信息系统雷电过电压保护设计实例分析

分析了雷电过电压对信息系统的危害,应用现代防雷技术,通过实例对信息系统的防护作了具体应用说明,分别对供电线路、配电系统、视频监控系统、计算机网络系统、程控交换系统的过电压防护作了详细防护设计。     

基于FDTD传输线雷电感应过电压模拟研究

以Agrawal模型电报方程为理论基础推导其时域形式,利用时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)实现架空传输线雷电感应过电压计算。通过比对分析证明方法的有效性,进而研究传输线位置、架设高度以及土壤电导率对雷电感应电压的影响。结果表明,当观测点从线路中点向端点移动时,感应电压逐渐减小,电压波形的双极性特征越来越明显。线路中点电压和端点正向电压峰值随传输线高度升高而增大,而随着土壤导电性的减小,线路中点电压增大,端点电压变小。此外,散射电压分量受土壤电导率影响较为显著,而入射电压分量则不受其影响。     

架空线路雷电感应过电压估算与分析

根据雷击时雷电电磁场作用于架空线路的特点,通过建立计算模型推导出雷击点距架空线路任意位置的雷电感应过电压估算公式,对架空线路高度、架空线路距雷击点距离、架空线路旁被雷击物体的高度,以及上升先导长度等各类参数对雷电感应过电压的影响进行了分析,研究了与DL/T620-1997＂交流电器装置的过电压保护和绝缘配合＂标准中架空线路上的雷电过电压估算公式的关系,试图为建筑物内电子和电气设备损坏的原因进行定量分析以及更好地进行线路上的雷电防护设计提供帮助。     

地闪回击电磁场对架空线路耦合过电压的数值模拟

为了研究地闪回击通道周围的电磁场对架空线路的耦合过电压,首先采用指数衰减传输线型工程回击模式(MTLE)模拟分析了回击通道周围电磁场的分布特征,然后运用以Agrawal模型为基础的场—线耦合程序对架空线路感应过电压进行了数值计算,并将模拟计算结果与人工引雷实验结果进行比较,所得线路过电压的计算结果与实验数据基本相符。模拟结果表明,地闪回击电场的垂直分量和水平分量都应考虑到场—线耦合机制中;回击通道基电流波形的陡度同时影响到架空线路感应过电压的幅值和陡度,而电流幅值只影响感应过电压的幅值;当观测距离较近(50 m)时,架空线路上感应过电压幅值与电流回击速度呈反相关;随着观测距离的增加,架空线路上感应过电压波形上升沿时间增加、幅值减小;此外,架空线路感应过电压幅值随线路高度和接地电阻的增加而增大,与线路长度和直径的变化无关。     

架空导线耦合雷电电磁波实验与分析

通过传输线模型的理论分析,利用理论推导与实验相结合的方法,采用架空导线耦合模拟雷电进行实验。结果表明,当雷电回击通道中雷电流在5~29 kA范围时,架空导线耦合雷电电磁波形成的过电压幅值随雷电流的增大呈线性增加;耦合的能量随雷电流的增大呈幂函数关系增加;并且随导线长度的增加,耦合到的过电压和能量均减小;随导线截面积的增大,耦合到的过电压和能量均增大。     

基于LLS的多回击地闪及其雷电流幅值分布特征

为进一步研究多回击地闪参数分布特征,以便为雷电防护工程设计和雷电物理研究提供参考,根据湖北省雷电定位系统(LLS)2007年1月-2018年12月监测资料,采用计算机编程处理和数理统计方法,对多回击地闪次数、多重回击次数和不同类型多回击地闪雷电流幅值等参数进行了统计分析.结果 表明:多回击正地闪、负地闪和总地闪次数占其...     

通信台(站)雷电过电压分析及防护方式选择

根据内蒙古地区海拔较高、地理环境复杂、气候多变、雷电活动能量大、雷击事故率较高的特点，深入分析了雷电传播的主要渠道及两起典型事故，并且针对当前部队通信台(站)普遍存在防雷设施简陋单一、整体性差，有雷击隐患的问题，提出了具体防范措施。     

我国雷电灾害及相关因素分析

利用常规气象观测资料、ERA-Interim 0.5°×0.5°再分析资料、Himawari-8气象卫星数据、安庆多普勒天气雷达资料和安徽省ADTD闪电定位系统数据,对2017年8月19日安徽中部地区一次雷暴天气过程的大气环流背景和闪电特征进行了分析,并针对这次雷暴天气过程中发生的一次雷电灾害进行了细致分析。结果表明：（1）此次雷暴天气过程发生在500hPa副热带高压北部边缘及高空前倾槽前,对流层中低层黄淮气旋切变、低空急流及中尺度地面辐合线为这次过程的重要影响系统,强对流天气发生在大气不稳定层结条件下。（2）雷暴过程生命周期约为4 h,影响范围覆盖合肥及周边地区。雷暴过程以负地闪为主,正负地闪比例为1：25。（3）负地闪集中发生在雷暴的成熟期,正地闪在成熟和消散期出现较多。78.2%的地闪集中发生在40~55 dBz的雷达强回波区,正负地闪的位置分布差异较大,在雷暴成熟期负地闪集中区域与强回波中心区域较为吻合,而正地闪多分布于强回波边缘和弱回波区。（4）此次雷电灾害发生在MCS南侧边缘,由一个新生发展的γ中尺度对流单体所致,灾害发生在该单体的成熟阶段。灾害附近区域地闪密度约为1次·km^-2,雷电灾害主要因人员躲避不及所致,这表明雷电灾害的发生不仅与致灾因子（雷电）有关,还与承灾体的暴露度、脆弱性和雷电防护水平有关。

     

基于多源监测数据的雷电预警方法

以浙江省气象台已经业务运行多年的基于雷达数据的雷电预警产品(预警时效为60min,分辨率为1km×1km,4个预警等级)为基础,融合闪电定位系统数据和大气电场数据,提出一种基于多源监测数据的雷电预警方法。使用2018年的观测数据进行预警效果检验,结果表明:雷电预警的漏报率为31.89%,空报率为30.54%,临界成功指数为60.53%,比使用单一监测数据的雷电预警效果有所提高。由此可见,该雷电预警方法对浙江省雷电天气的预警具有参考价值和指示意义。     

浙江省雷电灾害与区域地闪关系分析

基于2013—2018年浙江省地闪监测数据和雷电灾害资料,对雷灾周边半径5 km区域地闪进行统计,分析雷电灾害与区域地闪频次、强度的关系。结果表明：雷电灾害半径为5 km区域日地闪频次主要集中在100次以下,雷电流幅值主要分布于在10～50 kA;不同类型雷灾的区域地闪特征具有差异,电子电气设备受损雷灾的地闪频次、雷电流幅值跨度最大,人员伤亡的区域雷灾地闪频次普遍较低、小幅值雷电流比重较大,造成建筑物损毁的地闪频次高值事件比重较大、雷电流幅值相对较高。发生雷电灾害的概率随着区域日地闪频次的增加呈指数递增,指数函数可以很好地表征雷灾概率与地闪频次之间的关系,区域地闪频次对雷电灾害的发生具有决定性作用,地闪强度对雷电损害方式具有影响。     

基于多源资料的新会雷电预警效果检验

利用粤港澳闪电定位以及江门新会电场强度资料,挑选了2017年14次强雷电天气过程,对比分析了闪电发生前的电场强度和差分电场强度分布特征,进一步检验了电场阈值和差分电场阈值下雷电预警效果。结果表明：(1)新会电场站附近闪电密度中心达到18次/km²,西北部闪电密度高,东南部低。(2)闪电距离越近,发生闪电前30 min产生的最大电场、平均电场强度越强,闪电的差分电场值较大,10～20 km闪电产生的电场极性较为稳定。(3)用电场阈值进行预警时,新会电场阈值设定建议不超过6 kV/m;用差分电场阈值进行预警,能提高临界成功指数(CSI)、降低虚警率(FAR),对于中短距离(14 km内)的闪电预警效果更好。(4)对于准确预警的雷电,雷电距离越近,或电场(差分电场)阈值越大,雷电预警的提前量越小;采用差分电场阈值时,较采用电场阈值的预警提前量整体减小,阈值5 kV/m内10～20 km雷电预警提前量下降更为明显。     

基于多因子非线性叠套模型的雷电潜势预报

利用统计学原理和数学分析理论,建立以雷电为预报对象的多因子非线性叠套模型,试图从理论和实践两方面,避免统计学的线性假设和模式输出值物理意义不明确的统计预报问题。特别是针对雷电这种小概率事件的预报问题,通过统计分析建模,并对24 h雷电潜势预报结果检验,该模型预报效果较好,能够业务使用。     

基于多对流参数的武汉地区雷电活动预报方法研究

利用2011—2013年6—8月291个样本武汉站的探空资料计算了20种与雷电活动有关的对流参数,经统计分析后发现多个对流参数与雷电活动具有显著的相关性;选取与雷电相关性较好的对流参数作为预报因子,并用多元线性回归方法建立雷电潜势预报方程,方程通过了α=0.05的显著性水平检验;使用2014年6—8月的观测数据进行预报效果检验,结果表明:雷电预报的命中率POD为82.6%,虚假报警率FAR为23.3%,临界成功指数CSI为63.3%。由此可见,该方法的建立对武汉市雷电天气的预报和预警具有参考价值和指示意义。     

基于GPRS多要素农业气象自动站的雷电防护

基于GPRS多要素农业气象自动站一般安装在郊外旷野,由于自动气象站本身集合了传感器、数据采集器和数据通信器等敏感性较强的弱电设备,很容易遭受雷电损坏。文章通过分析基于GPRS多要素农业气象自动站遭受雷击损坏的原因,从直击雷、闪电静电感应、闪电电磁感应、综合布线和地电位反击上提出了相应的雷电防护措施,为自动气象站安装人员整改、维护人员提供一个参考。     

埋地金属导体对接地系统电阻测试影响试验分析

搭建试验地网研究土壤中金属导体对接地电阻的影响.通过埋设不同形状金属导体,改变金属导体埋设深度、与试验地网相对距离,在不同点位测量试验地网接地电阻值.分析试验数据发现,埋地金属导体导致接地电阻测量值偏小,其中环形金属导体对接地电阻测量值影响最大,一形金属导体对接地电阻测量值影响最小;金属导体位于测试电压极外侧相比位于内...     

基于WebGIS的雷电信息分析系统设计与实现

对雷电信息分析系统的软件环境、体系结构、基本技术和功能模块进行了分析,实现了基于WebGIS的多种地图操作功能和雷电数据的查询、统计、叠加于一体的可视化显示,可得出东莞乃至广东省雷电特征,为防御雷电灾害提供基础支撑。     

基于雷击分类体系的雷电电位差效应分析

鉴于雷击分类目前缺乏完整的体系,根据雷击危害方式对雷击进行了综合研究,将间接雷击分为两大类,由此提出了"雷电电位差效应"。对雷电反击、雷电地电位上升、雷电旁侧闪络等效应进行了阐述,并单独对接触电压和跨步电压进行分析。介绍了雷电电位差效应的防护方法,对安全距离做了说明。研究了雷电电位差效应与人身伤害的关系。分析表明:雷电电位差效应主要包括雷电反击、雷电地电位上升、雷电旁侧闪络以及与人身伤害有关的接触电压和跨步电压;雷电电位差效应的防护方法主要包括躲避、等电位连接和保持足够的安全距离。     

基于对流因子的哈尔滨雷电潜势预报分析

正1引言雷暴一般是指伴有雷击和闪电的局地对流性天气,俞小鼎等[1]通过主观临近预报和客观算法讨论了雷暴生成、发展和衰减预报技术;有很多学者基于大量的对流因子,选择各种不同的对流参数组合方案,建立了适合当地的雷暴潜势预报方程,刘宸钊等[2-3]结合对流参数,利用相关系数法选取相关性好且稳定的预报因子,进行事件概率回归,得到雷暴预报方程。郝莹等[4]利用T213资料计算和选取与雷暴相关     

复杂地形对雷电云地闪观测电磁场传输影响的实例分析

考虑探测原理和地形因素,基于Barrick表面阻抗理论和Wait近似算法等理论,利用不规则起伏地表的雷电电磁场传播模式,结合四川省真实的复杂地形地表数据,以半径r=60km的二维地表为模型,分析复杂地形对雷电电磁波传输的影响。以温江和白玉典型地势为例,分析得出:温江东部平原低海拔区域,雷电电磁波传输路径延长增量的最小值仅为182m,对应的时间延迟增量为0.61μs,温江西部多山高海拔区域,路径延长增量达到最大值,为2290m,对应的时间延迟增量为7.63μs;西部高原的白玉站,此区域地表的路径延长增量都在3000m以上,路径延长增量的最小值也达到3025m,对应的时间延迟增量为10.1μs,路径延长增量达到最大值,为8283m,对应的时间延迟增量为27.6μs。由此可见,在实际雷电探测定位中,必须考虑复杂地形引起的雷电电磁波传输路径增量和相应传输时间增量的影响,才能提高雷电定位精度和效率。