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Simulación tridimensional de descarga corona en un sistema de doble aguja durante una tormenta eléctrica

Autores: Guo, Xiufeng; Zhang, Ling; Ji, Ziyu; Gao, Yue; Wang, Zhaoxia; Zhao, Nian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Simulación tridimensional de descarga corona en un sistema de doble aguja durante una tormenta eléctrica


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Efecto
Descarga corona
Edificios
Campo eléctrico atmosférico
Efecto de apantallamiento
Grupos de edificios tridimensionales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El efecto de la descarga corona de edificios o estructuras en el campo eléctrico atmosférico circundante es muy importante en la medición de los campos eléctricos atmosféricos urbanos y en la alerta temprana de rayos. Sin embargo, la mayoría de los estudios anteriores se centraron en edificios independientes, con poca investigación sobre grupos de edificios tridimensionales. Por lo tanto, basándose en la tecnología de simulación numérica tridimensional, este artículo utiliza un sistema de doble aguja para simular las características de la descarga corona de tormentas eléctricas de dos edificios de igual altura separados por una distancia variable. Se evalúa el efecto de apantallamiento del sistema de doble aguja sobre el campo eléctrico del suelo tanto con como sin descarga corona, y las principales conclusiones son las siguientes: (1) Cuanto mayor es la distancia entre las dos agujas, más cerca está la corriente corona máxima de cada punta del sistema de doble aguja de la de un pararrayos independiente a la misma altura. Cuando la corriente corona máxima de cada punta del sistema de doble aguja es igual a la corriente corona máxima de un pararrayos independiente a la misma altura hasta cierto nivel de aproximación, la distancia entre los dos sistemas de agujas está determinada por la altura de la aguja en ese momento. (2) Si la distancia entre las dos agujas es de 0.1 m, la carga corona liberada por el sistema de doble aguja es casi igual a la liberada por un pararrayos independiente. La carga corona liberada por el sistema de doble aguja es aproximadamente el doble de la liberada por un pararrayos independiente cuando la distancia entre las dos agujas se incrementa a un cierto valor que aumenta con la altura de la aguja y el tiempo de descarga corona. (3) Cuanto mayor es el valor del tiempo de descarga corona, más fuerte es el efecto de apantallamiento de la descarga corona sobre el campo eléctrico del suelo y mayor es el rango de apantallamiento, pero cuanto mayor es el valor de la altura de la aguja, menor es el rango de apantallamiento. (4) En comparación con el efecto de apantallamiento sin descarga corona, el de con descarga corona es mayor, pero cuanto mayor es el valor de la altura de la aguja, menor es la mejora. Por ejemplo, para una descarga corona con un tiempo de 10 s, la altura de la aguja es de 20 m, y el rango de apantallamiento es de aproximadamente 70 m, que es 8.8 veces que sin descarga corona; sin embargo, para una altura de aguja de 100 m, el rango de apantallamiento es de aproximadamente 150 m, que es solo 1.5 veces que sin descarga corona.

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