新闻中心
隐身防雷技术是什么?
发表时间:2022-12-19 11:10:02


隐身是个通用的术语,是控制目标的可观测性或控制目标特征信号的技巧和技术的结合。隐身技术,又称低可观测性技术,通常是和隐身武器系统联系在一起的,是提高作战平台生存能力的作战需求、电磁理论和电子技术发展的共同作用的结果。

将“隐身”术语用到防雷上,接闪器便有了新鲜感。

某公司研究人员发现:人们对雷电的了解多是雷云形成和雷电击穿到大地的闪电。但是,雷电从形成到击穿的发展过程鲜有报道。通过 高压物理仿真模拟试验可进一步揭示雷电发展过程,当雷云达 到一定的电场强度时,雷云在约  600  米高空以上时会产生以大地为目标的放电先导(即无目标放电);雷云在约 600 米高空 以下时会产生有目标的放电先导,这个目标就是能产生向上先 导的物体,且该物体的接地电阻越小越容易产生向上先导。“这一发现释了为什么 些地未建输电、通信站铁塔几乎没有雷现象通信站铁塔该地域每多次遭雷击;输配电线地电改造低后出现击次反而。”

于是,提出了“基于均匀电场的隐身防雷技术”。

(以下内容摘自网络上关于隐身防雷技术的介绍,供大家讨论)。

提出隐身防雷技术

当雷云在约 600 米高空以下产生了有目标的放电先导时, 被保护物体若能抑制产生向上先导,则可避免直击雷、绕击雷 以及降低感应过电压的问题。基于新发现和均匀电场原理,我 们提出了隐身防雷概念。在宏观上,隐身防雷技术是把极不均 匀的电场改变为相对均匀的电场环境;微观上,隐身防雷技术 是通过分形方法抑制向上先导电荷,降低原有线路或风机顶部的电荷强度,并在雷电释放过程时降低感应波形前沿的幅值和陡度,达到保护的目的。类似人们在治理洪水时所使用的“堵” 与“疏”理念,利用隐身防雷与现有避雷针、避雷线、避雷器 等技术的共同应用,达到防雷的“堵”与“疏”的目的。

模拟试验地点

东北电力大学高压实验室,具有模拟雷云条件的先进技术 和设备,电压可达到 160 万伏。同时,该实验室经过几十年研究,在模拟雷电方面积累了大量经验和数据。

模拟试验相关数据参数及说明

1.试验模型的比例尺度是   1:1000;
2.自然界雷云放电高度一般在 600 米~1000 米范围,本试 验模拟垂直高度取 900 米,在实验室的模拟垂直地面高度是 900 毫米;
3.模拟雷云电场,采用负极性静电场;
4.实际自然界的击穿电压与许多自然条件有关,但是比例 关系是有相似性;
5.与自然界发生雷电时不同,实验室可连续发生闪电,自然界只发生一次其电荷就释放完能量,不会发生第二次闪电; 
6.自然界发生雷电时的条件是电场强度、放电目标的相对距离及温度、湿度、气压等许多自然条件有关。被保护物体相 对其它物体在一定时间内提高自身能力后将会发生不同的结果。

模拟防雷试验情况

试验分别针对输配电线路、风电机组、通信杆塔进行防雷试验,并制作等比例模型及将设备置于与实际相近的等比例空间位置。

1.输配电线路模型防雷试验 在输电线路(铁塔)模型试验中,将中间位置的杆塔安装隐身防雷技术,两端杆塔未安装,每个杆塔模型间的水平距离是 200 毫米(相当于实际距离 200 米)。模拟雷击时,将有隐 身防雷技术的杆塔置于放电针正下方。试验结果:每次雷击都落在远处没有防雷技术的杆塔上。

2.模拟接地电阻

在配电线路(水泥杆塔)模型试验中,将右数第 2 杆塔安 装隐身防雷技术,其余杆塔未安装,每个杆塔均接入 2MΩ接地 电阻,每个杆塔模型间的水平距离是   150  毫米(相当于实际距离  150 米)。模拟雷击时,将有隐身防雷技术的杆塔置于放电针正下方。

试验结果:每次雷击都落在远处没有防雷技术的杆塔上。 同时,证明了使用隐身防雷技术的杆塔不需要改造接地,没有 接地网的水泥杆塔同样不需要增加接地网。

模拟防雷试验结论

试验数据结果证明了隐身防雷技术的有效性。基于均匀电 场的隐身防雷技术,可将雷电击穿电压提高 10~15%,适用于所有电压等级的交、直流输配电线路、风电机组、通信杆塔,能有效预防带电运行设备遭受雷击,减弱感应过电压的问题,且无需改造接地电阻。隐身防雷技术为解决雷害这一世界性难题提供了新的研究思路。

在实际自然环境中,雷电的产生更加复杂,与电场强度、 放电目标的相对距离以及温度、湿度、气压等许多自然条件因素有关。隐身防雷技术需要根据不同的环境特点进行有针对性 的设计,以达到更加显著的防雷效果。
-----------------------------

据称,该技术通过了中国电力企业联合会鉴定,取得国家发明专利。有兴趣的读者可以上网查询。

相关链接
不用避雷针、避雷器,如何实现1000平方公里的防雷保护?
接闪器测试系列问题(9)——不同形状接闪器在静电场中的场强分布!
接闪器测试系列问题(8)——电极板形状与均匀电场
提前放电避雷针的测试过程(视频)
非常规避雷针:客观分析,谨慎对待
对非常规避雷针的一点看法

自然界中的雷电不可能消失
人类对技术进步的向往和冲动也不可能终止
技术进步带来的潜在威胁
只能靠技术的继续进步来解决