雷電對輸電線路的危害及保護措施

1、雷電對輸電線路的危害及保護措施摘要：本文詳細分析了雷電對電力系統(tǒng)的各種危害性 , 并按照不同種類的危害羅列出了國內(nèi)外常規(guī)以及最新有效的各項防雷措施。關(guān)鍵詞 ：雷電危害、防雷措施1 前言 ：雷暴天氣是自然現(xiàn)象中的一種天氣現(xiàn)象， 近些年來由雷電引發(fā)的災(zāi)害頻繁發(fā)生， 并呈 迅速上升的趨勢， 由雷害所造成的嚴重破壞作用和巨大的經(jīng)濟損失， 引起了人們的憂慮和探 索。雖然從世界上人類活動區(qū)域的范圍內(nèi)進行的有關(guān)的統(tǒng)計結(jié)果表明雷電現(xiàn)象發(fā)生的絕對值 并沒有多大增加， 但雷電引起災(zāi)害的頻度卻日趨增多， 而且造成的破壞程度也日趨嚴重 （特 別是電力網(wǎng)） ；為此，有效和安全的防雷措施，以及怎樣減少雷電對電力網(wǎng)絡(luò)的各種

2、破壞越 來越受到有關(guān)人員的關(guān)注！2 雷電對電力線路的危害2.1 輸電線路雷電對輸電線路安全運行危害極大， 常常造成絕緣子閃絡(luò)事故， 特別在山區(qū)、 交通不 便的地區(qū)， 給巡視、 查找故障增加不少困難。 高海拔地區(qū)因特殊的地理位置，雷電時常伴有 瞬間大風(fēng)與急雨， 極大的風(fēng)速常常造成高大樹木倒落導(dǎo)線上、 輸電線振動、 橫向碰擊和倒桿 斷線的發(fā)生。 如對這些現(xiàn)象處理不及時的話， 就會造成電力事故， 嚴重時會危機人們生命財 產(chǎn)的安全。電網(wǎng)中的事故以輸電線路的故障占大部分， 輸電線路的故障又以雷擊跳閘占的比重較大， 尤 其是在上面所述的山區(qū)輸電線路中，線路故障基本上是由于雷擊跳閘引起的，據(jù)運行記錄， 架空

3、輸電線路的供電故障一半是雷電引起的，所以防止雷擊跳閘可大大降低輸電線路的故 障，進而降低電網(wǎng)中事故的發(fā)生頻率。 經(jīng)多年摸索， 我國的輸電線路防雷基本形成了一系列行之有效的常規(guī)防雷方法，如降低接地電阻、 架設(shè)避雷線、安裝自動重合閘等，但是對于一 些山區(qū)線路，雷害十分頻繁，降低接地電阻又極其困難，而且費用高、工作量大，效果也受 到一定的限制；為此，防雷的重點就必須放在雷擊跳閘事故上。2.2 配電線路無論國內(nèi)或國外，在配電線路上，現(xiàn)在都已廣泛地應(yīng)用了絕緣導(dǎo)線。可以說，配電網(wǎng) 的絕緣化，已是一項成熟的技術(shù)。但是，絕緣導(dǎo)線在應(yīng)用過程中，也出現(xiàn)了一些新的問題。其中，最為突出的問題，是 遭受雷擊時，容易發(fā)生

4、斷線事故。據(jù)有關(guān)資料的統(tǒng)計，浙江地區(qū)到 2004 年為止，雷擊斷線 事故與雷擊跳閘事故約為 395 次：上海地區(qū)使用絕緣導(dǎo)線以來， 已造成近百起雷擊閃絡(luò)事故。 國外也有資料介紹雷擊斷線事故約占總雷擊的96.8%，日本的資料表明，雷擊斷線事故約占配電網(wǎng)絕緣事故得 36.8%。通常雷擊對其作用電如下：雷電引起的過電壓， 叫做大氣過電壓。 這種過電壓危害相當(dāng)大。 大氣過電壓可分為直 接雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓兩種基本形式。 雷電有下列危害：1)雷電的機械效應(yīng)擊毀桿塔和建筑，傷害人畜。2)雷電的熱效應(yīng)燒毀導(dǎo)線、燒毀設(shè)備、造成火災(zāi)。3)雷電的電熱效應(yīng)產(chǎn)生過電壓，擊穿電氣絕緣、絕緣子閃絡(luò)、開關(guān)跳閘、線路停電

5、或引起火災(zāi)、人身傷亡等。以上一些統(tǒng)計資料表明：雷擊斷線事故，是應(yīng)用絕緣導(dǎo)線中最突出的一個嚴重問題，這引 起國內(nèi)外防雷工作者們的廣泛注意， 并積極開展相關(guān)試驗研究工作， 采取許多有效的防治措 施。3 對雷電危害的防護：3.1 常規(guī)有效的防雷措施：雷電活動一般都有明顯的季節(jié)性， 因此必須根據(jù)當(dāng)?shù)乩纂娀顒拥囊?guī)律， 結(jié)合行之有效 的防雷害經(jīng)驗，抓緊時機及早動手。下面談?wù)剮追N常用且行之有效的防雷害措施。3.1.1 改造線路桿塔接地裝置線路因長年運行于慌慌郊野外， 受氣候和土壤、 環(huán)境的影響， 接地網(wǎng)會不同程度的銹蝕和外力破壞，每隔一定時間，必須對其進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果，及時改造，確保地網(wǎng)的完好和合格。

6、具體實施辦法如下:1 ）組織線路人員進行桿塔接地電阻、土壤電阻率測量和檢查接地裝置的完好性。2 ）對雷擊重點線路進行接地電阻普查測量，根據(jù)普測的情況對雷擊重點區(qū)域，雷擊頻發(fā)性桿塔接地裝置進行重點改造；對變電站終端及連續(xù) 5基桿塔接地電阻不合格者進行重點改造，降低接地電阻。3 ）對線路接地引下線被盜嚴重的區(qū)域桿塔接地引下線采用扁鋼作為引下線進行改造， 確保桿塔全年接地可靠。4 ）針對不同的地形、地質(zhì)、土壤結(jié)構(gòu)情況采取垂直、環(huán)形和水平復(fù)合接地體進行改造， 以保持各季節(jié)接地電阻合格。5 ）對超高土壤電阻率的桿塔接地網(wǎng)，采用換低土壤電阻率的土進行埋設(shè)，或采取延伸接地，將接地網(wǎng)引伸到低土壤電阻率的地方進

7、行集中接地，降低接地電阻。表1桿塔的工頻接地電阻測量周期及要求項目周期要求說明有架空地線 線路桿塔的 接地電阻發(fā)電廠或變 電站進岀線12 km內(nèi)的 桿塔2年；其 它線路桿塔5 年當(dāng)桿塔高度在40 下時，按下表要求；如果 桿塔高度40m則取下表值的50%但當(dāng)土 壤電阻率大于2000 Q .m，接地電阻難以達到15 Q時可放寬至20 Q對于桿塔高度w 40m如果接地電 阻難以降到30 Q時，可采用68 根總長不超過500m的放射形接地 體或連續(xù)伸長接地體，其接地電阻 可不受限制，但對高度 40m的桿 塔，接地電阻不宜超過 20 Q土壤電阻率Q .m接地電阻Q 2000303.1.2設(shè)耦合架空地線耦

8、合地線的防雷機理是在雷擊桿頂時起分流作用和耦合作用，因此，我們在線路雷害頻發(fā)區(qū)段架設(shè)耦合架空地線3.1.3設(shè)輔助架空地線輔助架空地線是自邊導(dǎo)線掛點處至架空地線距離桿塔30米處之間安裝一根架空線。（導(dǎo)線水可防止桿塔發(fā)生繞擊。增大導(dǎo)線屏蔽效果，并起耦合作用。對于易發(fā)生繞擊的桿塔平排列），我們可以采用此措施。3.1.4 安裝消雷器消雷器的消雷機理： 中和論為發(fā)射離子與雷云電子中和， 達到消雷目的； 抑制論為抑 制雷云先導(dǎo)放電的產(chǎn)生， 達到消雷目的； 屏蔽論為在桿塔頂端產(chǎn)生一個均勻的離子層， 對雷 電起屏蔽作用，達到消雷目的。3.1.5 預(yù)放電棒，負角保護放電棒預(yù)放電電棒是長度為 2.5 米的細長針，

9、 平行線路方向安裝在導(dǎo)線橫擔(dān)的端點， 當(dāng)發(fā)生 雷電繞擊時，雷云預(yù)先對裝置放電， 雷電流通過接地裝置入地，取到防雷作用。負角保護放 電棒是長度為 2.5 米的細長針 , 垂直線路方向安裝在導(dǎo)線橫擔(dān)的端點 , 取到防雷作用。3.1.6 換合成絕緣子對重雷區(qū)，絕緣子污染嚴重的桿塔，把瓷絕緣子更換成合成絕緣子，增加絕緣強度， 提高線路的耐雷水平。3.1.7 安裝線路型氧化鋅避雷器 氧化鋅避雷器的工作原理是：雷擊桿塔時，一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔， 另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地， 桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性， 一般用沖擊接地電阻來表 征。對于雷電活動強烈、 土壤電阻率高、 桿塔接地電阻較大， 降

10、低接地電阻非常困難的山區(qū)，可 以采取安裝線路型氧化鋅避雷器來防雷，提高線路的耐雷水平，降低雷擊故障。3.2 新技術(shù)的防雷措施3.2.1 安裝引弧間隙以往防雷工作都是以防、 堵為主，而近年來， 在防雷方面又出現(xiàn)了一種新思路，就是 既然雷害是不可預(yù)測，不可避免的， 那么不如順其自然， 以疏導(dǎo)為主， 只要能找到對保證送 電線路運行安全的通道來疏導(dǎo)雷電流， 問題就解決了。 而安裝引弧間隙就是這一思路的產(chǎn)物。 安裝引弧間隙的目的就是用間隙保護絕緣子串，避免因放電損壞絕緣子而造成永久性故障。 根據(jù)有關(guān)資料介紹，在大跨越桿塔上應(yīng)用，引弧效果很好。但這一方法帶來的負作用就是： 跳閘率會增加。因此，在可靠性分析

11、中，雷擊跳閘率的標準相應(yīng)要修改。另外，我們有必要 拓寬思路，例如，當(dāng)同桿架設(shè)時，考慮不平衡絕緣的方式，以保證不會多條線路（ 同一電源 ）同時跳閘。3.2.2 消雷器的防雷( 1 ) 消雷機理的探討雷云起電電流：大氣雷云的電流主要有兩部分：一是起電電流lc,二是散失電流If。決定雷云電壓的則為凈起電電流I n= I c-l f。起電電流的估計： 雷云起電的機制比較復(fù)雜， 影響的因素也很多。 雷云的起電電流密度或稱大氣體電荷密度平均產(chǎn)生率決定于自身的源動力和雷云的體積而與云電電壓無關(guān)。對于一個確定的雷云， 其起電電流在整個雷暴期間恒定不變。 按大氣體電荷密度平均產(chǎn)生率為-16 -14 33.3 x

12、 10-3.3 x 10- C/cm S、云厚2000m、大氣電荷尺度介于 50 500m之間、出現(xiàn)最大 概率之間尺度為 200m估計雷云的起電電流在 165卩A16.5A之間，出現(xiàn)最大概率的起電電 流為 260mA。凈起電電流的估計： 起電過程主要發(fā)生在積雨云的起電階段和成熟階段。 雷暴單位中 出現(xiàn)的大氣電過程的壽命期平均半小時，參與第一次閃電的電荷量子均為20 30。若雷云無散失電流，則只需 1 2 分鐘時間即可充到這個電荷量。實際上雷云一邊充電，一邊散失 電荷其電壓乃決定于凈起電電流不是一個常量， 由于散失電流與電壓的平方成正比， 所以凈 起電電流在起電的開始階段較大， 但隨云電壓的上升

13、而呈指數(shù)衰減。 在雷云電壓上升的后期， 凈起電電流將小于上述的平均凈起電電流。 雷云電壓也不會無限上升， 即使沒有發(fā)生閃電或 雷擊也因凈起電電流終會接近于零使雷云電壓不再上升。(2 ) 消雷器的工作原理：消雷器是 70 年代發(fā)展起來的新型防雷裝置。消雷器是由離子化裝置、連接線及接地 裝置三部分組成(如附圖所示) ，是利用金屬針狀電極的尖端放電原理設(shè)計的。在雷云電場 作用下，當(dāng)尖端場強達到一定值時， 周圍空氣發(fā)生游離后，在電場力的作用下離去，而接替 它的其它空氣分子相繼又被游離。 如此下去， 從金屬尖端向周圍有離子電流流去。 隨著電位 的升高， 離子電流按指數(shù)規(guī)律增加。 當(dāng)雷電出現(xiàn)在消雷器及被保

14、護設(shè)備上空時， 消雷器及附 近大地均感應(yīng)出與雷云電荷極性相反的電荷。 安有許多針狀電極的離子化裝置， 使大地的大 量電荷在雷云電場作用下，由針狀電極發(fā)射出去， 向雷云方向運動，使雷云被中和，雷電場 減弱，從而防止了被保護物遭受雷擊。由上可知，消雷器的功能是使雷電沖擊放電的微秒千安級瞬變過程轉(zhuǎn)化為秒 安級的緩慢放電過程， 因而使被保護物上可能出現(xiàn)的感應(yīng)過電壓降低到無危害的水平，達到“防雷消災(zāi)”的目的。（ 3 ） 消雷器與避雷針的差別人們通常以為，安裝了避雷針的建筑物，就不會遭受雷擊了，其實并不盡然。 目前世界上普遍使用的避雷針，仍然是 1749 年美國科學(xué)家富蘭克林發(fā)明的。多年來，這種 避雷針發(fā)

15、揮過不少保護作用。但同時，該避雷針的副作用也很大。首先， 雷擊時它把雷電流引入大地的過程中， 要產(chǎn)生強大的感應(yīng)電流， 對電子設(shè)備的 破壞性尤為巨大。全世界每年由此造成的直接經(jīng)濟損失在 10 億美元以上，傷亡人數(shù)達 5萬 多人。其次， 避雷針的保護作用是有選擇性的。 對感應(yīng)雷如對沿著架空導(dǎo)線侵入變壓器的高 壓電磁波，它是無能為力的。即使是對直擊雷的防護，由于避雷針的“尖端引電”作用，而 現(xiàn)今建筑多為鋼筋水泥結(jié)構(gòu)， 避雷針吸引了雷電后， 如果接地系統(tǒng)不良 （比如接地線斷開或 接點虛爆等） ，雷電流不能順利地向大地泄放，則建筑物鋼筋就會帶電，甚至高達幾萬伏， 從而發(fā)生雷擊事故。因此，重要設(shè)施（如火藥

16、庫、油庫）及高層建筑的避雷針，每年在雷季 到來之前，應(yīng)進行接地電阻的測量，以保證接地系統(tǒng)良好。再者， 避雷針上的反擊過電壓不可忽視。 即使避雷針的接地裝置電阻很低 （總不可能 為零），在雷電波的沖擊電壓作用下，避雷針上總會產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢。當(dāng)人或其它設(shè)備 與之接近時，這個感應(yīng)電勢就會向人或其它設(shè)備放電，這就叫“反擊”現(xiàn)象。為了防止避雷 針上的反擊過電壓對人體造成傷害及對設(shè)備絕緣損壞， 故規(guī)程規(guī)定設(shè)備的接地裝置與避雷針 的接地裝置在土壤中間隙應(yīng)大于3m人行道與避雷針的空間距離應(yīng)大于5m主變壓器在接地網(wǎng)上的引入點與避雷針的引入點之間的接地線長度不得小于15m。此外，雷電形態(tài)也影響避雷針的保護效能

17、。如球形雷（又稱滾雷）常呈飄浮狀態(tài)，往 往不會被避雷針吸引，它常從建筑物高處的孔、洞、窗等隙縫鉆入。所以雷雨時高層住宅的 門窗最好關(guān)閉，電視機等家電免開，以防遭到球形雷傷害。（ 4 ） 消雷器的實際運用及推廣：美國佛羅里達州空軍武器系統(tǒng)試驗場的365m高的通訊塔位于山峰上，加利福尼亞電視臺的46m高的鐵塔位于1676m高的高山上，印度麥卡薩海峽東岸石油公司92m高的通訊塔，都使用了消雷器，安裝后再未受過雷擊。我國昆明太華山氣象站海拔469. 3m消雷塔60m高，未裝消雷塔前多次遭受雷擊。安裝消雷塔后未再遭過雷擊。貴州貴陽東山是重雷區(qū)，在山頂?shù)碾娨曀习惭b消雷器后，也未遭過雷擊。根據(jù)離子化裝置上

18、的金屬針狀電極的不同，消雷器可分為少長針型和多短針型兩大 類。我國出產(chǎn)的有導(dǎo)體傘板型和導(dǎo)體陣列型消雷器兩大系列。 前者主要用于占地一定面積的 發(fā)電廠、變電站、軍火庫、氣象站、電視塔等高層建筑或重要防雷場所；后者則是用于架空 線路的防雷保護。由于消雷器安全可靠、便于安裝，且基本不需維護，接地電阻又無需象避雷針那樣要求高（一般小于 100Q即可），因而日益受到用戶歡迎。3.3 雷電定位系統(tǒng)防雷：雷擊輸電線路是一種頻發(fā)事件且危害極大， 因此人們希望每次發(fā)生雷擊后， 都能快速 確定其發(fā)生地， 以便盡快查明故障損壞程度和具體情況， 及時采取有效的修復(fù)措施并通過數(shù) 據(jù)積累找出雷擊多發(fā)地的具體位置并分析其易

19、遭雷擊的原因，以便采取有針對性的改進措 施，進而提高全網(wǎng)的安全水平。 所以，準確的雷電定位是每一位電力從業(yè)人員所極為關(guān)注的。 目前在電力系統(tǒng)中定位雷擊故障點最常用的技術(shù)是雷電定位系統(tǒng)和故障測距。雷電定位系統(tǒng)（LLS）是一種大面積雷電測量的新技術(shù)。70 年代中期，由美國 M AUman 和 EPKrider 等人研制成功了能精確定位的雷電定位系統(tǒng)（LLS），并首先應(yīng)用于肯尼迪宇航中心。它的誕生，是雷電探測和預(yù)警技術(shù) 的劃時代標志。由于 LLS 的卓越功能，很快被用于電力系統(tǒng)雷擊故障點和森林雷擊火災(zāi)的 自動檢測，從而在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。我國在80年代也引進了 LLS ;由于雷電定位系統(tǒng)可以較

20、準確地測量雷電流大小、 極值和雷擊位置， 便于有關(guān)雷電參數(shù)的積累和線路防雷 提供信息。于是從 1995 年開始著手建立覆蓋上海市、江蘇省、安徽省和浙江省的華東電網(wǎng) 雷電定位系統(tǒng)，并在運行中不斷改進、完善，形成獨有的特點：1該系統(tǒng)成功地運用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院屯ㄐ判? 實現(xiàn)?。ㄊ校╅g的雷電定位信息的共享。2該項目建立了統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了雷電數(shù)據(jù)多計算機相互備份，特別是在國內(nèi)雷電 定位系統(tǒng)中率先采用原始數(shù)據(jù)自動重新發(fā)送技術(shù)， 提高了華東電網(wǎng)雷電定位系統(tǒng)的可靠性和 數(shù)據(jù)完整性。3該系統(tǒng)建立了一套雷電信息服務(wù)系統(tǒng)，使雷電定位查詢工作更方便、更迅速，更直觀。4該項目在提高雷電定位系統(tǒng)的實

21、用性方面進行了一系列的創(chuàng)新，在國內(nèi)率先使用了 “線路附近落雷分級預(yù)警”技術(shù)，結(jié)合自動“線路跳閘的雷擊相關(guān)性”分析，更適合調(diào)度等 生產(chǎn)部門的應(yīng)用。 該系統(tǒng)率先采用了 “原始數(shù)據(jù)自動重新發(fā)送” 和“線路附近落雷分級預(yù)警” 技術(shù)，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。該系統(tǒng)為華東電網(wǎng)調(diào)度、 生技等部門提供準實時的雷電信息， 指導(dǎo)線路運行部門查找 雷擊故障點， 同時為華東電網(wǎng)系統(tǒng)的大面積觀測雷電活動積累雷電數(shù)據(jù)提供了手段， 從而為 輸變電設(shè)備防雷的優(yōu)化設(shè)計、 建設(shè)和運行奠定了科學(xué)基礎(chǔ)， 同時也為雷電數(shù)據(jù)應(yīng)用于國民經(jīng) 濟其他領(lǐng)域開辟了廣闊的前景。（ 1 ） LLS 原理和基本功能工作原理：雷電定位系統(tǒng)是綜合運用了 RS遙感

22、技術(shù)、GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)、GIS 地理信息系統(tǒng)技術(shù)來實現(xiàn)雷電定位的， 它主要由雷電遙測站、 中心站主機、 雷電顯示終端三 部分構(gòu)成。 雷電遙測站的探測方法主要是采用定向定位和時差定位技術(shù)。 定向定位是不同地 區(qū)的雷電遙測站 （ 最少 2 個）獨立測量同一個雷電的方位角，實時傳送到中心站主機，經(jīng)雷 電位置分析儀 （ 根據(jù)三角定位原理 ） 確定雷擊點位置。LLS由若干個（2個以上）定向儀（DF）、位置分析儀（PA和若干個本地或遠方顯 示儀（RDP組成。根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度的需要還在調(diào)度室的地理接線模擬盤上加裝了雷電定 位信號指示儀（SSD，附設(shè)在RDP上。DF, PA RDP和SSD除了各自獨

23、立功能所需的電路 和終端設(shè)備外都包含有預(yù)編程序的微計算機，是一整套計算機在線雷電探測的高技術(shù)系統(tǒng)， 需要龐大的通信網(wǎng)和通信設(shè)施與之配套。當(dāng)對地雷電在A地發(fā)生時，每個 DF站各自測定方位角。然后根據(jù)三角定位原理，把雷擊點A的位置計算出來。PA把A的位置輸出給 RDP在顯示屏幕的地圖上實時顯示雷擊地點， 同時在地理接線模擬盤的相關(guān)區(qū)域上顯示雷電發(fā)生的 信號。LLS 原理接線圖II1 ）定位定向原理定向儀（DF）有兩個十字正交的框型天線,閃，設(shè)東西和南北天線接收到磁場強度分別為tg c=Hve/ HNs,由此，便可求得地閃對各個分別置于東西和南北方向。當(dāng)在A地發(fā)生地Hve和Hs,顯然：DF站的方向角

24、。當(dāng)有兩個定向儀 DF1、DF2分別測定角a 1和a2,則雷擊點A便可以計算確定。由于地球近似球面，A點由球面三角計算確定。方向探測誤差主要和電磁波傳播途徑以及探測站址周圍環(huán)境有關(guān)。我們選定的地址環(huán)境，通常造的方向測定誤差厶0=35,定位誤差5KM左右。2 ）時差定位原理時差定位要求各探測站的始終精密同步，1993年7月美國繼阿波羅計劃，航天飛機計劃之后，又完成了全球定位系統(tǒng)（GPS計劃。從此可以方便的獲得微秒級一下的高精度同步時鐘，而且價格便利，這就為經(jīng)典的時差定位奠定了基礎(chǔ)，使得雷電精墨測技術(shù)又邁上 了一個新臺階。這里研制的時差定位系統(tǒng)為綜合型的“定向定位和時差定位綜合系統(tǒng)”在各方向探測儀

25、上均增設(shè)高精度GPS鈉，稱方向時間探測儀 DTF,它們除測定雷電的方向角以為，還測定雷電輻射波到達各探測站的時間差：Tl2=Tl-T2, T23=T2-T3, Tl3=Tl-T3； 3個時差決定3對雙曲線，其交點即為雷擊點標準雙曲線方程，為:222式中，a=2（c/2）,c為光速,D為兩站距離，其中只有兩個時間差是獨立的，取T12和3。與此兩時間差相應(yīng)的是兩條雙曲線L12和L13,它們一般又兩個交點:A和A,利用其它已知條件，如定向定位結(jié)果或再增加一個探測站就能確定真實的落雷點。只有當(dāng)各探測站上的時鐘高精度同步時， 時差 T12、T13 和 T23 才能用來精確測定雷擊點 A，GPS 鐘將才能

26、滿足高精度雷擊點測量的要求。武高所研制的GPS寸鐘，經(jīng)與原子銫鐘對比，時間誤差在23ns150ns之內(nèi)。不難理解 , 當(dāng)用戶指定一個雷電探測區(qū)域時,首先應(yīng)把數(shù)量適當(dāng)?shù)奶綔y站置于該區(qū)域 的邊緣附近, 就能保證整個區(qū)域內(nèi)的雷電定位的高精度。 站間距離的確定主要由探測儀的增 益決定。當(dāng)為中增益時，站間距離取50- 100KM高增益時，站間距離取 100- 150KM為宜。站間距離取值較低時， 則由利于高探測器有效率。 當(dāng)要求探測區(qū)域較大時， 則除區(qū)域邊緣設(shè) 置探測站外, 在本地區(qū)也應(yīng)酌情設(shè)置若干個探測站。 腹地嫩的探測站, 盡管對探測范圍和精 度幾乎影響,但它往往起著與邊緣多個探測站的聯(lián)絡(luò)核心作用,

27、其作用十分重要。(3 ) LLS 主要用途和推廣1 ) 雷電定位系統(tǒng)的主要用途LLS能大范圍實時遙測地閃發(fā)生的時間、地點、雷電流幅值、極性與回擊次數(shù)，呈現(xiàn) 在監(jiān)測人員面前的時一幅雷暴的實時運動軌跡雷擊動態(tài)圖。雷電是造成國民經(jīng)濟縱多部門危害性事故的直接或間接原因,因此雷電的實時動態(tài)信息具有非常廣泛的用途,LLS 有很大的社會效益和經(jīng)濟效益,必將在縱多部門得到推廣和應(yīng)用。A. LLS 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用a. 當(dāng)線路上發(fā)生雷擊跳閘時 ,LLS 能比較精確的指示雷擊故障地點,避免 全線巡視,提高勞動生產(chǎn)率,縮短搶修時間。b. 雷擊動態(tài)圖使調(diào)查人員即使掌握雷電的運動軌跡,便于在事故下作出正確的判斷,制定

28、可靠的運行方式,保證電力系統(tǒng)安全運行。B. 實時提供雷電預(yù)警, 預(yù)警時間可達 1- 2 小時以上, 足以保證宇航和軍民用航空在 雷暴季節(jié)的安全飛行。C. 森林雷電火災(zāi)的預(yù)警。據(jù)專家分析,大興安嶺林區(qū)人跡罕至,因此春秋兩季約有70%的林火都是雷電引發(fā)的。內(nèi)蒙大興安嶺地區(qū)的雷擊火占該區(qū)總火源的18% ,最多年份可達38%。牙克石市、鄂倫春旗和額爾古納左旗等地的雷擊火，在有的年份可占這些地區(qū)總火災(zāi)的 76%。準確的雷電監(jiān)測和預(yù)警,為林業(yè)部門防撲火提供科學(xué)的決策依據(jù)。體現(xiàn)在經(jīng)濟 效益上, 預(yù)計平均每年可為防撲火救災(zāi)節(jié)約幾百萬元經(jīng)費, 直接經(jīng)濟效益可達數(shù)百萬元或數(shù) 千萬元； 在社會效益上, 為各級政府指

29、揮防撲火提供參考作用, 為提前防范雷擊火的發(fā)生提 供了指導(dǎo)依據(jù)。D. LLS 在天氣當(dāng)中的應(yīng)用 氣象統(tǒng)計表明：雨量與雷電相關(guān)，暴雨伴隨著強烈的雷暴。據(jù)粗略統(tǒng)計，一次雷電伴 有 20000 頓降水。 因此， 雷暴的探測可用于局部或大面積預(yù)報水災(zāi)， 即使搶救人民的生命和 財產(chǎn)，盡可能減少損失。小流域的預(yù)報時間通?？梢蕴崆? 小時。E.大量的收集雷電基礎(chǔ)參數(shù)LLS能存儲大量的雷電數(shù)據(jù)和統(tǒng)計大量的雷電參數(shù)。這些參數(shù)有：地閃密度、雷電流幅值的概率分布、高精度的雷電日與雷電小時統(tǒng)計、推算線路受雷寬度等，并有可能制作一定精度的的等雷擊圖，為各種設(shè)施的防雷設(shè)計提供依據(jù)。2 ) 雷電應(yīng)用的推廣近幾年來，LLS系

30、統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用：A. 湖南是一個多雷省份，通常年雷暴日數(shù)在 50 d 以上，雷擊是線路故障的主 要原因。 1993 年提出開發(fā)湖南的雷電定位系統(tǒng)。經(jīng)過 5 年調(diào)查研究，開發(fā) 了全部硬件和軟件，建成了包含 9 個探測站覆蓋全省的湖南雷電定位系統(tǒng)， 以它的良好定位精度，從 1996年開始，在指導(dǎo)全省 5000多km 220 kV及 以上超高壓線路的雷擊故障點查找上，發(fā)揮了重要作用。B. 1993年 8月黑龍江省電力系統(tǒng)中部和東部地區(qū)安裝了一套 6 站定向定位系 統(tǒng)。 1 995年5月擴建為由 13個站組成雷電定向定位系統(tǒng)，運行正常。C. 1995 年 6月甘肅省電力設(shè)計院為測定少雷地區(qū)的雷

31、電參數(shù)， 以便為當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的防雷設(shè)計提供正確依據(jù)，在張掖地區(qū)建立一個3 站定向定位系統(tǒng)。D. 1996年 5月吉林省電力系統(tǒng)在通化 、渾江兩地區(qū)建立一套 5站綜合定位系統(tǒng)， 運行兩年，正常。E. 1997年 4月廣東省電力系統(tǒng)建成一套 11 站雷電綜合定位系統(tǒng)， 因管理良好， 上半年的 29 次雷擊故障均檢測正確，界內(nèi)平均定位誤差為 0.75KM ，界外 平均定位誤差為 1 .8KM ，在雷雨天氣對輸電線路雷擊故障檢測有效率達到 全部故障的81%，計及其它非雷擊故障，能證明雷電探測有效率90%,廣 東省電力系統(tǒng)最終將建立成由 16 個探測站，近 15 個終端組成的雷電綜合 定位監(jiān)測系統(tǒng)。4 對防雷措施的評價4.1 接地系統(tǒng)的概念是一切防雷措施的基礎(chǔ)接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應(yīng)雷、或其他形式的雷，最終都 是把雷電流送入大地。 因此， 沒有合理而良好的接地裝置是不能可靠地避雷的； 接地電阻越 小，散流就越快，被雷擊物體高電位保持時間就越短，危險性就越小， 故對于接地系統(tǒng)中的 接觸電阻不能忽視。必須掌握正確的測量方法，才能保證接地系統(tǒng)的完好性。4.2 消雷器是一種較好的防雷措施消雷器是目前市場上出現(xiàn)的一類新型產(chǎn)品， 也有很多人去爭論消雷器是否能起到防雷 作用，但是從消雷器的消雷機理以及消雷器的使用情況來看