贝宇[1]2003年在《磁带测量雷电流参数的机理及应用研究》文中认为雷电流参数的测量是进行雷电研究的基础工作，对于研究雷电特性、分析雷害事故、鉴定雷击跳闸事故责任、探讨防雷对策及为绝缘配合设计提供精确的大气过电压原始数据均具有十分重要的意义。相对于现有的测量方法而言磁带法测量雷电流参数具有材料便宜、测试精度高、适于大范围雷电普查使用的特点。本论文对雷电参数测量磁带法的机理进行了较为深入的探讨，着重于开拓磁带测量雷电参数应用领域方面的研究，使磁带既能测量雷电流峰值又能测量雷电流最大陡度。 论文主要分为叁个部分。第一部分论述安装、维修、调试冲击电流发生器，制作各种雷电流通道模型。利用冲击电流发生器在雷电流通道中产生模拟雷电流，将磁带按照不同方式放置在雷电流通道上记录雷电流。 第二部分利用MatLab作为开发工具编写磁带波形处理软件MTLCD，该软件可将磁带被消磁后的波形信号显现在电脑屏幕上，并能对波形随意拉伸放大观察每一个细节。同时对该波形进行滤波消噪，提取包络线计算磁带消磁长度和雷电流峰值及最大陡度 第叁部分根据MTLCD得出的数据分析不同雷电流通道下不同磁带、不同预录正弦波消磁长度的差异及磁带可以记录的最小雷电流和最大雷电流，找到可以在输电铁塔角钢上安装使用的磁带及其放置方式。作出磁带消磁长度与霄电流峰值的拟合曲线，对测量数据进行误差分析，找到利用磁带直接测量雳电流最大陡度的新方洁。 本文研究表明磁带法在经济性、实用性、精确性上远远优于现有的其它雷电测量方法，尤其重要的是磁带法能够直接测量雷电流最大陡度，极大的扩展了磁带法的应用空间。这对于全面、准确的记录雷电参数，从留电流峰值与雳电流最大陡度两个方面综合分析与确定雳击事故的原由具有非常重要的意义，并为从雷电流峰值与雳电流最大陡度两个方面开展大范围高精度的雷电普查工作提供新的手段。
毛小虎[2]2005年在《测量雷电流最大陡度的机理及应用研究》文中提出雷电流参数的测量是进行雷电研究的基础工作,对于研究雷电特性、分析雷害事故、鉴定雷击跳闸事故责任、探讨防雷对策及为绝缘配合设计提供精确的原始数据均具有十分重要的意义。在防雷保护与雷电特性基础研究工作中,雷电流最大陡度具有重要的意义,如最新资料统计表明,电力系统事故中50%与雷击有关,而在雷击事故中50%与雷电流最大陡度有关。本文基于测量雷电流最大陡度的重要性,采用记录品质较好的金属磁带作磁卡的磁层,对测量雷电流最大陡度的机理及应用进行了研究。 论文第一部分从电磁场基本理论出发,建立雷电流产生的磁场对磁带磁化的物理及数学模型,论述测量雷电流最大陡度的机理。 第二部分参考现有的磁卡机刷卡原理,制作了工程实用的磁卡及磁卡信号拾取装置。 第叁部分利用MatLab作为开发工具,编写了磁卡消磁后的波形处理软件,分析波形中所含的雷电流参数信息,给出磁卡消磁长度。 第四部分利用冲击电流发生器在模拟雷电流通道中产生模拟雷电流,磁化磁卡,得出雷电流最大陡度,做出两者间的拟合曲线,验证理论推导,并对测量数据进行误差分析。 研究结果表明磁卡消磁长度为雷电流产生的磁场和在磁带中感应的感应电流产生的磁场两部分迭加产生,计算放置方式不同的两张。磁卡的消磁长度差,可测量雷电流最大陡度。该方法在经济性、实用性、精确性上都优于现有的其它测量方法,这对于从雷电流最大陡度这个方面分析与确定雷击事故的原因及开展大范围较高精度的雷电流最大陡度的普查,测定出其概率曲线,提供了新的手段。
陆翔[3]2007年在《基于GPRS雷电流参数采集与传输系统的研究》文中研究表明磁带法测量雷电流参数,在国内外均有研究。实践证明,该法是一种测量雷电流参数的好方法,具有测量精度高、抗干扰能力强、运行成本低的特点。但目前的研究,更多的只是用磁卡在采集点上采集雷电信号,然后取下用录音机或磁卡机来读取,没有实现自动采集与实时处理。本课题的提出,是基于磁带测量雷电流参数的可行性及存在问题,采用单片机控制技术、GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线业务)通信技术来实现雷电流参数的自动采集与远程传输。论文主要研究内容有:1.雷电流参数的采集。应用磁带记录技术、单片机控制技术对雷电流参数进行实时采集。2.雷电流参数的远程传输。主要依赖于GPRS通信网络与Internet通信网络。GPRS是在现有GSM系统上发展起来的一种新的承载业务,对原有GSM设备无需进行大的改动。由于GSM网络已经成熟,覆盖面又广,利用GPRS无线通信方式来实现雷电参数的采集与传输,是对现有资源的最大利用。3.数据监控中心软件的设计。采用功能强大的Visual C++,并利用TCP/IP编程接口WinSock来编写。完成对采集模块传送来的信息进行处理,得出雷电流的幅值、陡度等,对雷电的反击、绕击进行判别。4.设备的防护及供电。该系统能对大范围、区域性的雷电流参数进行测量,为雷电普查、雷击点准确定位、雷击事故分析提供依据;能够准确掌握雷电活动规律,对雷害实施有效的监测和预警,便于各单位有针对性地采取措施,减少雷害的发生。
于维俭[4]2005年在《磁卡测量高压输电线路雷电参数（幅值、陡度）的应用研究》文中研究指明电力系统的雷击事故已构成电力系统安全的头等杀手。最新统计表明,在电力系统总的事故中,约50%是有雷击事故造成的。在雷击事故中约有一半又是由雷电流最大陡度引起的。显然雷电流最大陡度与雷电流幅值一样在线路绝缘配合设计、线路雷击事故防护、线路雷击事故原因分析等方面具有同等重要的工程意义。目前雷电流最大陡度的概率分布规律上仍是空白。 雷电事故的形成与诸多因素有关。即有设计方面的原因,诸如绝缘配合问题、防雷保护的设计局限性。又有运行维护的原因,包括杆塔电阻变化的问题及防雷改造方案的合理性与局限性。但归结为一点:都依赖于雷电参数的准确性及概率分布规律。在设计阶段雷电流参数可以为绝缘设计,防雷设计提供原始数据。在运行阶段可以为雷击事故原因的分析、防雷改造的设计提供客观依据与准确的切入点。 现在雷击事故高发与雷电参数的缺乏有很大的关系。因为它使绝缘设计与防雷改造带有很大的盲目性。例如:大幅值、小陡度雷击事故与铁塔接地电阻的大小有关;小幅值、大陡度雷击事故与绝缘子串的电场分布及杆塔本体的电感压降有关,与铁塔地网电阻无关。显然不同的雷击事故,应采取不同的防雷对策。 本文正是基于雷电参数测量的重要性而进行面向生产且有实用
李家启[5]2012年在《基于LLS的重庆地区雷电活动规律及其风险评估研究》文中研究说明雷电灾害是联合国“国际减灾十年”公布的最为严重的十种自然灾害之一,被中国电工委员会称为“电子时代的一大公害”。重庆地区是我国的多雷暴地区之一,每年造成至少上亿元的经济损失和数十人伤亡,雷电灾害防御工作已经显得极其迫切和重要,而雷电灾害的防御是建立在掌握雷电活动规律和雷电灾害风险情况下有针对性地开展的。为此,本文利用重庆地区闪电定位系统(Lightning Location System, LLS)监测资料(1999-2008)、重庆市34个气象观测站雷暴日资料(1951-2009)以及雷电灾害(1954-2008)等相关资料,采用IEEE和DL/T620推荐的雷电流幅值和雷电流波头陡度概率模式,以及数理统计、(旋转)经验正交函数、小波理论、对数正态分布等多种诊断与模拟方法,分别对重庆地区雷电活动规律,以及雷电灾害风险评估内容和方法进行了研究,得出以下主要结论：1、重庆地区(1999-2008)负闪发生频次(2719964次,占94.6%)远高于正闪(155415次,占5.4%)；而正闪雷电流幅值均值(56.49kA)却大于负地闪(39.74kA)。正闪雷电流幅值概率密度模式为F(x+)=(50.22/x+)e(x+-4.165)2/0.4431+(211.4/x+)e(x+-2.912)2/1.209(两个峰值分别为18.4kA和64.4kA),符合双对数正态分布迭加；负闪雷电流幅值概率密度模式为F(x-)=(6143/x-)e(x--3.079)2/0.9291(单峰值为21.73kA),符合对数正态分布。雷电流幅值累积概率IEEE模式比DL/T620模式更能客观反映地闪统计分布特征,在此基础上得到重庆地区正闪、负闪和总闪雷电流幅值累积概率模式(P+(>IP)=1/[1+(IP/44.49)2.224]、P-(>IP)=1/[1+(IP/32.62)2.728和P(>IP)=1/[1+(IP/33.04)2.668)和雷电流波头陡度的累积概率理论模式(P+(>α)=1/[1+(α/26.87)2.224], P-(>α)=1/[1+(α/19.7)2.728]和P(>α)=1/[1+(α/19.95)2.668])。2、重庆地区全年都有闪电发生,主要集中在4-10月,其主要原因是汛期对流性天气旺盛,闪电频次相对较高；闪电日分布类型为夜间主导型(占60%以上),总体特征为双峰双谷状态,其中14：00-18：00和22：00-03：00是闪电高发时期,充分体现了“巴山夜雨”天气；在1999-2008年期间,闪电呈现增长趋势,以443次/月的气候倾向率递增,其中以春季和夏季增长较快,并存在着12个月、20个月、29个月左右较长周期和3个月、6个月较短周期的交替振荡。主要异常空间分布特征表现为全市一致型(多雷或少雷型)、渝西和渝东北反向型,其异常区域划分为4个区(渝西区、渝中部地区、渝东南区、渝东北区)。在综合闪电定位系统和人工观测雷电日基础上,建立了各区(县)行政区域的人工观测雷电日与雷击大地密度模式、系统和人工观测雷电日关系模式,以及客观反映雷击大地密度关系的雷电日模式；在此基础上对全市进行区划,得到丰都、垫江和彭水以西地区为高雷区,其余地区为中雷区。3、揭示雷电参数随海拔高度、地理经纬度变化规律,并建立了相关模式。其中,雷电流幅值(总闪、正闪和负闪)随海拔高度变化模式为lg(Imean)=10-4H+1.5081、 lg(Imean)=10-4H+1.6492和lg(Imean)=9×1O-5H+1.5014;地闪密度(总闪、正闪和负闪)随海拔高度变化模式为NT=411.2H-0.716、NP=18.061H-0.69和NN=394.84H-0.718；正闪比例随海拔高度变化模式为y=2×10-8x2-5×10-5+0.0665;低幅值(0-100kA)闪电比例随海拔高度变化模式为α≤100=-4×10-5H+0.9905,高幅值(100-200kA)闪电比例随海拔高度变化模式为α≥100=3×10-5H+0.0091；雷电流幅值(总闪、正闪和负闪)随纬度变化模式为lg(Imean)=0.0313λ+0.6509、lg(Imean)=0.027λ2-1.7666λ+27.942和lg(Imean)=0.0287λ+0.7191,密度(总闪、正闪和负闪)随海拔高度变化模式为NT=0.2676λ3-24.598λ2+752.45λ-7656.2,NP=0.0148λ3-1.3611λ2+41.771λ-426.54,NN=0.2528λ3-23.23722+710.68λ-7229.7,正闪比例随海拔高度变化模式为α=0.0105λ-0.263；雷电流幅值(总闪、正闪和负闪)随经度变化的模式分别为lg(Imean)=0.0056ψ2-1.2154ψ+67.774lg(Imean)=-0.008ψ3+2.6023ψ2-282-38ψy+10214, lg(Imean)=0.0041ψ2-0.9025ψy+50.992,地闪密度(总闪、正闪和负闪)随经度变化模式为NT=-0.0603ψ4+26.153ψ3-4256.7ψ2+307896ψ-8×106,NP=-0.0087ψ4+3.7533ψ3-608.37ψ2+4382ψ-1×106和NN=-0.0516ψ4+22.4ψ3-3648.3ψ2+264072ψ-7×106,低幅值(0-100kA)闪电比例随经度变化模式为α≤100=0.0051Ψ+0.4137,高幅值(100-200kA)闪电比例随经度变化模式为α≥100=-0.005Ψ+0.5801。4、重庆地区前期(1999-2003)和后期(2004-2008)闪电时空差异较大。闪电密度后期较前期增长221%,其中负闪增长更为明显(从前期的1.43次/km2.a增加到后期的4.80次/km2.a)；地闪频次后期较前期在大部分时间点上均有显着的增加,其中11月正极性和负极性地闪频次增长比例最大,分别高达4726%和518%。东部地区正极性闪电密度较西部地区有较大的增长,而西部地区则变化不十分明显；负极性地闪密度在东西部地区均有明显的增长。后期正极性和负极性雷电流幅值均高于前期,正极性增长比例较大(38%)；正负极性(除1月份外)雷电流幅值后期高于前期,正极性雷电流幅值日变化在前后期有较大的不同,前期为“一峰一谷”变化趋势,而后期则为“双峰双谷”。正极性雷电流幅值后期较前期的“东高西低”现象有所减缓,后期负极性雷电流幅值则在西部大部分区域均高于前期,而东部低于前期；正闪前(后)期高幅值比例从西往东呈现明显上升的趋势,而后期(忠县除外)高幅值比例较前期有所增加；负闪前期高幅值比例中西部地区较低而东部较高,而后期中西部地区呈现明显增加态势,而东部呈现减少趋势。5、提出了基于闪电定位资料的雷电参数和模式在风险评估中有效应用方法,建立了雷电灾害风险分类评估的模式。(1)区域性风险评估与区划,提出了分为与建筑物是否安装防雷装置无关的区域性风险评估和各类建筑都按照规范安装防雷装置的区域风险评估与区划方法。(2)长跨度线路项目雷电风险评估,提出了采用线路走廊法进行风险的分析与区划,找到雷电的易闪段,并通过对比分析安装防雷装置前后效果,评估防雷减灾效益。(3)建筑(群)雷电灾害风险评估,建立了永久性建筑、临时建筑和高耸建筑对周边影响的风险评估模式和方法,对永久性建筑而言,除按照IEC62305提出评估内容外,提出了爆炸危险场所场所危害范围、雷电电磁脉冲影响区域、抗灾能力等方面的评估内容；对建筑施工和应急抢险救灾中使用的临时用房建立了雷电灾害风险评估的快速判别模式,为应急抢险指挥决策提供科学理论依据；对高耸建筑,建立了对其周边环境影响评估的方法和内容。在抗灾能力评估方面,文章重点采用库伦定律,对IEC提出的避雷针保护域内遭受雷电概率为0.1%的经验模式以及保护角法进行了机理分析,并对最大保护角的防雷效果(含雷电正击和侧击)进行理论分析,为IEC提出的保护角法提供科学理论依据。
王巨丰, 陆俊杰, 黄永花, 朱立波, 方柳[6]2008年在《基于磁带测量法的输电线路绕击和反击判别》文中提出分析雷害、鉴定雷击跳闸事故在电力系统防雷中具有重要意义。根据雷电绕击和反击机理,提出可在杆塔不同部位加装磁卡测试设备,将获得的雷电流幅值、最大陡度等参数进行数据分析,得出线路绕击、反击的判别方法。最后通过EMTP软件进行仿真,表明绕击、反击的数据分析结果区分显着。
陆翔, 周奖, 郑明晖, 王戎丞[7]2010年在《雷电流参数实时测量系统设计》文中进行了进一步梳理设计了一种雷电流参数实时测量系统。首先,介绍磁带测量雷电流参数的机理。然后,利用单片机对磁带机进行控制,实现对雷电流的实时测量,并利用GPRS无线通信网络、Internet通信网络实现雷电流参数的远程传输。最后,采用VisualC++编写数据监控中心软件,对测量模块传送来的信息进行处理,得出雷电流的幅值、陡度。实验证明,该系统能对大范围、区域性的雷电流参数进行测量,同时能够快速定位雷击点、准确掌握雷电活动规律、对雷害实施有效的监测和预警,具有一定的工程实用价值。
姜山[8]2013年在《输电线路杆塔直击雷电流实测系统开发》文中研究说明在电力系统中,输电线路经常遭受雷击。无论是雷击塔顶,还是雷击避雷线及雷击导线闪络,雷电流一般都是通过杆塔泄放入地,因此对输电线路杆塔的入地雷电流的进行定量地研究,测量其各项参数,能够为电网防雷工程设计提供重要的原始数据,也是改进和提高输电线路防雷水平所不可或缺的重要前提。本文首先对国内外直击雷电流参数检测的方法进行了介绍,然后在前人的研究基础之上自主开发了一套架空输电线路高塔直击雷电流实测系统,该系统的功能是对经由输电线路杆塔泄放入地的直击雷电流的波形进行测量与还原。本测量系统采用“传感头+数据采集与传输单元+上位机软件+太阳能供电”的构成方式,首先,本文设计了一个满足雷电流测量要求的Rogowski线圈传感头,测量误差小于3%,测量范围-100kA-+100kA；然后,开发了一个基于FPGA的雷电流数据采集与传输单元,能够采集从波起开始算起的25.6us内的直击雷电流波形,能够覆盖雷电流整个波头时间和一部分波尾时间,双极性,采集精度为14位；进而,使用VC++6.0编写上位机软件,实现了上下位机通信、波形显示、文件读写叁个基本功能,并为本系统提供友好的人机交互界面；在此基础上,开发一个基于AVR单片机的太阳能蓄电池供电单元,蓄电池从过放到充满需要1.5天,充满后无光照条件下可连续供电2天；最后,使用电抗器放电回路产生高频大电流,来对本系统装置进行整机实验,实验结果表明本系统的波形还原是准确的。
罗宇鹰[9]2013年在《自供能雷电流监测方法研究》文中提出输电线路故障在电网事故中比例极大，其中高压输电线路的故障以雷电故障为主。传统的输电线路防雷保护研究主要依赖实验模拟及仿真分析，但目前输电线路杆塔阻抗模型及杆塔冲击接地电阻模型还不是十分完善，计算分析结果与实际情况存在较大差异，而输电线路防雷措施的制定缺乏真实的雷电参数作依据，故需通过对雷击输电线路参数的精确测量来获取雷电参数的原始信息。通过雷电参数的获取，也便于了解雷击输电线路的雷电分布规律，与输电线路的雷电绕击、反击故障相结合，有利于改善输电线路防雷保护措施的制定。近年来，国内外学者提出了多种雷电流参数的测量方法，但雷电流在线监测系统的电源供给始终存在不足，这些不足已经限制了雷电监测的发展。针对此问题，本文提出基于雷电暂态大电流的特性，利用雷电流自身的能量，研究能够给雷电流采集装置供能的新方法（自供能方法），设计了取能单元，包括雷电流取能线圈和能量调理电路。并在自供能方法的研究基础上，提出研究能够采集雷电流幅值、极性和时间参数的自供能雷电流监测系统，设计了与自供能方法（取能单元）配套的信号调理单元和采集单元。其中信号调理单元的设计包括雷电流幅值信号传感器和信号调理电路的设计；采集单元的设计包括采集单元硬件设计和软件设计。在理论设计的基础上，本文利用Saber软件对取能单元和信号调理单元进行了仿真分析。仿真分析的结果与理论相符，证明了本课题的可行性。并通过仿真对取能单元和信号调理单元的参数以及器件进行了优化选择。本文示范性的设计了自供能雷电流监测系统的结构外壳，包括屏蔽外壳结构的设计，屏蔽材料的选择等。并在此装置外壳的基础上，在实验室中利用冲击电流发生器模拟产生雷电流，进行了详细的性能测试实验及分析，包括取能单元实验分析、信号调理单元实验分析、以及自供能雷电流监测装置联机实验分析。实验结果表明：本文提出的自供能雷电流监测系统能安全地运行在雷电环境下，并在不加外在电源的情况下，从雷电本身获取能量为自身供能，精确地测量雷电流的幅值、极性和发生时间。
王巨丰, 毛小虎, 杨文斌, 何振东, 蒙恩[10]2006年在《磁带直接测量雷电流最大陡度的方法与机制》文中提出雷电流最大陡度是导致二次设备电磁感应过电压、输电线路反击过电压的关键参数。统计表明,电力系统事故中50%与雷击有关,而在雷击事故中有50%与雷电流最大陡度有关。将两条互相垂直的预录有基准信号的同型号磁带同时置于雷电通道旁,可实现直接测量雷电流最大陡度。文中建立了雷电流产生的磁场对磁带磁化的物理及数学模型,并定义磁力线垂直穿过一条磁带正面为磁带水平放置,垂直穿过磁带侧面为磁带垂直放置。研究表明:水平放置磁带的消磁长度由雷电流产生的磁场强度和在磁带中感应的与其陡度成线性关系的感应电流共同产生;垂直放置磁带的消磁长度仅与雷电流产生的磁场强度有关,而其感应的电流对磁带的消磁长度可忽略不计。故计算两条磁带的消磁长度差可直接测出雷电流最大陡度。经实验验证,该测量方法误差小于5%。
参考文献：
[1]. 磁带测量雷电流参数的机理及应用研究[D]. 贝宇. 广西大学. 2003
[2]. 测量雷电流最大陡度的机理及应用研究[D]. 毛小虎. 广西大学. 2005
[3]. 基于GPRS雷电流参数采集与传输系统的研究[D]. 陆翔. 广西大学. 2007
[4]. 磁卡测量高压输电线路雷电参数（幅值、陡度）的应用研究[D]. 于维俭. 广西大学. 2005
[5]. 基于LLS的重庆地区雷电活动规律及其风险评估研究[D]. 李家启. 南京信息工程大学. 2012
[6]. 基于磁带测量法的输电线路绕击和反击判别[J]. 王巨丰, 陆俊杰, 黄永花, 朱立波, 方柳. 现代电力. 2008
[7]. 雷电流参数实时测量系统设计[J]. 陆翔, 周奖, 郑明晖, 王戎丞. 电子测量技术. 2010
[8]. 输电线路杆塔直击雷电流实测系统开发[D]. 姜山. 大连理工大学. 2013
[9]. 自供能雷电流监测方法研究[D]. 罗宇鹰. 重庆大学. 2013
[10]. 磁带直接测量雷电流最大陡度的方法与机制[J]. 王巨丰, 毛小虎, 杨文斌, 何振东, 蒙恩. 中国电机工程学报. 2006