输电线路防雷性能评估中的复杂地形地区模型

山区地形复杂,土壤电阻率高,输电线路防雷形势尤为严峻。传统的评估方法没有深入考察局部地形的影响,仅仅区分山区与平原,往往导致评估与运行结果出入较大,为此,提出输电线路防雷性能评估应该充分考虑局部地形对防雷性能的影响。基于大量现场调研的结果,结合输电线路的高程图及导线与地面之间的相对位置,对山区架设的输电线路的局部地形进行分析,总结出8种山区局部地形,通过分析地形对雷击过程的影响,归纳出3种雷击跳闸严重的基本地形,其他的局部地形可以根据这3种基本地形得到。提出采用加权法计算山区输电线路的雷击跳闸率,评估其防雷性能。采取基本地形与局部地形的两次加权的方法计算绕击跳闸率。计算结果证明了该方法在计算地形复杂地区输电线路的防雷性能方面的科学性与有效性。

特高压直流输电线路山区边坡塔研究

特高压直流线路主要经过山区,雷电活动频繁,采用负保护角设计后雷击跳闸率仍然较高。提出一种减小绕击跳闸率的新塔型——边坡塔,采用电气几何模型法分析其防绕击性能,同时采用CDEGS软件结合公式法对边坡塔的电磁环境做了评估,通过结构受力分析判断铁塔内力情况,从塔重、混凝土指标对比分析边坡塔的经济性。结果表面,边坡塔防绕击性能明显优于常规T型塔,电磁环境满足限值要求,铁塔内力与T型塔相当,工程造价与T型塔基本一致,为边坡塔在多雷山区特高压直流线路中的应用提供依据。

中部5省南北闪电参数分布特征

在利用我国中部5省（湖南、湖北、江西、安徽、河南）经济协作区52个闪电监测站2007-2010年闪电定位资料和1961-2010年雷暴日资料，分析协作区内闪电参数的分布特征的过程中，发现中部5省闪电参数在30？8＆#176; N纬度带两侧呈现不同的变化规律．36？4～30？8＆#176; N，正闪强度整体呈下降趋势，正闪陡度变化较小，平均值为16？48 kA＆#183;μs-1，负闪强度和陡度在32＆#176; N附近形成极大值后，在30？8＆#176; N附近迅速下降；一天中闪电频数最大值与最小值出现时间比较分散；初雷日约为4月5日、终雷日约为9月17日．30？8～24？4＆#176; N，正、负闪电强度绝对值呈上升趋势，正闪强度上升较快，从52？11 kA上升至77？88 kA，负闪强度绝对值上升较平缓，正闪陡度变化较小，平均值约为14？24 kA＆#183;μs-1，负闪陡度呈下降趋势，由12？07 kA＆#183;μs-1下降到8？90 kA＆#183;μs-1；闪电频数最大值出现时间集中在15-16时，闪电频数最小值出现时间集中在8-10时；初雷日约为2月18日，终雷日约为10月17日．

基于层次分析法的浙江电网雷击跳闸孕灾环境敏感性评估

为了提高电网雷击跳闸风险评估的有效性和科学性,实现差异化防雷,有必要对电网雷击跳闸孕灾环境进行研究。基于1:50 000数字高程模型(DEM)数据和浙江电网110 kV及以上输电线2005—2013年逐年雷击跳闸事故资料,利用GIS技术提取浙江电网雷击跳闸事故点的地形地貌因子(海拔高度、坡度、坡向、土地利用类型和河网密度),定量化分析了雷击跳闸事故点的地形地貌特征。选取海拔高度、坡度、坡向、土地利用类型和河网密度作为电网雷击跳闸孕灾环境的评价指标,利用层次分析法构建电网雷击跳闸孕灾环境评估模型,绘制了浙江电网雷击跳闸孕灾环境分布图。经过与致灾因子危险度分布相关分析,两者相关系数0.451,这说明孕灾环境分布图是合理的,可用于电网雷击跳闸风险评估。从浙江电网雷击跳闸综合孕灾环境敏感度分布图可知,浙北北部和浙东沿海是浙江电网雷击跳闸孕灾环境的高敏感区;浙中和浙西地区是浙江电网雷击跳闸孕灾环境的低敏感区。

湖北省地形特征对雷电参数的影响

根据2007—2019年湖北省地闪监测数据、地表覆盖数据以及数字地形高程数据,采用数理统计方法,分析研究了地表覆盖类型、海拔、坡向、坡度4类地形信息数据与闪电频数、正闪比例、地闪回击强度、地闪回击陡度等雷电参数的关系。结果表明:(1)建成区单位面积闪电频数和小幅值地闪比例较高,分别为87.1次/km^(2)和8.6%;(2)耕地区和水域区地闪回击陡度值较高;(3)湖北省地闪回击主要集中在海拔0~700 m、坡度0.5°~35°,地闪回击密度随海拔增加呈减少趋势,地闪回击强度平均值随海拔增加呈现先增加后减少的趋势,地闪回击陡度平均值随海拔增加而减少;(4)坡向朝南或朝东地闪回击密度较高,坡向朝南或朝北地闪回击强度平均值较高;(5)不同坡度区间和海拔区间雷电参数的变化规律较为一致。

江西冰雹天气期间的闪电活动特征

利用江西省2003—2008年冰雹天气发生时的闪电探测资料,通过统计分析地面降雹前后的闪电频数和强度等物理量,得到了对江西降雹过程中的闪电活动分布及其演变特征。结果显示,对于江西大部分地区的雷暴过程,回波强度≥40dBz时,就有可能产生闪电。冰雹发生前后的短时间内正闪频数普遍远小于负闪频数,而且多数情况下正负闪频数比增大时,相应的冰雹直径也增大,即正闪比例的变化与冰雹成长过程有较好的关联。正闪强度大都强于负闪。降雹后负闪频数会减小,而正闪频数会有所增大。总闪频数和正负闪比例的分布及变化特征可被用来估算地面降雹时间。强对流天气过程中,若正闪平均强度越强,则发生冰雹天气的可能性就越大。

“平改坡”建筑防雷装置的施工质量控制

"平改坡"是改善百姓居住环境的一项政府工程,在工程改造实施过程中,由于改变了原有建筑物的高度和天面状况,对建筑物防雷产生了影响。对此,结合防雷装置检测中发现的施工问题,就如何有效地控制防雷工程施工质量等问题进行了探讨。

导体消雷器在输电线路边坡防雷上的应用

本文首先概述输电线路防雷的一般分析和计算方法,再通过对110kV古东462线#6塔防雷计算,指出边坡对绕击的影响,针对防雷设计提出了几项防止绕击的具体措施,并根据雷电定位系统的落雷数据和实际运行情况进行对比分析,总结铜陵供电公司导体消雷器应用经验,提出安装导体消雷器可作为边坡防雷的有效措施。

高原复杂地理参数对雷电活动的影响分析

雷电活动参数作为反映区域雷电活动特征的重要指标,地形对其影响不容忽视。利用2014—2018年青海省地闪数据、数字地形高程数据以及HWSD土壤数据集,定量分析海拔、坡度、坡向以及土壤电阻率对青海省地闪分布特征的影响。结果表明:(1)青海省地闪主要集中在海拔3150~4850 m、坡度0~35°的地区,其中东北坡向地闪次数最多,东南坡向地闪次数最少,地闪对应的土壤电阻率主要集中于100Ω·m。(2)地闪密度随海拔的升高先增大后减小,随坡度的增大而减小;地闪平均强度随海拔的升高先减小后增大,随坡度的增大而增大。(3)选取92°27′00″~97°44′24″E、31°40′48″~34°16′48″N地闪活跃区域,对其1 km×1 km网格内地闪数据与地理参量平均值进行相关性分析,所选区域内地闪密度与平均海拔呈正相关关系,与平均坡度呈负相关关系;而地闪强度与平均海拔呈负相关关系,与平均坡度呈正相关关系。

浙江省地理参数对地闪的影响

利用2007—2016年浙江省地闪数据,数字地形海拔数据、土地覆盖数据和HWSD数据集,定量化分析海拔、坡度、坡向、土地覆盖类型、土壤电导率对该地区地闪的影响。研究结果表明:浙江省地闪主要集中在海拔0~600m、坡度0°~30°;坡向东南地闪次数最高,坡向西地闪次数最低;林地地闪次数最高,湿地地闪次数最低;地闪对应的电导率主要集中在0.1dS/m。单位面积下,地闪次数随海拔、坡度、电导率均呈现先增加后减少的趋势;坡向东、东南地闪次数较多,坡向西、西南地闪次数较少;土地覆盖类型地闪次数最高是城市和建筑区,最低是水体。此外,地闪强度平均值随海拔增加呈现先减小后增加的趋势;陡度平均值随海拔增加而减小。两参数均随坡度增加而减小;随电导率增加呈现先增加后减少的趋势。以5km×5km为网格单元统计网格内各参量平均值进行相关分析发现,浙江地区电流强度、陡度均和海拔、坡度呈现负相关。

特殊建筑物雷击截收面积计算

从计算雷击截收面积的逻辑关系出发,以斜坡类建筑和圆顶形建筑两类特殊建筑为例,通过建立相关模型和数学公式,分析计算应从何位置按照何扩大宽度往外偏移能准确地求出截收面积。对于单檐斜坡类建筑、重檐建筑或古塔,根据房檐到屋脊(塔尖)的水平距离和垂直距离的关系,判断出应该按房檐还是屋脊(塔尖)偏移。对于圆顶形或椭圆顶形建筑,利用建筑屋顶的数学公式,建立了到圆心中轴线距离的数学公式,并对其求导数,得到了导数为0时点的横、纵坐标,此点即为偏移点位置,同时得到了对应的扩大宽度。利用AutoCAD偏移及求面积命令得到截收面积,为防雷设计及雷电灾害风险评估中雷击截收面积的准确计算提供参考。

接闪杆高度与建筑物坡度的关系研究

针对建筑屋顶上的锥形构筑物,利用滚球法对接闪杆高度与锥形构筑物的坡度关系进行研究,以便确定锥形建筑的坡面是否设置接闪器,提供的计算过程、方法及结论可对后期在防雷设计、施工及研究等方面提供参考。

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。

2008—2013年晋城市地闪特征分析

以Google Earth高程数据和山西省气象局2008-2013年闪电定位资料为基础,运用Mapgis及Meteo Info软件,对晋城市地闪特征进行了分析。结果表明：地闪中以负地闪为主,正地闪占总闪比例仅为6.5%,并随纬度降低而减小;正、负地闪活动在7月最强,负地闪主要在5-9月发生,正地闪集中在3月和11月;日地闪变化中,负地闪为双峰型,在13：00-17：00与23：00至翌日1：00发生频率最为频繁,正地闪主要集中在15：00-17：00。地闪密度分布受纬度、地形影响较大,多集中于洼地与山区缓冲地带;正、负地闪密度及正地闪强度与海拔存在一定的关系,在高度空间分布上闪电发生频次最多高度为海拔800～1 000 m的区域;地闪强度和陡度的频次呈现对数正态分布。存在2个明显的地闪密度中心,分别在阳城县的偏南地区和陵川县东南地区。

利用Python进行坡屋顶的防雷计算

通过Python进行代码编写,结合现行防雷规范,对100m以下坡屋顶的防雷计算进行详细论述,尤其是对扩大宽度及等效面积进行多种情况下的计算,验证屋顶坡度与建筑物高度及屋脊与屋檐等数据的关系,最终做出计算程序,简化设计师在本方面的工作量。

云贵高原斜坡过渡带一次大范围冰雹过程的闪电活动特征

利用VLF/LF三维闪电定位系统监测资料、MICAPS常规观测资料和地面降雹观测资料,对云贵高原斜坡过渡带一次大范围致灾冰雹天气过程的闪电活动特征及与降雹的关系进行分析探讨。结果表明:(1)南支槽的稳定维持与低层切变线、低空急流和地面辐合线的配合,触发了此次大范围冰雹天气过程;(2)降雹区域内总闪频次在降雹前后表现出"跃增"、"陡降"现象,且降雹前均出现了2σDFRDT跳跃预警信号,该信号平均超前于峰值信号7 min,两种信号对降雹均具有预警指示作用,且前者优于后者;(3)闪电的空间分布与冰雹云的移动路径基本一致,对冰雹云的移动发展有指示作用,雹区主要位于闪电发生位置的右侧。

防雷系统中含倾斜导体的电气参数的计算方法

介绍了一种计算雷电直击防雷系统的分支导体电气参数的有效方法,重点推导了含有倾斜导体钢性结构体的电气参数的公式,应用平均电位法求出倾斜导体的电容参数的公式,根据诺依曼公式推导出了倾斜导体的阻抗参数的公式。这种方法可以计算空间内处于任意相对位置的导体的电气参数。因此,适用范围更广,更具有普遍性。为验证该方法的有效性,文中还将计算结果和实验结果进行比较,二者较好地吻合。

边坡稳定性监测系统防雷设计及应用

针对边坡稳定性监测系统复杂工况条件下的设备防雷问题,分析直击雷和感应雷两种引起设备损坏的雷电危害和其危害方式。根据不同种类雷电危害的特点及监测设备的防护需求,设计采用由多针型避雷针、信号线屏蔽套管、防雷器、多级电源开关和人工接地网等装置构成的外部防雷措施和内部防雷措施结合的综合防雷系统,为边坡稳定性监测设备提供防雷保护,保证设备安全平稳运行。