雷击参数记录仪在防雷科技服务中的应用

戴瀚涛，梁钊扬，卢炜

（1．肇庆市防雷设施检测所鼎湖区分所，广东肇庆526070；2．肇庆市气象局，广东肇庆526060）



雷击参数记录仪在防雷科技服务中的应用

戴瀚涛1，梁钊扬2，卢炜2

（1．肇庆市防雷设施检测所鼎湖区分所，广东肇庆526070；2．肇庆市气象局，广东肇庆526060）

摘 要：研究尝试通过电子电路设计方式对其中雷击的参数进行提取，并以数值形式直接反映在仪器面板上，以供防雷设施检测人员现场读取，并为使用单位提供防雷安全检查参考数据。

关键词：雷电防御；防雷设施；雷击参数；防雷检测方法

戴瀚涛，梁钊扬，卢炜．雷击参数记录仪在防雷科技服务中的应用［J］．广东气象，2016，38（3）：62 -63．

防雷设施检测和监测是防雷科技服务的重要组成部分。防雷设施检测按照目前的检测方法通常是由3位防雷检测人员组成检测小组，通过防雷装置接地电阻检测仪检测接地电阻，同时对防雷装置的外观情况、连接情况、电涌保护器的运行情况等进行检测，并形成检测记录，由此完成整个检测过程。检测过程提供的数据通常是反映防雷设施运行性能的数据，而对于现场遭受雷击的情况缺乏有效的记录，不能直观地提供雷击的情况。通过对防雷检测业务的思考，结合防雷检测过程的实际需要，尝试采用防雷参数记录仪对雷电参数进行同步采集的方法，以完善防雷检测数据［1 -2］。

目前防雷设施检测所能提供的具体参数有接地电阻、引下线规格、接闪杆规格、接闪带规格、浪涌保护器的标称放电电流、最大通流容量等。按照气象现代化的标准，实现“四个一流”的现代化，对业务服务、基础设施、体制机制、领导作风和文化建设等方面都提出了较高的要求，同时因为在公共气象服务便利性、个性化、均等化、精准性等方面还不能完全满足公众需求。因此为提升防雷科技服务的能力，在常规方法之外还需进一步提高防雷科技服务的技术含量，以实现气象现代化的目标，满足广大企业群众的生产生活需求。

1　参数记录仪可提供的雷电技术参数

为适应防雷装置检测以及雷电灾害调查的需要，雷击参数记录仪可提供雷击相关参数，包括雷电流参数、雷击时间、雷击次数。通过这几个参数可以有效反映防雷装置在实际运行过程中遭受雷击的客观具体情况。以往对于雷击灾害的分析和鉴定，只能应用GB16840．2 - 1887《电气火灾原因技术鉴定方法第2部分：剩磁法》和GB16840．4 -1887《电气火灾原因技术鉴定方法第4部分：金相法》进行，雷击现场往往找不到痕迹，难以判断雷击电流的情况［3］。而雷击参数记录仪可对上述几个参数具体用数值形式进行记录，为防雷装置检测以及雷电灾害调查提供客观的数字化素材［4 -8］。

通过雷电参数记录仪逐年的数据可以进一步编制成雷电年报表，为防雷设施的设计、雷击风险评估等防雷相关业务提供数据参考，也为雷电基础科学的研究提供重要的素材，并可以为使用雷电参数记录仪的企事业单位防雷减灾决策提供技术依据，减低雷电灾害损失机率，提高企业的经济效益［8 -10］。

2　参数记录仪的测量原理

雷电流通过接地线泻放时，瞬时的大电流变化会在其周围产生电磁场变化，雷击参数记录仪通过磁场变化和其产生的感应电压的对应关系，依靠对比查表方法确定雷电流大小级别。记录仪录取数据电路框图如图1所示。通过数据试验得到雷电冲击电流I和数字输出Di，实验中调整L的圈数和形状，通过多次试验得到I和Di的关系如表1（部分）所示。通过使用专用MCU对录取电路中提供的数据进行分类采集，再统一由MCU进行记录，并同时通过显示器以数值形式反馈到记录仪的面板上，对电涌保护器超负荷冲击运行做出报警［11］。

图1 记录仪录取数据电路框图

表1 冲击实验雷电流与数字输出对应

3　参数记录仪的实践应用

由于对于雷电流的情况是通过记录仪进行在线监测的方式进行，而不是通过常规检测的手段得到相关参数，因此对于雷电参数可以以实时形式获取，对于同一雷击范围内的不同防雷装置的情况也可同时进行对比记录。

3．1获取参数的应用

1）雷电流参数的记录与应用。

因为雷电流大，由雷雨云发生闪击到防雷装置接收雷电流，再向接地装置泄流的整个过程时间很短，雷云蕴藏的能量在非常短的时间释放出来，瞬间功率巨大。对雷电流的监测与研究通常以雷电实验室的研究为主，实际情况下的防雷装置在雷击状态下的雷电流难以监测。而雷击参数记录仪可以在线进行雷击监测，实时提供雷电流的大小，为掌握、监控防雷装置在遭受雷击时通过雷电流提供重要素材，为指导与提高防雷减灾工作效能提供有力保障。

2）雷击时间的记录与应用。

在实际工作当中，某个防雷装置遭受雷击的具体时间在常规的检测手段下难以提供，尤其在雷电灾害调查现场，通常能够得到的都是某个具体时间段内是否发生过雷击，雷击时间的精确度不高，为雷电灾害的现场调查带来困难。而对于外观没有损坏的防雷设备是否遭受过雷击，具体雷击的时间点通过雷电参数记录仪也能有效记录统计，对防雷装置的运行状态进行了实时监测。

3）雷击次数的记录与应用。

防雷装置从设计、施工、投入使用的整个过程中，防雷装置是否遭受雷击、遭受雷击次数的多少在传统条件下都难以提供，雷电参数记录仪为分析、研究、检验防雷装置的设计、防雷装置在多次雷击后的运行状态、防雷装置在雷击后的特征改变提供了统计素材。为在大数据背景下的防雷装置的理论研究与应用提供了基础数据，通过相关的统计数据可以为某一特定地区的雷电灾害风险评估工作提供实际、有说服力的数据。

3．2雷电流参数的获取形式

对于雷电参数记录仪的应用可与现代互联网技术进行有机结合，对于同一地区范围内的雷电参数记录仪，可以对实时获取的数据利用互联网以及GPRS方式进行有线或无线传输，并建立雷电流参数监测平台，对获取的数据进行处理，并可进一步利用预警、报障等相关功能。

3．3提供雷电研究参数

以往对于雷电的研究通常是通过雷电监测定位仪获取一定区域范围内的雷击情况，缺乏对小型系统雷击情况的有效记录。而通过雷电参数记录仪可以得到具体到某一个防雷装置受雷击的情况，从而可以获得第一手的雷击资料，为雷电的实际研究与应用提供有效而直观的方法。

3．4传统监测模式的改变

雷电参数记录仪通过仪器对雷电流的情况进行监测，改变了传统检测模式对人员的依赖，在提高监测技术水平的同时减少了人员的投入，提高了检测的效率。雷电流的情况通过数值模式直观显现，对于检测单位人员更加具有说服力，同时有效补充了检测数据。

4　雷电灾害调查的有力助手

雷击事故调查中事故现场除了金属结构物破环或者造成火灾事故外，对于电子设备损坏往往难以寻找踪迹。这对于电子设备损坏的原因，采用普通设备无法获取数据，究竟是操作过电压或者雷击造成损坏不能直接作出判断，为深入分析雷击事故造成一定的障碍。如在雷击现场装设有雷电参数记录仪就可直接对雷击时段的相关参数进行读取，获取方式快速、便捷、直观，可以直接作为雷击事故调查的原始资料，为分析雷击事故提供帮助。

雷电参数记录仪的应用是防雷科技服务方式方法改良的一次尝试，通过改变传统检测、检测模式的方法，提高检测技术服务工作技术含量。记录仪通过电子电路设计方法实现了对雷电流、雷击时间、雷击次数的有机获取以及记录，实现了雷电流情况的实时在线监测，是防雷科技服务在气象现代化背景下与现代科学的有机结合，是对防雷减灾“互联网+防雷科技服务”技术的一种延伸。

参考文献：

［1］葛笑莹，陈宁，徐明鉴．关于防雷检测工作的思考［J］．安徽农业科学，2012，42（14）：4345 -4346．

［2］邹林林．对防雷装置检测工作的几点思考［J］．吉林农业，2012（6）：141．

［3］包炳生，钟万强，罗毅．还原雷击参数的“黑匣子”—雷击在线实时监测记录仪研究［J］．中国个体防护装备，2012（2）：35 -38．

［4］林云志，王新新．雷电流自动监测系统［J］．电工电能新技术，2000，18（4）：58 -62．

［5］陈达杨，于东海，郑水平．一次雷击事故的分析及防雷措施［J］．广东气象，2014，36（2）：71 -73．

［6］卢炳源，张健波，郭志勇．番禺地区一次典型雷灾事故的原因分析及应对措施［J］．广东气象，2013，35 （3）：61 -63．

［7］陈泳峰，林锦冰，林伟旺．揭阳市高速公路卡口雷击灾害的调查及防护对策［J］．广东气象，2014，36（2）：51 -55．

［8］仇健，梁伟宜，陈惜茂，等．自动气象站连续遭雷击的原因分析及解决办法［J］．广东气象，2015，37（2）：68 -71．

［8］张鹃，董晓文，袁文君．江门市东湖公园雷击风险的分析与计算［J］．广东气象，2015，37（3）：68 -71．

［10］黄克俭，胡双伟，俞家华，等．大型户外空旷区域的雷击风险评估研究［J］．气象研究与应用，2015，36 （1）：126 -128．

［11］谭翠兰，周利华，卢恩泽．SD卡在输电线路雷电参数采集中的应用［J］．微计算机信息，2008，24（8 -1）：88 -80．

中图分类号：P48

文献标识码：A

doi：10．3868/ j．issn．1007 -6180．2016．03．016

收稿日期：2015 -08 -21

作者简介：戴翰涛（1876年生），男，工程师，学士，主要从事防雷业务工作。E - mail：13822631010＠138．com。