大气电场仪在溪洛渡水电站坝区雷电监测中的作用初探

时间：2024-10-12 百科知识版权反馈

【摘要】：大气电场仪可以直观地监视到雷暴发生的性质、强度和过程持续时间。因此，大气电场仪在坝区雷电监测中的作用是不可忽视的。电场仪首次报警时间为3时00分，坝区初次闻雷时间为3时20分，对应电场值为－12.125kV/m，从首次报警到坝区出现雷暴历时约为20分钟，为我们向各服务单位发布预警信息并及时做出预防措施提供了较为充裕的时间。电场仪在雷暴发生前33分钟就发出预警，为相关单位作出防范措施提供了充裕的时间。

四、大气电场仪在溪洛渡水电站坝区雷电监测中的作用初探

大气电场仪可以直观地监视到雷暴发生的性质、强度和过程持续时间。因此，大气电场仪在坝区雷电监测中的作用是不可忽视的。

1.大气电场仪在溪洛渡坝区2006年主汛期雷电监测中的作用

（1）一次东风倒槽西进影响坝区的强雷雨天气过程

图9.44　溪洛渡坝区2006年7月18日2：30～9：30地面电场强度变化图

我们暂定电场仪预警阈值为±7.0kV/m，规定从首次预警开始到最后一次报警这个期间为雷暴过程。这次过程出现在7月18日2：30～9：30之间。此次强雷暴过程持续时间长，强度大（见图9.44），同时伴随着一次暴雨天气过程，过程（02～10时）雨量达到53.2mm。这次过程是由今年第5号台风“格美”登陆后西进产生的东风倒槽影响坝区造成的。电场仪首次报警时间为3时00分，坝区初次闻雷时间为3时20分，对应电场值为－12.125kV/m，从首次报警到坝区出现雷暴历时约为20分钟，为我们向各服务单位发布预警信息并及时做出预防措施提供了较为充裕的时间。

图中每个突变表示闪电放电一次，电场负值表示接地雷（直击雷）或感应雷，释放出巨大的能量，对地面设施，尤其对坝区的电力设施造成严重威胁，需要及时做出预防措施，避免造成人员伤亡和财产损失。电场正值表示云上闪电，对地面设施不会造成明显的影响。这次强雷暴过程持续了约7个小时，最强时段出现在3：20～6：50之间，在这个时段雷电发生的频次较为密集，电场正负极大值分别达到50.0kV/m和－43.236kV/m。

（2）一次冷锋过坝区产生的强雷雨天气过程

图9.45　溪洛渡坝区2006年7月22日17：30～23日1：30地面电场强度变化图

这次过程出现在7月22日17：30～23日1：30之间。此次强雷暴过程持续时间较18日那次更长，强度更大（见图9.45）。这次过程是一次冷锋过境所产生的非常激烈的雷雨天气过程，但是雨量仅达到中雨量级。电场仪首次报警时间为17时45分，坝区初次闻雷时间为18时20分，对应电场值为－13.81kV/m，从首次报警到坝区出现雷暴历时约为35分钟。强雷暴过程持续了约8个小时，最强时段出现在21：30～0：30之间，雷电发生的频次非常密集，电场正负极大值分别达到50.0kV/m和－50.0kV/m。

（3）一次高空低槽切变过境产生的强雷暴过程

图9.46　溪洛渡坝区2006年7月31日13：30～23：30地面电场强度变化图

这次过程出现在7月31日13：30～23：30之间。此次过程是伴随一次高空低槽切变过境而产生的强雷暴天气过程。过程降雨量为阵雨量级。过程持续时间近10个小时，强度非常强，雷电出现的频次非常高，电场正负极大值分别达到50.0kV/m和－50.0kV/m。电场仪首次报警时间为13时28分，坝区初次闻雷时间为13时51分，对应电场值为－12.149kV/m，从首次报警到坝区出现雷暴历时约为23分钟（见图9.46）。

（4）一次坝区局地对流产生的雷雨天气过程

这次雷雨过程发生在8月4日5：30～8：30之间，是一次副高外围西南暖湿气流所产生的局地对流天气过程，过程出现较为突然，伴随着强雷暴。这次过程雷电发生的频率不高（见图9.47），但是强度很强，电场正负极大值分别达到50.0kV/m和－50.0kV/m。电场仪首次报警时间为5时54分，坝区初次闻雷时间为6时24分，对应电场值为－12.173kV/m，从首次报警到坝区出现雷暴历时约为30分钟。

图9.47　溪洛渡坝区2006年8月4日5：30～8：30地面电场强度变化图

2.大气电场仪在溪洛渡坝区2007年雷电监测中的作用

2007年4月份溪洛渡坝区电场仪开机以来，监测到多次雷电过程，下面将对这一些有代表性的过程做对比分析，以找出电场仪的内在规律。

（1）对强雷暴的预警

图9.48　溪洛渡坝区2007年4月23日17：50～23：00地面电场强度变化图

4月23日：首次报警时间是17时54分，对应电压为＋7.02kV/m；17时58分三坪闻雷，对应电压为＋21.819kV/m；雷暴在20时22分达到最强电压－50kV/m；过程持续到22时57分结束（见图9.48）。这次过程在三坪闻雷前4分钟发出警报，在坝区雷暴达到最强（－50kV/m）前2个多小时我们就通知了各个相关单位做好预防措施，达到较好服务效果。

5月20日：首次报警时间是19时01分，对应电压为－7.265kV/m；19时23分三坪闻雷，对应电压为＋14.64kV/m；雷暴在19时43分达到最强电压－50kV/m；过程持续到21时19分结束（见图9.49）。这次过程在三坪闻雷前22分钟发出警报，在坝区雷暴达到最强（－50kV/m）前2个多小时我们就通知了各个相关单位做好预防措施，达到较好服务效果。这次过程雷暴发生的强度非常强，而且频率高，雷声密集，击地雷占多数，如果不做好防范措施，将会对电力系统造成较大损失。

图9.49　溪洛渡坝区2007年5月20日19：00～21：40地面电场强度变化图

6月28日：首次报警时间是19时19分，对应电压为＋7.167kV/m；19时23分三坪闻雷，对应电压为＋11.807kV/m；雷暴在20时47分达到最强电压－50kV/m；过程持续到22时27分结束。这次过程在三坪闻雷前4分钟发出警报，在坝区雷暴达到最强（－50kV/m）前1个半小时我们就通知了各个相关单位做好预防措施，达到较好服务效果。这次过程雷暴最密集的时段大约在20∶30～21∶00之间（见图9.50），从图可知，雷暴以击地雷（电场值为负值为击地雷）为主，这种雷电会对地面设施，尤其是对坝区的电力设施会造成严重威胁，必须及时防范。

8月24日：首次报警时间是6时29分，对应电压为＋7.094kV/m；6时23分三坪东北方向出现远雷，对应电压为＋2.381kV/m；雷暴在6时48分达到最强电压－50kV/m；过程持续到14时55分结束（见图9.51）。这次观测到的雷电发生时间比报警时间偏早6分钟，而且电压仅仅达到＋2.381kV/m，这并不能说明电场仪出现问题，而是观测到的雷电发生地点超过了电场仪的正常观测范围。这次雷电持续的时间近8个小时，是今年罕见的，发生的频率不是很高，对地面设施的伤害不是很大，但是也必须及时做好预防措施。

8月31日：首次报警时间是9时12分，对应电压为－7.143kV/m；9时45分三坪出现响雷，对应电压为－12.711kV/m；雷暴在10时08分达到最强电压－50kV/m；过程持续到13时12分结束。这次雷暴过程大约集中在10：00～11：30之间（见图9.52），主要以击地雷为主，而且强度非常强，出现很多次负极大值。电场仪在雷暴发生前33分钟就发出预警，为相关单位作出防范措施提供了充裕的时间。

图9.50　溪洛渡坝区2007年6月28日19：00～22：30地面电场强度变化图

图9.51　溪洛渡坝区2007年8月24日6：20～15：00地面电场强度变化图

图9.52　溪洛渡坝区2007年8月31日9：00～13：30地面电场强度变化图

（2）对弱雷暴的监测

7月29日：这次雷电过程较弱，持续时间也不长。电场仪首次报警时间在18时17分，18时18分三坪东北方向出现闪电，对应电压为＋4.725kV/m，雷电在18时49分达到最强的－33.077kV/m（见图9.53）。这次过程中，电场强度仅仅为＋4.725kV/m就观测到闪电，是因为闪电发生的地点超过了电场仪的正常观测范围。

8月6日：这次过程非常弱，在坝区仅仅观测到远处发生闷雷。电场仪首次报警时间在20时49分，闻雷时间为21时08分，对应电场为－6.288kV/m，过程最强电场仅仅为－12.613kV/m，对坝区地面设施基本不会造成影响（图略）。

8月21日：这次过程也很弱，首次报警时间为14时33分，对应电场为－7.143kV/m；14时28分三坪西北方向闻雷，对应电场为－3.626kV/m；过程仅仅持续10多分钟，最强电场为12.002kV/m。这次过程中，坝区未出现明显雷声，为典型的远雷（图略）。

8月22日，8月28日，8月29日这三天都出现了远雷情况，但是坝区电场仪没有发出报警，说明雷电发生的地点较远，而且移向是偏离坝区的（图略）。