李建基
第26屆國(guó)際防雷會(huì)議（ICLP：International Conference On Lightging Protection）于2002年9月2日至6日在波蘭的Krakau 市舉行。來(lái)自33個(gè)國(guó)家的約200名專家出席了會(huì)議。會(huì)議是在Carlo Mazzetti博士（意大利）和Zdobyslaw Flisowski 博士（波蘭）的主持下召開(kāi)的。會(huì)議分了10個(gè)專業(yè)組，收到有關(guān)雷電研究和防雷的論文160篇。
雷放電
第1組為“雷放電組”。會(huì)議由主席Owen Farish 教授（英國(guó)）和解說(shuō)員Vladimir A.Rakov教授（美國(guó)）主持。這個(gè)組照例雷放電的特點(diǎn)及模型化。在總計(jì)16篇論文中，有5篇重點(diǎn)研究雷電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和處理，有7篇研究雷放電的模型化，還有千篇介紹在高壓實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)研究。
13年以來(lái)，巴西在“Morro Cachimbo”山上的一個(gè)60m高塔上測(cè)量 了雷電流。山高1430m，位于Belo Horizote 附近。在此期間，記錄了31次負(fù)性初雷和59次負(fù)極性續(xù)雷的雷電流。測(cè)量基本上證實(shí)了Jarl Berger 教授在瑞士Monte Salvatore地方長(zhǎng)年測(cè)量的是今已知雷電參數(shù)。與Berger 測(cè)量相比，此次測(cè)量的電流最大平均值高些，其中負(fù)極性初雷的平均值約為40Ka，負(fù)極性結(jié)續(xù)雷的平均值約為16kA (K. Berger：30kA和12kA)。但最大平均電流陡度卻小些，對(duì)于負(fù)極性初雷為19kA/us，對(duì)負(fù)極性續(xù)雷為 30Ka/us。電流陡度小此，可能是由于選取的掃描速度50ns不足以記錄電流很短上升的情況。
當(dāng)目標(biāo)高度更高時(shí)（約高100m以上），主要誘發(fā)上行雷。上行雷的特點(diǎn)是是一個(gè)由“先導(dǎo)”放電提供的長(zhǎng)時(shí)電流。如在Gaiberg山（奧地利薩爾茨堡州府東5km）約100m高通信塔所作的研究那種，“先導(dǎo)放電通道的亮度近似與長(zhǎng)時(shí)電流成比例。
在負(fù)極性上行雷中，長(zhǎng)時(shí)電流典型值為幾百安，而在正極性上行雷中，該值達(dá)10Ka以上。日本一篇論文珠解說(shuō)，造成這種差別是由于正極性和負(fù)極性“先導(dǎo)”放電的發(fā)展不同的緣故。在日本Fukui附近的一個(gè)200m高的煙囪上，曾用高速攝影機(jī)測(cè)量了“先導(dǎo)“放電。測(cè)量表明，正極性“先導(dǎo)”放電以約10的5次方 m/sma典型速度持續(xù)向上發(fā)展。而負(fù)極性“先導(dǎo)“放電以跳支式向前發(fā)展，共平均速度高得多，約達(dá)6.10的6次方m/s。
雷電空位和雷電頻次
第二組為“雷電空位和雷電頻次”組。收到論文12篇。會(huì)議由主席Vernon Cooray 教授（瑞典）和解說(shuō)員Gerhard Diendorfer 工學(xué)博士（奧地利）主持。該組主要研究現(xiàn)代雷電空位系統(tǒng)。此間，幾乎所有工業(yè)國(guó)家都使用了現(xiàn)代雷電空位系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，雷電的空位，或通過(guò)磁場(chǎng)或通過(guò)電場(chǎng)的行電時(shí)間或通過(guò)這兩個(gè)方法的組合。
多數(shù)論文分析了現(xiàn)有的系統(tǒng)，并提出改善其功能的措施。在這里，軟件解決方案引起普遍重視。提出了改進(jìn)工作的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法以及有效監(jiān)測(cè)和處理大量數(shù)據(jù)的措施，從而提高了空位精確度，改進(jìn)了云——地和云——云之間的選擇性。引外，可精確預(yù)報(bào)雷暴的波頭和雷電頻次。
為了能夠觀察歐洲范圍的雷電活動(dòng)，需要將雷電的空位擴(kuò)展到各個(gè)系統(tǒng)有限區(qū)域以外。為此，于1999年建立了一個(gè)歐洲網(wǎng)絡(luò)（歐洲雷電檢測(cè)中心網(wǎng)絡(luò)(CELDN,〔2〕。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心由德國(guó)BLIDS和奧地利ALDIS系統(tǒng)〔3—4〕構(gòu)成。該網(wǎng)絡(luò)此**還包括匈牙利、波蘭、斯洛伐克及捷克等東歐國(guó)家。
LEMP和干擾稿合
第三階段組為L(zhǎng)EMP(雷電場(chǎng))和干擾稿合組。會(huì)議由主席Tatsuo Jiawamura教授（日本）和解說(shuō)員Canlo-Alberto教授主持。會(huì)議收到17篇論文。這個(gè)組的主題是早氣設(shè)備和電子設(shè)備中的雷電場(chǎng)的產(chǎn)生上，有13篇論文重點(diǎn)放在干擾稿合上。
雷電場(chǎng)是由雷電通道中的電流流動(dòng)產(chǎn)生的。雷電模型描述了這種過(guò)程。在這里通常以雷擊入平地為基礎(chǔ)。相兵荒馬亂地，如果雷南擊建筑物，流過(guò)建筑物結(jié)構(gòu)上方的電流亦是產(chǎn)生雷電場(chǎng)的主要部分。特別是當(dāng)建筑物很高時(shí)，流經(jīng)建筑物上方的電流引起的雷電場(chǎng)**主要地位。但當(dāng)建筑物不高時(shí)，建筑物的精確模擬比雷電通道的模擬更為主要。
收入“干擾稿合”題目的論文指出，雷電對(duì)高壓線路的干擾引起的興趣不大。這可能是由于輸電具有高的質(zhì)量和供電可靠性。雷電是引起過(guò)電壓、電網(wǎng)中斷和事故的主要原因。這方面收錄的論文現(xiàn)在主要還是建立在理論模型上；還需要對(duì)推測(cè)的結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
雷擊機(jī)理
第4組為“雷擊機(jī)理”組。收到論文13篇。會(huì)議由主席Tibor Horvath 教授（匈牙利）主持，并由BOMUALD Wlodek（波蘭）教授解說(shuō)。有10篇論文的重點(diǎn)議長(zhǎng)在“先導(dǎo)”放電發(fā)展上。其余3篇論文主要對(duì)保護(hù)區(qū)作觀察。
對(duì)于高度約在60m以下的低層建筑物，主要遭受落雷。這種類型的雷電由下行“先導(dǎo)”放電引起。“先導(dǎo)“放電使云因帶電荷，當(dāng)接近“先導(dǎo)”頭部時(shí)，地面的電場(chǎng)增高。當(dāng)超過(guò)臨界場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，從曝露部位處形成上行“先導(dǎo)”放電。這種上行先導(dǎo)放電將地面上雷擊目標(biāo)與上行“先導(dǎo)”放電。這種上行先導(dǎo)放電交地面上雷擊目標(biāo)與上行“先導(dǎo)“放電尖端之間的臨界距離（幾10～100m）橋接。此時(shí)，它抓住雷擊點(diǎn)，并形成自己的主放電，使強(qiáng)大的雷電流流向地面。
上行“先導(dǎo)”放電經(jīng)歷如下發(fā)展階段：
1） 首先引發(fā)一個(gè)“流注”放電過(guò)程。“流注”放電包括典型電流小于1A的“冷”放電。
2） 在負(fù)極性雷電最為頻繁的情況下，正極性“流注“放電需要一個(gè)至少400KV/m的基本場(chǎng)。只有超過(guò)這個(gè)值時(shí)，方可產(chǎn)生正極性“流注”放電。
3） “流注”放電必須發(fā)展到最短長(zhǎng)度在米級(jí)范圍內(nèi)。只有在這種情況下，它才能變成“先導(dǎo)”放電。與“流注”放電相反，“先導(dǎo)”放電為“熱”放電，電流明顯大于1A。
4） “先導(dǎo)”放電需要的基本會(huì)議場(chǎng)至少為200KV/m，從而它才可能發(fā)展。
如上幾屆防雷會(huì)議，在這次會(huì)議，也主就人工能發(fā)一個(gè)上行“先導(dǎo)”放電將雷電流引向一個(gè)確定的雷擊部位的可能性，進(jìn)行了熱烈的議論。在一個(gè)工廠中，雷電流然后才能從這個(gè)雷擊部位經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)易的避雷器引入地下。
如果有這種可能，即必須及早能發(fā)“先導(dǎo)”放電。作為ESEL（初期流注放電）的方法，就基于這個(gè)想法。在這種**量中，由吭壓電極產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，而這個(gè)電場(chǎng)只在附近區(qū)域產(chǎn)生，一個(gè)供“流注”放電發(fā)展，必需的基本場(chǎng)（各種工）。因之，只產(chǎn)生一個(gè)較小的“流注”放電，它不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋葘?dǎo)”放電（條件3）。這種裝置的效力，尚未得到證實(shí)。
人工產(chǎn)生類似于“先導(dǎo)“放電的等離工體基于類公的老法。這種等離式體用強(qiáng)大的激光產(chǎn)生。因?yàn)樵谶@里不準(zhǔn)備為“先導(dǎo)”放電的發(fā)展的必須的基本場(chǎng)（條件4），故用這個(gè)辦法不會(huì)得到附加防護(hù)空間的效益。
由許多雷擊特點(diǎn)中得出，大約在25%的雷電中，出現(xiàn)多個(gè)雷電通道。在一次雷擊中，少有8個(gè)人（6死2重傷）遭遇不同的雷電通道。這可能是主通道分叉形成不同分歧。另一方面，發(fā)現(xiàn)支雷電往往不跟隨前面支雷電的路徑。這可能是出現(xiàn)多個(gè)雷擊部位的原因。
避雷與接地
第5組為“避雷—接地“組。該組收到19篇論文。會(huì)議由主席Christian Bouguegneau教授（比利時(shí)）和解說(shuō)員Walgang Hadrian教授（奧地利）主持。
為了減少電磁干擾量，在防雷區(qū)主方案中，需要在防雷區(qū)過(guò)渡處加屏蔽。作為造價(jià)適中的解決方案，采用現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)（如鎧裝鋼筋水泥）。對(duì)于屏蔽結(jié)構(gòu)的效力，在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)一個(gè)帶屏蔽柵的立方形籠中進(jìn)行了試難研究。測(cè)得內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)的分布，關(guān)與計(jì)算加以比較。結(jié)果表明，防雷區(qū)LPZO和LPZI之間分界處的外屏蔽的效力一般高于區(qū)域LPZ1T 和lpz2之間過(guò)渡處的內(nèi)屏蔽。基效力既與屏蔽結(jié)構(gòu)也與電位平衡和接地各種有關(guān)。
這個(gè)組的重點(diǎn)是接地和擴(kuò)展接地系統(tǒng)中，不同點(diǎn)之間的電位差。為了分析防雷接地系統(tǒng)，引用了瞬態(tài)計(jì)算機(jī)。電氣要簡(jiǎn)易度（對(duì)50/60HZ的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分析）的要點(diǎn)接地，不能同時(shí)作為足夠的防雷接地。
在承受雷電流時(shí)，不可忽略接地電極與土壤的非線性特性。特別是接地導(dǎo)體內(nèi)的土壤電離化，大大降你了土壤的電阻率。
電力系統(tǒng)的防雷
該組在Joslein Huse 博士（挪威）和解說(shuō)員Marek Szczerbinski 博士（波蘭）主持下開(kāi)了會(huì)議。
用攝影法求得了雷擊高壓架空電網(wǎng)的頻次，并用計(jì)算法分析了造成的后果。通行的措施是架空線走廊的接地線和避雷器。高壓電網(wǎng)中的避雷器，不僅裝在變電站中用來(lái)保護(hù)使用的設(shè)備（特別是變壓器），而且分布在架空線上，與絕緣子并聯(lián)，以避免絕緣子閃路。通過(guò)使用這種"線咱避雷器“，可大大改善哪些接地情況不佳地區(qū)的供電安全性。
架空線直接遭雷擊或附近遭雷擊，不僅威脅高壓和中網(wǎng)電網(wǎng)中的設(shè)備，而且雷擊經(jīng)過(guò)配電變壓器將過(guò)電壓和過(guò)電流超臨界稿合入低壓電網(wǎng)，造成電氣設(shè)備和電子終端裝道的故障或損壞。會(huì)議提出了不同容量（5KVA～1250KVA）變壓器一次和二次測(cè)之間瞬態(tài)稿合的計(jì)算方法，并分析了對(duì)低壓側(cè)的干擾量。
電子設(shè)備的防雷
第7組為“電子設(shè)備的防雷”組。會(huì)議由Eric Montandon(瑞士)主持。Fridolin Heidler博士作解說(shuō)員。
低壓設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)裝置（SPD）主要用避雷器。會(huì)上提出了新的避雷器技術(shù)。在承受劇形沖擊波（5/50ns）時(shí)，對(duì)避雷器的特性所作的研究表明，在這個(gè)極短的沖擊中，雷電保護(hù)裝置（SPD）的寄生電容可起到“濾波”的作用，這種就吸收了入侵沖擊波的部分能量。
多次雷放電會(huì)使避雷器在1S內(nèi)多次動(dòng)作，并引起式頻續(xù)流。用新型沖擊電流發(fā)生器，模擬了10KA，8/20us沖擊電流多次放電。在避雷器上，隔20ms 5次觸發(fā)式頻續(xù)流。此時(shí)在敞開(kāi)式和封閉式避雷器結(jié)構(gòu)中，均未出現(xiàn)問(wèn)題。
從出現(xiàn)的過(guò)成壓次數(shù)和避雷器的制造工藝上，確定了火花間隙為基礎(chǔ)的避雷器的壽命。只有在施加工頻電壓一定相位處，過(guò)電壓觸發(fā)工頻續(xù)流。對(duì)于所研究的避雷器，其壽命可望33年。
國(guó)際雷電研究和試驗(yàn)中心（ICLRT）（美國(guó)佛羅里達(dá)州）用火箭觸發(fā)雷電，研究了雷電流沿中壓架空線的分布。830m長(zhǎng)的試驗(yàn)線路裝在18基桿塔上,并裝有6只氧化鋅避雷器。雷電引發(fā)在外導(dǎo)線上。高頻電流分量（在花初幾微秒內(nèi)）主要流經(jīng)兩個(gè)距雷擊點(diǎn)最近的避雷和桿塔。而所有避雷器參與對(duì)地總電荷的轉(zhuǎn)移，此時(shí)電流分布取決于桿塔的接地電阻。
為了構(gòu)成電磁屏蔽，使用了現(xiàn)有的導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)件，水泥的鋼鎧裝對(duì)此特別適用。對(duì)于這種網(wǎng)格式的屏蔽，DINV VDE V 0185—4（VDE V0185第4部分）2002—11〔6〕建筑物直接受雷擊時(shí)估算磁場(chǎng)、磁場(chǎng)變化和感應(yīng)電壓的公式。這此公式基于數(shù)字模擬，適用于具有空網(wǎng)目的單層屏蔽。但是鋼筋水泥結(jié)構(gòu)通常由多個(gè)（到少而2個(gè)）鎧裝層組成。因之在慕尼黑聯(lián)邦防御大各的高壓工程試驗(yàn)室和雷電研究中，對(duì)單層、工層和由鎧裝網(wǎng)柵構(gòu)成的立體屏蔽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較試驗(yàn)。其中的是通過(guò)第二層鎧裝網(wǎng)柵構(gòu)成的立體屏蔽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較試驗(yàn)。其目的是通過(guò)二層鎧裝定量附加屏蔽效果。相比單層格柵，二層格柵獲得發(fā)下附加屏蔽率效果。
·3dB～7 dB ,對(duì)磁場(chǎng)變化（Dh/dt）
·9dB～12dB ,對(duì)于縱問(wèn)電壓
u1 撫蓋和地之間
雷擊的損害作用
第8組為“雷擊的損害作用”組。收到11篇論文，會(huì)議由主席Z.Flisowski（波蘭）和解說(shuō)員Farhad Rachidi博士主持。其中5篇論文論述了需電事故及對(duì)人身傷害。6篇論文論述對(duì)設(shè)備和電力系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和損壞。
人直接受雷擊的雷電事故會(huì)造成死亡，或至少造成嚴(yán)重?fù)p傷。附近的人員邊會(huì)受到很大傷害。這一般是由于跨步電壓的緣故，由于電流在地面上流動(dòng)，與人形成電位差。但日本的研究得出的結(jié)論卻認(rèn)為大高估了跨步電壓的損壞風(fēng)險(xiǎn)。這項(xiàng)研究基于這樣的雷擊事故，即雷電擊入至少由5人緊緊提成 一體的幾個(gè)小組。
研究了各人員組及13次受雷擊的情況，在這里，有24人有受雷擊的特征。顯然，一些雷擊具有多個(gè)雷擊通道。有關(guān)人員或死亡（15人）或受到嚴(yán)重?fù)p傷（9人）。直接接觸這些人的人員也部分受到弘大傷害，這可能是由于雷電支電流跳越的緣故。而僅受到跨步電壓威脅的單獨(dú)站立人員，未受到或未受到嚴(yán)重?fù)p傷。至少相距7m 的人員根本沒(méi)有受到影響。
實(shí)際和特殊的防雷問(wèn)題
第9組為“實(shí)際和特殊的防雷問(wèn)題”組。收到論文19篇，會(huì)議在主席Istvan Berta教授（美國(guó)）主持下，介紹了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和高層建筑物的防雷問(wèn)題。
以給希臘海中島嶼的正地自主供電為例，從風(fēng)險(xiǎn)分析出發(fā)，介紹了一種普遍的防雷方案。由于各個(gè)供電裝置空間上的隔離（風(fēng)力透平機(jī)和光伏發(fā)電設(shè)備）和差的接地件對(duì)防雷提出了特殊的要求。所進(jìn)行的工程表明，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析，在資金可承受的情況下，對(duì)于自給自足的設(shè)備，也可能進(jìn)行有效的防雷。
特殊的問(wèn)題出現(xiàn)在高100m以上的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的防雷保護(hù)上。由于高度高，這種設(shè)備的雷擊概率及損害風(fēng)險(xiǎn)大大增加。特別是自誘發(fā)上行雷電數(shù)量增加。目前轉(zhuǎn)子葉片大多由玻璃或碳素纖維—復(fù)合材料制作，這就特別危險(xiǎn)。作為電氣和電子設(shè)備的保護(hù)基礎(chǔ)，除了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備外，整個(gè)風(fēng)力場(chǎng)應(yīng)納入保護(hù)方案。
對(duì)于高的桿塔上的設(shè)備，也需要有專門的防雷方案，以便帶開(kāi)線的移動(dòng)式無(wú)線電站得到有效的保護(hù)。在安裝高壓架空線的桿塔時(shí)，值得注意的是雷擊會(huì)引起移動(dòng)式無(wú)線電站低壓事故，造成供電的中斷。
防雷和防雷標(biāo)準(zhǔn)
第10組為“防雷和防雷標(biāo)準(zhǔn)”組。收到11篇論文。會(huì)議由Carlo Mazzetti博士（意大利）主持，討論由Alain Rousseau(法國(guó))主持。
IEC TC 81〔8〕負(fù)責(zé)雷擊“風(fēng)險(xiǎn)”分析的相關(guān)組介紹了未來(lái)IEC 62305-2標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。按IEC 61024-1-1;1993-09〔9〕標(biāo)準(zhǔn)作簡(jiǎn)化的程式將不再采用。新的IEC62305-2(對(duì)現(xiàn)有草案正在咨詢之中)取代按IEC/TR2 61662;1995-04〔10〕標(biāo)準(zhǔn)還有PC軟件，以使實(shí)際應(yīng)用。
關(guān)于以所謂ESE技術(shù)（初期流注放電）為基礎(chǔ)的防雷裝置的效力問(wèn)題，又引起了爭(zhēng)論。隨著新模型的提出，如CVM和FIM法，ESF防雷裝置應(yīng)強(qiáng)制性進(jìn)入國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中。但與之相反，不同的論文明確地提出，這些模型假設(shè)的前提條件不符合對(duì)雷電現(xiàn)象的測(cè)量和觀察。這點(diǎn)可通過(guò)一系列理論研究和實(shí)際例子和經(jīng)驗(yàn)得到論證。對(duì)于ESE防雷裝置的效力，迄今尚沒(méi)有一個(gè)科學(xué)的有份量的證據(jù)。
ICLP 2004年在法國(guó)
第27刷國(guó)際防雷會(huì)議（ICLP）將于2004年9月12日至17日在法國(guó)阿維尼翁（Avignon）的“國(guó)際會(huì)議中心”舉止行。
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