云南地区雷击正地闪时空分布特征分析

基于2010~2014年连续5年云南地区地闪定位资料,针对云南省总闪及正地闪次数、电流强度以及正地闪百分比,详细分析了其年份变化、月份分布规律以及空间分布特征。结果表明:①云南省平均雷暴日高达321天,其平均回击次数为2.08次,绝大多数正地闪为单回击闪电。正地闪的年平均百分比为7.7%,年平均电流为47.69 kA,远高于总闪的年平均电流。并且年平均地闪次数越多,正地闪平均电流越小。②云南省月平均雷暴日为26.5天,1~8月地闪活动逐渐增加,而正地闪比例随之减小,其中1月份正地闪比例高达19.4%。汛期以后,正地闪比例再度增加。同时,正地闪比例较高的月份,其正地闪月平均电流也较大。③云南地区正地闪次数整体上东部多于西部,但正地闪次数的高值区对应的正地闪电流强度较弱。云南正地闪电流的空间分布没有明显区域变化特征,全省正地闪电流高低值区小范围密集出现。     

微地形气候环境下郴州电网雷害活动分布规律分析

以雷电定位系统记录的2012—2016年雷电定位数据为样本,结合郴州地区地理气候特征,分析该地区雷电地闪频次的年变化趋势、月度分布规律、正/负地闪变化规律;根据网格法绘制了2012—2016年的地闪密度分布图和近5年的平均地闪密度分布图,对输电线路雷击故障点分布情况进行相关性分析;拟合了2012—2016年的雷电流幅值概率分布函数,并对前、后汛期的雷电流幅值概率分布曲线的差异进行了对比分析。为郴州电网输电线路防雷计算和防雷措施的制定提供了依据。     

广州地区地闪放电过程的观测及其特征分析

为了比较系统地认识和理解地闪放电的特征,利用高速摄像机和闪电电磁场观测设备对广州地区的地闪放电过程进行了光、电、磁综合观测。分析结果表明:1)地闪预击穿过程由呈双极性的大脉冲簇组成,80%以上的脉冲的初始极性与其后的回击极性相同;2)负地闪首次回击前的下行梯级先导均表现出较多的分叉,平均发展速度为105 m/s量级,在向下发展过程中速度增加,通道亮度也逐渐增强;3)当下行先导接近高建筑物时,在高建筑物上常常激发产生出多个上行先导,不管是上行连接先导还是上行未连接先导,均可以发展传输上百m,甚至达到几百m,2维平均发展速度均在104～105 m/s量级;4)72%的负地闪具有多次回击,且有3次回击的比例最高,约为25%,回击之间的时间间隔主要在100ms之内,但最大可达500ms;5)在人工触发闪电中直接测量的回击电流峰值在6.67～31.93kA之间;6)65%的负地闪含有连续电流过程,41%的回击后跟随有连续电流,连续电流的持续时间在1～358ms之间;7)连续电流中的M分量持续时间主要集中在3ms以内,相邻M分量之间的时间间隔主要分布在0～10ms之间,2/3的第1个M分量起始时间与回击起始时间之间的时间间隔<2ms。     

浙江省雷电活动的特点及其与地形和气候的关系

通过分析根据雷电定位系统积累数据绘制的2004~ 2007年浙江平均地闪密度图,总结了浙江省雷电活动的特点,发现雷电活动与地形、季节性气候等较为相关。通过比较绘制的浙江平均地闪密度图与雷暴日图,发现了雷电日与地闪密度分布之间的对应关系并不一致,指出根据雷电日推算地闪密度的方法已不够科学,推荐以地闪密度作为分析和判断浙江雷电活动的主要参考数据,并建议进一步开展地闪密度应用导则的研究。     

珠江三角洲地区雷电时空分布规律的统计研究

利用广东雷电定位系统监测的2000—2008年雷电定位数据,分析广东省近十年雷电时空分布规律特征。通过绘制的历年平均地闪密度变化趋势图和1 km×1 km大小网格的网格法绘制的历年地闪密度图,分析珠三角地区地闪密度变化特征。另外,超过各电压等级输电线路反击耐雷水平的雷电流对电网影响很大,以典型线路耐雷水平为依据,绘制出超过输电线路反击耐雷水平的雷电地闪分布图,分析电网遭受雷击的危险区段。雷电流幅值对防雷评估和防雷策略的制定具有重要意义,根据统计方法分析了珠江三角洲地区及广东省雷电流幅值分布规律的特征,并绘制了超过造成输电线路耐雷水平的落雷分布图,指导不同经济水平层次城市的线路运行部门加强对雷电密集区和密集时段的运行维护,完善落雷密集区内的输电线路绝缘强度参考标准,并为设计部门提供新的线路防雷设计依据。     

区域海拔高度对云地闪电参数分布的影响

为进一步研究雷电参数随海拔高度的分布特征,为雷电防护工程设计和雷击风险评估提供参考,根据湖北省雷电定位系统(lightning location system, LLS)2007年1月至2017年12月监测资料,采用数理统计方法,对不同海拔高度的频次、极性、雷电流幅值和波前陡度等参数进行了统计分析。结果表明:负地闪和总地闪频次随海拔高度增加呈线性减少,海拔2 700 m的地闪频次约是300 m处的1/3,正地闪频次随海拔高度变化大致呈"V"字形,海拔800 m处相对最少。海拔在800～2 700 m时,正地闪比例随海拔高度增加而明显增加,2 700 m处的正地闪比例约是800 m处的3.7倍。负地闪和总地闪中值雷电流幅值随海拔高度变化大致呈"V"字形,海拔1 500 m时,负地闪和总地闪中值雷电流幅值相对最小。海拔1 200～1 700 m的高山,负地闪和总地闪≤20 kA的小雷电流幅值比例较高,是海拔200 m处的2倍以上;海拔1 500 m以上的高山地区,大于100 kA大雷电流幅值平均比例大于低山丘陵和平原地区。正地闪、负地闪和总地闪平均雷电流波前陡度随高度增加呈自然对数减少。上述研究表明:海拔1 500 m以上的中高山地区的大雷电流幅值所引起的反击概率大于岗地和平原地区,在1 200～1 700 m的高山地区,小雷电流绕击相对较高。相对于中高山地区,低山丘陵和平原地区的雷电电磁感应的危害性相对较大。     

我国中部地貌过渡带的雷电特征

我国中部地貌过渡地区地势复杂,是雷电灾害多发区之一,为了进一步明确该地区雷电的特征,根据卫星的总闪和地面的地闪定位数据资料,通过统计对比,分析讨论了总闪与地闪特征,得到以下主要结论:总闪多年平均分布是西北较少,而东南较多;年总闪数出现极大值的年份恰好是拉尼娜现象强盛年份,或者是弱的厄尔尼诺年;而总闪最小的极小值则出现在ElNio的最强盛年份;地闪的增加往往出现在极易形成不稳定层结的地貌过渡带的核心区域;正负地闪比例与北方有较大差异,而更接近于南方;多数的正负地闪只有一次回击;地面的地闪与卫星的总闪资料在5～9月份都具有较好的一致性。     

电网雷电监测数据统计与挖掘分析

电网雷电监测网已积累了大量雷电数据,为研究和获取雷电特征,采用统计分析、数据挖掘并结合近年来大数据分析方法,对2005—2014年10年雷电监测数据进行了分析。分析结果表明:全国10年合计落雷1.28亿次,正极性比率呈现总体上升趋势,平均为7.50%;各区域雷电活动差异较大,总数南方最高,地闪密度华东最高,全国平均地闪密度为1.33次/(km2?a);雷电流幅值10年分布规律比较接近,累积概率分布拟合曲线a、b值为31.33 k A和2.76,与国际上IEEE和CIGRE推荐取值非常接近。对武汉和杭州两城雷电与降水量相关性分析表明:2者高峰期大体一致,月分布除个别年份外呈现中强相关性;两城雷电正极性比率与降水量相关性一致,除个别年份外呈现弱相关性;平均电流与降水量武汉为弱相关性、杭州除个别年份外也为弱相关性。基于雷电监测数据,融入大气电场、卫星云图、气象雷达数据,采用数据挖掘技术预测雷暴团运动趋势实现雷电预警。具体实例表明,预警提前时间为10~30 min,预警平均空间误差为5~15 km,预警有效率达75%~85%。     

电网雷害分布图研究

为能够直观反映电网雷害分布,从地闪时空分布基础数据出发,通过确定电网雷害危险电流区间研究确定雷害危险事件频次分布及其分级的评估体系,提出了电网雷害分布确定方法。以华北雷电监测网2003~2006年共计375.2万次地闪记录数据为例,结合华北500、220 kV电网典型耐雷水平及其雷害故障历史记录数据,用电网雷害分布统计方法,研制了华北电网雷害图;分析了华北电网雷害事件与雷害分布图相关性。结果表明,电网雷害分布图与电网雷害故障历史记录间有良好的线性相关性。     

青海电网雷电监测数据挖掘与预警分析

采用统计分析、数据挖掘并结合近年大数据分析方法,对2012—2016年5年青海电网雷电监测数据进行分析,分析结果表明:青海电网5年落雷101.8万次,正极性比率平均为7.92%,6—9月份雷电活动密集,各地区雷电活动差异较大,西宁、海东地区地闪密度高,雷电流幅值5年分布规律比较接近,累积概率分布拟合曲线a、b值为28.214 kA和2.297;西宁、海东地区雷电活动与降水量呈现较强的相关性,基于地闪密度和地闪密度图,提出雷电高发区域范围和雷电高发输电线路走廊。     

河北省南部电网地闪密度分析

概述地闪密度统计分析方法,以雷电定位数据库为基础,采用自然分割法对河北省南部电网雷电数据进行计算分级,得到2003-2010年实际地闪密度分布情况,比较分析实际地闪密度分布情况与常规计算结果的差异,认为防雷设计应以基于雷电定位系统数据统计分析得到的地闪密度分布图为基础。     

利用落雷密度划分重庆雷区的研究

为利用落雷密度划分重庆雷区分布,在统计分析了雷电定位系统5年来收集的重庆地区雷电定位数据后,提出了更能客观、准确反应地区雷电活动强弱的落雷个数/(km2·a)作为划分重庆地区雷电活动强弱的标准。利用重庆电网雷电定位系统运行5年积累的数据,绘制了重庆地区雷区分布电子地图,方便了防雷计算,为研究雷电活动提供了一个新思路,为输电线路进行防雷设计和改造提供了依据。     

浙江电网雷电定位系统落雷密度图分级应用的研究

分析了浙江电网各地区2004~2006年线路雷击跳闸次数与落雷密度的相关性、3年间多次雷击跳闸的线路雷击故障点与落雷密度分布的相关性,从而发现高落雷密度区域线路雷击跳闸率高于低落雷密度区域的特点,据此提出了落雷密度图分级应用的初步设想。     

浙江典型区域输电线路雷击跳闸与地闪密度的相关性分析

通过对浙江4个典型地区输电线路雷击跳闸与地闪密度的统计分析,指出了平原、高山、丘陵及沿海山岭等地形的地闪密度分布特点,以及各典型区域输电线路雷击跳闸与各级地闪密度的相关性,从而提出了不同地形区域差异化的防雷建议。     

山区典型地形雷击地闪密度分布差异研究

地闪密度是各项防雷设计的基础参数,研究一定范围山区内不同地形地闪密度分布的差异可以获取更准确的山区地闪密度分布图。文中首先定义了表征山区不同地形落雷密集程度的落雷分布系数这一概念,利用电气几何模型(EGM)中的击距理论推导了山顶、山谷、山脚地区的落雷分布系数理论计算公式。然后对比了山区典型地形落雷分布系数理论计算公式的差异,研究了不同因素对山区典型地形落雷分布系数的影响。最后利用某省不同地区10年的雷电定位系统数据做了实例验证。研究结果表明:山顶地区地闪密度大于山谷、山脚地区地闪密度;山体坡度越大不同地区的地闪密度差异越明显;50%雷电流幅值越大的地区地闪密度差异越明显;地形宽度变大地闪密度差异逐渐减小并趋于稳定。     

雷电定位系统地闪密度分布图与雷击故障相关性分析

为检验基于雷电定位系统的地闪密度分布图用于输电线路防雷的有效性和可用性,从输电线路实际运行经验角度对地闪密度分布图与雷击故障的相关性进行分析。以全国多个地区和线路走廊为例,基于雷电定位系统的地闪密度分布,获得了各区域雷区分布,通过相应区域输电线路多年雷击故障位置相关性分析,计算了各雷区等级中的雷击跳闸率或故障杆塔比率。通过比较分析雷区等级及地闪密度值与雷击故障分布之间的相关性,表明地闪密度分布与雷击故障之间存在正相关性,基于雷电定位系统绘制的地闪密度分布图描述雷区分布是有效的和适用的。     

湖北电网雷电定位系统数据初步分析

文章主要从电网防雷重点关心的落雷密度及雷电流幅值概率分布两方面进行初步分析,结果表明,湖北省近十年的年均落雷密度与雷暴日之间的关系符合IEC推荐的公式,幅值概率分布符合Anderson经验公式。     

输电线路雷电防护技术研究(一):雷电参数

充分了解输电线路的实际雷电特性是线路防雷的基础。为此,在全面分析目前国内外现有的雷电参数获取方法的基础上,分析了与输电线路防雷分析、设计紧密相关的雷电日、地面落雷密度、雷电流幅值及雷电流波形等雷电参数的研究现状及存在的问题。作者开发的雷电流波形监测装置已在山东泰安输电线路安装,并已成功捕捉到了我国第1个与CIGRE推荐波形相似的雷电流波形。分析表明:雷电活动具有明显的地域性,目前我国雷电防护方面需要开展的工作是应充分利用雷电定位系统监测数据,统计分析得到不同区域的年雷电日、地面落雷密度及雷电流幅值分布,另外应在不同地区、不同电压等级的典型输电线路易击杆塔上安装一定数量的雷电流波形监测装置,监测积累我国的实际雷电流波形及幅值特性,同时实现对雷电定位系统雷电流幅值监测的标定和校核,使我国电力系统的雷电防护做到有的放矢。     

重庆电网输电线路防雷计算中参数的选取

为搞好重庆电网线路耐雷水平评估,针对现有规程中对地面落雷密度选取的建议和重庆地区的实际情况,提出了按照国际大电网会议推荐的公式和50个雷电日计算地面落雷密度。根据雷电定位系统在重庆地区2003~2005年所测数据统计得到了重庆地区雷电流幅值的概率分布公式;采用新的雷电参数计算了重庆电网的雷击跳闸率。通过与线路实际运行数据的比较对重庆地区雷电参数的选取提出了建议,为输电线路防雷计算中参数的选取提供了新的思路。     

黄河三角洲气象保障中心雷达塔楼综合雷电防护设计

结合黄河三角洲气象保障中心雷达塔楼设计图纸,运用闪电定位相关资料,对雷达塔楼可能遭受的雷电危害进行了分析。对采用四支等高接闪杆的直击雷设计方案进行了分析计算和比较。针对感应雷击设计了相应的防雷电波侵入措施、过电压保护措施、屏蔽措施和接地系统,为雷达塔楼的建设提供借鉴。