移動式野戰綜合避雷裝置接閃器的對比實驗

趙曉剛，鄭　行，周　毅

(中國人民解放軍后勤工程學院　a.軍事供油工程系； b.研究生三隊，重慶　401311)

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引用格式：趙曉剛，鄭行，周毅.移動式野戰綜合避雷裝置接閃器的對比實驗[J].重慶理工大學學報(自然科學版)，2016(1):104-106.

Citation format：ZHAO Xiao-gang, ZHENG Hang, ZHOU Yi.Research on Mobile Integrated Lightning Protection Technology for Field Equipment[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)，2016(1):104-106.

移動式野戰綜合避雷裝置接閃器的對比實驗

趙曉剛a，鄭行b，周毅a

(中國人民解放軍后勤工程學院a.軍事供油工程系； b.研究生三隊，重慶401311)

摘要：對移動式綜合避雷裝置的關鍵設備避雷針接閃器與傳統避雷針接閃器進行了對比實驗研究，對沖擊電流實驗裝置分別充電至不同的沖擊電壓，以產生不同幅值的沖擊電流，比較接入兩種不同接閃器時產生的沖擊電流和感應電壓幅值及波形的變化。實驗結果表明：相比傳統富蘭克林避雷針接閃器，移動式野戰避雷裝置接閃器對雷電沖擊電流消減24.28%～29.21%，對感應電壓消減25.20%～31.56%，說明移動式野戰避雷裝置能更好地消減雷電沖擊電流產生的感應電壓。

關鍵詞：移動式避雷針；雷電沖擊電流消減；消雷效果

1移動式野戰綜合避雷裝置

我軍油庫及油庫油料裝備(如野戰油料裝備車輛、野戰雷達裝備車、野戰通信車等)曾經發生多起因雷擊而引發的事故。在許多野戰軍事演習、野戰裝備訓練、油裝XX號等野戰訓練演習中，也不同程度地發生過因雷擊造成電器儀表、自動化裝置、通信設備損毀的情況。因此，油庫及油料裝備車輛的機動防雷形勢十分嚴峻。

基于國內外移動式野戰綜合避雷技術研究的現狀及存在問題，將固定防雷有關的最新成果應用于機動防雷的研究中，針對我軍油庫及野戰油料裝備車輛等的特殊性，通過大量模擬實驗和現場實驗研究，研制了移動式野戰綜合避雷裝置。該裝置具有機動性強、保護范圍大、防雷安全性好、環境適用范圍廣、架設與拆收方便等特點。

移動式野戰綜合避雷裝置由底座及緊固裝置(地樁)、針體、接閃器、接地線等部分組成，如圖1所示。

圖1　移動式野戰避雷裝置組成(左)及其效果圖(右)

為了研究移動式野戰避雷裝置的防雷性能，進行了移動野戰避雷針整體避雷效果的實驗研究。尤其是對移動式野戰避雷裝置的接閃器和傳統的接閃器進行了對比實驗，得到移動式野戰避雷裝置接閃器相對于傳統接閃器的改進效果。在進行移動式野戰避雷裝置實驗時，環境溫度為17.2 ℃，相對濕度為60%，大氣壓為96.38 kPa，滿足測量裝置實驗條件，因此可以認為測量數據精度滿足實驗要求。

2移動式野戰消磁消弧避雷針和傳統富蘭克林避雷針的對比實驗

為了簡化兩種避雷針的雷電沖擊電流對比實驗，分別將消磁消弧避雷針和富蘭克林避雷針實物進行分解，保留部分試品搭建成高為2.5 m的實驗臺架來進行模擬實驗，如圖2所示。在避雷針上布置BL035型沖擊電流發生器，發生器與避雷針接閃器間設置相同長度的放電間隙。同時，在接地引下線旁接上分流器，Rs=0.020 94 Ω。在距離引下線50 cm處設置測量用感應元件用來感應沖擊電流波形。該元件由截面面積為6 mm2的Φ15銅管制成，開口成U形(10 mm×30 mm)。將分流器U形開口和感應元件由30 m長的屏蔽電纜連接到TEK-TDS2024C型數字示波器，用TEK示波器的通道1記錄通過分流器取樣的試品沖擊電流波形，用通道2記錄感應元件U形開口兩端的感應電壓波形。

圖2　兩種避雷針對比測試裝置示意圖

實驗時用不同幅值、頻率為8/20 μs的沖擊電流模擬雷電流，分別從發生器本體注入到消磁消弧避雷針和同樣尺寸的常規避雷針，對比相同條件下感應元件產生的感應電壓。為研究移動式野戰避雷裝置中的主要部件接閃器的避雷性能，將0.5 m長的移動式野戰避雷裝置接閃器(見圖3)和傳統富蘭克林避雷針接閃器在測試系統設置同等回路條件下接入實驗回路中，對沖擊電流實驗裝置分別充電至60，38，22 kV的沖擊電壓，產生不同幅值的4/10 μs的沖擊電流。用TDS1002示波器測量雷電沖擊電流的感應電壓波形圖并記錄下來，比較接入兩種不同接閃器產生的沖擊電流和感應電壓幅值及波形的變化。

圖3　移動式野戰避雷裝置接閃器部件

通過實驗得到兩種接閃器在不同沖擊電壓下的雷電沖擊電流和感應電壓值，見表1。

表1　不同接閃器在不同沖擊電壓下的對比實驗數據

由表1數據可以看出:移動式野戰避雷裝置接閃器明顯較傳統富蘭克林避雷針接閃器對雷電沖擊電流和感應電壓有更大的消減作用。當沖擊電壓為60，38，22 kV時，移動式野戰避雷裝置接閃器相比傳統富蘭克林避雷針接閃器其沖擊電流分別減少了29.21%， 24.28%和25.33%，感應電壓分別減少了31.56%， 25.20%和25.57%?？梢娨苿邮揭皯鸨芾籽b置接閃器相比傳統富蘭克林避雷針接閃器對雷電沖擊電流消減24.28%～29.21%，對感應電壓消減25.20%～31.56%。

3結論

傳統富蘭克林避雷針和移動式野戰避雷裝置都可以對雷電沖擊電流進行消減，移動式野戰避雷裝置較傳統富蘭克林避雷針對雷電沖擊電流的消減相差不大，但是對感應電壓值卻消減很多，多消減了近1 000 V，所以移動式野戰避雷裝置能更好地消減雷電流產生的感應電壓。移動式野戰避雷裝置接閃器相比傳統富蘭克林避雷針接閃器對雷電沖擊電流消減24.28%～29.21%，對感應電壓消減25.20%～31.56%。

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(責任編輯劉舸)

Research on Mobile Integrated Lightning Protection Technology

for Field Equipment

ZHAO Xiao-ganga, ZHENG Hangb, ZHOU Yia

(a.Department of Petroleum Supply Engineering; b.Three Teams of Graduate Student,

Logistic University of PLA, Chongqing 401311, China)

Abstract:Mobile integrated lightning protection device lightning rod was compared with traditional lightning rod by the contrast experiments, and we gave impact current device different impulse voltage to produce different impulse current, and researched the change of impulse current and induced voltage by the two types of lightning rod. The experimental results show that the mobile integrated lightning protection reduces impulse current for 24.28%～29.21% rather than traditional Franklin lightning rod, and reduces induced voltage for 25.20%～31.56% rather than traditional Franklin lightning rod, so the mobile integrated lightning protection is more practical than the traditional Franklin lightning rod.

Key words:mobile lightning rod; lightning impulse current subdue; effectiveness of ray attenuation

文章編號：1674-8425(2016)01-0104-03

中圖分類號：TE88;TM865

文獻標識碼：A

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(z).2016.01.018

作者簡介：趙曉剛(1965—)，男，博士，教授，主要從事油料儲運研究；鄭行(1990—)，男，浙江溫州人，碩士研究生，主要從事油氣儲運安全相關技術的研究。

基金項目：總后司令部重點科研項目(BS310C002)

收稿日期：2015-09-22