学文网防雷技术篇1
摘要：本文首先分析了提高防雷检测覆盖率的措施，然后探讨了防雷技术在智能建筑物中的运用，最后对气象防雷技术未来发展前景以及展望，具有较强的创新性和前瞻性，供借鉴参考。
关键词：气象；防雷技术；措施；运用；展望
中***分类号：P414.4 文献标识码：A 文章编号：
随着现代技术的快速发展，特别是现代智能建筑的不断涌现，对防雷技术提出了更高的要求。全方位的、综合的防护环节，采取多层和多类别防护相结合的防护措施可以有效防止雷电对于生活环境的侵害，伴随着智能化防雷建筑的不断发展，综合防雷技术也在其中得到了广泛的应用，同时对于气象防雷技术又增添了一个新的挑战。因此，本文转换思路从以下几个方面进行了分析，首先是分析了如何提高防雷检测的覆盖率；其次是分析了防雷技术在智能化建筑中的运用；最后分析了未来气象防雷技术的发展前景进行展望以及对其提出了一些建议。
1 提高防雷检测覆盖率的措施
对于气象防雷技术在防雷检测覆盖率的实施中有以下几种措施可以提高防雷检测的覆盖率，首先是要完善防雷检测考核指标，其目的是提高气象防雷技术预测信息的质量，因为气象防雷所搜集到的信息主要用于高大建筑的防护措施以及一些避免雷击场所特殊的需要，所以对于雷电信息的高度准确性以及完整性和及时性是非常重要的，提高了防雷检测考核指标，可以使得搜集到的信息通过高质量的标准，同时使得信息的使用人员可以作出充分、准确的决策；其次是要加强对于气象防雷技术工作人员的定期培训，并将其培训作为日常工作以及期末晋升的考核指标体系之中，这样才能使得相关的工作人员充分认识到防雷技术实施以及搜集到的雷电信息对于社会的重要性，才能在工作中发挥出认真负责的态度，同时这样也可以提高他们的专业技能，对于在工作中遇到的一些突发问题可以马上解决不会造成过度的损失；最后是要加强气象防雷工作的日常常规检查工作，保证一切设施都处在安全运转的状态，只有这样，才能在雷电发生之前以及雷电发生时及时处理信息保证工作的顺利进行。
2 防雷技术在智能建筑物中的运用
无论雷电以哪种方式进入建筑物，都会造成建筑物内部的电子设备等电子系统受到一定程度的损坏，更有甚者可能会造成电子系统的瘫痪，因此，防雷技术在智能化建筑物中的运用是气象防雷技术未来发展的一个趋势。一是外部防雷装置的设置在建筑物的外部主要是为了扩散电流；二是内部防雷装置的设置在建筑物的内部主要是为了减少建筑物内部雷电击穿产生电流所产生的电磁效应以及防治反击接触电压等二次雷击伤害；三是在综合防雷装置中主要采用了拦截直击雷设置是为了避免接闪杆对于电子设备的很多副作用，采用屏蔽设置主要是为了表面电磁干扰对电子设备所产生的影响，这样可以使阻隔电磁场从空间入侵的通道有效规避对电子设备能量的干扰，采用分流引下线设置主要是为了规避分流效果的影响，这样使得减少和降低电压电感从而降低反击电压，采用接地分流和泄放直击雷可以避免雷电电磁干扰能量，从而均衡电位有效保护建筑物在一个安全的方位内工作，采用电位均衡连接设置可以规避电位差对于电子设备所产生的影响。
3 气象防雷技术未来发展前景以及展望
伴随着气象服务知识突飞猛进的发展，气象将被运用于多个领域。气象分为气象信息服务和气象工程服务两个方面：气象信息服务主要是为大众提供科学、准确、完整的气象信息，有效合理的安排我们的生活以及改善环境；气象工程服务主要是为了加强气象在工程项目中的运用，使其应用的范围更广、更全，同时也能发挥出至关重要的作用。首先，气象防雷技术在今后会朝着技术发展以及预测预警发展的方向前进，因为在事中和事后控制都不如在事前对发生的事项进行合理的规避，气象防雷作为一种在事前预测非常重要的技术，在今后的发展中对于雷电测报的技术以及事前预警预测的技术的提高是必然的趋势。其次，气象防雷技术工作要做好事前的工作总结以及借鉴以往的不足不断改革创新，不能局限于现有的成果只有借鉴历史才能更好的前进，避免在前期重复犯过往的错误，要不断探索新道路，这样，气象行业可以实施总体规划、上下协同以及分层实施的道路，使其不论从横向还是从纵向都能确保信息的高度流通和统一，同时也可以协调各方面的资源，实现工作的有效和高度的配合，以免重复工作造成浪费时间的现象。再次，要倡导气象防雷内部的竞争机制使得工作人员的积极性大为提高，这也是未来发展的一个方面，如何加强工作效率提高质量是要高度关注的问题，这样也使许多激励机制以及评估机制的创新得到了发展。最后，在未来的气象防雷技术工作中保证气象防雷理论的敦实以及对于理论结构的建设，这样才能保证有一个坚实的理论基础，对于气象防雷技术实践的发展也具有重要的应用价值。
对于气象防雷技术工作，要以知识经济思想作为理论指导来严格制定气象防雷工作的发展规划，进而不断修订和实施，同时要建立专业化的气象防雷预测专业团队，保证防雷工作科学合理地进行，进而不断对其进行完善，同时要重新审视和确定气象防雷工作在整个气象工作中的比重，以系统的观点来看整体的工作在部门内部相互协调合理配置和利用资源，最后就是要以社会利益作为目的，让气象防雷甚至是整个气象工作服务国家经济增长，推动国家发展。
参考文献：
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[2] 温汉光.山西吕梁防雷管理机制创新的几点思考[J].陕西气象.2010,(5)
[3] 时修礼.防雷***实践中的几点体会[J].河南气象,2004,(1)
防雷技术篇2
摘要 目前世界新能源市场上以风力发电作为主要发展方向,而其中叶片的防雷技术是确保风力发电机组安全性的关键因素,现代风力发电机组所采用的叶片防雷技术为其安全运行提供了保障。
关键词 叶片防雷;防雷技术;新能源
中***分类号TM315 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0146-02
0 引言
风能是世界上清洁能源利用中最具商业价值的能源,是未来可再生能源领域里重要一员。目前,风力发电的商业化发展如火如荼,与之相配套的叶片防雷技术的发展也十分迅速。风力发电机组可靠性中最关键的一个问题是叶片防雷技术,随着风力发电机组高度和发电功率的增加,雷击风力发电机组的概率也会成正比增长。风力发电机组中最危险的部件是风轮叶片。因此,其良好的防雷设计是保证风力发电机组连续稳定运行的决定因素。
1 国内目前风力发电机组遭受雷击现状
我国当前风电机组都设置在风力强大的地区,并且设置在高于周围地区的制高点上,由于周围缺少其他高大物体,因此它更容易被雷电吸引。据统计,每100台风力机,一年雷击故障多达14次。7%~10%的雷击都将造成叶片的损坏。相比较其他因素导致的故障,雷击所造成的故障将造成40%多的能量损失,停机时间也因此增加20%多。其中叶片的损毁是最昂贵的损坏。据估计,全世界每年遭受到雷电袭击的风轮叶片占其总量的1%~2%。从叶片受雷击的损坏部位看,多数情况发生在叶尖是比较容易被修补的,但少数情况则会造成整个叶片无法使用,需要更换。雷击风机往往会造成风机电系统的过电压,造成风机各种化控制系统和通信元件的烧毁、发电机被击穿、电气设备损坏等严重事故。所以,雷害是威胁风机安全经济运行的严重问题。
2 雷电产生的机理
风力发电特点:风机分布安置多在比较空旷的地区,大型风机叶片最高点(转子半径加轮毂中心高度)达75~105m,极易遭受雷击。风力发电机组的电气绝缘性能较低(发电机电压690 V、并采用大量通信及自动化控制元器件)。因此,相比较常规发电机组,其防雷性能的环境要恶劣许多。
雷击可以被认为是一个强电流源。目前有记载的单次雷击电流最大值超过了30万安培。在世界范围,这样的大电流雷击发生的概率极小。中等量值的雷电流峰值大约为3万安培。此外,雷闪的类型及风机所处地理位置而变化对雷击的电气特性有较大影响。沿着同一电离路径的整个放电过程称为闪电,其持续时间可以达到1s以上。空中的尘埃、冰晶等物质在大气运动中剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线,在云层上下层分别形成了带正负电荷的带电中心,运动过程中当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时,就形成放电。云地放电是对风电场运行带来的主要危害,地面上的凸起物、金属等,会与向下接近地面带负电荷的云层感应产生出正电荷,形成逐步增强的电场,雷云产生向下的下行先导,地面突起物体形成向上闪流,二者之间产生的电位差达到一定程度时,即发生猛烈对地放电。山顶、高于地面的物体、高大建筑物顶部和风力机的叶片等处,电场的能量足以强到导致地面与雷云之间发生的向上运动的先导。高度超出地表面100m的现代风力发电机组,明显地暴露在向上闪击中。雷击的破坏作用主要是:电效应破坏、热效应破坏和机械效应破坏。
3 雷电的主要特点
1)冲击电流大:其电流高达几万到几十万安培;
2)时间短:雷击分为三个阶段,即先导放电、主放电、余光放电,整个过程一般不会超过60μs;
3)雷电流变化梯度大:雷电流变化梯度大,有的可达10kA/μs;
4)冲击电压高强大的电流产生的交变磁场,其感应电压可高达上亿伏。通常雷击有3种形式:直击雷、感应雷、球形雷。
4 叶片损坏现象和机理
雷击点出现的典型损坏是:
1)雷击将导致叶片的玻璃纤维断裂,内部的导电部件烧毁或熔化;
2)叶片内部将产生由于雷击形成的电弧;
3)雷击导致叶尖和导电部件之间形成电弧;
4)雷击电流产生的电弧,将导致叶片玻璃纤维夹层之间的水蒸气,在迅速加热的情况下爆裂引起压力冲击叶片。
5 叶片防雷方案的关键――叶片接闪器
现代风电机组采用国际先进的叶片防雷技术,据相关试验表明,叶尖是雷击的多发部位,而相对较弱的雷击则多集中在叶片的较下方。叶片接闪器的面积较小,可能导致雷击发生在叶片表面也不被接闪器接收。雷击分为正极性雷电和负极性雷电,前者容易击中叶片表面,后者容易击中接闪器。雷击电流通过叶片接闪器及其导体迅速通畅地经过叶片和机舱传引入大地。
国外叶片防雷技术的研究已经开展多年,各国雷电专家、风机及叶片制造、保险业、风电场和商业组织在内,都针对风机防雷的做出了大量工作,为避免雷击导致叶片的损坏,开发经济安全耐用的防雷叶片。研究人员在实验室进行一系列的仿真测试,验证叶片结构特性和雷击安全性之间的联系。研究表明:无论叶片的材料是木头还是玻璃纤维,或是叶片贯穿导电体,叶片的型式才是导致雷击损坏范围的决定因素。即使叶片全部采用绝缘材料也无法减少被雷击的危险,相反还会增加损坏的次数。研究还表明:叶尖背面是发生雷击的主要区域。装在叶尖的接闪器更有利于捕捉雷击,再利用叶片内部导体将电流引入大地,该设计简单、经济且非常耐用,起到引导电流,保护叶片的作用。现在风机叶片的防雷,是按照IEC1024-1的Ⅰ级保护水平设计,并通过有关型式认证。因此,大大改善了叶片遭受雷击破坏的可能性。如果接闪器或导电部件需要更换,也只是机械性的更换。
6 结论
兆瓦级风力发电机组作为我国陆地风力发电机组的主流型号,在为获得最大风能的同时,又保证雷击条件下机组及重要部件的安全性,叶片所采用的此种防雷技术无疑具有更先进的技术优势。该技术的应用,提高了国产风电机组同行业内的竞争实力,为进***国际市场赢得了主动。
参考文献
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[3]董永祺,熊学斌.国产风力发电机FRP 叶片一瞥[J].风力 发电,2001(4):50-52.
防雷技术篇3
摘 要：进入21世纪，随着信息技术的发展，特别是因特网技术的迅猛发展，以及经济快速的发展，全世界各大城市争先构建数字化城市，大量的建筑拔地而起，其中采用了大量的电子设备，而这些设备的种类繁多，功能千差万别，耐压等也不尽相同、抗干扰能力差，另外由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波的侵入，致使雷电灾害导致频频发生。据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。
关键词：防雷接地
中***分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0244-01
1 防雷接地的基础知识
为使雷电迅速导入大地，以防止雷害为目的的接地叫做防雷接地。防雷接地的主要作用是保障人身和财产的安全。多点接地、重复接地、就近接地是防雷接地的基本原则。接地根据其作用和要求，可大致分为工作接地、保护接地、防雷接地三大类。
1.1 工作接地
工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。当该基准不与大地连接时，视为相对的零电位。这种相对的零电位会随着外界电磁场的变化而变化，从而导致电路系统工作的不稳定。当该基准与大地连接时，基准电位视为大地的零电位，而不会随着外界电磁场的变化而变化。根据电路的性质，将工作接地分为信号地、模拟地、数字地、直流地、交流地、电源地、功率地、屏蔽地、设备地、系统地等。工作接地的目的是无论在工作还是事故的情况下，都能对电器设备的可靠运行进行保证，使人体接触得电降低，迅速切除故障设备或线路，从而使电器设备和输电线路的绝缘水平降低。
1.2 保护接地
保护接地也称安全接地，保护接地是将电气设备的金属外壳或机架通过接地装置与大地直接连接起来，其目的是防止因绝缘损坏或其他原因使设备金属外壳带电而造成触电的危险。在中性点不接地系统中，如果没有对电气设备采取保护接地措施，那么，一旦该设备某处出现绝缘损坏，外壳就会带电，同时由于线路与大地间有电容存在，人体碰到此绝缘损坏电器设备外壳，电流就会流入人体，从而形成通路，人因此会受到触电的危险。相反，如果装有接地装置以后，接地电流就会同时沿着接地体和人体两条通路流过，流过人体的电流和接地的电阻大小成正比，当接地电阻极其小时，流经人体的电流对人体的生命安全就不会构成威胁，人体就避免了触电的危险。
1.3 防雷接地
防雷接地是为了使雷电浪涌电流并导入大地，从而避免了被保护物遭受直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害，对建筑物及相关电器设备、线路以及网络等不带电金属部分，以及一切水、气管道等都和防雷接地装置进行了金属性连接。防雷接地装置具体包括避雷针、带、线、网、接地引下线、接地引入线、接地汇集线、接地体等。
2 防雷接地的技术要求
接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的过电压，避免发生反击。接地是防雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷、或其他形式的雷，最终都是把雷电流送入大地。因此，没有合理而良好的接地装置是不能可靠地避雷的。接地电阻越小，散流就越快，被雷击物体高电位保持时间就越短，危险性就越小。
关于接地电阻的大小，参照国家相关规范的规定，第一类防雷建筑物小于10欧姆、二类建筑物小于10欧姆、三类建筑物小于30欧姆。
3 综合防雷接地的办法
防雷作为一项系统的工程，主要包括防止直接的雷击和抑制雷电电磁脉冲干扰等各种传输形式造成的危害等。智能建筑系统采用的是拦截、屏蔽、光电隔离、均压分流和等电位连接等综合防雷措施。
对于拦截方面的设计，具体按照《建筑物防雷设计规范》的要求进行设计以及安装避雷装置。
信号传输线的屏蔽，长距离传输的室外电缆，其最外层的铠装保护套要多点可靠接地；长距离通信的室外光缆，其加强筋应在中心机房、接入端做到多点可靠接地。
光进铜退，在条件允许的情况下，信号传输（视频信号、控制信号等）要尽可能选用光缆传输替代传统电缆传输，阻断感应提高系统的安全及稳定性。
均压、分流。均压就是对导体进行良好的导电性连接，从而让它们达到电位相等的条件，提供低阻抗的连续通道给雷电流，使其得以快速的导入大地。造成机电系统电子设备损坏的主要原因之一就是雷电感应过电压。为了对雷电造成的过电压波的侵害进行有效地防止，机电系统还必须把避雷器装置在电缆和终端设备输入端的连接处。
等电位连接。等电位连接是近年来所采用的新技术，它是将建筑物及附近的所有金属物如钢筋、水管、铝合金窗、设备外壳、零线、接地线统统用电气连接的方法连接起来，使之成为一个良好的电位体，这对于建筑物来说无疑是安全的。在条件允许的情况下，对建筑物和机电系统或机电系统不同的子系统之间最好能够采取联合接地方式进行连接。并且在建筑物和机电系统之间采用联合接地的时候要以自然接地体为主，辅之以其它接地方式。当然，对于自然接地体来说，它必须要同时满足三个条件，也就是：（1）接地电阻满足规定值的要求；（2）基础外表面应该不存在绝缘防水层；（3）基础内钢筋要相互连接成电气通路，并形成闭合环，这样之后就不再对它设置人工接地体。采用此方法采，就形成了一个电阻极小、引下线阻抗极小以及平面的等电位自然防雷网络框架。
4 结语
总之，防雷接地的问题是十分复杂的，它的涉及面也比较广。防雷接地系统的好与坏，可靠与否，关系到广大人民群众的人身和财产安全。为了把雷击造成的损失降到最小，这就要求工程建设者在工程规划、设计初期就要严格执行国家相关规范关于防雷接地的各项要求，从综合防雷的角度，从各个可能的雷击引入途径进行规划、设计、施工，把工作落到实处，从源头上保证整个建筑防雷接地系统的安全运行。
参考文献
[1] 《建筑物防雷设计规范》GB50057-94.
[2] 建筑物防雷设计安装99D562.
[3] 21世纪建筑电气设计手册下册.
[4] 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004[S].