基于防雷监测系统的地电位反击判断方法

地电位反击是雷电入侵方式之一,由于地电位反击的特点尚未明确,并且机械室对于地电位反击引起的雷电灾害并没有针对性的防护方法,为此提出一种在防雷监测系统基础上的地电位反击判断方法。通过分析采集的雷电信号,结合流程图判断是否发生地电位反击,并精准有效地提出防雷措施优化建议:如果新建机械室,则需在距离机械室15 m以上的位置架设通信杆塔;如果机械室与通信杆塔已建成,距离已无法满足15 m以上,则需断开二者的接地网,并在防雷薄弱点加装浪涌保护器或防雷隔离变压器,以达到提升铁路信号设备可靠性的目的。通过试验站的典型案例,验证了该方法的有效性。

共用地网地电位升高观测及特征分析

地电位反击造成设备的损坏和人员生命安全是非常值得关注的问题。基于人工触发闪电,布置了共用地网的试验模型,通过引流杆注入真实雷电流,测量了共用接地情况下接地体的地电位升高电压,并对比分析了闪电回击和M分量放电过程引起地电位升高电压的波形特征。结果表明：获得触发闪电（T201514）7次回击和16次M分量上升沿10%～90%时间分别为0.4μs和279.7μs,半峰宽度的平均值分别为14.8μs和434.7μs。地电位升高电压波形的上升陡度和半峰宽度相对于回击都更大,将电压波形上升陡度和半峰宽度分别与电流波形的参数相比得到比值为14.0和2.7。M分量电压和电流波形相似,电压波形和电流波形对应参数的比值分别为0.8和1.1。触发闪电回击和M分量峰值的平均值分别为–19.1 k A和–1.3 k A,回击以及M分量的峰值和引起的地电位升高电压峰值有很好的线性拟合关系。将电压峰值和电流峰值相比得到等效接地电阻,雷电流的等效接地电阻明显小于回击。

变电站直流系统交流侵入问题的分析与对策

对于变电站直流系统的交流侵入问题缺乏有效的解决方案。介绍了变电站直流系统交流侵入现象,分析了交流侵入对变电站直流系统的危害,针对现有变电站直流系统抵御交流侵入能力较差的问题,提出了改进方案,通过仿真和现场实验证明了这一改进方案的可行性。

精细化雷击风险评估方法的研究

在国家现有的雷击风险评估标准GB/T21714-2008的基础上,运用统计分析、原理计算、软件仿真等方法提出多个风险因子的评估方法：提出了雷电流幅值的累积概率分布经验公式,并推算出建构筑物未来70--100年使用年限内可能遭遇不同等级雷电流的雷击次数。根据某地区的闪电监测资料,统计推算出一、二、三类防雷建筑物可能发生的绕击率和反击率;根据不同土壤特征以及人体重量,提出作用于人体的跨步电压计算及安全性分析;运用电路的方法以及有限元差分法,计算出雷击建筑物时的雷电流分布以及内部磁场强度分布,为敏感电子设备的安全防护措施提供了理论基础。

限流接闪器在高层建筑中的应用

针对近年来全国各地高层建筑中微电子设备雷电事故频发的现状,运用雷电理论,从直击雷引起的反击和雷电电磁场的角度,系统地分析雷电事故频发的原因,提出安装限流接闪器的解决方法,通过理论分析、火箭引雷试验的方式,验证限流接闪器在高层建筑应用的可行性和必要性。

基于闪电数据的中山地区雷电特征及防护效率分析

本文采用中山地区2005年至2008年云地闪电资料,统计分析了中山地区雷电特征及其直击雷防护效率,为该地区的雷电防护工程提供技术支撑。统计分析表明,中山地区年平均云地闪电次数为239325次;负地闪电占闪电总数的94.55%,平均负地闪电强度为42.64k A;正闪电占闪电总数的5.55%。中山市总闪平均强度为40.55k A,负地闪的平均强度为42.64k A,正地闪的平均强度38.01k A。中山地区地闪活动主要集中在4-9月(汛期),闪电次数占全年的99.4%。正、负地闪电强度主要集中在10~60k A,约占闪电总数的79.0%。中山地区建筑物直击雷保护范围按照一、二、三类防雷类别设计时,其绕击率分别为0.82%、5.62%和15.59%,即第一、第二、第三类防雷建筑物直击雷防护效率分别为99.18%、94.38%、84.41%左右。雷电流幅值大于200k A、15Ok A、100k A的概率分别是0.656%、1.289%、5.578%,因此,按照第一、第二、第三类防雷建筑物安全距离计算时,将分别会有是0.656%、1.289%、5.578%左右的反击率发生。

Preliminary Study on the Influence of Communication Station on Lightning Strike Risk in Its Neighboring Region

The communication stations are more easily struck by lightning because of its special geographical position. We proved theoretically that communication station increased the frequency and intensity of lightning strike in its neighboring region, thereby causing the increasing of lightning disaster loss. As long as the emphasis is put on the correct understanding and reasonably taking measures including： draining, grounding, equipo- tential bonding and shielding, it can be completely ensured that building and equipment of communication base station and its neighboring region are safe.

雷击引发的地电位反击造成断路器无故障跳闸分析

分析了当雷电流入地时,造成地网两点电位差的机理,并给出了雷电流的测量模型,详细分析了由地电位变化而发生地电位反击造成二次系统继电器动作,从而导致断路器无故障跳闸的现象和原因,并利用Matlab软件进行仿真分析。

山地建筑防雷接地设计探讨

针对山地建筑特点,选择重庆几种典型的山地建筑为例,分析山地建筑在防跨步电压、地电位反击方面与平地建筑防雷接地设计的不同,并提出相应的技术措施。

基于雷击高塔远距离电磁辐射特征的研究

分别研究了理想地面(电导率无限大)和地面电导率有限情况下雷击高塔远场的变化情况。结果表明,在理想地面情况下,当雷电流的上升沿时间RT超过5h/c(h为塔的高度,c为光速)时,雷击高塔和雷击地面在距闪电通道水平距离为10 km到100 km的地表面处产生的水平磁场的峰值近似相等,但是,雷击高塔产生的场的上升沿时间比雷击地面的要短。在地面电导率为0.01到0.001 S/m的情况下,当雷击300 m的高塔时,利用传统公式反演得到的雷电流峰值会偏大,其误差在+5%到+17%之间,而且由于感应场分量的存在,使得当观测点与闪电通道之间的水平距离在20 km以内时反演结果的误差很大。当雷击50 m高塔时,利用传统公式得到的雷电流峰值的误差在-15%到+5%之间(正值代表反演结果偏大,负值代表结果偏小)。