第二章、雷电基本知识.ppt

第四节 雷电参数 雷电放电涉及到气象、地形、地质等许多自然因素，有一定的随机性，因而表征雷电特性的参数也带有一定的统计性质。在防雷设计中，雷暴日、雷电流波形、幅值等参数是我们比较关心的几个参数。 4.1雷暴日 为了表征雷电活动的频率，采用 年平均雷暴日【Td】作为计算单位。 无论一天内听到几次雷声，只要有一次，该天就记为一个雷暴日，一天有多次，仍记为一个雷暴日。雷暴日数与纬度有关，在炎热潮湿的赤道附近雷暴日数最多，两极最少 。 根据雷电活动的频度和雷害的严重程度，我国根据年平均雷暴日数分类： T~>90的地区叫做强雷区 T≥40的地区为多雷区 15≤T≤40的地区为中雷区 T≤15的地区为少雷区 海口市平均年雷暴日105天，属强雷区。 表4-1 我国一些重要城市的年平均雷暴日 地 名 雷暴日数（d/a） 地 名 雷暴日数（d/a） 地 名 雷暴日数（d/a） 地 名 雷暴日数（d/a） 北京市 36.3 苏州市 28.1 郑州市 21.4 自贡市 37.6 天津市 29.3 南通市 35.6 洛阳市 24.8 贵阳市 49.4 上海市 28.4 徐州市 29.4 三门峡市 24.3 遵义市 53.3 重庆市 36.0 杭州市 37.6 武汉市 34.2 昆明市 63.4 石家庄市 31.2 宁波市 40.0 宜昌市 44.6 拉萨市 68.9 太原市 34.5 温州市 51.0 长沙市 46.6 西安市 15.6 呼和浩特市 36.1 合肥市 30.1 衡阳市 55.1 兰州市 23.6 包头市 34.7 蚌阜市 31.4 广州市 76.1 汉中市 31.4 沈阳市 26.9 安庆市 44.3 深圳市 73.9 西宁市 31.7 大连市 19.2 福州市 53.0 湛江市 94.6 银川市 18.3 长春市 35.2 厦门市 47.4 南宁市 84.6 乌鲁木齐市 9.3 吉林市 40.5 南昌市 56.4 柳州市 67.3 海口市 104.3 哈尔滨市 27.7 济南市 25.4 桂林市 78.2 琼中 115.5 南京市 32.6 青岛市 20.8 北海市 83.1 香港 34.0 常州市 35.7 烟台市 23.2 成都市 34.0 台北市 27.9 图4.1：福州一分钟打雷几十次。平均年雷暴日53.0天 4.2 地面落雷密度 对于雷电放电来说，云与云之间的放电次数多于云对地放电次数，而上述雷暴日或雷暴小时对于这一事实没有加以区分。从防雷角度分析，地闪发生的频数是确定地闪对人类和建筑物的最重要的参数。 雷云对地放电的频繁程度，用地面落雷密度【Ng】来表示。其定义是每个雷电日每平方公里上的平均落雷次数，又称闪电频数。 它的气候值包括平均总闪电密度和平均地闪密度，它们分别定义为一年中单位地表面积上空所出现的各类闪电数多年平均值和地闪数的多年平均值。 总的闪电密度为地闪、云闪密度之和。单位为次/km2?秒，或次/km2?年。对一个区域研究，所取面积1000 km2。 在雷暴活动期间，各地的闪电密度相差很大。因此需要对一定面积范围内的平均总闪电密度和平均地闪密度进行足够长期观测，得到足够的资料进得分析统计。 观测表明，当雷暴发展到后期，云闪要比地闪出现的闪电密度高； 总闪电密度增加时，地闪对总的闪电数的比就减小。地闪对总闪电数的比例数由0~10次/分地闪发生率的90%减小到70次/分以上地闪发生率的9%。 我国过电压保护规程取地面落雷密度为： Ng=0.015/k㎡?d 近年来，我国一些单位采用雷电定位系统测量表明，在大多数情况下，Ng的数值为0.09/k㎡?d?0.1/k㎡?d。 实际上Ng值与年平均雷电日数Td有关。通常，当Td增大时，Ng也随之增大，由于我国幅员辽阔，Td的变化很大，很难取统一的一个值。因此，一些学者认为采用国际大电网会议33委员会1980年推荐的计算公式较为合理，该公式为： Ng=0.0237Td1.3 我国建筑物防雷规范GB50057-94使用的Ng接近这一数值，式中系数取0.024。 4.3 雷电流波形 雷电流是一个非周期的瞬态电流，通常是很快上升到峰值，然后较为缓慢的下降。雷电流的波头时间【T1】是指雷电流从零上升到峰值的时间，又称为波前时间；波长时间【T2】是指从零上升到峰值，然后下降到峰值的一半的时间，又称为半峰值时间。由于在雷电流波的起始和峰值处常常叠加有振荡，很难确定其