Lightning Induced Overvoltages Caused by Non-Vertical Lightning and Earth Current Behavior

Les surtensions induites par la foudre deviennent un sujet important dans le domaine des réseaux de distribution. Une évaluation précise des tensions induites est très essentielle pour la protection contre la foudre. Un problème des évaluations existantes est qu'un canal de foudre vertical et une terre parfaitement conductrice, qui ne sont pas réalistes, sont supposés dans la plupart des cas. Ces hypothèses nécessitent des recherches plus approfondies pour une évaluation précise de la tension induite. L'objectif principal de cette thèse est de révéler et résumer (1) les influences de la foudre non verticale sur les surtensions induites par la foudre dans les réseaux de distribution et (2) le comportement du courant de foudre dans une terre avec pertes, pour une évaluation précise des tensions induites. Pour (1), les circuits du modèle FDTD pour représenter la foudre non verticale sont construits et les influences de la foudre non verticale sur les tensions induites sont étudiées avec diverses conditions telles que la forme d'onde du courant de foudre, la géométrie du canal de foudre, l'état de la terre et la distribution ligne, etc. De plus, le mécanisme des changements est discuté en comparaison avec une formule analytique. Il est clair que l'inclinaison de la foudre vers la ligne augmente considérablement les tensions induites. Les tensions atteignent plus de deux fois plus que celles du boîtier vertical. L'inclinaison le long de la ligne ne montre que des différences mineures sur la tension de crête alors qu'elle rend le profil de tension le long de la ligne asymétrique. Des tendances similaires sont observées même lorsque l'on suppose une ligne triphasée réaliste avec mises à la terre et parafoudres. Les connaissances acquises dans cette thèse indiquent clairement que les influences de la foudre non verticale doivent être prises en compte pour une évaluation précise des surtensions induites par la foudre. Pour (2), les circuits du modèle FDTD sont validés par rapport aux résultats expérimentaux dans des articles publiés, et les influences de la distance de la foudre, de la position de la foudre sur la ligne, de la structure de mise à la terre, de la position du fil neutre, etc. sont étudiées par la FDTD. Il est confirmé que le couplage électromagnétique foudre-terre influence le courant de surface de la terre et l'augmentation du potentiel de terre (GPR) qui en résulte pendant une période transitoire, et donc l'inclinaison de la foudre rend le courant et le GPR différents du cas vertical.