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雷電定位系統在雷電災害防御和監測預警中的應用


編輯:2021-06-14 13:00:12

摘要

     現代是信息大爆炸的時代,在計算機在線系統當中,雷電定位系統的實施監測面積是非常大的,并且其能夠進行全方位的監測,當前對于雷電活動相關的探究技術中雷電定位系統是最先進的。其能夠切實有效地降低雷擊產生的故障損失,并且能夠提升雷擊故障點位置的尋找時間,確保雷電定位系統實際運作的安全性。為現代社會、人民群眾提供雷電相關內容的服務,盡量能夠提前就將所有應對措施做好,切實避免雷電災害所造成的災害影響,為社會安定以及人民群眾的生命、財產安全提供保障。

雷電活動是隨機的,但也有其形成機理,通過對雷電定位系統資料的積累和剖析,可以對某一區域內閃電頻數、強度、時空分布及極性有一個概括性的認識,據此對該區域的防雷減災提出科學規劃,為雷擊風險評估和防雷檢測提供科學依據。雷電災害鑒定的時性要求高,要求及時提供準確的雷擊位置及發生時間,判定結果要客觀公正。雷電定位系統能準確記錄雷擊位置、時間及強度,在雷電災害調查與鑒定中發揮著重要作用,為雷電災害的分析與判斷提供了有力的依據,具有重大的際應用價值。


01
閃電定位器方面


閃電最為顯著的特征就是電流大,其具有非常高的電壓,有強烈的電磁輻射,并且閃電的發生過程非常迅速,轉瞬即逝,在整個閃電發生和運作的過程中,會產生連續性的電測輻射,其涉及到的頻率范圍是非常廣泛的。文中主要闡釋的雷電檢測器就是閃電定位儀,其能夠基于閃電具有的所有特征,對閃電回擊放電參數實施預測的一種儀器。在這個預測儀器當中,閃電定位的方式一般有以下幾種:

1.1 定向法

閃電定位系統最早是美國人發明、研制和改進的,其基于既有雙陰極示波器的定位儀,研制出自動化的基于磁方向進行閃電定位的系統。在這個閃電定位系統中所使用的是基于寬波段接收閃電輻射當中的 VLF 信號。而如果這個信號出現驟減的情況,就是因為窄信號所導致的偏振誤差,以及電離層的反射等因素影響所致,并且把測角誤差管控在 1°之內,在會后逐漸增添云地閃波相關的鑒別技術和時差的相關功能。

1.2 時差法

時差法的原理就是使用閃電輻射基于其實際出發到最終到達的實際距離中,基于接收天線產生的時間差來對閃電輻射位置實施明確。在科學技術的迅猛發展當中,對時差法相關的雷電定位系統進行言之。在成功將產品研制出來之后,各個國家都分別實施了建網行為,后來,更是在這個系統當中加入了現代 DSP 當中的數字波形相關處理技術。

1.3 干涉法

干涉法就是基于入射電磁波以及其到達位置間存在的距離,干涉法接受天線之間的相位差實施輻射源相關的定位探測,并且因為雷電輻射源信號波形的影響并不大,其影響幅度也非常小,干涉法技術在實際定位中的精準程度和探測成效都是非常高的,其是使用直線傳播的形式,并且在整個傳播過程當中,地面傳導率對其產生的影響是非常小的。


02
閃電定位監測系統的構成


在構建雷電定位系統時需要多個雷電定位站共同的運作才能對雷電活動的范圍和方向進行精準的定位,這主要是因為單個的雷電定位站無法有效且準確的對雷電活動的位置及活動的方向進行精準的定位也無法有效的檢測雷電活動的頻率及強度,只能夠起到對雷電災害進行預警的作用?,F代的雷電定位系統一般是由一個主站多個副站(>3 個)組成,這種構成方式可以有效的提高定位的精確度的同時還可以探測出更多的參量,但是這種定位系統的構成方式比較的復雜,同時必須要架設通信網以及引進中心數據處理技術。這可以實現對雷電活動的整個過程進行實時的監測,從而達到對雷電活動進行精準定位的目的。多個副站可以對雷電活動的方向以及時間進行實時的監測并且通過通信網來傳遞位置信息并經過位置分析器處理后,綜合數據信息最終推測出雷電活動的方位以及頻率。


03
現代雷電定位系統在防御雷電災害、監測預警相關工作中的實際應用


雷電預測和防護措施探究工作中。雷電定位系統在現代雷電相關的預測工作中,以及雷電防護措施的探究工作中,廣泛應用雷電檢測定位相關系統。其能夠及時發現雷電在天空當中的形成、發展,并且還能夠對天空中的雷電實施實時監測?;谶@個雷電定位系統,能夠對雷電產生的位置進行精準、明確的測量,基于閃電輻射當中產生的 VHF 電磁波,實現對閃電整個產生、發展、消失軌跡的精準測定。并且可以基于系統反饋出來的數據信息當中清晰看到雷電的整個演變過程,對其移動方向有清晰的顯示,這樣防雷部門的相關工作者就可以提前就布置好防護措施。切實有效地規避雷電出現產生的災害情況。例如,基于雷電的變化發展趨勢,防雷相關部門可以提前對這個區域中的易燃、易爆場所等,實施預先提醒,并且要求其在雷電到來之前就停止生產作業等。

目前閃電定位系統還需要進一步的發展和完善雖然它能夠比較好的為有關部門提供及時準確的雷電活動的狀況,但是隨著技術的發展和進步以及時代的需要閃電定位系統是必須要不斷的創新和發展的,只有這樣我們才能更好、更準確、更有效的對雷電活動進行監測,才能更好的防御我國的雷電災害,從而使得我國因雷電災害造成的人員傷亡財產損失能夠被有效的減少,使得我國雷電災害的防御能力被進一步的提高。除此之外,雷電定位系統還能夠實現對雷電的遙測并且可以給相關部門提供雷電活動的范圍、雷電活動過程中監測的數據。雷電定位系統可以在實現對監測區域內的所有雷電的密度、強度、波形等雷電有關的參數進行詳細的記錄。在防雷工程的設計以及建設過程中要充分考慮雷電發生的頻率、強度,可以根據地區內雷電監測數據選擇低強度且低頻率的雷電低發區建設防雷工程。


04
結束語


總而言之,在現代防雷相關工作的部門當中,雷電定位系統是現代化的新型技術設備,其在雷電預警工作中具有極為關鍵的作用。雷電定位系統在雷電防護工作中和雷電預報相關的警報當中,具有極為關鍵的地位。在雷電防護相關工作中,雷電定位系統能夠對閃電機理相關內容進行深入了解,其能夠給防雷產品、防雷設計相關工作提供對應準確的測試信息,這對于未來對雷電預測與防護相關標準的實際制定來講具有促進的作用,其更為雷電預測相關技術的現代化發展奠定了夯實的基礎。


05
參考文獻


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[3]申元,潘浩,馬儀,王科,周仿榮,彭慶軍,黃然. 基于雷電定位的電網雷電預警修正技術研究



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