基于浙江省三维闪电监测系统的多回击闪电参数的特征分析

为深入了解浙江地区地闪和云闪的雷电活动,基于2019—2020年浙江省三维闪电定位探测资料,分析研究了该地区多回击地闪和云闪相关参数特征。结果表明:两年内浙江省共发生地闪回击数和云闪回击数98万和38万余次,多回击地闪和云闪分别占28.1%和8.01%,其中负闪占总闪比重大于正闪;地闪和云闪频数存在明显的月变化和地域分布,夏季和浙南地区更易发生多回击过程;云闪平均回击次数为1.10次,低于地闪的1.59次。地闪和云闪回击平均强度随回击数的增加而下降,其中正闪下降趋势更为剧烈;超一半的多回击地闪和云闪至少有一次继后回击电流强度大于首次回击电流强度,地闪和云闪继后回击与首次回击强度的比值呈对数正态分布,集中在0～2,其中云闪分布更为集中。地闪和云闪回击间隔时间算术平均值相当,约115 ms,几何平均值地闪明显大于云闪;回击间隔时间呈对数正态分布,其云闪分布更为集中,且集中区域对应的回击间隔时间更小。不同回击次数的云闪和地闪平均间隔时间随回击数增加而减少。地闪和云闪间隔距离分布相似,地闪平均间隔距离明显小于云闪,且分布更为集中。     

利用FEKO对雷电辐射磁场进行仿真计算研究

为有效计算雷电在空间辐射的电磁场情况,根据雷电回击电磁场的传播特性,提出一种仿真计算方法。该方法基于电磁场分析计算软件FEKO,采用外围配置matlab软件来强制其循环的手段,计算得到雷电在空间中辐射的磁场值。通过与数值积分方法得到的结果进行对比分析,证明此仿真计算方法是正确的。同时,利用此方法讨论了雷电回击速度、回击起始高度和观测点距离对雷电空间辐射磁场的影响。     

基于时域有限差分方法的地铁车站地闪回击电磁场模拟

研究地铁车站中地闪回击电磁场的传播特征有助于其防雷工作更有效地进行。基于闪电探测资料选取了某地铁站附近典型正（104 kA）、负（?14.9 kA）地闪回击,使用二维时域有限差分法在地面无建筑物与真实建筑环境模型中研究了两次回击距车站260 m、200 m、100 m时,站厅层、站台层及左右进站隧道四个区域中央的水平电场、垂直电场、磁场。结果表明：地面无建筑物时最大水平电场、垂直电场峰值始终出现在站厅层中央,真实建筑环境下站厅层中央水平电场峰值仍最大,而左、右进站隧道中央的垂直电场峰值超过站厅层中央,两个模型下的最大磁场峰值均出现在站厅层或左进站隧道中央;对两次回击而言,相较地面无建筑物时模拟结果,真实建筑环境下其距车站260 m、200 m时站内各场分量峰值均衰减,但两次回击距车站100 m时左进站隧道中央垂直电场峰值均增加超过8%。本结果对地铁车站雷击电磁脉冲防护有一定的指导意义。     

正地闪过程放电通道的特征参数

利用高速无狭缝摄谱仪获得了2次正地闪过程的高时间分辨光谱,其中第一次为多回击正地闪.结合同步电场变化观测资料,计算了正地闪回击通道的温度、电导率、峰值电流、核心电流通道半径.分析了多回击正地闪继后回击R1后连续电流过程中5次M分量间的时间间隔和峰值电流的相关性.结果表明,2个正地闪回击通道的平均温度为28 900~29 800K,核心电流通道的半径为0.36~1.01cm,回击时的峰值电流为18.6~38.0kA,这些参量的范围值都大于通常负地闪的典型值.M分量的峰值电流与它和前一个M脉冲的时间间隔正相关.     

计算机机房雷击磁场评估与屏蔽网的设计

计算机机房对电磁环境有一定的要求,除了考虑正常情况下的电磁环境,还必须考虑雷击时瞬时电磁场。由于雷击时瞬时雷电流可达数百千安,在雷电通道周围将产生强大的电磁场,若计算机房的屏蔽达不到要求,雷击电磁脉冲将对机房内设备产生影响,或损坏设备,或造成服务中断,甚至造成火灾等严重安全事故,因此,在设计计算机房时,必须对机房内雷击电磁环境进行评估,根据评估结果确定采取屏蔽措施。本文根据GB50057-94、GB50174-93等规范的要求,提供了一种评估雷击磁场强度的方法,评估结果作为屏蔽网的设计依据,对现实机房的防雷屏蔽施工有很强的指导意义。     

湖北省不同土地覆盖类型地闪参数分布特征

为进一步了解不同土地覆盖类型雷电参数分布特征及其差异,为雷电防护工程设计和雷击风险评估提供参考,根据2007—2019年湖北省地闪监测数据及土地覆盖数据,采用数理统计方法,分析研究不同土地覆盖类型地闪频次、地闪回击密度、地闪强度、地闪陡度等雷电参数的分布特征.结果表明:近13年地闪回击密度减少趋势明显,正地闪百分比整体呈上升趋势;地闪活动主要集中在全年的3—9月、全天的14—20时,地闪活动较弱的月份、时段发生正地闪的比例较高;建成区地闪回击密度值为6.7次·km^-2·a^-1,明显高于其他土地覆盖类型;不同土地覆盖类型地闪强度年际变化整体呈上升趋势,林草区正地闪强度明显高于其他土地覆盖类型;不同土地覆盖类型正地闪陡度大于总地闪和负地闪,耕地区和水域区正地闪、负地闪和总地闪平均陡度相对较大,林草区正地闪、负地闪和总地闪平均陡度最小,由此说明,正地闪雷电感应的危害大于负地闪和总地闪,耕地区、水域区雷电感应的危害最大,建成区次之,林草区雷电感应的危害最小.     

后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响研究

为分析负极性后续雷击对输电线路绕击耐雷性能的影响,采用电磁暂态程序计算绕击耐雷水平、改进电气几何模型计算线路绕击跳闸率的方法,研究了首次雷击、与首次雷击相同以及不同回击通道的后续雷击下雷电流波形和幅值分布、杆塔高度和地线保护角对典型结构的110、220、500和1 000kV输电线路绕击耐雷性能的影响.结果表明:后续雷击的电流分布对线路绕击跳闸率影响极大,而后续雷电流波形影响很小;异回击通道后续雷击对500kV以下线路的绕击跳闸率影响很大,而对特高压线路影响较小;500kV线路有必要考虑后续雷击的影响;在线路首次雷击和异回击通道后续雷击绕击跳闸率为0的情况下,同回击通道后续雷击仍可能造成绕击跳闸.     

雷电电磁场对通信电源线的影响

雷电电磁场对通信局站中的电信设备的危害,主要是通过电源线耦合到电信终端设备。要对其危害进行有效的防护,首先要研究雷电电磁场对通信电源线的耦合机理。文章运用电磁场理论和传输线方程,推导出了大地为均匀非理想导体时,雷电电磁场对通信线的感应电流和感应电压的表达式。     

建筑物内的雷电电磁场

通信局站建筑物内的电信设备会受到雷电电磁场的干扰和危害，要有效地对这些干扰和危害进行防护，关键是要了解直击雷在建筑物内产生的电磁场分布情况。文章讨论了五种情况下，建筑物内雷电电磁场的分布。     

某设备在典型电磁脉冲环境下耦合效应的仿真分析

利用电磁仿真软件FEKO建立了典型高空核电磁脉冲环境和设备模型,研究了某型电子设备的电磁耦合规律.研究表明:设定的高空核电磁脉冲场环境基本满足实验设备的尺寸要求,为今后的仿真实验提供了参考;同型窗口耦合具有同一性;内部表面对耦合场具有反射增强作用;内部设备使得底部开口附近的耦合场非对称化;(y=0.5,z=1.1)与(y=-0.5,z=1.1)对应图形所存在的差异与右侧观察窗和后门窗口的位置密切相关;对称窗口的耦合场非对称分布和内部耦合场的强度明显增强(160MHz除外),其具体原因是内部设备壳体对耦合电磁场的反射增强作用和内部空腔区域的变化造成了谐振频率的变化.     

云闪斜向通道闪电电磁辐射特性研究

雷暴过程中,云闪发生频次约占总闪电频次的2/3以上;但由于云地闪对人类危害较大,目前对其研究较多.随着微电子技术的发展,云闪的电磁辐射特性也越来越受到重视.将云闪的放电通道近似为一斜向通道,考虑镜像电流,将回击电流近似为水平偶极子与垂直偶极子的叠加,根据Maxwell方程,推导了云闪斜向通道电磁场计算模型.通道基电流选取脉冲函数,在MTLL传输模型下计算了斜向放电通道在地面1～200 km处激发的电磁场波形.计算结果表明云闪斜向放电通道中水平偶极子与回击点高度对近场电磁场的影响较大.随着距离的增加,影响越来越小;在大于50 km的远场区,其影响可以忽略.     

雷电灾害风险评估中Am 因子的选取方法研究

雷电击中建筑物附近的有效截收面积Am是雷电灾害风险评估的基础因子之一,目前广泛应用标准IEC62305－2规定的选取方法,计算中未考虑项目所在位置的雷电环境及项目特性,计算结果缺乏针对性。中本文从雷击建筑物附近可能产生的风险出发,分析附近雷击点的危害方式及危害程度,探讨根据工程实际确定参数Am值的一般方法,得出结论：参数Am值应在分析确定可能造成危险的雷击点的最远距离的基础上定量计算,以保证计算结果的针对性、科学性。建筑物附近的雷击点以雷电电磁脉冲的形式对内部电气电子设备造成危害,危害程度与该点雷电流强度、建筑物规模及防护措施等因素有关。     

时间补偿法在电网雷击事故鉴定中的初步应用

以昆明地区的多山地形为例,利用二维时域有限差分算法(two-dimensional finite-difference time-domain,2D FDTD),模拟研究了该地区多山地形对雷电多站时差定位精度的影响,讨论了时间补偿法在云南昆明供电局厂普Ⅰ回线路出现的一次雷击断路跳闸事故的初步应用.结果表明:从模拟结果看...     

光伏发电系统的防雷设计

针对当前太阳能光伏发电系统易遭受雷击的问题,通过分析雷电作用对系统的危害,提出了对室外的光伏组件采用法拉第笼和避雷针组成的双重避雷措施来预防直击雷及其产生的雷击电磁脉冲,对室内的控制器和逆变器等设备采用等电位连接和避雷器的方法来防止直击雷电感应和雷电波入侵,综合多级雷电防护措施,使太阳能光伏发电系统规范、有效、安全的运行.     

加速电荷辐射原理求解雷击水平导体辐射场

雷击电力和通信线路或建筑物水平金属时,雷击点处或导体弯曲处会辐射出较强电磁场,分析雷击水平导体周围电磁场对于周边物体雷电防护具有重要意义。根据经典电动力学中加速电荷产生辐射场的原理,将雷击水平导体辐射电磁场分成通道产生电磁场和导线产生电磁场两部分,两者因传播速度不同分别建立不同运动电荷辐射场模型。实例以地面上水平导体受雷击及90°直角折弯导线流经雷电流后电磁场作分析,并绘出对应的辐射电场波形。分析结果表明雷击导体附近辐射电场主要由雷击点和弯曲点处电荷加速与减速引起。加速电荷辐射场分析法与偶子极等方法有异曲同工之妙,且更有助于理解雷击处电磁辐射物理机制。     

500kV变电站二次系统的防雷措施

阐述了500 kV变电站二次回路系统的防雷措施和弱电设备防雷产品的技术参数,并对雷击电磁脉冲入侵弱电设备的雷害机理进行了讨论,给变电站的二次回路系统防雷提供了技术上的参考和建议.     

重庆地区自渝500kV输电线路的防雷性能

鉴于500kV线路的重要性,以重庆地区500kV自渝输电线路为例,针对其特殊的地形、地貌,用规程法计算线路的雷击跳闸率（包括反击和绕击）、行波法计算线路的反击跳闸率、击距法计算线路的绕击跳闸率,分析影响雷击跳闸率的主要因素,比较计算结果,找出绝缘薄弱点、雷电易击段,并提出相应的改进措施。计算结果表明：畦电流陡度对反击跳闸率的影响很大,雷电流陡度越大,反击跳闸率越高;规程法计算反击还比较接近实际运行经验,计算绕击则存在明显缺陷;击距法（EGM）计算绕击跳闸率考虑的因素比较全面,评估避雷线对导线的屏蔽性能与实际更接近。     

输电线路雷电屏蔽若干问题及雷击仿真模型

针对现有的雷电屏蔽理论--电气几何模型(EGM)和先导传播模型(LPM)的不足,对雷击物理过程和输电线路绕击分散性进行了研究．提出了对输电线路雷电屏蔽及其模拟理论的一些新认识,建立了考虑放电分散性的输电线路雷击仿真模型,将此模型用于500kvZM1-39型线路在平原地段的绕击率的计算,计算结果与运行情况比较相符．