雷電定位系統(tǒng)在雷電災(zāi)害防御和監(jiān)測預(yù)警中的應(yīng)用
編輯：2021-06-14 13:00:12
摘要
現(xiàn)代是信息大爆炸的時(shí)代，在計(jì)算機(jī)在線系統(tǒng)當(dāng)中，雷電定位系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)測面積是非常大的，并且其能夠進(jìn)行全方位的監(jiān)測，當(dāng)前對于雷電活動相關(guān)的探究技術(shù)中雷電定位系統(tǒng)是最先進(jìn)的。其能夠切實(shí)有效地降低雷擊產(chǎn)生的故障損失，并且能夠提升雷擊故障點(diǎn)位置的尋找時(shí)間，確保雷電定位系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)作的安全性。為現(xiàn)代社會、人民群眾提供雷電相關(guān)內(nèi)容的服務(wù)，盡量能夠提前就將所有應(yīng)對措施做好，切實(shí)避免雷電災(zāi)害所造成的災(zāi)害影響，為社會安定以及人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)安全提供保障。
雷電活動是隨機(jī)的，但也有其形成機(jī)理，通過對雷電定位系統(tǒng)資料的積累和剖析，可以對某一區(qū)域內(nèi)閃電頻數(shù)、強(qiáng)度、時(shí)空分布及極性有一個(gè)概括性的認(rèn)識，據(jù)此對該區(qū)域的防雷減災(zāi)提出科學(xué)規(guī)劃，為雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估和防雷檢測提供科學(xué)依據(jù)。雷電災(zāi)害鑒定的時(shí)性要求高，要求及時(shí)提供準(zhǔn)確的雷擊位置及發(fā)生時(shí)間，判定結(jié)果要客觀公正。雷電定位系統(tǒng)能準(zhǔn)確記錄雷擊位置、時(shí)間及強(qiáng)度，在雷電災(zāi)害調(diào)查與鑒定中發(fā)揮著重要作用，為雷電災(zāi)害的分析與判斷提供了有力的依據(jù)，具有重大的際應(yīng)用價(jià)值。
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(qiáng)烈的電磁輻射，并且閃電的發(fā)生過程非常迅速，轉(zhuǎn)瞬即逝，在整個(gè)閃電發(fā)生和運(yùn)作的過程中，會產(chǎn)生連續(xù)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?fù)舴烹妳?shù)實(shí)施預(yù)測的一種儀器。在這個(gè)預(yù)測儀器當(dāng)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(tǒng)最早是美國人發(fā)明、研制和改進(jìn)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(jìn)行閃電定位的系統(tǒng)。在這個(gè)閃電定位系統(tǒng)中所使用的是基于寬波段接收閃電輻射當(dāng)中的 VLF 信號。而如果這個(gè)信號出現(xiàn)驟減的情況，就是因?yàn)檎盘査鶎?dǎo)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(nèi)，在會后逐漸增添云地閃波相關(guān)的鑒別技術(shù)和時(shí)差的相關(guān)功能。
1．2 時(shí)差法
時(shí)差法的原理就是使用閃電輻射基于其實(shí)際出發(fā)到最終到達(dá)的實(shí)際距離中，基于接收天線產(chǎn)生的時(shí)間差來對閃電輻射位置實(shí)施明確。在科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展當(dāng)中，對時(shí)差法相關(guān)的雷電定位系統(tǒng)進(jìn)行言之。在成功將產(chǎn)品研制出來之后，各個(gè)國家都分別實(shí)施了建網(wǎng)行為，后來，更是在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中加入了現(xiàn)代 DSP 當(dāng)中的數(shù)字波形相關(guān)處理技術(shù)。
1．3 干涉法
干涉法就是基于入射電磁波以及其到達(dá)位置間存在的距離，干涉法接受天線之間的相位差實(shí)施輻射源相關(guān)的定位探測，并且因?yàn)槔纂娸椛湓葱盘柌ㄐ蔚挠绊懖⒉淮螅溆绊懛纫卜浅Ｐ?，干涉法技術(shù)在實(shí)際定位中的精準(zhǔn)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(gè)傳播過程當(dāng)中，地面?zhèn)鲗?dǎo)率對其產(chǎn)生的影響是非常小的。
在構(gòu)建雷電定位系統(tǒng)時(shí)需要多個(gè)雷電定位站共同的運(yùn)作才能對雷電活動的范圍和方向進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，這主要是因?yàn)閱蝹€(gè)的雷電定位站無法有效且準(zhǔn)確的對雷電活動的位置及活動的方向進(jìn)行精準(zhǔn)的定位也無法有效的檢測雷電活動的頻率及強(qiáng)度，只能夠起到對雷電災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警的作用?，F(xiàn)代的雷電定位系統(tǒng)一般是由一個(gè)主站多個(gè)副站（>3 個(gè)）組成，這種構(gòu)成方式可以有效的提高定位的精確度的同時(shí)還可以探測出更多的參量，但是這種定位系統(tǒng)的構(gòu)成方式比較的復(fù)雜，同時(shí)必須要架設(shè)通信網(wǎng)以及引進(jìn)中心數(shù)據(jù)處理技術(shù)。這可以實(shí)現(xiàn)對雷電活動的整個(gè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，從而達(dá)到對雷電活動進(jìn)行精準(zhǔn)定位的目的。多個(gè)副站可以對雷電活動的方向以及時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測并且通過通信網(wǎng)來傳遞位置信息并經(jīng)過位置分析器處理后，綜合數(shù)據(jù)信息最終推測出雷電活動的方位以及頻率。
雷電預(yù)測和防護(hù)措施探究工作中。雷電定位系統(tǒng)在現(xiàn)代雷電相關(guān)的預(yù)測工作中，以及雷電防護(hù)措施的探究工作中，廣泛應(yīng)用雷電檢測定位相關(guān)系統(tǒng)。其能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)雷電在天空當(dāng)中的形成、發(fā)展，并且還能夠?qū)μ炜罩械睦纂妼?shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測?；谶@個(gè)雷電定位系統(tǒng)，能夠?qū)纂姰a(chǎn)生的位置進(jìn)行精準(zhǔn)、明確的測量，基于閃電輻射當(dāng)中產(chǎn)生的 VHF 電磁波，實(shí)現(xiàn)對閃電整個(gè)產(chǎn)生、發(fā)展、消失軌跡的精準(zhǔn)測定。并且可以基于系統(tǒng)反饋出來的數(shù)據(jù)信息當(dāng)中清晰看到雷電的整個(gè)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(guān)工作者就可以提前就布置好防護(hù)措施。切實(shí)有效地規(guī)避雷電出現(xiàn)產(chǎn)生的災(zāi)害情況。例如，基于雷電的變化發(fā)展趨勢，防雷相關(guān)部門可以提前對這個(gè)區(qū)域中的易燃、易爆場所等，實(shí)施預(yù)先提醒，并且要求其在雷電到來之前就停止生產(chǎn)作業(yè)等。
目前閃電定位系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的發(fā)展和完善雖然它能夠比較好的為有關(guān)部門提供及時(shí)準(zhǔn)確的雷電活動的狀況，但是隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步以及時(shí)代的需要閃電定位系統(tǒng)是必須要不斷的創(chuàng)新和發(fā)展的，只有這樣我們才能更好、更準(zhǔn)確、更有效的對雷電活動進(jìn)行監(jiān)測，才能更好的防御我國的雷電災(zāi)害，從而使得我國因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡財(cái)產(chǎn)損失能夠被有效的減少，使得我國雷電災(zāi)害的防御能力被進(jìn)一步的提高。除此之外，雷電定位系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對雷電的遙測并且可以給相關(guān)部門提供雷電活動的范圍、雷電活動過程中監(jiān)測的數(shù)據(jù)。雷電定位系統(tǒng)可以在實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的所有雷電的密度、強(qiáng)度、波形等雷電有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄。在防雷工程的設(shè)計(jì)以及建設(shè)過程中要充分考慮雷電發(fā)生的頻率、強(qiáng)度，可以根據(jù)地區(qū)內(nèi)雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)選擇低強(qiáng)度且低頻率的雷電低發(fā)區(qū)建設(shè)防雷工程。
總而言之，在現(xiàn)代防雷相關(guān)工作的部門當(dāng)中，雷電定位系統(tǒng)是現(xiàn)代化的新型技術(shù)設(shè)備，其在雷電預(yù)警工作中具有極為關(guān)鍵的作用。雷電定位系統(tǒng)在雷電防護(hù)工作中和雷電預(yù)報(bào)相關(guān)的警報(bào)當(dāng)中，具有極為關(guān)鍵的地位。在雷電防護(hù)相關(guān)工作中，雷電定位系統(tǒng)能夠?qū)﹂W電機(jī)理相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入了解，其能夠給防雷產(chǎn)品、防雷設(shè)計(jì)相關(guān)工作提供對應(yīng)準(zhǔn)確的測試信息，這對于未來對雷電預(yù)測與防護(hù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際制定來講具有促進(jìn)的作用，其更為雷電預(yù)測相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。
[1]彭漢濤.淺析雷電定位監(jiān)測系統(tǒng)在電網(wǎng)中的運(yùn)用[J].電氣傳動自動化,2018,40(06):44-47.
[2]劉宇,王斯斯.廣州電網(wǎng)新一代雷電定位系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用[J].廣東電力,2017,30(12):136-141.
[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(wǎng)雷電預(yù)警修正技術(shù)研究
