齊靜靜

摘 要：基于Java和Oracle數(shù)據(jù)庫進(jìn)行閃電定位資料數(shù)據(jù)處理，結(jié)合近年來閃電定位資料的大數(shù)據(jù)分析，對2013-2019年油田配電網(wǎng)區(qū)域的雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到油田電網(wǎng)區(qū)域及電力線路的雷擊強(qiáng)度和雷擊大地密度的精細(xì)化網(wǎng)格數(shù)據(jù)。分析結(jié)果表明：區(qū)域平均雷擊強(qiáng)度在15kA左右，局部地區(qū)雷擊強(qiáng)度較大，最大值達(dá)36kA;雷擊大地密度由東北向西南呈現(xiàn)出遞增的趨勢，南部雷暴較為頻繁，大部分區(qū)域雷擊大地密度約2次/km2·a。上述雷擊強(qiáng)度和雷擊大地密度的精細(xì)化網(wǎng)格數(shù)據(jù)對油田電力線路的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和差異化防護(hù)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng);雷電活動(dòng);雷擊大地密度;雷擊強(qiáng)度

0 引言

閃電定位系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了雷電觀測的準(zhǔn)確性、連續(xù)性和可靠性，為雷電特征分析和雷電災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警提供了有效支撐[1]。本文基于山東省閃電定位系統(tǒng)獲取的閃電定位資料，采用基于Java和Oracle數(shù)據(jù)庫的閃電定位資料數(shù)據(jù)處理方法，對油田電網(wǎng)區(qū)域的雷電活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，得到油田電網(wǎng)區(qū)域范圍的雷擊強(qiáng)度和雷擊大地密度精細(xì)化網(wǎng)格數(shù)據(jù)。同時(shí)以兩條電力線路為例，獲取了電力線路雷擊強(qiáng)度和雷擊大地密度的精細(xì)化數(shù)據(jù)，為線路的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和差異化防雷設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)資料。

1 雷電資料收集及分析處理

1.1 資料收集

為確定油區(qū)雷電環(huán)境及雷電活動(dòng)規(guī)律，利用2013-2019年的閃電定位資料，對油田配電網(wǎng)區(qū)域雷電的時(shí)空分布特征及其活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究。閃電定位系統(tǒng)為LDII型閃電定位系統(tǒng)，為時(shí)差與磁定向相結(jié)合的定位方式[2-3]。

1.2 基于Java和Oracle數(shù)據(jù)庫的閃電定位資料數(shù)據(jù)處理

Oracle 數(shù)據(jù)庫提供了常用的數(shù)據(jù)提取和加載工具SQL*LOADER，它是讀取一個(gè)文本文件并將數(shù)據(jù)放入Oracle表中的一個(gè)Oracle 產(chǎn)品。SQL*LOADER對于固定長度的格式及固定分隔符的格式使用方便。但閃電定位資料對時(shí)間字段進(jìn)行了分割，在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)則要把分割的時(shí)間字段合并成一個(gè)，并且某些閃電定位資料含有中文內(nèi)容，SQL*LOADER對這樣資料的加載難以實(shí)現(xiàn)。利用Java 語言方便的解決了閃電定位資料中時(shí)間字段分割而不能直接被Oracle 數(shù)據(jù)庫提取的難題，將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Oracle數(shù)據(jù)庫之中，再利用sql語句統(tǒng)計(jì)分析閃電資料，最后將統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫，使用第三方軟件繪圖，分析閃電的活動(dòng)規(guī)律。

2 油田配網(wǎng)區(qū)域雷擊大地密度和雷擊強(qiáng)度的精細(xì)化研究

2.1 山東省雷擊大地密度和雷擊強(qiáng)度精細(xì)化研究

根據(jù)山東電網(wǎng)雷電監(jiān)測定位系統(tǒng)的閃電資料，將研究區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格的閃電次數(shù)，對地閃探測資料按照探測效率90%進(jìn)行了修正。利用sufer軟件將山東省閃電定位數(shù)據(jù)資料處理制成閃電的雷擊密度及強(qiáng)度的等值線圖。

由圖2可以看出，山東省大部分區(qū)域的閃電密度在1.5次/km2·a以下，中部的大部分地區(qū)雷擊大地密度在3.0次/km2·a以上，而南部以及西南部的小部分地區(qū)的雷擊大地密度在6.0次/km2·a以上，最高可達(dá)到11.5次/km2·a。因此山東省東部以及北部雷擊比較少，而中部往西南方向地區(qū)雷擊較為頻繁。山東省總體閃電強(qiáng)度較低，大部分地區(qū)雷擊強(qiáng)度在25kA以下，極個(gè)別地區(qū)雷擊強(qiáng)度在40kA以上。

整體上看，山東省閃電的強(qiáng)度分布基本呈現(xiàn)均勻狀態(tài)，東部與西部邊緣的小部分地區(qū)強(qiáng)度略高;雷擊大地密度呈現(xiàn)出中間高四周低的狀態(tài)，南部以及西南部小部分地區(qū)雷擊大地密度特別高。

2.2 配網(wǎng)區(qū)域雷擊大地密度和雷擊強(qiáng)度精細(xì)化研究

山東省雷電活動(dòng)基本特征研究基礎(chǔ)上，開展油區(qū)雷電參數(shù)的精細(xì)化數(shù)據(jù)研究。分析過程中，將油區(qū)分為北部、南部油區(qū)。

北部油區(qū)經(jīng)度跨度約150km，緯度跨度50多公里，在該狹長的區(qū)域，平均雷擊強(qiáng)度在15kA左右，主要集中在12kA-18kA區(qū)間。局部地區(qū)雷擊強(qiáng)度較大，最大值出達(dá)36kA，小部分區(qū)域雷擊強(qiáng)度處于10kA以下。

在該狹長的區(qū)域的西部雷擊大地密度處于1 次/km2·a左右，東部地區(qū)的雷擊大地密度普遍比西部地區(qū)的高。雷區(qū)中心雷擊大地密度可達(dá)2.9次/km2·a，此數(shù)據(jù)和該地區(qū)雷暴日計(jì)算出的雷擊大地密度3.22次/km2·a基本相符。

南部油區(qū)經(jīng)度跨度達(dá)100多公里，緯度跨度50多公里，在該狹長的區(qū)域，大部分地區(qū)的雷擊強(qiáng)度在15kA左右，部分地區(qū)雷擊強(qiáng)度處于10kA以下，有很小的部分區(qū)域雷擊強(qiáng)度處于20kA以上。

在該狹長的區(qū)域的南部雷暴較為頻繁，南部的大部分區(qū)域雷擊大地密度處于2 次/km2·a;西北及東北部雷擊大地密度普遍比南部地區(qū)偏低，一般在 1.5次/km2·a以下。該區(qū)域雷擊大地密度可達(dá)3.1次/km2·a。

3 油區(qū)主要配電線路沿線雷電分布規(guī)律

3.1 線路一沿線閃電分布規(guī)律

采三線沿線雷擊大地密度約為1.15次/km2·a-1.25次/km2·a，強(qiáng)度約為14-22kA，沿線雷擊密度較大，容易發(fā)生雷擊事故。北邊雷擊大地密度在0.7次/km2·a以下，強(qiáng)度在8-18kA左右，西邊雷擊大地密度1.35次/km2·a以上，強(qiáng)度在10-18kA左右，因此北部雷擊比較少，西部雷擊比其他區(qū)域要多一些。

3.2 線路二沿線閃電分布規(guī)律

線路二的沿線雷擊大地密度由西南向東北方向遞減，西南部雷擊大地密度約為1次/km2·a-1.5次/km2·a，雷擊強(qiáng)度在為8kA-28kA之間，東北部雷擊大地密度在0.3次/km2·a以下，強(qiáng)度在0-8kA之間。

4 結(jié)論

①油田電網(wǎng)區(qū)域的雷擊強(qiáng)度分布比較均勻，一般在6kA-22kA之間，東北部區(qū)域雷擊強(qiáng)度略高一些，個(gè)別小區(qū)域雷擊強(qiáng)度達(dá)到54kA;雷擊大地密度由東北向西南呈現(xiàn)出遞增的趨勢，閃電多發(fā)生在西南部區(qū)域，雷擊大地密度在1.0次/km2·a-1.9次/km2·a之間;

②對線路一而言，西部雷擊較為頻繁，一般在1.35次/km2·a以上，北部雷擊較少，基本在0.7次/km2·a以下;該區(qū)域閃電強(qiáng)度一般在8kA-18kA之間，中部個(gè)別區(qū)域閃電強(qiáng)度在26kA以上。對線路二而言，雷擊大地密度由東北向西南呈現(xiàn)出遞增的趨勢，東北區(qū)域雷擊較少，基本趨近于0，西南區(qū)域雷擊較為頻繁，一般在1.4次/km2·a以上;該區(qū)域雷擊強(qiáng)度一般在8kA-28kA之間，東部雷擊強(qiáng)度在8kA以下，北部以及南部個(gè)別區(qū)域在40kA以上。

參考文獻(xiàn)：

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