一种基于位移电流的雷电中和方法研究

郭伟，卢志军，王彩云，马厂，韩思佳

（1.吉林省德鸿光电科技有限公司；2.中国科学院国家空间科学中心；3.北京雷布斯雷电安全科技有限公司）

1 引言

雷闪是一种大气中的放电现象，其成因是空气的强烈对流，引起了云层之间的摩擦积累了足以击穿空气的电位差。云层与地面之间的放电，严重危害着人群的生命财产安全以及工农业生产的正常进行[1]。自近代以来，避雷针的出现大大降低了雷击事故的发生。避雷针利用尖端放电效应吸引雷闪对避雷针放电，再经引下线和接地装置将电流引入大地，以此方式避免人员及建筑等被雷闪击中，自发明以来极大地保护了人民生命和财产的安全。

①当雷云局部电荷过多，雷云放电引起的击穿空气传导电流过大，接闪器及引下线将电流导入大地时可能产生瞬间高温致使金属融化并引起火灾。

②当避雷针附近有可燃性气体时，比如油库、森林等，避雷针引雷一旦发生弧闪，产生火花放电效应，将点燃可燃性气体，引起爆炸，造成危害。

③当避雷针附近有电路时，例如，电子设备、电气设备、通信设备以及其中的芯片，避雷针引雷时将产生巨大的电磁脉冲，极有可能导致此类设备出现故障和损坏，造成财产损失。

上述技术缺陷的根本原因是传统避雷针只依靠雷云和避雷针之间的传导电流泄放雷电荷，因此其安全隐患难以克服[2,3]。不过，根据麦克斯韦电磁场理论，在雷云与防雷装置之间并非只能传输传导电流，还可以传输位移电流。……