In this study, the implementation of different corona discharge models in a transient program for overhead multiconductor lines based on the implicit Crank-Nicolson Finite Difference Time Domain method is presented. Among different corona models available in the literature, two empirical models (Gary's and Suliciu's models) and a physics-based model (Malik's model) are discussed, which are broadly used in EMT programs, and their predictions under fast-front lightning surges and slow-front switching impulses are assessed. The authors critically review the dynamic capacitance approach in terms of numerical accuracy, when dealing with slowly varying voltages, and applicability, regarding dispersive models assuming a non-instantaneous charge-voltage relation. The alternative voltage-controlled generator approach is proposed, which is successfully included in the implicit Crank-Nicolson scheme. One of the objectives of this study is to show how different corona models may predict overvoltages with huge discrepancies, depending on the transient waveform and the propagation distance, despite the similarity of the q-v hysteresis curves. More evident discrepancies between models under fast-front voltage waves are reported, rather than for switching impulses. The consistency of these results in terms of the models' features and q-v curves is analysed, highlighting the necessity for new engineering tools for corona simulation of general predictive capability.

中文翻译：

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不同电晕模型对多导体传输线方程求解的FD算法的影响

在这项研究中，介绍了基于隐式 Crank-Nicolson 有限差分时域方法在架空多导体线路的瞬态程序中实现不同电晕放电模型。在文献中可用的不同电晕模型中，讨论了两种经验模型（Gary's 和 Suliciu's 模型）和一个基于物理的模型（Malik's 模型），它们广泛用于 EMT 程序，以及它们在快前雷电涌和慢速下的预测。 - 评估前切换脉冲。在处理缓慢变化的电压时，作者根据数值精度批判性地审查了动态电容方法，以及关于假定非瞬时电荷-电压关系的色散模型的适用性。提出了替代压控发电机方法，它成功地包含在隐式 Crank-Nicolson 方案中。这项研究的目标之一是展示不同的电晕模型如何预测具有巨大差异的过电压，这取决于瞬态波形和传播距离，尽管 qv 滞后曲线相似。报告了快速前电压波下模型之间更明显的差异，而不是开关脉冲。分析了这些结果在模型特征和 qv 曲线方面的一致性，强调了使用新的工程工具来模拟一般预测能力的必要性。尽管 qv 滞后曲线相似，但取决于瞬态波形和传播距离。报告了快速前电压波下模型之间更明显的差异，而不是开关脉冲。分析了这些结果在模型特征和 qv 曲线方面的一致性，强调了使用新的工程工具来模拟一般预测能力的必要性。尽管 qv 滞后曲线相似，但取决于瞬态波形和传播距离。报告了快速前电压波下模型之间更明显的差异，而不是开关脉冲。分析了这些结果在模型特征和 qv 曲线方面的一致性，强调了使用新的工程工具来模拟一般预测能力的必要性。