雷击大地密度的计算与软件实现

雷击大地密度（Ng）是进行雷击风险评估的重要参数之一。雷击风险评估业务的传统方法中,通常采用当地气象部门提供的所在城市的年平均雷暴日（Td）来计算评估点的Ng值,而雷击分布受地理、地质、土壤、气象、环境等诸多因素的影响,因此,在一个城市甚至一个地区都取相同的Ng值的做法存在一定的局限性。从Ng的概念出发,对标定后的闪电定位系统（LLS）数据进行处理,使用C^#编程制作计算Ng的软件,以便快捷、精确地为雷击风险评估业务提供Ng的数据支持。     

雷击大地年平均密度N_g取值方法的探讨

雷击大地年平均密度Ng是雷击风险评估中的重要参数。首先,通过对目前普遍使用的多年平均雷暴日Td计算Ng、应用网格法或圆面积法计算Ng以及应用Topsis法计算Ng等3种方法的分析,发现这些方法的计算出的Ng值存在精细化程度较低及不符合地闪实际分布情况等不足。其次,以宁波地区为例,从雷击风险概率角度,在计算得出本地区雷电流幅值累积分布概率表达式的基础上,提出基于雷击风险概率的圆面积法来计算Ng值。最后,通过应用上述4种方法计算宁波地区3个国家基本气象站的Ng值并进行比较分析,对4种方法的适用性进行了进一步验证和说明。     

利用监测与人工观测数据计算的雷击大地密度比较

利用2004—2007年江西省雷电监测定位系统探测数据获取的雷电数据资料和江西省抚州市各气象站的雷暴记录,进行了雷暴日数的比较,分析了以实测数据计算的雷击大地的年平均密度与以雷暴日计算的雷击大地的年平均密度的差别及其原因。     

关于年预计雷击次数计算的探讨

针对《建筑物防雷设计规范》（GB500572010）中的年预计雷击次数计算公式的结果对建筑物进行防雷分类时存在不合理情况,分析探讨了公式中相关参数的修正建议：雷击次数校正系数K的取值除了考虑自然环境因素,还增加社会环境因素校正系数,作为K值的补充;用建筑物所在地区的年最大雷暴日Tdmax和雷击大地的年最大密度Ngmax来代替年平均雷电目Td和雷击大地的年平均密度Ng。     

雷击大地密度Ng数值研究

雷击大地密度Ng作为一个重要的气象参数,直接影响雷电灾害风险评估的科学计算。Ng数值的获取有两种方式:一种是由地闪定位网络系统提供,一种是按Ng≈0.1T_d(年均雷暴日)估算。在利用后一种方法获取Ng值时,简单地取0.1T_d并非科学。因为T_d是较大区域范围的平均值,未必是雷电灾害风险评估项目所处区域的真实值;况且Ng值不仅受T_d的影响,还与雷暴时间、雷暴路径、闪电特征、雷灾频次与强度有关。因此,利用后一种方法获取Ng值时,需计入其他气象因素的影响。基于对影响Ng的各种气象因素的分析,将焦作市按行政区划定为65个区域,根据各个区域的气象环境,分析出各个区域的雷电灾害风险等级;根据风险等级,设定风险系数,并结合周边区域气象因素对该区域的影响,计算出Ng的修正系数,修正Ng的取值,使修正后的Ng值更接近真实值。     

呼和浩特市雷击大地密度取值方法分析

雷暴日是雷电防护研究和服务的重要参考指标,在防雷规范提出的雷击大地密度计算中,雷暴日更是重中之重。随着自动气象站的建设,呼和浩特市已逐步停止了人工观测雷暴数据业务,取而代之的是闪电定位系统来记录雷暴发生时闪电的时间、地点和幅值等要素。相比人工记录雷暴数据,闪电定位系统的数据更加详实、准确,所以现在我们已经有条件按照规范所提及的地闪分布图来计算雷击大地密度。文章结合2013年以前的人工观测雷暴数据对比分析2013—2017年闪电定位系统数据,希望能得出适合呼和浩特市雷击大地密度的取值方法。     

南昌雷电监测数据在雷击风险评估中的应用

利用由江西省闪电监测网获取的南昌地区2004—2010年雷电监测资料,计算评估对象周围5 km范围内的雷击密度,雷击主导方向、次主导方向以及雷电幅值参数。结果表明,使用监测数据计算得到的雷击大地的年平均密度值,比用雷暴日计算得到的值得更精确、更符合实际情况;分析得到评估对象所在地雷击主导方向、次主导方向,能为雷击风险评估提供真实数据;根据评估对象周围雷电流幅值概率的分布特征选择的雷电流幅值,使电涌保护器雷电流参数选取更加科学、准确。     

不同方法确定的雷击密度对防雷分类的影响

利用江西1955—2011年气象观测资料和2004—2011年雷电监测资料,对比分析了分别依照《建筑物防雷设计规范》（GB50057—2010,简称新规范）和（GB50057—94,简称旧规范）计算的年平均雷击大地密度（Ngn和Ngo）,计算了江西实际雷击大地密度,研究新规范的实施对防雷分类的影响。结果表明,年平均雷暴日小于116.40 d时,Ngn〉Ngo;大于116.40 d时,则相反;等于48.5 d时,两者相差最大,约为1.12次（/km2.a）。相较于旧规范,按照新规范划入第二类、第三类防雷建筑物数量偏多。按照新规范,计算得到的雷击大地的年平均密度比江西实测值大30%,即江西地区的同一建筑物,依照Ngn划定的建筑物防雷类别可能高于利用实测雷击大地密度计算结果划定的建筑物防雷类别。     

架空线路年平均雷电闪击频数计算方法探析

分析了规范推荐的架空线路年平均雷击次数计算方法,提出方法中存在截收面积与雷击大地密度对应的雷电流幅值不匹配的问题。为解决该问题,文章以某一具体架空线路为例,介绍了针对全部雷电流幅值,应用积分法计算年平均雷击次数的方法,计算结果与规范推荐方法计算结果的比较说明了积分方法的精密性及结果的合理性。具体的分析、计算方法为：基于电气〖CD*2〗几何模型推导出与雷电流幅值有关的架空线路截收闪电宽度的计算公式,并通过对雷电流幅值频率分布规律的多项式拟合确定任意雷电流幅值的雷击大地密度,任一雷电流幅值对应的截收面积及对应的雷击大地密度的乘积即为该雷电流对应的年平均雷击次数,在该区域雷电流幅值的分布范围内对得到的雷击次数进行积分,即可得到考虑雷电流幅值分布特征的架空线路年平均雷击次数计算结果。     

简析雷击风险评估中雷暴日数的应用

以聊城2007—2010年雷击密度和雷击频度为研究对象,依据现行的雷击风险评估相关规范分析了确定被评估地区的年平均雷击次数和年平均允许雷击次数的重要性,从雷电的空间差异分布和时间差异分布两方面分析总结出采用人工观测雷暴日来计算雷击密度的局限性,并提出现阶段可采用雷暴日数极端值代替人工观测雷暴日进行计算。