延安地区雷电流幅值累积概率分布特征及计算公式

摘要

雷电流幅值累积概率是表征雷电活动频度,计算雷击闪络的必要参数.本文利用陕西省雷电定位系统资料分析了延安地区2009-2012年的雷电流数据,并对多种雷电流幅值累积概率公式进行了比较分析,同时引入雷电流概率密度公式,列举实例,分析了各累积概率公式所拟合的曲线与实测值所绘制曲线的误差,并用图例给出误差大小的直观比较;最后根据分析结果写出该地区带有未知系数α、β的正确形式的雷电流幅值累积概率计算公式,利用MATLAB的CFTOOL工具中的最小二乘曲线拟合方法对地闪进行拟合,求出拟合误差最小和拟合效果最好时的α、β值,得出该地区更为精确的雷电流幅值累积概率计算公式,并利用该地区2013年的雷电流数据对推导出的公式进行了准确性验证.结果表明:正闪的平均雷电流幅值明显大于负闪的平均雷电流幅值,而负闪的雷电流幅值分布比正闪的分布相对更集中;正闪的雷电流幅值累积概率的分布曲线相对比较平缓,而负闪的相对比较陡峭;利用规程公式拟合的曲线与实测值对应的曲线差异较大,而利用IEEE Std和CIGRE推荐公式分别拟合的曲线与实测值对应曲线的变化趋势一致,形状相似,相比规程公式IEEE Std的误差明显减小;当α=36.04,β=4.349时,拟合误差最小,拟合效果最好,并且发现雷电流Ic在0-150kA时,拟合误差在-0.025-0.018这个范围变化;当Ic=35kA时,拟合误差最大,为0.025,当Ic大于150kA时,拟合误差趋于0;拟合出该地区更为精确的雷电流幅值累积概率计算公式,并通过了准确性验证.