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。     

湖南省电网雷电活动时空分布特征

雷电活动时空分布是防雷工程中重要的基础资料,可以为输电线路选择有效的防雷措施提供参考依据。为此基于湖南省雷电定位系统(LLS)2002～2008年的雷电数据库,通过统计不同时间段和区域内的地闪次数和雷电流幅值,得到了湖南省雷电活动的时空分布特征。同时利用地理信息系统(GIS)和网格法得到了湖南省地闪密度分布图和雷电日分布图。统计结果表明:湖南省雷电活动在不同时间段和区域内的落雷次数和雷电流幅值雷击概率分布差异明显;雷电日分布与地闪密度分布通过多年累积数据分析后发现有较强的相似性,并依此得到了湖南省雷电日推算地闪密度的经验公式。     

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。     

基于雷电参数统计的上海电网雷区分布图绘制

科学的电网雷区分布图绘制是提高当前雷电防护措施针对性、实现电网差异化防雷,提高防雷技术经济性和有效性的重要手段。对上海地区2006～2010年地闪密度分布及雷电流幅值概率分布进行了统计,结合500 kV输电线路典型杆塔绝缘水平、多年运行经验以及地形地貌等影响因素特征,基于网格划分法、分辨率为0.01°×0.01°,绘制了由上海电网地闪密度分布图和500 kV电压等级的电网绕击/反击雷害风险分布图组成的上海电网雷区分布图。该电网雷区分布图与500 kV输电线路雷害故障历史记录有着良好的相关性。     

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。     

雷电定位系统监测的河北省南部电网雷电流分布特征分析

运用雷电定位系统中的检测数据,对河北省南部电网2003—2008年雷电活动中雷电流的平均电流进行统计分析,详细探讨各区域雷电流幅值、雷电流幅值累积概率、各年和各地区雷电流幅值累积概率分布,为制定输电线路的防雷措施提供了参考。     

利用雷电参数划分深圳雷区分布

根据雷电定位系统记录的深圳地区近8年来雷电活动数据,对深圳地区1999-2007年的雷电活动日、地闪密度、雷电流幅值等雷电参数进行统计分析,得到各典型雷电参数的分布特征,并绘制了深圳地区雷区分布电子地图.通过与深圳电网110～500 kV输电线路多年运行结果进行比较,所绘制的雷区分布图同深圳电网输电线路雷击故障跳闸实际运行经验基本吻合,可用于指导深圳地区新建输电线路防雷设计及已运行线路的防雷改造.     

广东雷电活动规律及输电线路雷击跳闸分析

分析了2005—2012年广东雷电活动规律及雷击跳闸情况,表明各年50%概率雷电流幅值集中在26~35kA之间,雷击跳闸率受50%概率雷电流幅值的影响较地闪密度大;同塔多回输电线路雷击同时跳闸占雷击跳闸比例达15%~30%。提出了防雷策略,包括输电线路防雷需要抓住重点,转变观念,加强管理;重视常规防雷措施的基础上,重点治理易击重要线路和同塔架设线路,提高线路雷击跳闸重合成功率。     

南川地区10kV配网线路防雷分析

中国10 kV配电线路绝缘水平低,雷击引起的跳闸事故在配网故障中占据较大比例。根据实际雷电活动特征,分析线路跳闸原因、评估线路防护状况,从而有针对性地指导雷电防护。依托雷电定位系统(LLS)对重庆南川地区1999-2009年间雷电参数进行收集,拟合正负极性雷电流幅值的概率分布公式来分析不同情况下输电线路雷击闪络率。结果表明:该地区地面落雷密度达到0.077 7次/(km2.d),负极性雷占据94.84%,线路直击雷和感应雷的总闪络率均接近基于负极性雷的计算值,但不同极性雷电流的闪络率因各自雷电流幅值概率函数不同而差别较大,线路防雷计算和评估应充分考虑不同极性雷电流的影响。     

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。     

基于Apriori算法的云南省雷电活动与地表覆盖类型关联性分析

充分了解不同区域的雷电活动特点是有效开展输电线路建设和差异化防雷改造的前提。基于云南省地表覆盖类型数据以及多年雷电活动监测数据,通过统计方法和Apriori算法分析了地表覆盖类型与正闪比、地闪密度、地闪强度、雷电流幅值累积概率分布等雷电活动参数的相关性。结果表明,地表覆盖类型与雷电活动密切相关,中覆盖度草地和裸岩石质地的地闪强度较大。受城市热岛效应的影响,城镇地区的正、负地闪密度相对较高。林地的正闪比例较高,建议关注林地区域输电线路对正极性地闪的防护。     

基于皮尔逊相关系数的海南省地闪密度与雷击故障关系分析

海南省属于热带季风气候,雷雨众多,地闪密度远高于平均值,在研究输电线路防雷时需要特别注意地闪密度对雷击故障的影响。文中依据海南省67条35、110、220 k V输电线路资料参数及海南省输电线路近8年的运行报告、事故报告和雷电定位系统的数据绘制了地闪密度图,实际雷击故障分布图,拟合了海南省雷暴日与地闪密度的分布曲线,针对CIGRE经验公式及QGDW 672—2011标准不能准确反映海南省雷电活动的不足,提出了针对海南省地闪密度的分级方法,并基于皮尔逊相关系数分析了CIRGE标准及针对海南省标准下的地闪密度与实际雷击跳闸率的相关性,对海南省的输电线路差异化防雷具有指导意义。     

基于雷电定位数据的雷电流参数随海拔变化规律

雷电流参数是输电线路设计和改造必不可少的基础参数,为进行雷电参数和雷电规律的统计,以国内某地区2007-2010年雷电定位数据为基础,利用全球数字高程数据填补了雷电定位数据中缺乏的海拔信息,研究了雷电流幅值、地闪密度、正闪比例等雷电流参数随海拔增加的变化规律。研究表明：由于受到了雷暴云云底离地高度随海拔增大而降低和山区...     

京沪高铁沿线临近区域雷电分布特征

为了指导京沪高铁线路防雷优化设计及运行,满足京沪高铁安全稳定运行需求,利用河北、北京、天津、安徽、江苏、上海、山东电网雷电定位系统2005—2011年地闪主放电数据,绘制了京沪高铁线路沿线临近区域落雷密度分布图。由此分布图可得:从北往南雷电活动逐渐呈现增强的趋势,华北地区地闪密度多4.7次/(km2?a),华东地区各地地闪密度高于华北地区。采用线路走廊网格法,将京沪高铁线路走廊按照10 km×10 km网格从北向南划分为126个统计段,统计得出了沿线各段的地闪密度,找出了全线易受雷击的"易击段",得到苏西南部和中南部区段地闪密度相对最大,为全线重点雷电防护区段。将京沪高铁线路分为华北、山东、华东3段,统计了其雷电流幅值累积概率分布并得出了分布曲线拟合表达式,该曲线呈现对数正态分布。     

不同地形地貌的雷电流幅值概率分布对输电线路雷击跳闸的影响

为了分析不同地形地貌条件下的雷电流幅值概率分布特征,首先以1999—2008年的雷电定位数据为样本,统计分析了广州市平原和山区的雷电流幅值概率分布特性和差异及其原因,然后根据平原和山区不同的雷电流幅值概率分布计算了不同电压等级下典型杆塔输电线路的绕击和反击危险电流概率。研究结果表明,造成广州市平原雷电流幅值比山区大的主要原因是土壤电阻率和海拔因素。此外,雷电定位系统测量雷电流幅值的办法存在一定误差,对研究结果会产生一定的影响。     

输电线路走廊雷电流幅值分布统计方法

雷电参数沿线路呈现显著的差异性,单一的雷电流幅值累积概率分布公式不足以准确反映长线路走廊的实际情况。为进一步提高线路耐雷性能分析的精细化程度,提出一种精细化雷电流幅值累积概率分布统计方法。该方法在"网格法"基础上,根据网格雷电地闪次数逐步合并网格形成不同统计区段,分别统计拟合得出各区段内的雷电流幅值累积概率分布公式。研究结果显示以地闪2 000次为阀值划分统计区段较合理。采用分区段的雷电流幅值分布公式和全线路单一的分布公式相比较,两者造成110 kV杆塔反击跳闸率的差异达–0.093~0.181次/(100 km·a),而220 kV和500 kV杆塔的反击跳闸率差异较小;对500 kV杆塔的绕击跳闸率,在地面倾角不足10°时影响可忽略不计,在地面倾角为30°时差异达–13.2%~6.2%。     

惠州地区雷电活动规律研究

为获取惠州地区雷电参数,结合雷电定位系统10年（1999—2008）的雷电监测数据,利用地理信息系统软件和网格法对惠州地区的雷电参数进行统计分析,并对雷电流幅值分布进行拟合。结果表明,采用IEEE推荐的表达式对雷电定位系统测量的雷电流幅值累积概率曲线和概率密度曲线拟合效果比采用我国现行规程中推荐公式要好。而由后者推荐方法算得的地面落雷密度和雷电流概率分布均比实际值小,这与目前高压输电线路雷击跳闸率比设计值偏高的事实相符合。     

直击雷故障类型下雷电流分流系数仿真研究

雷电参数反演研究对采取有效防雷措施具有十分重要的意义。不同雷击故障类型的输电线路雷电流分布情况相差较大,给雷电流幅值反演带来极大困难,有必要对直击雷下的雷电流分布进行研究。以110 k V输电线路典型直击雷故障电流波为研究对象,首先介绍基于微分环的输电线路雷电流在线监测系统监测原理以明确杆塔分流系数相关量;其次,结合某110 k V输电线路实际参数,建立ATP-EMTP电磁暂态仿真模型;最后,分析不同波形及幅值的雷电流源在直击雷故障下的雷电流分布情况以统计分流系数变化规律。ATP-EMTP结果表明,不同波形的雷电流源下绕击闪络分流系数及其随幅值变化的变化规律相近,而不同波形雷电流源下反击的分流系数相差较大,其随幅值变化的变化规律均较为平稳。因此,雷电流参数反演计算时可根据不同直击雷故障类型采用相应的选择方案。     

高压架空输电线路引雷对附近10kV架空配电线路雷击跳闸特性的影响

为分析高压架空输电线路对附近10 kV架空配电线路雷击跳闸特性的影响,首先选取珠江三角洲地区110、220、500 kV架空输电线路各1条作为试验样本,统计分析了高压架空输电线路架设前、后线路走廊范围内的地闪密度及雷电流幅值变化情况。然后采用规程法、电气几何模型、先导发展模型这3种方法,分析了架空配电线路直击雷受雷宽度与输、配电线路之间距离的关系。研究结果表明:高压架空输电线路引起附近10 kV架空配电线路跳闸率增大,原因是输电走廊内地闪密度和高幅值雷电流概率增大;且输、配电线路之间的距离越小,架空配电线路遭受直击雷的风险就越小。     

±800kV宾金线浙江段线路走廊雷电活动参数分析

为掌握±800kV宾金线浙江段线路走廊的雷电活动参数以作为线路防雷计算等工作的基础,利用雷电监测系统,对其进行网格划分,并对2010~2016年雷电参数进行了统计分析。结果表明,±800kV宾金线浙江段线路走廊靠近浙赣边界和金华换流站两段的雷电日数、地闪密度较大,属于雷电活跃区域;雷电流幅值累积概率分布可用IEEE推荐公式取得良好的拟合效果;沿线正地闪的主放电回击次数小于负地闪的主放电回击次数;不同年份雷电日、地闪密度差异较大,正地闪比例、雷击主放电回击次数均值保持稳定。