一、传统避雷针 “引雷入地” 方式的核心弊端与安全隐患

煤炭矿区作为雷电灾害高风险场景，地面高耸的井架、传输带、变电站与井下易燃易爆的瓦斯环境、精密监控设备形成双重威胁，传统避雷针的 “引雷” 逻辑在此场景下存在致命缺陷：

（一）防护范围局限，形成安全盲区

传统避雷针依赖 “尖端放电” 原理引雷，保护半径仅为安装高度的 1-2.7 倍，对于绵延数平方公里的露天矿场、分散的转载站及井下通风口等区域，需密集布设才能覆盖。山西某煤矿曾因避雷针间距过大，导致 2023 年雷暴中传输带电机被直击雷损毁，停产 3 天造成直接损失超 200 万元。更严重的是，矿区复杂地形易产生 “绕击效应”，雷电绕过避雷针击中未防护区域的油罐或瓦斯抽放管，直接触发爆炸风险。

（二）二次灾害频发，触发连锁事故

“引雷入地” 过程中，雷电流瞬间泄放产生的过电压、地电位抬升、跨步电压等次生危害，成为矿区安全的隐形杀手：

1、地电位抬升可使接地网电位骤升数千伏，通过设备接地线传导至井下，击穿防爆通讯设备绝缘层，引发电火花点燃瓦斯，美国、俄罗斯均发生过此类致百人伤亡的事故；

2、跨步电压对露天作业人员构成直接威胁，墨西哥某矿场曾因雷击导致 haul truck 轮胎爆炸，飞溅碎片造成 2 名工人死亡，根源便是接地系统泄流不畅形成的跨步电压场；

3、感应过电压沿电缆窜入井下，可能误触发电雷管爆炸，或损毁人员定位系统，导致 275 名工人被困井下的极端情况。

（三）接地系统适配性差，维护成本高昂

矿区多为岩石、戈壁等复杂地质，传统避雷针要求接地电阻≤4Ω，需大规模开挖敷设铜材或接地模块。某陕北煤矿接地工程中，仅爆破开挖岩石的施工费就达 120 元 / 米，整体接地网成本超 80 万元。更棘手的是，矿区土壤含硫量高，接地体年腐蚀率达 15%，需每季度检测维护，单次检测费用占工程总价的 8%，且潮湿、粉尘环境易导致接地电阻反弹，形成 “维护 - 失效 - 再维护” 的恶性循环。

二、雷安通主动抑制雷装置的矿区适配解决方案

雷安通通过 “主动干预雷电先导条件的形成” 而非 “被动引雷” 的技术路径，从源头破解矿区防雷痛点，其核心方案围绕 “全域防护、从源头提前化解雷电形成、成本优化” 展开：

（一）技术原理与矿区场景的精准匹配

雷安通主动抑制雷电装置工作原理：在自然环境大气电场和雷云感应下，在设备中快速聚集空间电场的能量形成局部强电场。因此，驱动附近空气电离，产生出高浓度的正负离子。正离子中和云层底端的负电荷，负离子中和地面感应的正电荷，从而消减云地之间的电势，阻断雷电先导的形成和发展。利用改变雷云电场技术实现大面积防止雷击产生的目的，有效抑制雷击对地面的危害。可以在保护角≥85°范围内有效阻止直击雷的发生；实现安装高度10～14倍保护半径大范围内无直击雷发生。该项先进的雷电防护技术，克服了传统防雷技术存在接闪引雷后泄放不及时导至的过电流、过电压、地电位抬升、跨步电压等雷电的二次危害问题。这一原理完美适配矿区需求：

1、大面积覆盖：保护角≥85°，保护半径达安装高度的 10-14 倍。在 30 米高的井架顶端安装 1 台装置，即可覆盖直径 600 米的区域，相当于 23 台传统避雷针的防护范围，彻底消除露天矿场、料场的防护盲区；最大保护范围达到直径2400米，相当于一台设备保护6789亩地。

2、本质安全特性：无需引雷入地，从根源杜绝过电压、地电位抬升等二次灾害。南非某煤矿采用该技术后，即使遭遇强雷暴，变电站的发电机、水泵等关键设备未出现过浪涌损坏，彻底避免了 “雷击 - 停电 - 井下 flooding” 的连锁事故；

3、复杂地质适配：对接地电阻要求≤500Ω 即可正常工作，无需大规模改造接地网。在山西大同某岩石矿区，仅通过简单的接地极敷设就满足要求，接地工程成本降低 70%。

（二）多维度优势的矿区价值转化

1、性价比：前期投入与长期收益的双重优化

①、初期成本：单台装置覆盖面积是传统避雷针的 20 倍以上，露天矿场仅需安装 3-5 台即可实现全域防护，设备与施工总成本约为传统方案的 1/5。以 1 平方公里矿区为例，传统方案需投入 120 万元，雷安通方案仅需 40 万元；

②、隐性成本节约：避免雷击导致的停产损失。按煤矿日均产值 700 万元计算，一次雷击事故造成的 3 个月停产损失达 6.3 亿元，而雷安通装置的防护可完全规避此类风险。

2、后期维护：低频次、低成本的运维体系

①、免耗材设计：采用全固化器件，无易损部件，使用寿命超 20 年，无需定期更换 SPD 模块等耗材；

②、简化检测流程：仅需每半年通过智能平台远程核查设备运行状态，无需现场测试接地电阻。泉州宝盛养殖场的应用数据显示，年维护成本仅为传统方案的 1/20，且未发生过因设备失效导致的雷击事故；

③、防爆适配性：井下辅助区域安装的防爆型装置，符合 Ex d I Mb 防爆标准，可直接部署于瓦斯浓度≤1% 的环境，无需额外防护措施。

3、智能化：全链路安全管控能力

①、实时监测预警：搭载雷电流监测系统与北斗定位芯片，可精准定位雷云位置、预判雷电强度，提前 30 分钟触发声光报警，联动切断非必要电源并启动人员疏散程序；

②、数据化管理：智能平台自动存储雷电活动数据、设备运行日志，支持故障溯源与风险预判。印度北部煤田通过该系统，成功识别出 3 处雷电高发区域，针对性优化装置布局，使雷击风险再降 80%；

③、应急联动：与矿区人员定位系统、瓦斯监测系统无缝对接，雷击预警时自动弹窗显示井下人员位置，指导撤离路线，提升应急响应效率。

三、典型布局方案与实施要点

（一）分层级防护布局

①、地面核心区域：在主井架、变电站、瓦斯抽放站各安装 1 台 18 米高的雷安通装置，形成 “三角防护网”，覆盖半径 196 米的核心区；

②、露天作业区：每隔 400 米在转载站立柱安装18米高装置，实现全域无死角覆盖；

③、井下辅助区域：在回风井、井下变电站部署防爆型装置，配合防雷箱形成感应雷双重防护。

（二）实施关键要求

①、安装高度需高于被保护物 3 米以上，确保离子扩散不受遮挡；

②、与通信塔等金属构筑物保持 5 米间距，避免电场干扰；

③、接入矿区工业互联网，实现与视频监控、应急广播系统的联动控制。

四、主动抑制雷技术介绍

雷安通无源主动抑制雷装置是目前国内最新先进的雷电防护装置，改变了传统接闪针引雷入地的防雷方式。避免产生过电流、过电压、地电位、跨步电压等现象，解决了雷电二次危害的问题。实现了在覆盖防护范围，大面积不产生直击雷的先进技术原理。接地电阻适应性≤500Ω，对地电阻无严格要求，不引雷入地，保护角度大。装置还配置雷电流监测装置，通过无线网络将防护过程中采集的残余电流、时间、地点等参数存储、上传平台，实现了智能化、网络化管理。

（一）主要技术特点如下

1）非引雷电流入地。利用空间电场和雷云变化自有电能，通过本装置消弱 云地之间带电强度，阻止雷电先导形成（其他直击雷产品是引雷入地）。

2）保护面积大。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（一般也就是自身安装高度的2倍以内），本装置是作用于带电云体，保护角度可达到≥85 ° 保护半经可达到安装高度的11.43倍。

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 电能瞬间释放产生的强大雷电波，故可大幅度减少电器设备的雷电波侵入造成 的损失。

4）对接地电阻无严格要求。只要该装置安装时与地表接触，被雷云电场感 应的地表电荷就能以纳秒级速度到达本装置电极一端，与迎面电荷作用电离，实 现防雷目的（传统的对接地电阻要求很高，有些场景甚至要求1欧姆以下）。

5）杜绝二次灾害风险。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二次危害。

6）主动防雷装置安装简单。主动防雷装置重量轻、设备结构采用全固化器件，解决了易损和老化的难题，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）顶或移动升降支撑载体上。

（二）主要技术指标

主动抑制雷装置技术指标：

①、抑制雷电保护角：θ  ≥85  ;

②、防雷保护半径R：10～14×H（安装高度11.43倍保护半径）

③、抗风能力： ≥12级；

远程监控单元：

①、监测主动抑制雷电防护装置雷电残余电流、电压；

②、支持扩展多要素监测：气象要素、雷电监测等；

③、供电12V(配置太阳能板 6V 120W;太阳能蓄电池3.2V/100AH)；

④、智能网关通讯方式485/4G/loRa

⑤、工作温度-20⁰---80⁰ ;

⑥、贮存环境要求：温度：-55℃~55℃ ;湿度：0%RH～80%RH（20℃)。

⑦、可靠性与维修性要求：平均故障间隔时间（MTBF） ≥50000h；平均修复时间（MTTR）≤0.5h。

（三）产品组成部分

引雷单元、离子发生单元、固定连接单元 、支撑杆、智能检测单元、物联网数据传输单元

（四） 感应雷防护部分

各级配电箱配备对应功率的SPD，同时配上JXD新型智慧断路器主要功能：浸水防触电；感应防雷；漏电保护；电压显示；缺相报警提示；保护用电设备；有效节约能耗。

（五）雷安通主动抑制雷电技术具有科学依据

1、通过国家权威机构检测，检测编号：编号:2022-针-12-02，检测单位：北京雷电防护装置测试中心。

2、抑雷装置被受理发明专利一项，专利号：ZL 2022 11 191507.0和实用新型专利一项，专利号：ZL 2022 2 2576567.6；

3、于2022年8月获得中国气象服务协会《抑制雷电装置技术要求》T/CMSA 0034—2022团体标准的发布；

4、于2023年10月在成都铁路局申请了科研立项《主动抑制雷电装置技术研究与应用》并取得了很好的实验效果；

5、于2025年12月1日通过了北京市文物保护协会《文物建筑抑制雷电装置工程技术规范》团体标准T/BCRPA 001-2025的发布。

是目前国内最先进雷电防护技术，提高了我国雷电防护技术水平，与我国现行相关法律、法规、规章及国家和行业标准无冲突，具有可操作性、可协调性、全面防护性。

（六）成功案例（见宣传资料）