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雷电及雷电流参数


U(t)
BUm BUm
(t)[1 (t)
k
(t)]
0 t 2.5μs 2.5μs
式中
t t
(t) A(1 e 1 )e 2 cos0t
常数 B=0.6025
k=0.525
A=1.159
1 = 0.4791 s 2 = 9.7788 s
0=2105rad/s
i(t)

Im 2
(1
cos0t)
式中0为等值角频率,它与 波头f 时间之间的关系为:
0

π
f

该波形上的波头上升部分的
最大陡度出现在t = f /2处:
di 0Im
dt max 2
书第27页图2.6
(4) 幂指数波形(式2.10)
i(t)
n
t
mk
Bk
e
(2)平均雷暴时 • 平均日雷暴时:日雷暴时的多年平均结果,单位:时 • 平均月雷暴时:月雷暴时的多年平均结果,单位:时 • 平均季雷暴时:季雷暴时的多年平均结果,单位:时 • 平均年雷暴时:年雷暴时的多年平均结果,单位:时
(3)逐时年雷暴时:一天中某一小时内在全年中的雷暴时数,时 平均逐时年雷暴时:逐时年雷暴时的多年平均结果,时
2.1.1.3 雷暴月 (1)雷暴月:该月中发生过雷暴,而不论该月发生过多少天雷暴。
年雷暴月:一年中雷暴月数,单位:月 (2)平均雷暴月:年雷暴月的多年平均结果,单位:月
2.1.1.4 雷暴季节 (1)雷暴季节:一年中雷暴所发生的月份构成的时段,而不论在
这些月份中雷暴发生的天数。 (2)平均雷暴季节:雷暴季节的多年平均结果。
第二章
雷电和雷电流参数
§2.1 雷电活动参数 2.1.1.1 雷暴日 表征不同地区雷暴日活动的频繁程度。 (1)雷暴日:指该天发生雷暴的日子,即在一天内,只要听到雷
声一次或一次以上的就算一个雷暴日,而不论该天 雷暴发生的次数和持续时间。 • 月雷暴日:一个月内雷暴的天数,单位:d • 季雷暴日:一个季度内雷暴的天数,单位:d • 年雷暴日:一年中雷暴的天数,单位:d (所有雷暴日都不能反映一天中雷暴发生多少次或雷暴持续时间) (2)月平均雷暴日:月雷暴日的多年平均结果,单位:d 季平均雷暴日:季雷暴日的多年平均结果,单位:d 年平均雷暴日:年雷暴日的多年平均结果,单位:d
t k
k 1
应用实例(式2.11)(见右图):
i(t)

AI
mt
3e
t

式中A = 0.01243(s)-3, = 3.911 s
书第27页图2.7
2.2.1.4 几种常用的雷电过电压波形及其近似表达式 (1)1.2/50s波形(式2.12) 这种波形是电气电子设备绝缘耐受性能试验中常用的标准雷电过电
式中 Td 是年平均雷暴日数
我国过电压保护规程取地面落雷密度为
Ng 0.015Td1.3
我国建筑物防雷规范GB50057-94使用
Ng 0.024Td1.3
§2.2 雷电流的波形及常用参数 雷电流具有电流所具有的一切效应,不同的是它在短时间内以 脉冲的形式通过强大的电流。尤其是直击雷,它的峰值有几十 千安培,甚至几百千安培。
压脉冲波形。
t t
u(t) AUm (1 e 1 )e 2
式中:A = 1.037 1 = 0.4074 s 2 = 68.22 s
书第28页图2.8
(2) 0.5 100kHz衰减振荡波形(式2.13和式2.14) 由雷电在低压交流线路上引起的暂态过电压常具有衰减振荡波形, 且第一个波的波头时间很短。
2.1.1.5 雷暴持续时期 (1)一年中初雷日与终雷日之间的天数,单位:d (2)平均雷暴持续时期:雷暴持续时期的多年平均结果,天
2.1.2 雷电的空间分布参数
2.1.2.1 地面落雷密度 Ng :每个雷暴日每平方千米上的平均落
雷次数,又叫闪电频数。 单位是:km-2 • d-1
一般取 Ng 0.0237Td1.3
见书第18页的表,例如兰州的雷暴日数是 23.6 d/a,属多雷区。 长春的雷暴日数是 35.2 d/a,属多雷区。
2.1.1.2 雷暴时(书第19页) (1)雷暴时:在一个小时内只要听到一次或一次以上的雷声就算
一个雷暴时。 (我国大部分地区一个雷暴日大约为3个雷暴时) • 日雷暴时:一日内发生雷暴的时数,单位:时 • 月雷暴时:一月中发生雷暴的时数,单位:时 • 季雷暴时:一季内发生雷暴的时数,单位:时 • 年雷暴时:一年内发生雷暴的时数,单位:时
参看书第24页的表2.3a
2.2.1.3 雷电流的等值波形 (1)双指数等值波形(式2.7)
i(t) AI m (e t e t )
波形见图2.4,几个参数见表2.4
(2) 等值斜角波(式2.8)
波形见2.5

1
f
Im
(参看书第25页的表2.4)
(3)等值余弦波形(式2.9)
11 0.9259 1 0.0741 1.0741
2.2.2 雷电流幅值的累计概率
对大量的观测数据进行统计,传统用经验公式(式2.15):
年雷暴日大于等20d/a 地区用: (参照书第29页图2.11)
lg P Im 108
式中,Im 是雷电流幅值(kA) P 是雷电流幅值超过 Im 的概率
例如: Im = 100 kA ,则
lg P Im 100 0.9259 108 108
书第28页图2.9
(3)10/1000s 波形(式2.12) 通信线路上雷电暂态过电压等值波形,用于对通信线路网络中的 设备进行试验。
t t
u(t) AUm (1 e 1 )e 2
此时式中:
A = 1.019 1 = 3.827 s 2 = 1404 s
书第28页图2.10
2.2.1 雷电流的波形 2.2.1.1 雷电流的波形 •雷电流具有单极性的脉冲波形,大约有80% ~ 90%的雷电流是 负极性的(负地闪)。
•雷电放电具有重复性,一次雷电平均包括3 ~ 4次放电,通常第 一次放电的电流幅值最高。
《建筑规范》64页图
2.2.1.2 雷电流波形画法
书第22页图
实线 A 是对88次实测雷电流的取平均值 虚线 B 是对10次实测雷电流的取平均值
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