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雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用

2021-01-05 08:46:55

以下内容来源:《建筑实践》2020年16期,信息转载,仅供参考!


摘要

现代是信息大爆炸的时代,在计算机在线系统当中,雷电定位系统的实施监测面积是非常大的,并且其能够进行全方位的监测,当前对于雷电活动相关的探究技术中雷电定位系统是最 先进的。其能够切实有效地降低雷击产生的故障损失,并且能够提升雷击故障点位置的寻找时间,确保雷电定位系统实际运作的安全性。为现代社会、人民群众提供雷电相关内容的服务,尽量能够提前就将所有应对措施做好,切实避免雷电灾害所造成的灾害影响,为社会安定以及人民群众的生命、财产安全提供保障。



雷电活动是随机的,但也有其形成机理,通过对雷电定位系统资料的积累和剖析,可以对某一区域内闪电频数、强度、时空分布及极性有一个概括性的认识,据此对该区域的防雷减灾提出科学规划,为雷击风险评估和防雷检测提供科学依据。雷电灾害鉴定的买时性要求高,要求及时提供准确的雷击位置及发生时间,判定结果要客观公正。雷电定位系统能准确记录雷击位置、时间及强度,在雷电灾害调查与鉴定中发挥着重要作用,为雷电灾害的分析与判断提供了有力的依据,具有重大的买际应用价值。

01

闪电定位器方面


闪电最为显著的特征就是电流大,其具有非常高的电压,有强烈的电磁辐射,并且闪电的发生过程非常迅速,转瞬即逝,在整个闪电发生和运作的过程中,会产生连续性的电测辐射,其涉及到的频率范围是非常广泛的。文中主要阐释的雷电检测器就是闪电定位仪,其能够基于闪电具有的所有特征,对闪电回击放电参数实施预测的一种仪器。在这个预测仪器当中,闪电定位的方式一般有以下几种:

1.1 定向法

闪电定位系统最早是美国人发明、研制和改进的,其基于既有双阴极示波器的定位仪,研制出自动化的基于磁方向进行闪电定位的系统。在这个闪电定位系统中所使用的是基于宽波段接收闪电辐射当中的 VLF 信号。而如果这个信号出现骤减的情况,就是因为窄信号所导致的偏振误差,以及电离层的反射等因素影响所致,并且把测角误差管控在 1°之内,在会后逐渐增添云地闪波相关的鉴别技术和时差的相关功能。

1.2 时差法

时差法的原理就是使用闪电辐射基于其实际出发到最终到达的实际距离中,基于接收天线产生的时间差来对闪电辐射位置实施明确。在科学技术的迅猛发展当中,对时差法相关的雷电定位系统进行言之。在成功将产品研制出来之后,各个国家都分别实施了建网行为,后来,更是在这个系统当中加入了现代 DSP 当中的数字波形相关处理技术。

1.3 干涉法

干涉法就是基于入射电磁波以及其到达位置间存在的距离,干涉法接受天线之间的相位差实施辐射源相关的定位探测,并且因为雷电辐射源信号波形的影响并不大,其影响幅度也非常小,干涉法技术在实际定位中的精准程度和探测成效都是非常高的,其是使用直线传播的形式,并且在整个传播过程当中,地面传导率对其产生的影响是非常小的。

02

闪电定位监测系统的构成


在构建雷电定位系统时需要多个雷电定位站共同的运作才能对雷电活动的范围和方向进行精准的定位,这主要是因为单个的雷电定位站无法有效且准确的对雷电活动的位置及活动的方向进行精准的定位也无法有效的检测雷电活动的频率及强度,只能够起到对雷电灾害进行预警的作用。现代的雷电定位系统一般是由一个主站多个副站(>3 个)组成,这种构成方式可以有效的提高定位的精 确度的同时还可以探测出更多的参量,但是这种定位系统的构成方式比较的复杂,同时必须要架设通信网以及引进中心数据处理技术。这可以实现对雷电活动的整个过程进行实时的监测,从而达到对雷电活动进行精准定位的目的。多个副站可以对雷电活动的方向以及时间进行实时的监测并且通过通信网来传递位置信息并经过位置分析器处理后,综合数据信息最终推测出雷电活动的方位以及频率。

03

现代雷电定位系统在防御雷电灾害、监测预警相关工作中的实际应用


雷电预测和防护措施探究工作中。雷电定位系统在现代雷电相关的预测工作中,以及雷电防护措施的探究工作中,广泛应用雷电检测定位相关系统。其能够及时发现雷电在天空当中的形成、发展,并且还能够对天空中的雷电实施实时监测。基于这个雷电定位系统,能够对雷电产生的位置进行精准、明确的测量,基于闪电辐射当中产生的 VHF 电磁波,实现对闪电整个产生、发展、消失轨迹的精准测定。并且可以基于系统反馈出来的数据信息当中清晰看到雷电的整个演变过程,对其移动方向有清晰的显示,这样防雷部门的相关工作者就可以提前就布置好防护措施。切实有效地规避雷电出现产生的灾害情况。例如,基于雷电的变化发展趋势,防雷相关部门可以提前对这个区域中的易燃、易爆场所等,实施预先提醒,并且要求其在雷电到来之前就停止生产作业等。

目前闪电定位系统还需要进一步的发展和完善虽然它能够比较好的为有关部门提供及时准确的雷电活动的状况,但是随着技术的发展和进步以及时代的需要闪电定位系统是必须要不断的创新和发展的,只有这样我们才能更好、更准确、更有效的对雷电活动进行监测,才能更好的防御我国的雷电灾害,从而使得我国因雷电灾害造成的人员伤亡财产损失能够被有效的减少,使得我国雷电灾害的防御能力被进一步的提高。除此之外,雷电定位系统还能够实现对雷电的遥测并且可以给相关部门提供雷电活动的范围、雷电活动过程中监测的数据。雷电定位系统可以在实现对监测区域内的所有雷电的密度、强度、波形等雷电有关的参数进行详细的记录。在防雷工程的设计以及建设过程中要充分考虑雷电发生的频率、强度,可以根据地区内雷电监测数据选择低强度且低频率的雷电低发区建设防雷工程。

04

结束语


总而言之,在现代防雷相关工作的部门当中,雷电定位系统是现代化的新型技术设备,其在雷电预警工作中具有极为关键的作用。雷电定位系统在雷电防护工作中和雷电预报相关的警报当中,具有极为关键的地位。在雷电防护相关工作中,雷电定位系统能够对闪电机理相关内容进行深入了解,其能够给防雷产品、防雷设计相关工作提供对应准确的测试信息,这对于未来对雷电预测与防护相关标准的实际制定来讲具有促进的作用,其更为雷电预测相关技术的现代化发展奠定了夯实的基础。

05

参考文献


[1]彭汉涛.浅析雷电定位监测系统在电网中的运用[J].电气传动自动化,2018,40(06):44-47.

[2]刘宇,王斯斯.广州电网新一代雷电定位系统的建设与应用[J].广东电力,2017,30(12):136-141.

[3]申元,潘浩,马仪,王科,周仿荣,彭庆军,黄然. 基于雷电定位的电网雷电预警修正技术研究[C]. Information Engineering Research Institute, USA、Asia Pacific Human-Computer Interaction Research Center, Hong Kong.Proceedings of 2017 4th International Conference on Power Energy Systems (PES 2017).Information Engineering Research Institute, USA、Asia Pacific Human-Computer Interaction Research Center, Hong Kong:智能信息技术应用学会,2017:74-79.


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