现代防雷技术分析与实例探讨

雷电是自然界中强大的脉冲放电过程。当积雨云高度较低、密度较大、云内对流旺盛时，由于水滴的对流、碰撞产生大量的电荷，正负电荷在云内不同的部位聚集，同时地面或地面上的物体感应出与云下方相反的电荷，形成了云与云、云与大地之间较强的电场，强电场在大气中放电形成雷电。目前，防雷工程在全国各大城市已经全面展开，并已取得一定的成效。但是在防雷工程设计过程中，存在着对雷电压、雷电流特性的透彻了解，防雷工程的设计方案不全面的现象。     

漫谈综合防雷

漫谈综合防雷□张军郭红晨１７４４～１７５０年富兰克林通过实验，第一次向人们揭示了雷电是一种大气火花放电现象的秘密，并发明了用避雷针防雷的方法。随着本世纪以来雷电理论的发展和科学技术的进步，人们对传统的避雷针防雷方法的利与弊有了更深层的认识。雷电作为一...     

场电特性与防雷工程

引言雷电属于一种场电物理变化的现象。它的各种放电形式、量度取决于雷暴云电场,在大气电场中与地表面土壤电导率及地电场的变化强弱有关。所以若只考虑把建筑物及内部各种防雷接地电阻值控制在一定范围内,是不能满足预防和降低雷电所造成的各种雷害,提高其防雷性能。本文拟通过运用场电变化的几种特性探讨它在防雷工程中的应用。1大气电场与地电场对立统一性自然界中存在着两个相互独立、且又相互影响并形成一种场电变化体系的大气电场与地电场。它们除了其它物理量的相互交换外,大气电场与地电场有电的交换(相互作用),雷电就是它们…     

区域防雷的理论和应用技术研究

与一般防雷技术标准对单体建构筑物防雷的要求不同,提出了区域防雷的概念和设计方法,突出了对保护区域雷电活动路径直击雷的拦截作用,并根据闪电定位观测和研究的成果,明确了雷电第1次放电与第2次放电的时间间隔、空间距离;提出了区域防雷设计的方法步骤、风向玫瑰图的使用;规定了区域防雷的保护范围和技术要点,实现了对一个区域建构筑物的防雷保护。     

故宫博物院“6·23”雷击事件分析

2011年6月23日故宫博物院锡庆门、箭亭等5个场所遭雷击.利用该日常规天气资料、卫星资料、雷达资料、大气电场资料、闪电定位资料,分析了该次雷击事件的天气背景和雷击时段大气电场、闪电分布的相关特征;根据雷击现场调查,分析了故宫遭雷击的具体原因和防雷薄弱环节,针对存在的问题给出了整改建议;提出了采取小范围雷电监测预警措施,进行故宫精细化雷电监测预警,改善故宫防雷现状.相关结论可以为文物古建场所的雷电监测预警以及防雷措施的选择提供参考.     

自动气象站观测场防雷常见问题与防护措施

自动气象站观测场设备室外的工作环境,耐受雷电电涌的脆弱性,部分台站观测场雷电安全防护在设计和施工过程中存在问题,是近年来部分自动气象站观测系统在实施了防雷安全保护措施后仍频遭雷击侵害的根本原因。通过查找自动气象站观测场雷电防护工程在设计、施工过程中的问题．针对性地提出改进方法,在全面分析自动气象站观测场设备防雷性能基础上,全面阐述了自动气象站观测场雷电安全防护措施。     

浅析高速公路雷电危害及防御

由于在高速公路设计和施工中强电和弱电系统的防雷问题往往被忽视，接地的要求也不统一。高速公路尤其是机电系统的防雷薄弱环节相对较多，因此易遭雷击，特别是雷击电磁脉冲的危害。本文分析了雷电对高速公路机电设备危害途径，阐述了高速公路雷电防御技术应包括直击雷、雷击磁脉冲(雷电感应)的立体化的综合防御技术。     

雷电资料分析处理系统的设计与应用

为了充分发挥雷电资料的作用,解决资料的质量问题,建立雷电综合数据库及其资料分析处理加工平台。基于JavaScript的WebGIS框架和CIMISS数据库,设计开发了具有数据处理和质量控制、分析和应用功能的雷电资料分析处理系统,建立了以闪电、大气电场、雷暴日和雷击灾害数据为主要内容的雷电信息数据库。该系统能够实时监测卫星、雷达、闪电、大气电场等多种探测信息,开展雷电数据的质量控制,回演、动态播放历史信息,具有信息查询统计、分析绘制曲线、制作雷电报告等多项功能,为防雷业务、科研和服务工作提供方便、高效的应用工具和技术平台。以2015年6月1—2日湖北监利县的一次强雷电天气过程为例,通过对这次雷电过程的应用实践表明:雷电资料分析处理系统闪电监测准确,图表绘制快速,统计分析结果适用,能够满足防雷业务及科研工作的需要,为高效开展雷电灾害防御和服务提供了高效的基础性平台。     

高山无线电监测站雷电防护问题及对策分析

为便于信号的搜寻和检测,无线电监测站大多建于高山上或孤立地建于野外。在建站时,确也采取了常规的建筑物防雷措施,但很多测站自投入运行以来,仍频遭雷击,这也说明其原有的防雷系统并不完善,设计存在漏洞。本文以丽水市白云山无线电监测站防雷问题为例,从雷电风险评估以及对该站存在的雷电防护漏洞的分析入手,根据高山测站的环境特点,为完善高山无线电监测站防雷系统提出了对策。     

金沙站雷电特征及其雷电防护技术探讨

利用金沙大气本底站2006年7月至2007年12月雷电观测资料及2006-2007年闪电定位资料、咸宁市1960-2004年的雷电观测资料.通过实地考查、气象资料论证和分析,对金沙站雷电特性、雷电活动规律和雷击风险情况进行了分析.结果表明:金沙大气本底站雷暴日数接近于咸宁市,雷电流强度最大幅值和雷击密度郜高于周边地区,建筑物、电气线路和活动人员处于易落雷区,发生直接雷击的风险较大.运用防雷的理论技术结合相关技术规范的要求,提出了金沙站的防雷应从直击雷保护、电涌保护、地网设置、等电位措施、屏蔽措施、综合布线等方面综合考虑,要遵循有关规范并适当提高标准进行防护,建筑物应按二类防雷标准进行设计,站区内的建筑物、设备、线路及活动人员均应处于LPZOB区,电子信息系统防雷等级确定为A级,SPD设计不少于3级,第一级SPD的通流量50～80 kA(10/350μS波形)为宜.     

基于雷电预警技术的风电设施防雷技术

风力发电技术迅猛发展,单机发电量不断增加,风电机组高度已增加到上百米,风电机组叶片遭受雷击风险也随之加大.通过雷电损害实例分析风机叶片雷击灾害机理,分析雷电击中风机叶片的形成和发展过程,总结大型风机叶片的特点和风电场的环境因素,以大气电场仪的预警数据为基础,结合前沿的等离子体防雷新技术,针对风力发电机的具体情况进行改进,提出实现风电叶片主动避雷的防雷技术构想,探索一种实现风电机组设备避雷的新思路.     

关于加强基层防雷监管能力建设的探索与思考

该文基于贵州省防雷安全监管模式创新的理论和实践,参照防雷相关法规、监管体系建设相关论文研究,就贵州省基层防雷监管存在的困难和突出问题开展调查研究,收集整理和分析各市(州)县局的防雷监管基础数据,结果表明：一是统筹市(州)局技术优势弥补县局短板,促进市(州)和县局资源互补;二是要强化学习培训的组织管理和成效考核,解决学用结合率不高、重视不够的问题;三是优化监管岗位、人员和权责分配,在权责法定的基础上用制度进一步予以规范;四是探索基层法律顾问制度建设,加强基层法规预算管理,解决专业人才不足、法规预算不足的困难;五是要全面加强管理和服务能力建设,在履行好法定监管职责的同时,提升专业气象服务能力,增强基层基础保障能力。     

中国南北方雷暴及人工触发闪电电特性对比分析

通过对我国南北方雷暴及人工触发闪电电特性的对比分析，发现南北方雷暴及人工触发闪是电特性有很大差异。北方雷暴电荷结构呈三极性，人工触发闪电是在地面电场为正的情况下成功的。主要由连续电流和双极性电流脉冲组成，最大放电电流为１ｋＡ，中和电葆量只有几库仑；南方雷暴则为偶极性，触发闪电由连续电流和我次回击组成，电流峰值在于１０ｋＡ。触发闪电时地面电场均为负极性，其中在４ｋＶ／ｍ以上；触发高度在北方最低为２６     

雷暴闪电放电活动对电离层影响的研究进展

雷暴中的闪电放电能够产生强静电场以及电磁辐射场,从而对空间电离层产生重要影响,引起电离层电子密度分布的扰动。研究表明:闪电放电引起电离层扰动的方式有两种:直接耦合和间接耦合。其中,直接耦合主要来自于闪电产生的准静电场及电磁场的作用,在甚低频 (VLF) 反射信号上表现出快VLF事件, 而间接耦合主要是闪电低频电磁波在传播过程中与磁层相互作用,在辐射带产生闪电诱导电子沉降 (LEP) 现象。雷暴闪电活动能够改变电离层从D层到F层的电子密度分布,影响对流层大气和电离层之间的场,导致中高层瞬态放电淘气精灵 (elves) 及红闪 (sprite) 等现象的激发。闪电VLF传输反射信号可用于反演电离层密度的变化,目前已成为一种探测电离层扰动的常用方法,而引起电离层扰动的强度不但和闪电放电参量密切相关,也和闪电放电过程、类型有关。该文重点阐述了闪电放电与电离层直接耦合和间接耦合作用以及导致的相关现象。     

大气电场资料在雷电预警中应用

通过分析浙江省嵊县地区2007年6-10月12次强雷暴过程的电场观测资料,并结合该省闪电定位资料,发现当雷暴云移近电场仪测站时,在测站的防护区内（距测站10 km半径范围内）,闪电发生前的电场会出现快变抖动现象,并且快变抖动和闪电的发生具有0-1化对应关系,即当有电场的快变抖动出现并且在一定时间内电场值数次达到一定阈值时,电场值会随着时间增加而达到防护区内闪电出现的强度,很少有出现电场快变抖动而没有产生闪电的情况,利用多元回归技术提出雷电预警方法,将12次雷暴过程数据作为预报资料,得出预报方程及电场最佳预警参数。分析结果表明,当闪电集中发生在距电场仪10-15 km范围内,并达到电场仪预警条件时,为最佳预警时间,预警准确率达到73%。     

人工触发闪电放电过程分析：I.先导放电过程

利用人工触发闪电电场,电流和闪电通道亮度高速摄像观测资料,分析了第一次回击前衔导过程的放电特性,结果指出,对于空中触发,先导传输具有“双向”特征,由于下行先导发展,先导通道电流分布具有不均匀性,连接导线汽化都发生在上行先导阶段。人工闪电第一次回击虽然与自然闪电继后回击特性十分相似,但两者放电特征仍有差别,前者具有曾长的连续电流过程。     

基于雷电临近预警技术的主动防雷应用

为了使雷电临近预警技术在雷电灾害防御业务中更好地发挥作用,针对电子系统的雷电灾害特点,在传统被动防雷技术基础上,提出基于雷电临近预警的主动防雷技术,应用雷电临近预警和远程控制等技术,开发以B/S结构为架构的雷电临近预警应用系统。对2013年8月—2014年8月福建省泉州市4个无线电监测站的主动防雷应用效果进行两种方法的预警效果检验。检验结果表明:主动防雷技术是对被动防雷技术的一个较好的完善和补充。采用闪电数量对比分析,4个监测站的有效预警率为69%,采用预报评分方法对比分析,4个监测站的平均准确率为53%,对雷电活动发生较为集中的区域预警效果较好,对雷电活动发生较为零散的区域预警效果有所降低。     

一次雷击事故原因分析及农村防雷安全基本措施建议

通过对2011年濮阳县农村一次雷击事故现场调查,分析和总结了此次雷击的3个原因:1)杨树成为雷击事故接闪点,在雷电发生过程中起到避雷针直接引雷的作用,是发生雷击事故的源头。2)杨树遭雷击后对村民住宅建筑造成雷电反击,当雷击到树木上时,树木上的高电压与附近的房屋、金属物体、电子电气设备之间间隙不够也会发生反击。3)雷电电磁感应引起雷电侵入波造成电气设备损害。此外,分析了当地农村住宅雷电灾害事故发生的主要问题:当地农村住宅大多为自建房,没有经过正规设计和标准化施工,基本没有防直击雷装置,易发生雷电灾害事故;随着农村经济生活水平的提高,电视、电脑、冰箱、空调、家用太阳能热水器等家用电器的推广普及进入寻常百姓家庭,这些电器的电源、信号线路多数是裸露架空引入,线路长且布线不规范,杂乱无章,一般没有任何雷电防护措施,是雷电波侵入的主要通道。因此应加强农村防雷安全监管和防雷宣传工作。     

光伏发电系统防雷检测方法

在了解光伏发电站的构成和工作原理,掌握光伏发电系统的防雷装置和接地特性参数的基础上,参照相关的防雷规范划分光伏发电站防雷类别,提出了使用输出电流较大的检测设备,采用异频小电流、GPS定位系统配合,对电站的光伏方阵区和交流输配电设备区2个重点区域的检测方法,针对每一个特性参数给出了要求值和测试结果判断.采用异频小电流干扰小、操作安全,GPS定位测距准确,测试方法比较科学,测试取得的数据准确可靠,可有效判断光伏发电系统防雷和接地装置的性能.