张德赛:雷电参数

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雷电参数

Posted on 2005年12月7日 23:44

1.雷电流幅值

雷电流幅值与雷云中电荷有关,是个随机的变化的量。我国的雷电流幅值经过统计,其概率大致为:每100次雷电流平均有12次雷电流幅值超过100KA,有1/3的雷其幅值超过50KA,有60%的雷超过20KA,80%的雷超过10KA。

2.雷电日

在一天内只要听到雷声就算一个雷电日。我国各地的雷电日与纬度以及距海洋的远近有关。长江以南雷电日约为40-80,长江以北大部分地区(包括东北)多在20-40,西北多在20以下。

3.落雷密度

这是一个稍专业性的名词,表示每平方公里每个雷日的对地落雷次数,用希腊字母γ表示,这个数值各个国家是不同的,根据实例,我们国家的γ取0.015。看到这里,大家可能还是在头脑中建立不起这个概念,下面以例说明之。例如武汉地区的某个变电站,变电站占地面积为长宽各100米,那么这个变电站一年要遭几次雷打呢?武汉的雷电日为40个,变电站的面积用平方公里(因为落雷密度用的是平方公里)表示则为:

长 /1000 × 宽 / 1000 = 100 / 1000 × 100 / 1000=0.01平方公里,

按照落雷密度的定义,该变电站一年的落雷次数似乎应该为:

40×0.01×0.015=0.006次。

实际上变电站不是紧贴在地面上,变电站中的建筑物或高耸的构架具有引雷的作用,根据模拟试验及运行经验,高度越高,吸雷作用越大,所以应该在变电站的长、宽各侧加上5h ( h为变电站内最高设备的高度) 作为吸雷宽度,所以上述变电站的占地面积虽然为 100 / 1000 × 100 / 1000 ,但是,它的吸雷面积应该为:

(100 +10h) / 1000 ×(100 +10h )/ 1000 。

如果这个变电站中有一个构架最高,高度为15米,则该变电站一年的落雷次数为:

40×[100+10×15] / 1000× [100+10×15] / 1000× 0.015=0.0375次/年

这个结果不便于说明问题,将它取一个倒数即为:26.7年≈27年该变电站落雷一次,这就是需要引入落雷密度的目的,它可以帮我们建立一个具有一定高度、一定面积的变电站或者发电厂究竟多少年可以遭受一次雷击,显然,γ越大,遭受的雷击越多。我国的γ取0.015究竟准确度有多大,目前也有一些争论,但在标准中还是这样规定。

大家对上述变电站27年才落一次雷可能不以为然,觉得好像变电站并无防雷的必要,但是27年落雷一次不是说第27年这个雷才来,很有可能明天这个变电站就会遭受雷击。更何况,武汉市也并不只有这一个变电站,起码27个变电站上需要的,如果都不防雷的话,那么武汉市的变电站平均每年都要有一个变电站遭受雷击,这种现象无论如何是不允许的。

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