甘肃雷暴云电荷分布和闪电特征的个体差异

分析观测的资料表明 ,虽然甘肃地区雷暴云的电结构普遍呈三级结构 ,云底部存在一分布相当广的正电荷层 ,但不同雷暴中的闪电类型及闪电行为特征往往有较大差异。有些雷暴没有负地闪 ,而有些雷暴过程中却有负地闪 ;有些雷暴中的负地闪全为 C型 ,有些则既有 C型 ,又有 P型。不同雷暴中闪电情况的不同 ,与雷暴云的个体差异性有关     

我国两类电结构不同的雷暴云

利用观测资料,对海南岛和甘肃地区雷暴的电结构进行了综合分析研究。     

闪电甚高频宽频包络亚微秒辐射特征

利用时间分辨率为0.1ms的快天线电场变化和126MHz(带宽6MHz)甚高频(VHF)辐射资料，对甘肃平凉地区雷暴过程中闪电辐射特征进行了分析研究；并引入脉冲丰度这一概念，对地闪各特征阶段VHF辐射脉冲进行定量分析。统计分析发现：在地闪首次回击前，各特征阶段脉冲丰度有明显不同，回击过程脉冲丰度最高，并且其VHF辐射脉冲幅值远大于其余阶段；而在回击之后，有时仍存在很强的VHF辐射，其辐射脉冲幅值甚至超过了回击过程和梯级先导过程；云闪的初始阶段VHF辐射会有间歇性变化，其脉冲序列持续时间一般很短，活跃阶段VHF辐射脉冲较丰富，云闪末尾阶段VHF辐射脉冲稀少。最后对这些现象进行了理论探讨，认为地闪各特征阶段脉冲丰度的明显不同，是地闪各阶段放电强度以及放电机制的不同造成的。     

近距离负地闪电场波形的观测分析与数值模拟

利用GPS同步的高时间分辨率闪电电场变化仪,2002年夏季对青藏高原东北部地区的闪电特征进行了多点同步观测,得到了0.4μs时间分辨率的慢天线电场变化仪资料.文中主要分析了8月4日一次雷暴过程中大量负地闪电场变化波形,发现首次闪击先导电场反转距离的变化范围为3.4～5.1km.在3.4km以内,负先导引起的电场变化为负,地闪典型波形呈V形;在5.1km以外,负先导引起的电场变化为正,地闪典型波形呈MP形,即随距离的增加,负地闪典型波形一般从V形变为MP形.另外,将源电荷先导模式和电荷均匀分布的回击静电模式结合,对首次闪击电场变化波形的V形和MP形结构进行了模拟,模拟结果与实际观测结果有很好的一致性.     

基于雷电定位系统监测数据的雷暴云趋势预测

以往的雷电预警研究无法给出特定区域落雷密度以及落雷频数随着雷暴生消演变的规律,而这是影响输电线路实时雷击跳闸概率的关键因素,对于输电线路雷击跳闸预警研究具有重要意义。首先将观测的目标区域按0.01×0.01划分为等面积网格,将每15 min雷电定位系统测量落雷数据按时间等分为3段;通过对每段落雷数据聚类分析剔除数据中的杂散点;在聚类云团识别的基础上,线性拟合3个连续时间段每个聚类云团质心位置,预测未来15 min内任意时间聚类云团质心移动规律;统计分析该时间段每个网格落雷密度并利用反距离加权插值法对所有网格在该时间落雷密度进行计算,获得聚类云团覆盖区域;最后,利用海南电网雷电定位系统历史数据对该算法进行验证。结果表明,该算法在15 min内聚类云团质心预测结果相对误差在20%以内,落雷预测区域与实际落雷区域基本吻合。     

高原雷暴地闪回击辐射场特征分析

该文主要利用微秒量级时间分辨率的慢天线电场变化仪资料，对甘肃平凉地区雷暴过程中云地闪电首次回击和继后回击的远区辐射场特征进行了观测研究，并与国内外结果进行了对比分析。发现高原夏季雷暴过程中的闪电特征具有较大的独特性，平均而言，高原雷暴正负地闪首次回击辐射场波形的过零时间分别为63μs、66μs：正负地闪首次回击负反冲深度分别为20％、31％，其二者均介于美国夏季雷暴和日本冬季雷暴之间。负地闪首次回击和继后回击初始峰值之后，通常叠加有明显的次峰现象，而正地闪相对较少，相邻次峰间隔依次增大，相对强度依次减小。     

地表相对介电常数对雷暴云定位影响分析与研究

地表并非均匀介质的理想导体,传统的一维大气电场分量无法准确的对雷暴云进行定位,而利用大气电场三维场强分 量进行雷暴云定位时,电场的场强、雷暴云的高度角测量往往会受到地表及空气介电常数的影响,产生定位误差。 为解决雷暴 云定位精度低的问题,分析了三维大气电场对于地表相对介电常数的敏感特性,结合镜像法,利用空中电荷电场分布、雷暴云电 荷结构等原理,建立了雷暴云定位模型,分析得到大气电场场强、高度角与环境相对介电常数的关系。 实验结果表明,地表相对 介电常数越大,所测得的电场水平分量与雷暴云高度角越大,地表相对介电常数与大气电场水平分量的相关系数为-9. 5,呈负 相关,相关性强,因此要获得准确的雷暴云高度及方位,还须实时的地表相对介电常数进行修正。     

雷暴活动全闪电定位及空间演变过程分析

该文基于全闪电定位系统,采用网格空间时间密度法对广州地区夏季一次雷暴活动的空间演变过程进行全闪电定位和空间演变过程分析,得到雷暴在不同时刻的扩散面积、主放电中心的坐标、移动速度、移动方向,并画出了地域演变图像.该雷暴为一次过境雷暴,雷暴起始时沿东北方向以平均67km/h的速度移动,移动过程中全闪电平均影响范围达258....     

组合八邻域跟踪算法监测全闪电雷暴活动时空演变过程及特征

雷暴是威胁电力系统安全可靠运行的重要因素,监测雷暴活动可以为电力系统雷电防护提供雷暴活动路径及预警信息。该文提出一种组合八邻域雷暴跟踪算法及跟踪结果评估指标,并采用该算法对珠三角地区九次雷暴活动进行时空演变特征分析和定量评估。结果表明,九个雷暴活动共识别出大于18 min的轨迹1 490条,其中简单轨迹和含分裂合并过程的复杂轨迹各占一半。雷暴活动平均速度为51.4 km/h,速度中值为43.0 km/h,简单轨迹平均速度比复杂轨迹慢。评估指标命中率(POD)、虚假警报率(FAR)和临界成功指数(CSI)分别为64.3%、40.4%和42.7%,轨迹时长中值、平均轨迹偏差、非连贯性和平均合并分裂次数分别为24 min、2.80 km、0.032 7 s^-1和2.51次。该方法可以很好地描述雷暴活动时空演变过程和评估跟踪结果,为雷电预警提供了有效手段。     

鄂西三峡地区雷电定位系统与卫星闪电观测数据的比较分析

鄂西三峡地区是我国重要的输电线路走廊,雷击闪络事故比较严重。为研究这一地区雷电活动规律,对2005-2008年电网雷电定位系统（lightning location system,LLS）和卫星搭载的闪电图像传感器（lightning imagesensor,LIS）数据进行了配对比较研究。其中,以LIS数据为基准,在...     

Artificial Initiation of Lightning in Thunderclouds by Model Hydrometeor Groups

Basic provisions of the scientific and engineering fundamentals of the methods of an artificial initiation of the downward lightning and intracloud lightning by the model hydrometeor arrays have been formulated. The key role played by the model hydrometeor size and form on the probability of an artificial initiation of the downward lightning and intracloud lightning has been established. Volume hydrometeors of centimeter size are tailored for such goals. Dividing of the model hydrometeors on the five classes differing on the electric field amplification coefficient has been proposed. Model hydrometeors with the amplification coefficient from 5 to 19 will be the most optimal for an artificial lightning initiation. It was found that the requirements for the sizes and parameters of the model hydrometeor families and to the places of their introduction in a thundercloud will be determined in most by the effect of the earlier appearance of the avalanche corona on the hydrometeors. It discharges the nearest parts of the thunderstorm cells leading to the local decreasing of the field strength, probability of the streamer corona initiation, and its transition into the volume leader. It was determined that the combining of the model hydrometeors in the group by the dielectric string or tape and the simultaneous introduction in thundercloud of some hydrometeor arrays will significantly increase the probability of the artificial initiation of the intracloud lightning and lightning “cloud–ground,” and the successful discharging of a thundercloud. Moreover, the minimal linear sizes of separate hydrometeor groups should be more than several dozens of centimeters. Some variants of the disposition of the model hydrometeor groups in a thundercloud (near the bottom boundary of the thunderstorm cell, inside the thunderstorm cell, and in the space between the thunderstorm cells) when the most optimal conditions for the initiation of the intracloud lightning and lightning “cloud—ground” are provided, have been proposed.     

贵州地区地闪的分布特征及防护效率分析

针对ADTD闪电定位系统2007--2011年在贵州地区监测的2631725次闪电资料,统计分析了贵州地区地闪特征及其直击雷防护效率,为该地区的雷电防护工程设计和雷电风险评估提供了参考依据。     

MOV在不同介质中的雷电冲击特性

为较好实现MOV内部过电压新保护方法,试验研究了MOV在空气、变压器油和液氮3种绝缘介质中的雷电冲击响应特性,进一步运用ANSYS有限元软件仿真分析了液氮介质中MOV在遭受雷击时的热特性。试验结果表明,MOV在多种介质中有效限制了雷击过电压,利于保护并联于MOV后的设备器件,其中以液氮介质中限压效果最好,平均低于空气介质中约200V;ANSYS仿真结果表明,在MOV与液氮的接触面上存在局部气化并产生气泡的可能性,严重威胁到液氮绝缘介质的电击穿强度,基于此讨论了改善MOV表面热梯度分布,提出了避免液氮局部气化的方法,为MOV应用于超导设备内保护提供了参考。     

重庆地区雷电流幅值变化特征分析

雷电流幅值及其特性是雷电科学研究的重要基础数据。为此利用闪电定位系统监测到的重庆区域内地闪资料(1999～2008年),统计分析了重庆地区1999～2003年、2003～2008年正闪和负闪雷电流幅值的时间变化和空间分布变化特征。结果表明:正(负)闪雷电流幅值在2003～2008年明显高于1999～2003年,其中秋季增幅最大,冬季相对比例增加最大;相对于1999～2003年,春季和夏季雷电流幅值在东部地区减少,西部增加显著;秋季各地区都呈现一致增加趋势(仅渝中区正闪略有减少);冬季在位于重庆市主城区及其偏东区域,1999～2003年未发生闪电,而2003～2008年闪电明显增加,东部地区正闪呈现增加趋势,负闪呈现减少趋势。在此基础上,获得了1999～2003年和2003～2008年雷电流幅值的累积概率分布方程,客观反映了重庆地区雷电流幅值变化规律。     

基于镉镍蓄电池构造与充放电特性论述

镉镍蓄电池具有体积小,寿命长,耐过充放电、高低温性能好,可以超高倍率放电及维护方便等优点,得到了广泛的应用。在大中型发电厂输煤系统中常用镉镍蓄电池直流系统,设置一组蓄电池配置两套充电器,其中一套工作,另一套备用。论述镉镍蓄电池基本构造、工作原理及充放电特性等。     

不同矿藏地区雷电参数分布特征及对比分析

为研究雷电参数与矿藏之间的关系,根据雷电定位系统2013年1月至2022年12月的监测资料,对四川凉山州5个不同矿藏地区（镍矿、铁矿、铜矿、钨矿和锡矿）的地闪频次、雷电流幅值、雷电日等雷电参数分布特征进行了统计分析。结果表明,不同矿藏地区的地闪频次、雷电流幅值、雷电日差异较为明显,在年变化、月变化和日变化中：镍矿地区的地闪频次相较于其余4个矿藏地区最为突出,其余矿藏地区的地闪次数也有明显的差异;不同矿藏地区的雷电流幅值有明显差异,其中钨矿的雷电流平均幅值最大,镍矿的雷电流平均幅值最小;不同矿藏地区的雷电日也有明显的差异,镍矿地区10年的平均雷电日最大,铜矿和钨矿地区次之,铁矿和锡矿地区最小。     

不同电压等级架空输电线路雷电防护特征分析

对不同电压等级架空输电线路的雷电防护特征进行比较分析,可为提出输电线路的雷电防护策略提供参考。以我国110kV至 1 000kV交流输电线路以及±500kV至±800kV直流输电线路为分析对象,对其绕击特征和反击特征进行了分析,并提出了不同电压等级输电线路雷电防护重点。110kV和220kV交流输电线路应重点关注反击问题;500kV和750kV交流输电线路应重点关注在高接地电阻地区的反击问题和山区的绕击问题;1 000kV交流输电线路的反击闪络率极低,可考虑采用杆塔自然接地以降低建设成本,同时需关注山区的边相导线绕击问题;±500kV、±660kV和±800kV直流输电线路应主要关注在山区的绕击闪络问题。     

基于斜向通道模型的雷电电磁场近场近似特性

为获得更加接近实际情况的近区雷电电磁脉冲场(LEMP)波形,利用偶极子理论对基于斜向放电通道模型产生的地表LEMP场进行了理论研究。通过近似处理,得到了基于TL模型的地表LEMP近场及其导数的一阶、二阶近似解析表达式。采用脉冲函数表示通道基电流,对比了精确表达式与近似表达式计算的电磁场及其导数波形,结果表明:在距回击通道50m以内,电磁场及其导数波形分别与近似电磁场及其导数波形基本符合;在相同距离内,电场与其一阶近似之间的偏差比磁场与其一阶近似之间的偏差小,电场与其二阶近似之间的偏差比磁场与其二阶近似之间的偏差大,且这些偏差都随着水平距离的增加而增加。     

高海拔超高压绝缘子串雷电冲击伏秒特性

绝缘子串雷电冲击伏秒(V-s)特性曲线对于输电线路防雷设计和并联间隙装置设计具有十分重要的意义。为深入了解该特性,在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室对220kV 14片XP-70瓷绝缘子串以及与其干弧距离长度相同的复合绝缘子、500kV 28片XP-70瓷绝缘子串进行了雷电冲击V-s特性试验。试验表明:绝缘子串V-s特性与其干弧距离成正比关系,和材质无关;瓷绝缘子串闪络时,电弧从绝缘子串高压端逐片向上爬升,但在接地端会短接最后2～5片绝缘子,而复合绝缘子则在高压端和接地端之间直接形成放电通道,并可能有次要发展通道存在。     

不同交联程度交联聚乙烯的空间电荷特征

为研究交联程度对聚乙烯空间电荷特征的影响,选用过氧化二异丙苯为交联剂并以低密度聚乙烯为基料,制备了交联程度不同的交联聚乙烯试样,分别对各试样进行了电荷注入阈值电场强度试验、加压时空间电荷累积试验和去压时空间电荷消散试验。然后以平均电荷密度为特征参量,分析了加压试验和消散试验中的空间电荷分布图谱,获得了交联程度对低密度聚乙烯空间电荷特征的影响。结果表明:交联向聚乙烯中引入了负电荷陷阱,并且增加了较深电荷陷阱的密度;交联能够显著提高聚乙烯的电荷注入阈值电场强度,其中氧化二异丙苯质量分数为3%样品的阈值电场强度最高;交联使得加压时电荷不易注入,而去压后当电场强度较低时电荷主要分布于电极附近,电场强度较高时电荷分布较深。