雷达站等离效子阻雷装置 高压输电线塔雷电放散装置

雷达站等离效子阻雷装置 高压输电线塔雷电放散装置
驱雷器在雷云距被保护目标当顶前约15分钟时，就通过雷电预警器探知大气电场达到预警限值而向空间主动散发有源发生的高浓度等离子体，即在雷云电荷在被保 护目标上空尚较稀疏、雷云电场尚未激化的有利时机，对雷云下部电荷进行稀释和电场均匀化。雷云体电荷密度最高可达2×10-8C/m3，驱雷器针管端发散的体电荷密度为1.6×10-4C/m3，正离子和负电荷在雷云底部电场和其在地面感应的反极性电场吸 引下分离并向双向飘移后的体电荷密度衰减并大。驱雷器在离子寿命周期240s内累积 发散的当量电荷总量为3A×240s＝720C。实际上，驱雷器发散的离子仅需有效抑制形 成雷电先导的5C电荷的再生和进一步累积发展，就能避免形成雷电先导和雷击正离子和负电荷在向上空和地面双向飘移的同时，还由垂直轴心向外扩散，形成对顶锥体发散体积，并由此决定了驱雷保护围。对于传统的无源阵列驱雷器，其金属多针尖端只有在足够强的雷云电场作用下 才会电离产生等离子体而具有一定消雷作用。但其针端等离子体产生量受到电场自 屏蔽效应抑制（即针端电场被其自身产生的等离子体均匀化而电离作用得不到加强、产生等离子体及相应的发散电流受到抑制）而在浓度和总量上偏小。

金属多针驱雷器在高海拔地区应用时（如昆明海拔2300m的多雷暴日地带的太 华山气象站）由于气压低而易于电离，驱雷器驱雷失败机率相对较低，而在低海拔 地区应用时由于气压高而不易电离，则消雷器消雷失败机率较高。此外影响消雷效果的还有消雷针直接接地而降低击穿电压等因素。气象站原装有金属少长针消雷器，消雷过程中多针端产生较大的辉光、甚至刷状放电，并伴有较大的电离噪声。将消雷器置换为驱雷器后，在拒雷过程中驱雷器多针端无辉光放电及电离噪声出现便实现了拒雷。在拒雷过程中，虽然正离子向上空飘移的速度比负电荷向地面飘移的速度慢几个数量级（因正离子的质量较负电荷大几个数量级），但除雷云底部负极性电场对正离子的吸引作用使其漂移升空外，正离子还受雷暴形成过程中大气垂直上升气流（流速为12m/s～20m/s）的推动而加速上升至雷云底部。大气上升气流在雷暴将至前达到最高速度。由雷电学家统计得出的规律可知，一次雷电活动生存期约为40分 钟，根据运行统计，一次驱雷器拒雷过程的平均周期约为60分钟（包括在雷电活动过程中提前约15分钟启动和滞后约15分钟停止发散等离子体，与雷电活动统计规律相符）。
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