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。“这一发现解释了为什么在一 些地区未建输配电、通信基站铁塔前几乎没有落雷现象,建设通信基站铁塔后该地域每年多次遭到雷击;一些输配电线路杆塔接地电阻改造降低后,出现雷击次数反而增加。”
(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
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。
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。