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SESShield-3D:雷击保护系统的3D实景分析和设计软件

SESShield-3D是一个用于复杂3D环境下雷击屏蔽保护系统的分析和设计的功能强大的软件包。研究对象包括变电站、电厂、工业工厂和其它建筑物等系统,分析中考虑了输电线路、设备和建筑物等系统存在的影响。SESShield-3D可将任意金属结构定义为屏蔽系统:除了屏蔽线和避雷针外,还可以把其它会吸引雷电的设备也定义成屏蔽系统的一部分。

SESShield-3D提供了一个简单而直观的用户界面。可对具有多种几何形状、任意布置的物体进行雷电屏蔽分析。物体可以是悬链线、圆柱体、圆锥体、立方体和其它棱柱体等形状。而且,程序的计算速度非常快,并以清晰、交互式的3D图形的形式显示计算结果,从而可以快速地分析设计屏蔽系统。

SESShield-3D主界面SESShield-3D Main Interface

SESShield-3D主界面-主界面分为两个控制面板。通过左侧的控制面板可快速访问每个物体单元的特性,右侧的控制面板用于显示待分析几何体的2D和3D图形。

技术亮点

SESShield-3D可以对一个由任意几何体构成的系统进行雷电屏蔽保护方面的分析和设计。 SESShield-3D还可以根据雷电屏蔽保护系统所在区域中的雷闪分布统计数据评估其失效概率。

目前,程序支持四种屏蔽系统布置方式(SSPM)。这些方法在相关的IEEE [1]IEC [2]标准中有所描述,包括电几何模型(通常以滚球法实现)、考虑建筑物高度的改进电几何模型、保护角法和网格法。随后会不断增加其它新的分析方法,近期下一个要添加的方法是汇集体积法。

SESShield-3D支持的滚球法基于电几何模型方法。它可帮助用户在建筑物上或电力设施周围放置保护系统。在计算滚球尺寸时可指定以下变量:雷击距离、雷击电流或雷击防护等级,其它可指定的参数还包括最小基本雷电冲击绝缘等级和变电站特定区域内的设备浪涌阻抗。

SESShield-3D能够模拟和分析任意几何形状的屏蔽导体和易受雷击的建筑物。程序使用面向对象的方式描述几何体,允许用户选择、复制、粘贴和删除物体。SESShield-3D同时附带物体数据库,它允许用户将数据库现成物体直接导入到待分析系统中,也可以存储用户所建物体以供将来使用。

使用灵活的特性窗口可以很容易调整物体的几何特性。如使用键盘复制选中物体或使用鼠标指针移动和旋转物体等CAD操作将有助于快速创建待分析的系统。

可使用鼠标旋转、平移和缩放感兴趣的任何区域,从而可以从不同角度查看模拟的物体。

SESShield-3D能够导入由SESCAD 创建的几何体并保存为MALT 输入文件, 而 SESCAD 能够导入 DXF 文件。 在SESShield-3D中定义的几何体也能够转换成MALT可识别的格式并使用SESCAD进行编辑。

SESShield-3D具有高度的交互式和可视化。一旦用户指定了系统的几何形状及其基本参数,SESShield-3D可高效地利用显卡快速地在工作窗口同时显示遭受雷击系统周围的受保护及不受保护的空间,从而可以实时地对屏蔽系统进行调整并即时显示所做调整的效果。位于视图底部的状态栏提醒用户在当前视图中可能忽略的未受保护的区域。 

完成计算后,程序会根据所选方法和保护状态显示计算结果。如果有部分系统未受到恰当的保护,在报告中将给出未受保护的物体列表以及保护系统的失效概率。

SESShield-3D的图形输出 – 计算结果可以以实体(下图左侧)或透明模式显示。后者包括多色调(下图右侧)和单色调(上图)显示模式。。

 


[1] IEEE Std-998 - IEEE Guide for Direct Lightning Stroke Shielding of Substations
IEEE Std-1243 - IEEE Guide for Improving the Lightning Performance of Transmission Lines
[2] IEC Std-62305-1 Ed. 1.0 - Protection Against Lightning
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