海拔高度对雷电流参数的影响

雷电流参数作为雷电理论研究以及工程防护应用的基础,海拔高度变化对其影响不容忽视。为此,采用星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型(ASTER GDEM)数据,填补闪电监测数据中缺乏的海拔信息,分析海拔高度变化对雷电流幅值、闪击频次、闪击密度、陡度等雷电流参数的影响。以贵州为例,提出幅值、陡度随海拔变化的拟合公式的同时,得到的结果:同一海拔高度的正极性雷电流幅值及陡度高于负极性,且随着海拔的上升,差值越大;正极性雷电流幅值、陡度随海拔上升而增大,负极性雷电流幅值、陡度随海拔上升而减小;在一定范围内,海拔高度对单位面积内的闪电频次数起主导作用。     

实测雷电流波形反演雷电特征参数的研究

安装在500kV运行线路上的雷电流全波形在线监测装置,获得了一次击于输电线路上的有效雷电流波形。对比于雷电定位系统的查询结果,该有效波形在时间、空间、幅值上与之基本一致。通过MATLAB软件处理采集到的有效波形,并与雷电定位系统数据对比。借助电磁暂态仿真程序PSCAD,对雷击位置、雷电流幅值及波形特征进行反演,得到了有关雷电流的特征参数,如雷电流峰值、波前时间、半波时间等,从而实现了雷击位置的定位与雷电流的复现,并为雷电流仿真模型的修正提供了基础数据。     

基于物理量参数的贵州省雷电潜势预报研究

本研究利用贵阳站2020年1～10月逐日探空资料,计算了74个物理量参数。在物理量参数与闪电活动次数、雷暴活动事件相关系数的显著性检验基础上,选定了具有预报意义的16个物理量参数,采取累计概率极差法统计样本值域分布,确定其单一指标判定范围,单一物理量判定雷暴活动命中率均达到70%;应用逐步回归建立雷暴潜势预报方程,选定了瑞士第二雷暴指数(SWISS12)、抬升指数(LI)、最大抬升指数(BLI)、修正杰弗逊指数(TMJ)、修正K指数(mK)、整层比湿积分(IntegralQ)5个物理参量,生成预测模型达到极其显著水平;通过ROC曲线和ISO精度线确定预报模型的概率阈值为0.47,雷电潜势预报的命中率POD为83.5%,虚假警报率FAR为20.4%,临界成功指数CSI为68.8%,准确率较高,雷电潜势预报具有较好的预报能力。     

用于测量工频和雷电流罗氏线圈的研制

针对带磁芯的罗氏线圈测试大电流时候出现磁饱和现象导致线性度差以及空心罗氏线圈测量小电流时候增益不大、测试不准等问题,利用柔性罗氏线圈、积分电阻、高输入阻抗有源放大器等部件研制出了一种用于检测雷电流与工频电流的宽带有源柔性线圈。当存在雷电电流或工频大电流作用于测试通道时,将直接由采集示波器采集通道中电流的幅值以及波形;当存在微小工频电流信号作用于测试通道时,线圈与外积分电路配合使用可用于检测微弱的工频电流。做实验之前,先用multisim软件对罗氏线圈等效电路进行仿真,根据仿真结果来制作、测试线圈。线圈研制完成之后,分别使用短路电流波以及不同大小的工频电流来测试线圈测量的误差率,柔性罗氏线圈对工频小电流和雷电流的测量起到一定的工程应用价值。     

建筑物金属结构雷电流热效应计算研究

对雷电流在雷击点接触处和雷电流流经金属体阶段的热效应过程进行计算分析,重点计算分析截面积、分流系数、过渡电阻对钢导体温升的影响,指出IEC温升计算公式在雷电流温升计算方面存在的局限性;研究计算在雷击点接触处雷电流对钢、铝、铜等金属的熔化破坏效应,并对比分析雷电流在2个阶段热效应的不同后果,指出：雷电流的温升效应对金属结构自身而言是不具备伤害性的且是可逆的;而雷电流在雷击点接触处对金属体会有明显的熔化破坏效应,故具有承重、受力等结构力学性质的金属构件不适合作为接闪器直接承受雷电直击。     

8/20μs雷电流测量用罗氏线圈骨架截面研究

根据8/20μs雷电流的特性,在分析Rogowski线圈测量原理的基础上,结合对其动态特性的仿真,得出长方形骨架截面比圆形骨架截面误差更小的结论。并设计了骨架截面宽长比为4的自积分Rogoswki线圈,较好的满足了自积分式Rogoswki线圈测量精度的要求,证明了Rogoswki线圈适合于对快速变化的大幅值雷电流的测量。最后分析了造成Rogoswki线圈测量误差的主要原因。     

基于先导发展模式对雷电风险评估参数C_d取值修正

通过闪电先导发展的二维模型,对IEC62305中雷电风险评估位置因子C_d参数取值进行细化修正,通过分析得出:由于对雷击建筑物概率的影响因素比较复杂,各地区的气候特征、地形特点、城市化水平等方面不尽相同,在进行风险评估时应该根据区域性的不同更加合理的选择参数取值,从而使雷电风险评估更加科学合理,对雷电防护设计起到更好的指导作用。     

陕西地区雷电参数统计与配网雷电过电压研究

为了研究陕西省雷电地闪次数的时空分布以及雷电流幅值的变化特征,为防雷工程设计提供参考,根据陕西省2012-2017年雷电定位系统监测的相关数据对该地区雷电参数进行了统计分析。同时,为了了解配电线路感应雷过电压的影响因素,采用MODELS语言结合ATP软件,进行了感应雷过电压影响因素仿真分析。结果表明:陕西省地闪2017年约有21万余次落雷,整体呈现南北部地闪密度高,中部地闪密度低的趋势;雷暴天气主要集中在7、8月,中值电流为32 kA,雷电流幅值在16～40 kA的比例较大;感应雷过电压随着雷电流幅值的增加而增加,同时雷击点位置和杆塔高度也对感应雷过电压有较大影响。     

基于COMSOL Multiphysics的多重雷电流分量对OPGW断股分析

光纤复合架空地线(OPGW)的断股严重影响着电力系统的安全稳定性,为了研究雷电流对OPGW断股的影响,应用COMSOL Multiphysics对雷击点局部温度进行仿真,对连续雷电流B、C分量的作用下与多重雷电流A、B、C分量的作用下进行OPGW断股特性分析。结果表明:转移电荷量的大小是决定断股的主要原因。多重雷电流A、B、C分量作用产生温度与断股损伤程度均高于连续雷电流B、C分量的作用。先导雷电流分量越多,作用在OPGW表面遗留的载流子越多,转化的温度越高,形成的等离子通道与后续雷电流C分量形成的等离子通道更容易快速结合。先导雷电流产生的温度可弥补转移电荷量的所生成能量的温度,即雷电流A、B分量具有研究意义。仿真结果为今后OPGW的抗雷击性能与机械性能研究提供参考。     

基于COMSOL Multiphysics的连续雷电流分量对OPGW断股分析

光纤复合架空地线(OPGW)的断股严重影响着电力系统的安全稳定性,为了研究雷电流对OPGW断股的影响,应用COMSOL Multiphysics对雷击点局部温度进行仿真,对雷电流C分量单独作用和连续雷电流A、C分量作用下的OPGW断股特性进行分析。结果表明:雷电流C分量对OPGW的破坏性较为严重,转移电荷量是产生断股的主要原因。连续雷电流A、C分量作用产生温度与断股程度均高于C分量单独作用,雷电流A分量对断股有明显影响。仿真结果为今后OPGW的抗雷击性能与机械性能研究提供参考。     

多重雷电流对氧化锌避雷器影响的分析及试验室研究

对地多重雷对于保护户外配电设备的避雷器中产生极严重的冲击。本文报告了有代表性的多重寺电流对配电型氧化锌避雷器影响的试验室研究及分析。     

10/1000μs雷电流测量Rogowski线圈的研制

为了兼顾10/1 000μs雷电流波形快速上升的波前部分的高频分量与缓慢变化的波尾低频分量的测量需求,在对10/1 000μs雷电流波进行频谱分析的基础上,设计了带磁芯式的自积分Rogowski线圈,满足10/1 000μs雷电流波频谱的要求。采用10/1 000μs冲击电流Crowbar回路对设计的自积分Rogowski线圈进行了实验验证,与标准同轴管式分流器进行了测量结果比对,结果表明:研制的Rogowski线圈对幅值不大于3. 4 k A的10/1 000μs雷电流波,与标准同轴管式分流器测量准确度相比,峰值、波前时间、半峰值时间的测量偏差均不大于1%,满足测量要求,可应用于10/1 000μs雷电流的测量以及其它类似场合。     

佛山地区雷电流幅值概率分布研究

规程DL/T620-1997经验公式lgp1=-I/88与佛山地区实际的雷电流幅值概率分布存在较大差异,小电流发生概率偏低,而大电流发生概率偏高。经过拟合分析,结合IEEE推荐,公式p1=1/(1+(I/37)3)能正确表达佛山地区雷电流幅值概率分布,其分布曲线与实际吻合,是指导防雷工作的重要基础。结果表明,处在绕击区...     

雷击建筑物时雷电流数值模拟系统的研究

主要讨论雷直击建筑物时雷电流在防雷系统中的分布特性,介绍制用计算机进行数值计算的方法。并通过典型算例与传统的电磁暂态计算程序——EMTP的计算结果．以及利用清华大学高压实验室的冲击大电流发生装置．对此结构模型进行的模拟试验的结果,将三者进行比较,从而验证了本研究所编制的计算机程序的正确性。为进一步研究室内电磁场的暂态分析做好基础。     

基于EMTP模拟雷电流入侵低压配电线路仿真与防护研究

架空线路未设置线路及绝缘子闪络防护、变压器二次侧未设置合理电涌防护等措施易导致线路及绝缘子闪络导致线路跳闸、雷电电磁脉冲造成二次侧设备损坏等故障频繁发生。基于EMTP搭建典型低压配电入户线路变压器一、二次侧模型,计算不同电涌保护器安装方式下瞬态过电压变化特性及不同节点幅值分布特征,验证了高低压侧及二次侧设置三级SPD的优化防护效果,对负载及接地电阻与各级瞬态过电压分布相关性影响进行横向分析,总结出降低直击线路概率、实现高低压侧间隙性避雷器放电特性与二次侧三级SPD伏安特性合理绝缘配合方案。     

基于雷电流频谱特性研究提高线路耐雷性能的方法

输电线路防雷机理和措施一直以来是国内外研究的热点,在输电线路防雷保护基础研究中,雷电流参数具有重要研究意义。针对雷电流基础参数结合雷电流频谱特性,从滤波角度探索研究提高输电线路耐雷性能的新方法。首先,基于各种雷电流模型简要分析雷电流频谱特性。其次,采用3阶巴沃特斯低通滤波器对雷电流进行滤波分析,仿真结果表明,滤波后雷电流波形发生明显变化,波头变平缓即陡度下降但幅值变化较小。最后,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立了某110kV、220kV和500kV输电线路耐雷性能仿真模型,仿真分析了雷电流滤波前后对各电压等级输电线路反击耐雷水平的影响。仿真结果表明,雷电流滤波后各电压等级输电线路绝缘子串两端电压波形变得较平缓、光滑,其反击耐雷水平得到了大幅提高。因此,可结合雷电特点及滤波器的可实现性方面设计基于滤波器概念的新型防雷装置。     

海南电网雷电参数特征及应用研究

海南岛是我国典型的雷击高发区,以海南电网雷电定位系统2005-2010年监测数据为基础,分析海南岛雷电活动的时间、空间、电流强度分布特征,对空间分布参数雷电日和地闪密度进行系统比较,并进一步研究了地闪密度等典型雷电参数在防雷工程中的应用方法。结果表明:海南岛中北部雷电活动最强烈,向四周发展雷电活动逐渐减弱,全岛雷电流幅值普遍较小;地闪密度相比雷电日参数更加科学适用;地闪密度可用于线路的引雷性能、易击段分析,结合雷电流参数可进行线路的易闪段分析及差异化防雷性能评估,相关案例分析表明其应用结果与运行经验相吻合。     

基于千寻CORS系统的RTK测量参数计算方法探讨

对全球定位系统实时动态测量(GPSRTK)的平面转换及高程拟合参数计算方法进行系统介绍,基于千寻CORS系统,通过工程实例对比分析探讨了起算点数量、分布、精度以及计算模型的不同对参数计算的影响,进而总结出了提高RTK测量参数计算精度的有效措施。     

典型雷电流频谱能量研究及危害分析

不同地区的雷电流具有不同的波头波尾参数,针对具体地区雷电问题的研究,采用符合当地雷电流特征的模型,所得结果将更为准确。本文通过总结Heidler函数所描述波形的一些规律,对北京地区的实际雷电流波形进行模拟,得出了用于模拟该雷电流波形的Heidler函数参数,并对此雷电流波形进行频谱分析,结果表明:北京地区的雷电电流波形振幅和能量主要集中在特低频和甚低频频段内,对远距离通信导航的影响尤为显著。     

用于雷电防护的雷电流波形参数研究

讨论雷电流的获取方法,包括采用Rogowski线圈直接测量和利用闪电电磁场反推;分析雷电流幅值和波形的特性,并对当前的雷电监测设备智能化存在的问题提出一些建议。