浅谈雷电的监测与防护.doc

《浅谈雷电的监测与防护.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈雷电的监测与防护摘要：伴随看信息时代、网络时代的到来，数字化、信息化和网络化的发展，由雷电造成的灾害的频变、广度和经济损失等都在迅速上升。本文介绍了雷电的产生、雷电的监测原理和技术及其预防措施。Abstract:WiththearrivaloftheinformationageandtheInternetage,thedevelopmentofdigitalandinformationtechnologyandnetwork,thefrequencychange,breadthandeconomic

2、lossesofthedisasterscausedbylightningareallrisingrapidly.Inthepaper,wedescribetheproductionoflightning,monitoringprinciplesandtechniquesandthepreventionoflightning.关键词：雷电监测；雷电防护；技术和措施Keywords:lightningdetection；lightningpreventi()n；techniquesandmeasures中

3、图分类号：X43文献标识码：A文章编号：1006-4311(2011)01-0066-020引言雷电是一种大气中规模巨大的火花放电现象，主耍产生于积雨云中。积雨云形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷，从而使地面或建筑物表面产生异性电荷，当电荷积累到一定程度时，不同云团之间或云团与大地之间的电场强度击穿空气而游离放电，称之为“先导放电”。云对地先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时，便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的中和，会出现很大的电流，从而使电流通过地

4、方的气体瞬间温度急剧升高，从而呈现强烈的火光，这就是我们看到的划破天空的闪电，同时受热的电离气体体积急剧膨胀而发出降降的雷声，这就是雷电。我国是雷电高发的国家之一，每年遭受雷电都会造成一定的人员伤亡和经济损失。因此，提高对雷电灾害的认识，加强対雷电及防雷措施的研究以及建立雷电监测及预报系统都是亟待解决的问题。1雷电监测原理和技术1.1雷电监测原理雷电监测利用雷电辐射的声、光、电磁场特性来遥测雷电放电参数(时间、位置、强度、极性、电荷、能量等)。云闪和云地闪发生时辐射频谱范围极大的电磁场，在初始击穿和通道

5、建立过程屮(对应先导和流光过程)产生甚高频辐射V1IF(VeryHighFrequency)；在电离后的通道屮产生强电流时主耍产生低频辐射LF(LowFrequency)和甚低频辐射VLF(VeryLowFrequency)o在地一电离层波导中，VHF以射线方式传播，辐射范围较小，一般为白公里量级。LF/VHF以地波方式传播，可以传播到较大的范围，一般为千公里以内，特别是VLF借助电离层的反射可以传播到很远的地方(数千公里)。因此可以在不同的距离上,釆用不同的频带探测闪电过程。另外，闪电发生时还辐射很强

6、的可见光，可以在空间利用卫星探测。闪电通道的电离和空气的膨胀产生隆隆雷声，还可以用声学传感器探测。1.2雷电监测技术1.2.1磁方向闪电定位系统（MDF）磁方向闪电定位系统的原理是：当闪电回击发生时，它向周围空间辐射很强的电磁波，分设在各地的磁方向闪电探测仪实吋测出闪电到达本站的时间、方向、极性、强度、回击次数等多项闪电参数，并实时将所测数据发往屮心数据处理站进行方向交汇定位处理，再将处理结果（计算出的闪电位置、强度等参量）实时发给各图形显示终端。由于机械误差、探测仪周围环境以及传播路径上电波的折射等因

7、素的影响，单纯的磁方向闪电定位系统定位误差较大，在最近几年已逐渐被淘汰［1］。1.2.2时差闪电定位系统（TOA）时差法闪电定位系统的探测原理是:每个闪电探测站主要探测每次闪电回击辐射的电磁波到达本测站的绝对时间。二站之间得到一个时间差，构成一条双曲线，在双曲线上的任何一点都是可能的闪电回击位置。另外二站之间也有一个时间差，也可以构成另外一条双曲线，二条双曲线的交点，即为闪电回击位置。该系统须冇三个或三个以上的测站，才可以保证探测结果的唯一性。1.2.3吋差测向混合闪电定位系统（IMPACT）鉴于磁方向

8、闪电定位系统定位误差较大，时差系统乂必须至少有三个探测站才能定位的事实，很容易想到：把二者联合起来，形成时差测向混合闪电定位系统（IMPACT）。它的定位原理是：每个探测站既探测回击发生的方位角，又探测回击辐射的电磁脉冲波形峰点到达的精确时间。当有二个探测站接收到数据时，采用一条时差双曲线和两个测向量的混合算法计算位置。当有三个探测站接收到数据时，在非双解区域，采用时差算法，在双解区域，先采用时差算法得出双解，后利用测向数据剔除双解中的假解