1.3 雷電表征參數與測量

在防雷工程中的雷電參數主要是為了表征雷電的時間分布和強弱活動特點，主要的雷電參數包括雷暴日、地面落雷密度、雷電電流幅值、雷電電流陡度等。雷電活動隨地域而異，我國南北方雷電活動差異較大，因此，各地積極展開雷電觀測活動可以積累雷電活動參數作為防雷經驗，根據這些數據來設計防雷保護設備和制定防雷保護方式，采取有效和經濟的防雷保護措施。

1.3.1 雷電表征參數

1．雷暴日

雷暴日通常是指一年內的平均雷暴日數，即年平均雷暴日，用Td表示，單位d/a。只要一天之內能聽到雷聲就算一個雷暴日，主要反映了雷電活動的頻繁程度。雷暴日數越大，說明雷電活動越頻繁。山地雷電活動較平原頻繁，約為平原的三倍。我國廣東省的雷州半島（瓊州半島）和海南島一帶雷暴日在80d/a以上，長江流域以南地區雷暴日為40～80d/a，長江以北大部分地區雷暴日為20～40d/a，西北地區雷暴日多在20d/a以下。西藏地區因印度洋暖流沿雅魯藏布江上溯，很多地方雷暴日高達50～80d/a。通常廣州、昆明、南寧為70～80d/a，重慶、長沙、貴陽、福州約為50d/a，北京、上海、武漢、南京、成都、呼和浩特約為40d/a，天津、鄭州、沈陽、太原、濟南約為30d/a等。

我國把年平均雷暴日不超過15d/a的地區劃為少雷區，超過40d/a的劃為多雷區，超過90d/a的地區及運行經驗表明雷災特別嚴重的地區劃為特殊強雷區。在防雷設計時，應考慮當地雷暴日數的影響。

2．地面落雷密度

每平方千米地面在一個雷暴日中受到的雷擊數，用地面落雷密度γ表示。它等于地閃密度除以年雷電日 [單位為N/（km2·a）]。地閃密度即統計區域里每平方千米的地閃次數，一般用年平均地閃密度表示。

3．雷電電流幅值

主放電時沖擊電流的最大值稱為雷電電流幅值，大小可達數十安至數百千安。根據實測，可繪制雷電流概率曲線。我國年平均雷暴日為20d/a以上地區的雷電流幅值的概率為

式中　I——雷電流幅值，kA；

P——幅值大于I的雷電流出現的概率。

年平均雷暴日為20d/a以下的地區，雷電流幅值的概率為

4．雷電流陡度

雷電流陡度是指雷電流隨時間上升的速度。雷電流沖擊波波頭陡度可達到50kA/μs，平均陡度約為30kA/μs。雷電流陡度與雷電流幅值和雷電流波頭時間的長短有關，雷電流波頭時間僅數微秒。做防雷設計時，一般取波頭形狀為斜角波，時間按2.6μs考慮。雷電流陡度越大，對電氣設備造成的危害也越大。因此，在防雷要求較高的場合，波頭形狀宜取為半余弦波。此時有

式中　τt——雷電流波頭時間，τt=π/ω。

1.3.2 雷電表征參數測量

1．人工記錄方法

我國氣象部門在全國各地建立了氣象觀測站，記錄每天的雷電及閃電數據，可從國家氣象局獲取。

2．雷電定位系統

傳統的雷電參數不能全面地反映全國各個區域的雷電活動特征，因此雷電定位監測技術及其系統已廣泛應用于國內外電網，是當前監測雷電的主要技術平臺。雷電定位系統（簡稱LLS）測量的地閃發生時間、位置、雷電流幅值、極性等長期監測數據，可以為電力系統提供具有地域特征的雷電日和地面落雷密度數據。

3．雷電流波形監測

雷電流波形監測裝置是了解各地雷電流幅值及波形的最直接的手段。對于空曠地區，由于物體的尖端效應，一般雷擊比較高的物體；在山區，雷擊山頂物體，另外山坡迎風面的物體、山體夾溝中的迎風帶中的物體也易遭受雷擊；雷擊與地質條件有關，如果地下有礦物質，則地面物體容易遭受雷擊。由此可見，一方面引起雷電放電定向過程只能是導致發展中的先導流注區域的電場產生畸變的地面物體；另一方面，計算表明，當雷電先導發展到比地面物體高得多的地方就可以滿足從地面物體發展迎面先導的條件。不同物體對雷電的吸引作用不同，因此輸電線路和高塔的雷電流監測結果應該存在差異。自高塔或高山上的觀測塔的雷電流監測結果對輸電線路的防雷設計有一定的參考作用，但考慮到雷電流波形與實際的桿塔結構及桿塔高度具有重要的關聯性，這些監測結果用于線路防雷時可能會偏高。另外，輸電線路的工作電壓對雷電的吸引作用可能會導致雷擊概率的增加。

4．雷電放電過程及閃絡路徑拍攝

隨著照相及攝像技術的發展，安裝高速照相機和高速攝像機拍攝雷電放電過程及閃絡路徑是近年來雷電研究的一個重要方向，為更深刻地揭示雷電放電過程提供了有效手段。另外，拍攝得到的雷擊輸電線路的圖片及過程為雷電先導模型的建立提供了重要依據。