剩磁法在雷电流幅值监测中的应用研究

徐 真 傅正财

（上海交通大学电气工程系，上海 200030）

1 引言

2 磁钢式剩磁法的原理

磁钢式剩磁法主要根据剩磁原理。当导体流过电流时，它的周围都存在磁场，处于磁场中的铁磁性材料内部众多的微小磁畴会按磁力线方向排布，当外加磁场消失后，铁磁材料内部磁畴仍按此方向排布而成自身的磁性，这种磁性就是所谓的剩磁。当雷击发生时，雷电流周围会出现强度很大的瞬时磁场，在这个磁场内存在的铁磁性材料会受到很强的磁化作用，将会留下较多的剩磁。磁钢式剩磁法使用特殊的磁钢棒来获得雷击后的剩磁，由剩磁的大小和极性，就可以判断出雷电流的大小和极性。

图1 长直导线空间磁场计算模型图

根据毕奥-萨伐尔定律，如图1空间中长度为l导体上的电流元Idl在P点产生的磁感应强度B为

由公式（4）可以看出，长直导线在其附近空间内某点磁场强度H的大小与电流I的大小成正比，与垂直距离a成反比。

3 磁钢棒

磁钢式剩磁法测量雷电流峰值的精度主要取决于磁钢棒剩磁特性的好坏。在我国，磁钢棒主要有两种，一种是由磁粉和胶木粉压制成的小圆棒；另一种是由钡铁氧体制成的磁钢棒。其中新配方的钡铁氧体磁钢棒，具有灵敏度高，矫顽力大，线性度好，不易饱和等优点，更适合用来测量雷电流。

4 磁钢棒剩磁量的测量

传统测量磁钢棒剩磁的方法有磁偏角法和交流退磁电流法，其测量剩磁的精度都不高。而根据霍尔效应制成的数字高斯计，可在现场方便、快捷、准确地测量磁钢棒的剩磁量，有效减小了环境因素对测量剩磁的影响，提高了磁钢式剩磁法测量雷电流峰值的精度。……