舟山群岛雷电活动特征分析和SPD配合研究

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基于浙江省闪电定位探测网资料,采用VisualC++、Access数据库等方法,对舟山群岛的闪电活动特征进行了分析。发现舟山群岛的地闪密度介于0.01~4.55次/(km2·年)之间,平均值为0.94次/(km2·年),远小于浙江省地闪密度3.1次/(km2·年),但舟山群岛的平均雷电流强度为42kA,大于浙江省平均值32.2kA。各岛屿的云地闪电密度分布极其不均匀,主要分布特点是舟山西部诸岛的闪电密度大于东部诸岛,南部诸岛的闪电密度大于北部诸岛。原因可能是西部和南部诸岛离大陆较近,其闪电活动更易受大陆雷暴天气系统的影响。另外,利用舟山市近30年的雷暴观测资料,分析了舟山市雷暴活动的时空分布特征。发现舟山市每年的6~9月为主要雷暴季节,主峰值出现在7月,雷暴活动相对旺盛时段主要集中在午后到上半夜,并在晚上20~21点达到全天最高峰,而上午出现雷暴的概率相对较低,后半夜会出现雷电活动的小高潮,舟山市内各主要岛屿雷暴活动频繁程度差异较大,这种差异与上述闪电定位资料的分析结果基本一致。 虽然舟山群岛的地闪密度小于浙江省平均值,但前者的平均雷电强度大于后者,舟山市的雷电危害性可能更大。因此,针对舟山市雷电电流强度较大的特点,本文对雷电防护中涉及的两级SPD(火花间隙(SG)和金属氧化物压敏电阻(MOV))之间的雷电流保护配合机制进行了研讨。通过对SG和MOV之间可能出现的各种配合情形的分析,提出了满足配合有效所必须符合的基本条件,即包含SPD1(SG)两端电压达到启动电压(点火电压)、SPD2(MOV)的残压低于负载的耐压和各SPD能承受预期通过的雷电流能量等原则性要求。为将这种要求应用于防雷工程实践,结合防雷工程设计实例对其SPD配合性能作了定量的分析计算,发现除了SPD各自性能需满足相应的要求以外,若SG和MOV之间选用的解耦合线圈的电感值过小或自然电缆长度不足,会使其配合存在雷电流防护的盲区。文中所引入的一系列评估SPD配合性能的流程和方法,对于电源SPD保护设计具有一定的参考价值。
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