一、雷電參數的定義
在防雷技術中,我國國家標準GB/T 2714.1-2015《雷電防護 第1部分:總則》中給出了雷電參數的定義。規定:雷電流由一個或多個不同的雷擊組成:分為持續時間小于2ms的短時間雷擊(如圖1-1所示)和持續時間大于2ms的長時間雷擊(如圖1-2所示)。為此,圖1-1定義了6個參數,圖1-2定義了其特有的2個參數;這些參數名稱及釋義匯總在下表1中。
圖1-1:沖擊電流參數的定義(典型值T2<2ms)
圖1-2:長時間雷擊參數的定義(典型值2ms< TLONG<1s)
表1:雷電參數的名稱與含義
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二、雷電的參數描述
實際上,常使用持續時間小于2ms的短時間雷擊來對雷電流及參數進行分析描述,即模擬雷電沖擊電流波和模擬雷電沖擊電壓波。雷電流一般指雷電流脈沖的幅值,它決定雷災的危害程度。雷電流幅值的變化范圍很大,其典型值為18kA,變化范圍為2~300kA。
1、模擬雷電沖擊電流波
模擬雷電沖擊電流波如圖2-1所示。用上述的雷電參數的定義,視在原點O1是指通過波前上C點(電流峰值的10%處)和B點(電流峰值的90%處)作一直線與橫軸相交之點;時間T指電流波上C、B兩點間的時間間隔;波前時間T1指由視在原點O1到E點(1.25T)的時間間隔;半峰值時間T2指由視在原點O1到電流峰值,然后再下降到峰值一半處的時間間隔。
圖2-1:模擬雷電沖擊電流波
根據國際電工委員會(IEC)標準,采用模擬雷電沖擊電流波的“波前時間T1/半峰值時間T2”來表示雷電流的特性,10/350μs電流波形作為直擊雷的模擬雷電流波形,8/20μs電流波形作為感應雷的模擬雷電流波形。10/350μs波形的電荷量約為8/20μs波形電荷量的20倍。
2、模擬雷電沖擊電壓波
模擬雷電沖擊電壓波如圖2-2所示。同理,視在原點O1是指通過波前上A點(電壓峰值的30%處)和B點(電壓峰值的90%處)作一直線與橫軸相交之點;時間T指電壓波上A、B兩點間的時間間隔;波前時間T1指由視在原點以到D點(1.67T)的時間間隔;半峰值時間T2指由視在原點O1到電壓峰值,然后再下降到峰值一半處的時間間隔。
圖2-2:模擬雷電沖擊電壓波
根據IEC標準,采用模擬雷電沖擊電壓波的“波前時間T1/半峰值時間T2”來表示雷電壓的特性。一般采用1.2/50μs或10/700μs模擬雷擊電壓波形。
三、雷擊參數的值
1、GB/T 2714.1的規定
在GB/T 2714.1的附件A《雷電流參數》中,依據國際大電網會議(CIGRE)報告給出了雷電流參數值。若要詳細了解的請查閱下附件。
附件:GB/T 2714.1的附件A《雷電流參數》
2、GB 50057的規定
在GB 50057《建筑物防雷設計規范》中,將建筑物的防雷類別分為三級,其中是將國家級計算中心和國際通信樞紐劃歸為二級防雷建筑,其他通信局站應為三級防雷建筑。那么在其附件F《雷電流》中給出了各防雷類別建筑物的雷電流參數的取值,用于設計計算用。分別包括了首次正極性雷擊的、首次負極性雷擊的、首次負極性雷擊以后的、長時間雷擊的雷電流參數,具體匯總在下表3-2中。
表3-2:不同防雷類別建筑物的雷電流取值
3、其他參數
上述是依據雷電流參數所定義的幾個參數及值。另外,這里搜集到有關雷電的其它物理兩參數值匯集于下表3-3中。
表3-3:雷電的相關物理量參數及值
四、雷暴日與雷電活動區
在了解了雷電參數后,那么對于雷電的危害還與雷電的雷暴日與雷電活動區相關。
1、雷暴日
年平均雷暴日,是衡量一個地區雷電活動頻繁程度的一個參數。在一天中可以聽到一次或一次以上雷聲,就稱為一個雷暴日。雷暴日通常用“d”表示。在不同年份觀測到的雷暴日變化較大,一般取多年的平均值,即為年平均雷暴日。
2、雷電活動區
根據年平均雷暴日的多少,雷電活動區分為少雷區、中雷區、多雷區和強雷區。
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