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天津津静收费站雷击事故分析及防护方法的探讨

作　者: 周倩
导　师: 肖稳安
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 大气遥感科学与技术
关键词: 雷电雷击事故高速公路收费站
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

雷电是发生在大气中一种强烈的放电现象,在地球上无时无地都在发生。它对现代社会高度依赖的计算机网络等电子信息系统潜伏着严重的危害性。近年来随着社会发展,国家增加了对高速公路基础建设的投资,高速公路呈现出快速发展态势。高速公路收费站一般位于地理位置比较空旷的城郊结合部,地势平坦,周围无高大建筑物,并且随着高速公路收费系统智能化的发展,各种先进的电子信息设备正广泛地应用于高速公路收费系统中,这些电子信息设备存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点,极易受到雷电的干扰和危害。因此,对高速公路的雷电防护技术提出了更高更新的要求和挑战。天津高速公路网络是全国高速公路网中重要组成部分,自从投入运营,多次遭受不同程度的雷击损坏,特别是天津京沪高速公路津静收费站于2009年6月16日发生的一次雷击事故,造成收费系统大面积瘫痪,严重影响了收费工作的正常运行。这次雷击事故,在所有天津高速公路收费站的雷击事故中是范围最广,设备损坏最严重的一次,极具有典型性。因此,本文就以此次雷击事故为切入点,通过对津静收费站所在地理位置的现场实际勘察,收集了雷击发生的相关气象、闪电定位仪监测资料,重点分析了造成此次雷击事故的原因,并对该站做了雷电灾害风险评估,最后,研讨了降低此收费站雷击风险的可行性方法,以利达到减小雷击事故发生的目的。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章绪论  8-12
  1.1 高速公路的发展  8-9
  1.2 高速公路雷电防护的现状  9
    1.2.1 目前高速公路雷电防护存在的问题  9
    1.2.2 国内外高速公路雷电防护研究的发展  9
  1.3 本文研究的背景及内容  9-10
    1.3.1 研究的背景  9-10
    1.3.2 研究的主要内容  10
  参考文献  10-12
第二章津静收费站及所处环境特征  12-22
  2.1 资料来源  12
  2.2 津静收费站的建筑结构和电力电子系统  12-15
    2.2.1 津静收费站建筑结构  12-13
    2.2.2 津静收费站的供电系统  13
    2.2.3 津静收费站的电子信息系统  13-14
    2.2.4 津静收费站的线缆敷设概况  14-15
  2.3 津静收费站防雷装置现状  15-16
    2.3.1 外部防雷装置  15
    2.3.2 内部防雷装置  15-16
  2.4 津静收费站所在地区气候环境特征  16-17
  2.5 津静收费站所处雷电环境分析  17-21
    2.5.1 天津地区平均雷暴日  17-18
    2.5.2 天津地区地闪频次分布  18-19
    2.5.3 天津地区地闪极性分布  19-20
    2.5.4 天津地区地闪强度分布  20-21
  参考文献  21-22
第三章津静收费站一次雷击事故调查分析  22-29
  3.1 雷击事故时的天气现象和闪电情况  22-23
  3.2 现场调查  23-24
    3.2.1 雷击点位置勘察  23
    3.2.2 雷击设备损坏情况  23-24
  3.3 雷击原因分析  24-28
    3.3.1 高杆灯维修电源插座断路器损坏原因  24-26
    3.3.2 收费岛区域电子设备损坏原因  26-28
  3.4 小结  28
  参考文献  28-29
第四章津静收费站雷电灾害风险评估  29-46
  4.1 相关参数的选取  29-32
    4.1.1 建筑物相关数据选取  29-30
    4.1.2 内部电子信息系统及相连线路的相关参数选取  30-32
  4.2 收费站的分区及其特性  32-35
    4.2.1 收费站的分区  32
    4.2.2 各分区相关参数选取  32-35
  4.3 相关量的计算  35-42
    4.3.1 过渡性参数的计算  35-38
    4.3.2 建筑物和线路截收面积的计算  38-40
    4.3.3 年平均危险事件次数的估算  40-41
    4.3.4 各风险分量及其计算结果  41-42
  4.4 风险结果分析  42-44
  参考文献  44-46
第五章津静收费站雷电防护技术探讨  46-60
  5.1 雷电侵害津静收费站电子信息系统的方式及途径  46
  5.2 降低津静收费站雷电闪击频次和相对强度的讨论  46-50
    5.2.1 接闪器高度与其接闪概率  47
    5.2.2 接闪器高度与散击区面积  47-48
    5.2.3 雷击点距离与雷电感应过电压  48-49
    5.2.4 津静收费站降低接闪器高度的可行性分析  49
    5.2.5 津静收费站接闪器的设置  49-50
  5.3 从传播路径上减少雷电电磁脉冲方法的探讨  50-53
    5.3.1 收费站雷电干扰源特征及屏蔽方法分析  50-51
    5.3.2 津静收费站屏蔽装置的设置  51-53
  5.4 津静收费站接地系统探讨  53-55
    5.4.1 津静收费站接地方式分析  54-55
    5.4.2 收费站接地装置设置  55
  5.5 津静收费站等电位联结方法探讨  55-57
    5.5.1 津静收费站等电位联结结构类型分析  56
    5.5.2 津静收费站等电位联结设置  56-57
  5.6 津静收费站电涌抑制方法的探讨  57-59
    5.6.1 电涌保护器保护原理  57
    5.6.2 津静收费站浪涌保护器的设置  57-59
  5.7 小结  59
  参考文献  59-60
第六章总结与展望  60-62
  6.1 结论  60
  6.2 论文的创新点  60-61
  6.3 存在问题  61-62
致谢  62-63
攻读研究生学位期间发表论文情况  63

天津津静收费站雷击事故分析及防护方法的探讨

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