直击雷防护系统方案

一、概述

避雷针（带）引雷入地造成的反击、跨步电压、接触电压和雷电冲击感应过电压和二次电磁辐射造成的危害仍然存在。形成接闪器引雷泄放越多危害越多的结果。因此，采用先进的非“引雷入地”式防雷保护装置，意义重大、势在必行！

传统直击雷防护采用接闪器，俗称的“避雷针”；由最新版国标GB50057-2010建筑物防雷设计规范正名为“接闪杆”。采用接闪杆，在接闪的过程中，引雷入地要求有小电阻和足够大的接地散流面积，所需的费用很大，在移动装备的实际操作中很难能够实现。接闪杆在接闪的过程中释放了危害最大的电涌源，引雷入地造成了二次危害，在电子时代尤其接地装备的使用过程不可忽视。

引雷入地造成的雷击危害效应，即：直接的电效应、热效应、机械效应和次生的静电感应、电磁感应等二次危害。

本方案的直击雷防护系统使用国内最先进的抑制雷电装置对直击雷雷电防护技术综合设计而成。

二、设计引用的相关技术标准

GB50057-2010. 建筑物防雷设计规范

IEC62305-1～4: 2006/GB/T21714-2015 雷电防护

GBJ79-85. 工业企业通讯接地设计规范

GB50343-2004. 建筑物电子信息系统防雷技术规范

GJBT-516 (03).建筑物防雷设施安装

GB50205-2001. 钢结构工程施工质量验收规范

GB/T 13384-2008 机电产品包装通用技术条件 

GJB6556-2008《军用气象装备定型试验方法》

三、抑制雷电装置直击雷防护

对保护目标的雷电防护最主要的是，要避免直接雷击和近距离落雷。这样既避免了直击雷也减弱了近距离落雷造成的强暂态电磁脉冲感应对强弱电系统的危害。

抑制雷电装置在雷云作用下，感应电荷达到一定浓度后，局部电场使周围空气分子电离，产生等离子，负离子被氧分子捕获生成负氧离子，正离子向上飘移，中和云地之间电荷，破坏雷电先导的形成条件，有效阻断雷电发生。

≧抑制雷电装置的保护角度大，重量轻。设备结构采用全固化器件，解决了易损和老化的难题。可在长达20年以上的有效使用寿命周期内，无使用维护的特殊要求。便于安装在不便攀登的较高建筑物（塔）顶或升降支撑载体上。

抑制雷电装置从材料到制造工艺、产品结构、外观设计均拥有独立的自主知识产权。为了适应不同环境、不同领域、不同用途和极端自然条件下的需要，产品分为固定使用专用型、移动目标防雷专用型、适应恶劣环境专用型、风力发电机组防雷专用型等系列产品。

抑制雷电装置配置雷电预警器、雷电记录仪、雷电计数器及其他检测设备等，可提供实时观测和存储读取或远程发送地面雷电发展信息。

四、抑制雷电装置的特点：

4.1、非引雷电流入地。利用雷云自有电能，通过本装置消弱其带电能强度。

4.2、保护面积大。本装置是作用于带电云体，保护角度可≧85度。保护半经可达到安装高度的10倍以上。传统防雷装置是采用自身引雷入地方式使被保护物免遭雷击，保护范围有限，工程难度大，对构筑物有损伤。

 4.3、可大幅度减少雷电感应灾害。由于本装置抑制了直击雷发生，避免了雷电能集中瞬间释放产生的强雷电波，故可大幅度减少电器设备的雷电波侵入造成的损失。

4.4、本装置对接地电阻要求低，≦500欧姆（1000欧姆一样正常工作）。

4.5、本装置不需像传统避雷针那样通过接地体泄放强大的雷电流，因而不会造成“引雷入地”雷电电磁脉冲（LEMP）引起的雷电电磁感应、反击、浪涌、跨步电压、接触电压增高等现象带来的危害。解决了避雷针（带）所有的缺陷。

4.6抑制雷电装置对雷云电场作用机理见下图：

抑制雷电装置对雷云电场作用机理示意图

五、抑制雷电装置工作机理

 本装置由云底电荷引聚单元、地面异性电荷引聚单元、多级电离处理单元组成。

鉴于当雷云移入本装置保护区域时，近地面层会自然感应大量的与雷云底部电荷极性相反的异性电荷的特性。

本装置通过分别引聚上部雷云底部电荷（负或正极性）和下部地面层异性电荷（正或负极性）至多级电离处理单元中。采用多级延面介质放电方式对空气分子进行放电电离，从而产生大量带有正、负电荷的带电离子。这些离子在雷电发生前的空间强电场力作用下，遵照异性相吸原理分别向雷云底部电荷强聚集区和地面异性电荷强聚集区快速移动并与之中和，还原成空气分子。大幅度减弱保护区内的电场强度，阻断雷电先导贯通，实现保护区内无直击雷产生。

本装置利用雷电发生前，雷云底部和近地层高密度聚集电荷的自身能量，通过本装置对空气分子实施电离，无须电源供给。

经仿真计算，电荷引聚单元的独特设计，可使本装置的局部电场强度高于被保护物体的电场强度数十倍。

经国家权威机构测试，本装置也具有良好的接闪性能。引下线上仅有微弱的残余电流电压。在人为急速加电压模拟雷击接闪测试中，引下线上增加到500欧姆电阻宜可正常工作。

六、抑制雷电装置组成

 抑制雷电装置由引聚单元、离子发生单元、固定连接单元、智能检测单元、支撑体等基本单元组成。支撑体可以独立杆塔或升降机构独立使用。智能检测单元可根据用户的需求采用。整个系统组成如图1所示。