舟山群岛雷电活动特征分析和SPD配合研究

摘要

基于浙江省闪电定位探测网资料，采用VisualC++、Access数据库等方法，对舟山群岛的闪电活动特征进行了分析。发现舟山群岛的地闪密度介于0.01～4.55次/(km2·年)之间，平均值为0.94次/(km2·年)，远小于浙江省地闪密度3.1次/(km2·年)，但舟山群岛的平均雷电流强度为42kA，大于浙江省平均值32.2kA。各岛屿的云地闪电密度分布极其不均匀，主要分布特点是舟山西部诸岛的闪电密度大于东部诸岛，南部诸岛的闪电密度大于北部诸岛。原因可能是西部和南部诸岛离大陆较近，其闪电活动更易受大陆雷暴天气系统的影响。另外，利用舟山市近30年的雷暴观测资料，分析了舟山市雷暴活动的时空分布特征。发现舟山市每年的6～9月为主要雷暴季节，主峰值出现在7月，雷暴活动相对旺盛时段主要集中在午后到上半夜，并在晚上20～21点达到全天最高峰，而上午出现雷暴的概率相对较低，后半夜会出现雷电活动的小高潮，舟山市内各主要岛屿雷暴活动频繁程度差异较大，这种差异与上述闪电定位资料的分析结果基本一致。 虽然舟山群岛的地闪密度小于浙江省平均值，但前者的平均雷电强度大于后者，舟山市的雷电危害性可能更大。因此，针对舟山市雷电电流强度较大的特点，本文对雷电防护中涉及的两级SPD(火花间隙(SG)和金属氧化物压敏电阻(MOV))之间的雷电流保护配合机制进行了研讨。通过对SG和MOV之间可能出现的各种配合情形的分析，提出了满足配合有效所必须符合的基本条件，即包含SPD1(SG)两端电压达到启动电压(点火电压)、SPD2(MOV)的残压低于负载的耐压和各SPD能承受预期通过的雷电流能量等原则性要求。为将这种要求应用于防雷工程实践，结合防雷工程设计实例对其SPD配合性能作了定量的分析计算，发现除了SPD各自性能需满足相应的要求以外，若SG和MOV之间选用的解耦合线圈的电感值过小或自然电缆长度不足，会使其配合存在雷电流防护的盲区。文中所引入的一系列评估SPD配合性能的流程和方法，对于电源SPD保护设计具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

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前 言

第一章浙江省闪电探测定位系统

1.1浙江省闪电探测网概况

1.2闪电探测网的基本工作原理

1.2.1时差测向混合技术

1.2.2磁方向测定法

1.2.3到达时间法

1.2.4电场辐射、磁场辐射和雷电流强度测量

第二章舟山群岛闪电定位资料分析

2.1闪电定位数据采集

2.2舟山市范围内的闪电定位数据筛选及闪电密度分析

2.3闪电电流强度的统计

2.4闪电电流陡度的统计

2.5舟山市闪电参数的初步分析结果

2.6浙江省闪电参数的初步分析结果

2.7舟山市与浙江省的闪电参数对比分析

第三章舟山群岛雷电活动特征及分析

3.1舟山群岛地形概况及其气候

3.2四季气候变化对舟山群岛雷暴活动的影响

3.3舟山群岛雷暴活动的主要特征

3.4舟山群岛雷暴日与有关气象要素的关系分析

3.5舟山市雷电灾害统计与闪电密度数据的相关性

3.6舟山群岛的雷电活动明显少于同纬度内陆地区的成因分析

第四章SG和MOV雷电流保护配合机制研究及应用

4.1 SG和MOV配合机制的研究现状和目的

4.2 SG和MOV之间的配合机制分析

4.2.1各种配合情形分析

4.2.2 SG和MOV实现配合的条件

4.3防雷工程SPD配合性能评估

4.3.1用于评估配合的主要雷电流波形

4.3.2不同雷击损害源的雷电流强度的确定

4.4 SPD配合性能的评估实例

4.5小结

第五章结果与讨论

参考文献

硕士期间以第一作者发表的文章情况

致 谢