5.3.2 測量結果 107
5.3.3 光罩破壞現象 130
5.3.4 結論 130
第六章 結論 132
6.1 總結 132
6.2 建議事項 133
6.3 未來研究方向 134
參考文獻 135
附錄A 電力頻率磁場測量儀器之校正 138

[參考文獻]
[1] 王棟樑，「捷運供電系統與通訊系統間電力電磁干擾之研究」，國立台灣科技大學碩
士論文，民國八十八年七月。
[2] 李景煌，「車輛供電系統電磁相容之研究」，國立台灣工業技術學院碩士論文，民國
八十九年七月。
[3] F. P. Dawalibi and R. D. Southey, 1989; “Analysis of Electrical  
Interference from Power Lines to Gas Pipelines, Part I: Cmputation Methods,”  
IEEE Trans. on Power Delivery, Vol.4, No.3, pp.1840-1846.
[4] F. P. Dawalibi and R. D. Southey, 1990; “Analysis of Electrical  
Interference from Power Lines to Gas Pipelines, Part II: Parametric Analysis,
” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol.5, No.1, pp.415-421.
[5] M. J. Frazier and J. Dabkowski, 1985; “Magnetic Coupled Longitudinal  
Electric Field Measurements on Two Transmission Lines,” IEEE Trans. on Power  
Apparatus and Systems, Vol.PAS-104, No.4, pp.933-940.
[6] Banfai. B. and Karady, G.G. and Kim. C. J. and Maracas. K. B., 2000; “
Magnetic field effects on CRT computer monitors,” IEEE Trans. on Power  
Delivery, Vol. 15, No.1, pp.307-312.
[7] Jeong-Boo Kim and Dong-Il Lee and Koo-Yong Shin and Hee-Sung Ahn and Kwang-
Ho Yang, 1999; “Electromagnetic interference from a three phase double  
circuit 765-kV test line,” IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 14, No.
1, pp.266-271.
[8] Von Jouanne. A. and Haoran Zhang and Wallace A. K., 2000; “An evaluation  
of mitigation techniques for bearing currents, EMI and overvoltages in ASD  
applications,” IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 34, No.5, pp.1113-
1122.
[9] 顏世雄，「由煙囪、鐵塔上的避雷針引雷事故對策檢討」，儀測技術雜誌，第20~28頁
，民國八十七年。
[10] 顏世雄，「避雷工程」，自印，台北市。
[11] 虞 昊等，「現代防雷技術基礎」，清華大學出版社，北京，第164~168頁，民國八十
四年。
[12] 顏世雄，「靜電、電場、磁場環境障礙與對策」，工研院能資所講義，民國八十七年
。。
[13] Tim Williams, EMC for Product Designers third edition,Newnes,pp.153-154(
2001).
[14] Frederick M. Tesche, Michel V. Ianoz, Torbjorn Karlsson, EMC Analysis  
Methods and Computational Models,John Wiley & Sons,(1997).
[15] Martin Lutz；“Testing and Measurement Techniques, Conducted Disturbance  
Transient Tests,” http://www.emc-partner.ch/resource/pdf/techno1.PDF
[16] .Clayton R. Paul,Introduction to Electromagnetic Compatibility, John  
Wiley & Sons,(1992).
[17] 周至如，「電子工廠雷擊損壞事故勘查分析檢討及防護對策實例」，電機技師雙月刊
，第85~94頁，民國八十九年。
[18] 廖財昌，「雜訊干擾及防止對策」，全華科技圖書，第228~229頁，民國八十一年。
[19] 行政院勞工委員會勞工安全衛生研究所，「防止感電之接地安全技術研究」，勞委員
會勞工安全衛生研究所委託報告，民國八十九年十月。
[20] Kenneth Griffing,Michael Hiles,Jon Munderloh; “Mitigation of Wiring  
Interference on Computer System” , Chicago,Proceedings of the American Power  
Conference, Volume 61-I, 61st Annual Meeting, pp.156-160. , 1999.
[21] Limberger E.N, “Locating radio frequency interference on power  
transmission lines” , Rural Electric Power Conference , 1992.Papers Presented  
at the 36th Annual Conference , pp. C3/1 -C3/5 , 1992.
[22] Roderick Ford-Smith,Harold Barnett,George Leal,Gary Sutorius, “A Study  
of ESD Induced Lockups in a Semiconductor Photolithography Area” , Electrical  
Overstress/Electrostatic Discharge Symposium Proceedings, pp.43-47. , 1999.
[23] International Electrotechnical Commission (IEC) Std 61000-4-8;  
Electromagnctic compatibility (EMC)-Part 4:Testing and measurement techniques-
Section 8:power frequency magnetic field immunity test ,pp.7-61 , 1993.
[24] David K. Cheng; Field and Wave Electromagnetics, 2nd Ed., Addison-Wesley  
Publishing Company, 1989.
[25] EMDEX II Specifications, Appendix B, “Hardware Specifications”.
[26] Visual Programming with HP VEE, Hewlett-Packard Professional Book. Second  
Edition, Hewlett-Packard Compancy.
[27] Montoya J., Levit L.; Englisch A,. “A study of the mechanisms for ESD  
damage to reticles” , IEEE Transactions on , Volume: 24 Issue: 2 ,pp.78-85,  
April 2001.
[28] ANSI/IEEE Std 644, IEEE Standard Procedures for Meaurement of Power  
Frequency Electric and Magnetic Fields Feom AC Power Line, 1994.

通天雷神

顺便问一句：谁手上现在有“CDMD 中国优秀博硕士学位论文全文数据库”或者“中国学术论文数据库”的ID？我借用一星期，付费。我的那个试用的已经到期了。

ASP

晤！

不错，可是自己要是写好了，英文段子的翻译有点困难

通天雷神

TO：ASP
英文段子的翻译找秘书啊，要不……招聘一个？呵呵……

TO：马雷  
哥们专门给找的酒徒头像你竟然有意见？再有：你借我一个“CDMD 中国优秀博硕士学位论文全文数据库”或者“中国学术论文数据库”的ID我就给你加点肉……

sundy

hoho~~偶有，不过不能给你，不然老板会把偶炒掉地……它可不比万方ID，公司人手一份=）

通天雷神

我买了个“中国学术论文数据库”的ID。一年750元。要命。

sundy

哦？？私人花钱买？干嘛不叫公司报销？

通天雷神

都一样。我的和公司的基本没有区别。这就是我的失误啊。

浪子随缘

[这个贴子最后由浪子随缘在 2004/04/05 09:32pm 第 1 次编辑]

下面引用由通天雷神在 2003/05/21 03:56pm 发表的内容：
都一样。我的和公司的基本没有区别。这就是我的失误啊。

谁叫你要自己当老板！