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利用在意大利和奥地利收集的数据以及长期的闪电收集经验来改进闪电的性能

M.BERNARDI,A.PIGINI,G.DIENDORFER OVE,W.SCHULZ OVE

闪电定位系统（LLS）的研究在意大利和奥地利已经进行了十年之久。两个网络系统一直以来合作共享传感器数据，显示了这种合作的重要性, 同时对两个系统进行各自的分析以及联合在一起合作的分析。特别是在一组数据上运行的详细分析，评估其他网络传感器计算闪电和最终结果的效率和准确性的重要性。LLS应用程序数据用以分析和改善闪电传输和分布的性能评估。闪电在地面的密度是评估输电线路绩效的一个关键因素，比那些标准更加准确和详细的maps就来自于LLS。表明标准化值(平均值的区域)不够准确描述某一地区的情况。目前已经讨论使用LLS的数据去关联闪电。对于MV线，一个特定的问题讨论是闪电位置的准确性。

关键词：闪电；闪电定位系统；雷电防护

1. 介绍

闪电显著影响输电和配电线路的绝缘性能。

闪电定位系统(LLS)有助于增加对雷电参数,提高输电线路的设计和开发的技术而且得到的数据的质量还可以用于跨国的合作。

2．在意大利和奥地利的LLS系统

在意大利和奥地利的闪电定位系统使用的是来自Global Atmospherics Inc的闪电定位传感器。而且只采用冲击型的传感器。冲击传感器同时用于闪电到达时间和方向定位技术来找到闪电到达的位置。传感器的重要检查范围平均约400公里带宽在1千赫至350千赫之间。两个系统都记录了每次闪电所产生的数据：时间、位置、峰值电流、极性和随后的雷暴的数量。除了这些放电参数，对于每次雷暴，质量等参数如错误报告的影响位置和协议的Chi2作为衡量可用的传感器数据记录。

2.1意大利的LLS系统

意大利闪电探测网络(SIRF)于1994年由CESI安装（lorio,Ferrari,1996）,从1994.1.8开始就已经完全投入使用。CESI-SIRF是由16个传感器组成，而且平均基线的影响范围约200公里。它涵盖了所有的意大利领土和估计的主要岛屿探测效率为90%,估计1公里的位置精度，所有的意大利的传感器设置了一个70mv的阈值。为了执行这项研究的影响使用了LPATS3传感器代替Gorizia Js传感器用于在同一个城镇上对闪电的定位。相反的影响电场传感器这类传感器测量和记录到达时间，所有数据的中央处理器是在米兰的CESI。

2.2奥地利的LLS系统

奥地利的LLS ALDIS（奥地利雷电检测与雷电信息系统）在1991年就已经安装完成并且在1992.1.1就开始运行。奥地利的系统是一个带有八个影响传感器网络的高增益系统，传感器之间的平均基线约120公里。由于高密度方向发现者在奥地利闪电探测系统收集一些关于排放在奥地利的冗余信息。大量的闪电被4个或者更多的传感器所定位。ALDIS网络配置允许实现位置精度优于1公里已证实了地面实况数据收集在一个实验测试无线电塔。所有的奥地利传感器设置为50 mV的阈值。

2.3合并了的意大利-奥地利的LLS系统。

合并了的LLS系统时一个操作互联的传感器在奥地利和意大利（图1显示了24个传感器网络的分布）

图1. 在意大利和奥地利测向仪的位置

3.LLS系统的表现

3.1检测效率和预测精度

闪电位置系统的最重要的性能参数是所谓的探测效率(DE)和位置精度(LA)。在图2显示了（DE）和（LA）预测的综合网络。

图2.LA项目想结合的网络系统

这些预测计算考虑单独的传感器类型，传感器的收益阈值在75 mV。（对所有的传感器都是如此。

显然两国联合网络几乎覆盖整个地区的LA的500米和DE的基于投影的90%以上的地区。

3.2性能评测基于真实数据

网络的性能分析使用的评估数据来自2000.9.19到2000.10.7收集到的数据，这个时期2000年秋季被选中,是因为在这段时间里意大利和奥地利到处是雷暴活动。归档的原始传感器数据来自所有的三个网络传感器,ALDIS,CESI-SIRF以及结合网络分别使用相同的参数来定位。表一显示了所有的闪电/雷暴被网络系统检查到的情况。

表1. 从19.9.2000-7.10.2000三个不同的网络系统检测到的闪电/雷暴的数量

自从最大性能改进的联合网络是可以预料到的两个网络有一个共同的边境地区，接下来的分析是在经度10到12以及纬度46到47之间（在图1中可以看到）。

传感器的报告数量（NSR）特别是传感器报告的平均数量（ANSR）经常被用来描述或评价检测LLS的接拍的探测效率和性能参数。图3显示了NSR对于3个网络系统ALDIS、CESI-SIRF、以及联合网络在上面指定的区域，NSR用来统计雷暴。

图3传感器报告三个不同网络在46-47/10-12的地理区域

调查可以看出,该地区有一个整体NSR的增加,因此增加了性能，调查显示ALDIS网络在该地区只能发挥低性能（两个传感器仅捕捉到了其中46%的雷暴），比CESI-SIRF的性能还低。当然，对于DE而言联合网络是最好的网络系统，同时这也可以用ANSR来证明，并且在表2中被显示。

表2。ANSR对各个网络系统的反应

对于雷电的位置精度估计雷暴是由一个统计参数称为半50%的误差椭圆的长轴。误差椭圆描述一个地区围绕计算行程位置，有50%的雷暴发生在误差椭圆的面积内的概率卫50%。因此个人的半长轴的分布雷暴应该显示性能的显著增加合并后的网络。图4显示了这种分布趋势。

图4. 分布的半长轴为不同的网络

个人网络到结合网络发生的性能的改善是显而易见的。值得注意的是,计算误差椭圆的中风是一个函数的数量先生为保证标准差的计算和提供的时间和角度测量传感器。误差椭圆作为统计值可能不同于个体的实际精度雷暴。

4.通过闪电定位系统增加对雷电知识的了解

系统的闪电观测导致显著改善的知识闪电感兴趣的参数设计，

闪电密度在地面Ng(闪光每年每平方公里)是防雷的基本参数之一，

在过去Ng是建立在雷雨天的观察或CIGRE计数器的基础上。

闪电观测可能大幅提高知识，主要是因为LLS允许本地信息，（Diendorfer，Schulz，Mair，2000，Bernardi，Ferrari，2000）。

例如图5报告了2000年在西西里观察到的Ng。西西里是历史上一个闪电活动较低的地区：意大利的大部分领土标准属性Ng = 1.5（最小值在意大利的领土）。根据LLS的记录，相反，显示一个区域高密度值附近埃特纳火山和山脉旁边。这方面无疑是一个区域应该有更高的密度比价值历史数据所示, 因为埃特纳火山是一个高山(约3000米)的附加组山脉形成主要不连续西西里地面概要文件。

图5.西西里的Ng。2000个数据，东北地区在黑暗的灰色表示4个闪电每km每年，对应于埃特纳火山锥和环境。

几年的观察将导致一方面领土比现在的更可靠的地图参考,另一方面将允许比较闪电七十单一年/季。因此相关风险的闪电。，观察与互联网络像奥地利-意大利将导致一个公共基础信息与一个统一的衡量Ng在边境地区。这将有助于在性能分析和风险评估这些边境地区，传统的数据显示缺乏信息和不同国家之间的差异。

连续观察许可评估闪电活动与季节和获得可靠信息的正极和负极的闪电，如图6所示。

闪电峰值电流的值是另一个重要参数，闪电电流信息来源于测量电磁场发出的回击和接收的传感器。中值和标准偏差的Iog正常电流分布在意大利，使用完整的数据集在整个意大利，被发表在表3。

表3. 在意大利闪电电流计算<!--

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