专利名称：青藏高原雷电定位系统选址方法
青藏高原雷电定位系统选址方法
方法领域
本发明涉及一种青藏高原雷电定位系统选址方法，属于电力方法领域。 背景方法
输电线路长度大，暴露在旷野，易受雷击。电网中的事故以线路雷害占大部分。雷 击线路沿线路入侵变电所和发电厂的雷电波又是造成变电所和发电厂事故的重要因素。 因此，雷电监测及防雷研究是十分必要的。
雷电定位系统(LLS)是一整套全自动、大面积、高精度、连续性、实时雷电监测系 统，能实时显示云对地雷击的发生时间、位置、雷电流幅值和极性、回击次数以及每次 回击的参数，雷击点的分时彩色图能清晰的显示雷暴的运动轨迹，并且能够做到雷电信 息的实时共享的方法。青海位于世界屋脊的青藏高原，全省均属高原范围之内，全省平 均海拔3000多米，最高点为6860米，最低点为1650米。地形复杂，地貌多样，山区 与平地交替的地形条件，给雷电定位系统探测站的选址带来了诸多不利因素。
依据雷电电磁脉冲辐射特性和雷电探测站工作机理，要保证雷电定位系统较高的探 测效率和较好的定位精度，理想的雷电探测站选址是地势平坦、站位附近不应有较高建 筑物或其他遮挡物，以免信号被遮挡或产生折反射。但青海地形高差大，输电线路塔型 繁多，气候条件也很复杂，雷电活动频繁。因此，研究青藏高原雷电定位系统的选址方 法，能够更好的对高海拔地区雷电活动的特性数据进行监测积累，促进对高海拔地区防 雷参数的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种青藏高原雷电定位系统选址方法，它在青藏高原高海拔 地区地形复杂、海拔高差大的情况下，使得雷电定位系统可以实现电网主构架的良好覆 盖和雷电的高精度定位。
本发明的方法方案是青藏高原雷电定位系统选址方法，其特征在于-
(1) 探测站尽可能布置在省网的边界附近，保证省网在高精度覆盖区内；
(2) 探测站整定在高增益下工作时，探测站站距可在100 180 km范围内变动，在山区时站距不要大于120km，在平原站距为150 km 180 km之间，探测效率的运行
统计表明这时探测效率能》90%;
(3) 外围探测站组成的多边形的对角线远大于150km时，应在多边形内增加适当 数量的探测站，这些探测站起着联络核心的作用，它们因故(停电、通讯中断、探测站 设备故障等)停运，整个系统将可能失去较高的探测有效性，系统结构上也失去稳定性，
因此，处于核心地位的某些探测站在适当的位置增设1 2个；
(4) 探测站站址应尽量避开周围较高建筑物或其他遮挡物，具体要求是L / H》30, 以免信号被遮挡或产生折反射；
(5) 避开电磁干扰源，如传呼发射台等，过多过强的电磁干扰会淹没真实雷电信
号；
(6) 选定站址后应净化周围电磁环境，拆除附近的过高广告牌、霓虹灯、各种金 属固定拉线。
本发明的有益效果是该方法主要解决了青藏高原高复杂地形对波形折反射产生的 方向误差、波形传播时延误差、地形传播时延误差等问题。依据理论分析和雷电定位系 统的实际运行经验，按照本选址方法所确定的站位形成了良好的探测区域，对于青藏高 原地形复杂、海拔落差大的情况，借助于数学模型，加入各探测站选站的地形影响因素 进行了大量的计算，结果显示在青海电网主构架内，大部分区域能够达到90%的探测 效率和不大于lkm的定位精度，满足建设系统前提出的方法指标。
图1是本发明大山传播延时示意图。
图2是本发明探测站安装地点与遮挡物的距离示意图。
图3是本发明波形传播延时示意图。
图4是本发明山地引起的波形传播延时示意图。
图5是本发明多路径传播延时示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。 图3中标记说明l一主波，2 —延时波。图5中标记说明3 —综合波，4_折、反射波。
实施例l:以西宁市南山雷电定位系统西宁探测站的影响为例，如图1所示，折线 ACB长为15.033 + 10. 050 = 25. 083km，直线AB的距离为25km，忽略探测站的高度，可 得L-15kra， H=lkm，计算可得地形传播延时误差约0. 28 u s。为减小地形延时，设置的 探测站均远离高山，通常选择BD/CD》30 50倍。即使在山区也努力满足这个条件，这 样地形延时一般较小，平原和丘陵地区可忽略不计。
实施例2:青海南部地区多为山区，因此在选站时按照山区的选站方式选择，即选 择站点之间的距离不大于120km，例如共和、贵德、贵南之间的距离两两都不超过120km; 青海西部地区地势平坦，选站时按照平原地区的选站原则进行选取，即选择站点之间的 不超过180km，例如大格勒、德令哈、绿草山之间的距离大约为150km 180km。
如图2所示为探测站安装地点与遮挡物的距离示意图，L是传播距离，H是探测站 与遮挡物的高度差。
如图3、 4所示，任意一点的雷电电磁场由静电场、感应场和辐射场组成。远离雷 击点的探测站，静电场和感应场近似等于零，探测站所测量到的电磁场是传播一定距离 后的辐射场。由于传播距离和传播沿线的介质不同，辐射波的波形畸变不同，主要表现 为波头延时。当传播距离L=100km， 土壤电阻率P-500Q 'm左右时，波头延时约为1 us。波头延时与P 4近似正比关系。通常山区和干旱地区的土壤电阻率P》1000Q m， 有的地方P"5000Q *m，由此会引起3 5"s的波形传播延时，当设定波峰时刻为雷 电波到达时间，则不同探测站测时精度就存在波形延时误差。
探测站是根据两组天线收到的雷电波强度计算雷电的方向的，雷电波传到探测站可 能会与其折、反射波4形叠加，从而出现方向误差。以上两种传播时延对波形的影响如 图5所示。雷电波传播延时是引起探测站测时误差的最主要原因，为此，我们进行专题 研究，把雷电波因传播延时引起的雷电波到达时间的测时误差减小为原值的1/4，大大 的提高了时差定位的精度。
权利要求
1.青藏高原雷电定位系统选址方法，其特征在于(1)探测站尽可能布置在省网的边界附近；(2)探测站整定在高增益下工作时，探测站站距在100～180km范围内变动，在山区时站距不要大于120km，在平原站距在平原站距为150km到180km之间；(3)外围探测站组成的多边形的对角线远大于150km时，应在多边形内增加适当数量的探测站，因此，处于核心地位的某些探测站在适当的位置增设1～2个；(4)探测站站址应尽量避开周围较高建筑物或其他遮挡物，具体要求是L/H≥30；(5)避开电磁干扰源；(6)选定站址后应净化周围电磁环境，拆除附近的过高广告牌、霓虹灯、各种金属固定拉线。
全文摘要
本发明涉及一种青藏高原雷电定位系统选址方法，属于电力技术领域。它在青藏高原高海拔地区地形复杂、海拔高差大的情况下，使得雷电定位系统可以实现电网主构架的良好覆盖和雷电的高精度定位。
文档编号G01R29/08GK101639503SQ200910063700
公开日2010年2月3日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者何宝龙, 吴童生, 瑜 周, 孟可风, 钧 康, 张仲秋, 张永胜, 徐世山, 军 李, 李延和, 王煜杰, 许炳耀, 谢彭盛, 爽 郝 申请人:青海电力科学试验研究院