基于MATLAB的三种雷电流数学模型仿真对比分析

刘东东 范凯彬 张一博

摘 要：利用MATLAB软件仿真得到雷电流的三种常用数学函数模型的雷电流全波、波头和半峰值的波形图研究雷电，为进一步雷电研究提供参考依据。

关键词：雷电流；MATLAB；函数模型；对比分析

雷电流的高峰值电流是造成雷电灾害的重要原因，因此研究雷电流峰值电流及其波形具有重要意义。通常选用的三种数学模型有：双指数函数模型[ 1 ]、Heidler 函数模型[ 2 ]和脉冲函数模型[ 3 ]。

1双指数函数模型

由此可以看出，Im不仅与I0有关，而且与α和β也关系密切。同样，Tp、Th也与α和β等参量有关。对于（式1），只要给定I0、α和β便可以唯一确定雷电流波形图。

图1是用MATLAB软件仿真得到的基于双指数函数模型的雷电流全波、波头和半峰值的波形图。

参考文献：

[1] C.E.R.BruceandR.H.Golde The lightning discharge[J].J.Inst.Elect.Engrs，1941（88）：487-505.

[2] IEC1312-1，Protection against lightning electromagnetic impulse-PartⅠ[S]. General principles， 1995.

[3] 张飞舟，陈亚洲，魏明，刘尚合.雷电电流的脉冲函数表示[J].电波科学学报，2002，17 （2）：51 - 53.

[4] K.Berger，R.B.Anderson，R.H.Kroninge.Parameters of Lighting Flashes[J].Electra ，1975： 23- 37.

作者简介：

刘东东，男，就职于河北省廊坊市气象局。毕业于南京信息工程大学雷电防护科学与技术专业，本科，现从事雷电防护设计和雷电灾害风险评估工作。