雷电流幅值概率分布特征及累积概率分段修订

上海地区雷电流幅值分布特征分析司文荣;张锦秀;顾承昱;郑旭【摘要】雷电流幅值及其特性是雷电科学研究以及输电线路防雷设计的重要基础数据.利用雷电定位系统监测获取的上海地区2001-2010年地闪落雷电流幅值数据,统计分析了上海市整体区域以及崇明县(含长兴),宝山区、嘉定区、浦东新区、市区、青浦区、闵行区、南汇区、松江区、奉贤区和金山区共11个子区域的正极性、负极性及综合雷电流幅值的累积概率分布和均值分布变化规律.在此基础上,给出了上海市整体区域以及各子区域2001-2010年落雷电流的幅值概率密度计算公式,为上海地区输电线路防雷差异化设计、改造和评估提供科学依据.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】4页(P116-119)【关键词】上海地区;雷电流幅值;空间分布;累积概率;概率密度【作者】司文荣;张锦秀;顾承昱;郑旭【作者单位】上海市电力公司电力科学研究院,上海 200437;上海市电力公司,上海200122;上海市电力公司电力科学研究院,上海 200437;上海市电力公司电力科学研究院,上海 200437【正文语种】中文【中图分类】TM8620 引言目前开展的实际雷电活动下的线路雷击跳闸率计算，以雷电日和落雷密度为参数的输电线路雷击跳闸率计算的对比分析以及基于雷电定位系统的雷电流幅值统计分析等［1］，其主题就是欲根据不同地区实际的落雷分布情况以及参数特征，寻找方法和途径，对输电线路防雷设计起指导作用［2］。

但是，大多数的研究结果，只依据了几年的累积数据，要得出可信度较高的雷电参数统计数据一般需要10年的数据积累。

因为雷电活动与太阳黑子有关，太阳黑子的活动周期约为10年。

此外，雷电流幅值概率作为雷击闪络计算的参数之一去取值，其精确性直接关系到雷击闪络率的计算精确性［3］。

因此，找出相对精确的雷电流幅值概率计算公式十分必要。

我国大多数省市目前均已建立雷电定位系统，并且积累了多年的数据，在确定雷击故障点的位置方面发挥了很好的作用，受到运行调度和安监等部门的欢迎。

雷电定位系统测量的雷电流幅值分布特征陈家宏,童雪芳,谷山强,李晓岚(国网电力科学研究院,武汉430074)摘　要:为满足防雷工程技术对雷电定位系统所测大量雷电流参数的应用需求,在IEEE 工作组和国内电力行业规程中采用的雷电流幅值概率分布特性的基础上,通过统计我国典型雷电定位系统监测数据研究了雷电流幅值分布特征。

结果表明:采用IEEE 推荐的表达形式回归雷电定位系统测量的雷电流幅值累积概率曲线拟合性最好,其结果与IEEE 推荐雷电流幅值分布特征符合,与我国当前规程中推荐的曲线有交叉,小幅值部分累积概率值高出规程值20%,大幅值部分累积概率值略小,与高压架空输电线实际雷击绕击跳闸率比设计值偏高相符合。

关键词:雷电流幅值;雷电定位系统;统计;累积概率;雷电监测;雷电流分布中图分类号:TM866文献标志码:A 文章编号:100326520(2008)0921893205基金资助项目:2006国网公司科研项目(13070052512353)。

Project Supported by 2006Scientific Item of State Electric Grid (13070052512353).Distribution Characteristics of Lightning Current Magnitude Measuredby Lightning Location SystemC H EN Jia 2hong ,TON G Xue 2fang ,GU Shan 2qiang ,L I Xiao 2lan (State Grid Electric Power Research Instit ute ,Wuhan 430074,China )Abstract :To satisfy the application demands of vast lightning current parameters in lightning protection engineering technology ,the distribution characteristics of cumulative probability of lightning current magnitude adopted by IEEE working group and national power industry regulations are analyzed ,and the distribution characteristics of lightning current magnitude in some typical areas based on lightning location system ’s data are studied.The results show that :the fitting expression format adopted by IEEE is better for cumulative probability curves gotten f rom lightning loca 2tion system than that adopted by national power industry regulations ,the characteristics of the statistical curves ac 2cord with that recommended by IEEE ,in two sides of the crossing point ,the cumulative probability values at smal 2ler currents are 20%higher than the latter ,and the cumulative probability values at higher currents are somewhat smaller than the latter ,which is accordant with that the actual shielding failure rates of high voltage overhead trans 2mission lines are higher than design values.K ey w ords :lightning current magnitude ;lightning location system ;statistic ;cumulative probability ;lightning de 2tection ;lightning current distribution0　引　言雷电流幅值概率分布一直是国内外防雷界非常重视的雷电参数之一,在绕击和反击防雷计算中占据十分重要的位置,国内外使用的雷电流幅值分布表达式不同。

湖南某大通道工程（过江段）项目雷电安全技术论证分析摘要：通过现场勘测及调研评估湖南某大通道工程（过江段），利用闪电定位和常规观测资料，统计分析过江段所在区的气候及雷暴活动特征，对本项目开展了雷电危害风险分析，同时进行了防雷设计参数的推算及雷电风险控制措施，有效降低项目建成后遭受雷击而引发雷电灾害的概率。

关键词：技术论证、雷电、风险、措施1 项目简介1.1该过江段全长5.475公里，主线标准段宽度为25m，双向六车道，主桥结构为双塔组合梁斜拉桥，跨径布置（165+380+165）m，全长710m;主梁采用组合梁，主梁净宽38.5米，梁高3.5m；索塔采用类圆月造型，由塔柱和横梁组成。

索塔高150m(50#塔)，147.365m(51#塔)。

过江段的斜拉索为空间双索面，主梁边跨斜拉索标准间距为7.5m、10.5m，全过江段共计136根斜拉索。

鉴于该大通道工程（过江段）所在地域处于水陆交界处，在本项目施工、项目运营中很容易遭受雷电灾害，速度非常快、强度非常大的雷电瞬态电压可能发生在大桥的各个不同位置，危害金属设备或人员，导致人员伤亡、构筑物损毁、服务中断等事故。

为最大限度减少和避免该类事故的发生，建设单位特委托灾防中心承担本项目的雷电安全技术论证工作，为该项目防雷工程的设计、施工和运行等多方面提出合理、安全、可靠的防护对策和建议。

1.2气候及雷暴活动特征该过江段地处亚热带季风性湿润气候地带，春、夏季冷暖交流交绥频繁，年均气温为17.4摄氏度，年均降水量1475.7mm，年均雷暴日数为47.7d，强对流天气频繁，大桥建设材料有大量导电率较高的钢材，对局部地电位具有明显抬升作用。

以大通道工程（过江段）为中心，统计其周边半径为2km、3km、4km、5km区域的雷电数据并分析，结果如下，1.过江段周边半径为2、3、4、5千米的圆形区域内，地闪密度分布较为均匀；2.过江段周边雷电流幅值最高为420KA，最小为0.2KA；3.过江段周边雷电流幅值主要集中在20KA-60KA，该区间比例大致占70%左右；大于100KA的雷电流较少，占总闪电的2.48%；4.过江段周边闪电发生主要集中在3-9月份，8月份为峰值，逐时分布主要集中在15:00-18:00。

基于雷电监测数据的雷电流幅值累积概率分布特征朱海燕;刘海兵;张新兴【摘要】利用江西省2006-2015年闪电定位系统监测资料,通过数理统计、回归分析等方法,分析江西省雷电流幅值概率以及雷电流幅值累积概率分布特征.结果表明:基于雷电监测数据获得的雷电流幅值累积概率分布拟合公式,一定程度上反映了江西省雷电流幅值累积概率变化特征.正、负极性雷电流幅值平均概率分布特征均表现出明显的堆积效应,且正极性的集中中心小于负极性;同时,正极性闪电相对负极性闪电出现大幅值的概率更高.负闪电实测曲线与拟合曲线完全一致,总闪电实测曲线与拟合曲线基本一致,拟合效果较负闪电稍差,较正闪电好.推导出的江西省正、负闪电和总闪电的雷电流幅值累积概率分布公式,对解决电力系统中由于雷电流幅值造成的雷击输电线路故障并采取有效的解决方案具有一定参考价值.【期刊名称】《气象与减灾研究》【年(卷),期】2018(041)003【总页数】7页(P219-225)【关键词】雷电流幅值;极性;累积概率;拟合公式【作者】朱海燕;刘海兵;张新兴【作者单位】上饶县气象局,江西上饶334100;上饶市气象局,江西上饶334000;上饶市气象局,江西上饶334000【正文语种】中文【中图分类】P427.320 引言雷电流幅值和陡度是反映雷电活动规律的重要参数。

雷电灾害事故，特别是雷电电磁辐射引起的雷电灾害，与雷电流幅值、雷电流最大陡度密切相关。

因此，研究雷电流幅值及其陡度的概率分布特征对于分析雷电灾害事故原因和采取有效的雷电防护措施具有极其重要的意义(Crouch，1980；李家启，2007；支树林等，2012)。

研究表明，电力系统高压输电线路的雷击事故与雷电流幅值、雷电流最大陡度有关(王巨丰等，2007)。

有的雷击事故是由大幅值、小陡度的雷电流引发；有的则是由小幅值、大陡度雷电流引发。

对某一次线路故障而言，判定该跳闸故障是由雷电流幅值还是由雷电流陡度引起的十分重要，因为引发原因不同，其解决方案也不同，这对选择针对性强、更有效的防雷措施具有重要意义(张志劲等，2005；王学良等，2016；余建华等，2016)。

高压输电线路的防雷保护1．雷电机制及雷电效应1.1雷电形成及对地雷击1.2雷电效应：（1）热效应（2）光效应（3）电动力效应（4）电磁效应 E SP∝q/L 图1l >> L E MP∝dq/dt/L2E RP∝d2q/dt2/L3对于高压输电线路防雷，人们关心的主要是对地雷击。

2．与线路防雷有关的几个参数2.1雷电流幅值累积概率分布：1979年我国过电压保护规程给出雷电流幅值累积概率分布的计算lgP I= -I/108 (1)I：雷电流幅值（kA）P：雷电流超过I的累积概率其相应曲线如图1-1上述曲线和（1）式是由1205个实测雷电流数据整理得出。

限于我国当时的条件，绝大多数雷电流是用磁钢记录器由多塔电流相加而得。

我国220kV新杭线经30年的现场实测，获得106个雷击塔顶宝贵的数据，其概率分布公式为：lgP I= -I/87.6 (2) 106个数据中的97个负极性雷电流幅值的累积概率分布为：lgP I= -I/87.2 (3)两者相差很小，取为lgP I= -I/88 (4)，即为1997版过电压保护规程使用的数据。

在西北地区（陕南除外），内蒙古部分地区，20个雷电日及以下者取lgP I= -I/44 (5)2.2雷电流的波形和陡度雷电流的等值波形，常用的有三种：（1）标准冲击波形，也称双指数波i=I0（e- t-e-βt） (6)被击物体的阻抗是纯电阻性时，作用在被击物的电压波形和电流波形是相同的。

双指数波形也用作冲击绝缘强度试验电压波形，对此定出标准的波头和波长，常记为1.5/40。

（2）等值斜角波，有时将雷电流看作斜角波，其斜率可由给定的幅值和波头长度I f决定，a=I M/I f (7)（3）等值余弦波i=I M/2 (1-cosωt) (8)di I Mω= =a max (9)dt 2πI MI f = (10)2 a max雷电流的陡度直接测量更为困难些，通常根据雷电流幅值和波头长度，再按一定的波形去推算。

ADTD闪电定位网在北京地区定位效率的自评估王志超;庞文静;梁丽;许崇海;雷勇【摘要】利用中国气象局ADTD闪电定位网2012-2016年京津冀地区13个闪电定位仪探测到的134余万次地闪资料,对北京站闪电定位仪的探测效率和全网在北京地区的闪电定位效率进行统计分析.结果表明:北京站闪电定位仪探测效率随着探测距离和方位角的变化而变化,有效探测范围为260 km;北京站闪电定位仪在20 km内探测效率仅为19.5％,随着距离的增加,探测效率逐渐增高,在60～80 km范围内探测效率达到最大值86.9％,在80 km以外探测效率逐渐减小,在100 km范围内,北京站闪电定位仪在东北偏北的方向上定位效率较低,仅为24.3％,可能与正交磁天线本身缺陷因素影响有关.整个探测网络在北京地区自评估的探测效率为85％～95％,全网对弱电流回击的定位能力有待于提高.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】7页(P638-643,664)【关键词】ADTD闪电定位系统;定位效率;自评估【作者】王志超;庞文静;梁丽;许崇海;雷勇【作者单位】中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P413引言闪电是大自然中一种大电流、长距离放电现象。

闪电定位技术的发展是研究闪电物理的重要手段，同时也对雷暴大风、龙卷、冰雹等强对流灾害性天气的预警预报有重要作用。

闪电定位网提供的闪电定位资料，为区域性的闪电特征分析和防雷设计提供了依据[1-4]，同时也为闪电观测业务从人工观测向自动化观测奠定基础[5]。

了解闪电定位网的定位效能，可以更好的为闪电科研和气象业务服务，因此有必要对闪电定位网的定位效能进行评估。

评估闪电定位网的重要指标是其定位效率(Detection Efficiency，DE)，即探测到的回击数量占实际发生的闪电数量的百分比。

雷电强度客观分级方法探讨贺姗;肖稳安;王学良;乐辉【摘要】利用2007-2016年湖北省雷电监测系统获得的雷电资料,经过统计分析雷电流幅值、雷电陡度的特征,建立了雷电强度等级评估模型.采用对称不等间隔四级法,将雷电强度分为弱(Ⅰ)、中等(Ⅱ)、强(Ⅲ)和极强(Ⅳ)4个等级,并计算出各等级划分阈值.检验了分级阈值的合理性,同时用雷电灾害情况对分级结果作了进一步检验,结果表明雷电强度分级方法是客观可行的,能够为雷电灾害评估和等级划分、雷电预报预警等工作提供重要的参考.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2018(046)006【总页数】6页(P1291-1296)【关键词】雷电流幅值;雷电陡度;雷电强度;客观分级【作者】贺姗;肖稳安;王学良;乐辉【作者单位】南京信息工程大学,南京210044;湖北省防雷中心,武汉430074;南京信息工程大学,南京210044;湖北省防雷中心,武汉430074;武汉天宏防雷检测中心发展有限公司,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】P427.32引言雷电是强灾害性天气的一种，常造成人员伤亡和重大财产损失。

据不完全统计，2007—2012年湖北省发生较大雷击事故478起，共造成149人伤亡。

而雷电强度作为由雷电流幅值、雷电陡度、闪电频次以及闪电密度等多种因子综合表征的，反映某一区间范围内雷电活动强弱的重要参数，在雷电灾害评估指标体系和易损性分析与区划工作中有着重要作用。

王赟等[1-2]选用雷暴日数、雷击密度等因子作为雷灾易损性评价指标，曾金全等[3]认为雷电流幅值、地闪密度等是区域雷电灾害风险评估模型的重要指标，故研究雷电强度对雷电灾害的防御有着重要意义。

在天气分析和预报中，为了提高对易致灾天气现象形成发展机理的认识以及预报服务能力等，气象部门将常见的天气现象按强度作了等级划分，如将雨(雪)分为小、中、大、暴雨(雪)等，雷电天气却没有强度分级标准。

因过去长期受雷电监测仪器精度的限制，难以获取定量、客观的监测数据，故雷电强度没有统一的定量评判标准。

330kV高压输电线路的防雷保护作者：王庆良来源：《华中电力》2013年第09期内容摘要：我国高压输电线路330kV为主网构成的输电网架，其线路时有雷击情况的发生，通过对雷击线路的危害及线路雷击跳闸的两种主要表现形式的特点进行了介绍和分析，并结合多年运行实践经验提出了防范保护措施。

关键词：高压输电线路；雷击跳闸分析；保护措施1引言我国输电线路基本以330kV为主，好多输电线路分布在山区、丘陵、沙漠、农田等地貌，于山区、山势陡峭、沟壑纵横，线路所经地区，小部分为农田、丘陵，地形起伏变化较大，地质复杂，天气多变，年平均雷暴日32天。

近年来，根据故障分类统计，线路因雷击而引起的事故日益增多，对线路的安全运行造成了严重威胁。

如发生事故每次巡视不但浪费了巨大的人力、物力而且加大了运行维护人员的劳动强度，由此线路的防雷保护成了运行维护的重中之重，防雷保护迫在眉睫。

2雷电对输电线路的危害雷电对输电线路安全运行危害极大，经常造成绝缘子闪络事故，在山区、交通不便的地区，给巡视、查找故障增加不少困难。

我国部分地区，雷电时常伴有瞬间大风与急雨，极大的风速经常造成高大树木倒落导线上、输电线振动、横向碰击和倒杆断线的发生。

如对这些现象处理不及时的话，就会造成电力事故，严重时会危机人们生命财产的安全。

3线路雷击跳闸的两种主要表现形式一种是直击雷，是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。

直击雷威力巨大，雷电压可达几万伏至几百万伏，瞬间电流可达十几万安，在雷电通路上，物体会被高温烧伤甚至融化。

直击雷多为击于塔顶及塔顶四周的避雷线，一般造成该塔一相或多相瓷瓶闪络。

另一种是绕击雷，是绕过避雷线击于导线上，绕击雷多发生在大跨越档和线路四周空旷地区。

一般造成边相瓷瓶串闪络，该边相应该是迎着雷云走向的一侧，有时因雷电流较大，雷绕击导线后雷电流沿导线两侧传递，也会造成该档相邻的杆塔同相瓷瓶串闪络，当较大的雷电流绕击在靠一侧杆塔的导线上时，造成该塔的瓷瓶串闪络，同时由于雷电流大，在通过杆塔入地时造成塔顶电位高，同样可以引起反击，造成其它相瓷瓶闪络。

石家庄地区不同地形雷电流幅值概率分布特征
李贵玲;周爽;张杏敏;姚云;范俊红
【期刊名称】《气象水文海洋仪器》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】基于2016—2021年石家庄闪电定位数据,文章采用规程法、IEEE推荐公式及CIGRE推荐参数,对比分析平原和山区不同极性的地闪雷电流幅值概率分布特征,用最小二乘法进行拟合,得出适合石家庄的雷电流幅值推荐公式及参数取值。

研究结果表明:石家庄地闪中负地闪占比达63%,电流幅值在1 kA~70 kA的占比超过96%,地闪与负地闪雷电流幅值概率分布趋势线更接近;负地闪发生在10 kA~20 kA最多,占比达35.66%,正地闪在1 kA~10 kA发生最多,占比达51.90%;平均雷电流幅值平原区域大于山区,负地闪高于正地闪;基于IEEE推荐公式进行参数修正后,计算得到的电流累积概率趋势线与统计值基本吻合,相关系数均超过0.99。

石家庄雷电流幅值中值电流明显小于IEEE推荐值,与CIGRE接近,负地闪中值电流高于正地闪。

研究结果为石家庄地区气象服务工作提供参考。

【总页数】5页(P46-49)
【作者】李贵玲;周爽;张杏敏;姚云;范俊红
【作者单位】河北省气象服务中心
【正文语种】中文
【中图分类】P427.3
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累积概率分布曲线的一个应用
赵永胜;高泽礼
【期刊名称】《大庆石油地质与开发》
【年(卷),期】1990(009)001
【总页数】4页(P41-44)
【作者】赵永胜;高泽礼
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P618.130.2
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贵州雷电流幅值累积概率分布公式探讨吴安坤;邵莉丽;吴仕军;张淑霞【摘要】在IEEE工作组和国内电力行业规程中采用的雷电流幅值概率分布特性的基础上,提出IEEE、规程两种幅值分布公式.采用贵州省近9年闪电实时监测数据拟合两种分布公式形式,并从累积概率、概率密度方面进行了分析.结果表明,采用IEEE 分布表达形式的雷电流幅值累积概率曲线更接近真实情况,规程形式拟合的概率密度曲线与真实情况差异性较大,若直接进行相关工程计算,产生的误差会更大.通过对拟合的IEEE分布公式进一步修正,提出更适宜于本地的雷电流幅值累积概率分布公式.【期刊名称】《现代建筑电气》【年(卷),期】2016(007)011【总页数】6页(P8-12,19)【关键词】雷电流幅值;累积概率;概率密度;相关误差【作者】吴安坤;邵莉丽;吴仕军;张淑霞【作者单位】贵州省气象灾害防御技术中心,贵州贵阳550081;成都信息工程大学大气科学学院,四川成都610225;贵州省气象灾害防御技术中心,贵州贵阳550081;贵州省气象灾害防御技术中心,贵州贵阳550081;贵州省气象灾害防御技术中心,贵州贵阳550081【正文语种】中文【中图分类】TU856雷电流幅值概率是表征雷电活动频度,计算雷击闪络率的必要参数,其取值精确性直接关系到雷击闪络率的计算精确性。

国内外使用的雷电流幅值概率分布表达式不同。

国内先后经过3次修订[1],目前使用的是依据1962～1987年的磁钢棒检测结果[2],基于97个雷击塔顶负极性雷电流幅值数据进行回归,其表达式被电力行业规程DL/ T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》推荐[3]。

国际上,文献[4-5]对不同区域雷电流幅值分布进行了研究,归纳了相应的雷电流幅值累积公式。

电气和电子工程师协会(IEEE)推荐的雷电流累积频率采用近似对数正态分布式,提出雷电流为2～200 kA时,推荐使用Anderson-Erikson实测数据提出的雷电流幅值的概率分布[6]。