一种新型防直击雷装置的应用研究
摘要：防止雷击事故的有效措施在于改变雷电流的波形，使di/dt降低。目前安装的避雷针都具有引雷作用。安装避雷针是通过增加避雷针的落雷概率使雷击到避雷针上而到达保护其它物体免遭雷击的目的。普通避雷针，仅有避雷起控制雷击点的作用，对雷电流幅值、雷电流陡度没有控制作用。本文从电磁波弥散现象出发，尝试改用电感型阻抗对闪电限流并将其运用在线路防直击雷上,研制一种新型的防直击雷装置－电感型限陡避雷器。通过ATP仿真及试验分析，该装置能够有效地降低雷电流陡度，是一种很有价值的防直击雷方法, 可大大削弱二次雷击作用, 适应当前信息防雷之需。
关键词：直击雷；限陡避雷器；信息防雷；ATP
1引言
目前防直击雷方法有多种，其中一种是解广润首先提出来的改造Franklin避雷针，使之对闪电限流。解广润的理论技术核心是把Franklin避雷针的金属材料改为半导体材料，并且已在防雷实践中运用10多年了。当今闪电的危害作用主要是它的脉冲电磁场，而它的强弱与闪电的电流I有关，所以能否使闪电的电流改变，就成为防雷技术研究的关键。当雷直击于线路或雷击于线路附近的大地时，由于反击或由于静电感应及电磁感应，都会在该线路上产生雷电侵入波过电压，并通过线路侵入到与外接线路（包括电力线路、信号线路等）相连的电子设备上，往往酿成严重的干扰或事故。众所周知，限制雷电侵入波过电压的主要防雷器件是避雷器。因此，对雷电侵入波过电压进行频谱分析对于研究和开发高性能新型避雷针具有重要的理论指导意义。针对半导体针作为避雷针,是以其高电阻来对闪电限流。由此必然会引起两种后果：高电阻产生的焦耳热导致针体的毁坏；高电阻产生的针体两端的高电压导致闪络。本文尝试改用电感型阻抗对闪电限流并将其运用在线路防直击雷上。文献[2]通过模拟闪电的冲击电压和电流源对电感型避雷针检测，表明电感型避雷器不仅克服了上述高阻避雷针的两个困难，而且使冲击电流的波形发生显著的变化，电流峰值和电流陡度显著削减。
2雷电波的频谱分析
2.1傅立叶变换
国际电工委员会(IEC)在1995年出版的《雷电电磁脉冲的防护》第一部分(即IEC1312-1)中公布了雷电流参数和雷电波形图。
(1)
式中：为时刻的回击电流强度；=15000、=1860000即为2.6/50电流波参数。
一种新型防直击雷装置的应用研究
摘要：防止雷击事故的有效措施在于改变雷电流的波形，使di/dt降低。目前安装的避雷针都具有引雷作用。安装避雷针是通过增加避雷针的落雷概率使雷击到避雷针上而到达保护其它物体免遭雷击的目的。普通避雷针，仅有避雷起控制雷击点的作用，对雷电流幅值、雷电流陡度没有控制作用。本文从电磁波弥散现象出发，尝试改用电感型阻抗对闪电限流并将其运用在线路防直击雷上,研制一种新型的防直击雷装置－电感型限陡避雷器。通过ATP仿真及试验分析，该装置能够有效地降低雷电流陡度，是一种很有价值的防直击雷方法, 可大大削弱二次雷击作用, 适应当前信息防雷之需。
关键词：直击雷；限陡避雷器；信息防雷；ATP
1引言
目前防直击雷方法有多种，其中一种是解广润首先提出来的改造Franklin避雷针，使之对闪电限流。解广润的理论技术核心是把Franklin避雷针的金属材料改为半导体材料，并且已在防雷实践中运用10多年了。当今闪电的危害作用主要是它的脉冲电磁场，而它的强弱与闪电的电流I有关，所以能否使闪电的电流改变，就成为防雷技术研究的关键。当雷直击于线路或雷击于线路附近的大地时，由于反击或由于静电感应及电磁感应，都会在该线路上产生雷电侵入波过电压，并通过线路侵入到与外接线路（包括电力线路、信号线路等）相连的电子设备上，往往酿成严重的干扰或事故。众所周知，限制雷电侵入波过电压的主要防雷器件是避雷器。因此，对雷电侵入波过电压进行频谱分析对于研究和开发高性能新型避雷针具有重要的理论指导意义。针对半导体针作为避雷针,是以其高电阻来对闪电限流。由此必然会引起两种后果：高电阻产生的焦耳热导致针体的毁坏；高电阻产生的针体两端的高电压导致闪络。本文尝试改用电感型阻抗对闪电限流并将其运用在线路防直击雷上。文献[2]通过模拟闪电的冲击电压和电流源对电感型避雷针检测，表明电感型避雷器不仅克服了上述高阻避雷针的两个困难，而且使冲击电流的波形发生显著的变化，电流峰值和电流陡度显著削减。
2雷电波的频谱分析
2.1傅立叶变换
国际电工委员会(IEC)在1995年出版的《雷电电磁脉冲的防护》第一部分(即IEC1312-1)中公布了雷电流参数和雷电波形图。
(1)
式中：为时刻的回击电流强度；=15000、=1860000即为2.6/50电流波参数。