雷電流記錄儀

對雷擊電流的實時監測，可為雷電防護及雷擊事故分析提供極有價值的科學依據。

雷電流幅值記錄儀具有體積小、重量輕、記錄準確、可靠性高、抗干擾能力強、功能完善等特點。

雷電流幅值記錄儀可以用於測量流過避雷器的直擊雷電電流；可以用於測量感應雷電電流；可以集成在防雷電源中用於雷擊電流的測量；還可以用在模擬雷電流試驗台上取代目前普遍採用的分流電阻加存儲示波器的電流測量方式。

基本介紹

• 中文名：雷電流記錄儀
• 外文名：Recorder For Lightning Current
• 特  點：體積小 重量輕 記錄準 抗干擾強

發展及其概述

雷電是一種壯觀的自然現象,其電壓可高達數MV~10MV,其電流可達數十kA~數百kA,具有極大破壞力。因此常常由於雷擊而造成人畜傷亡、建築物被毀、引發爆炸、火災及電力系統停電、電氣設備遭受破壞等嚴重事故。雷電流幅值的測量是進行雷電研究的基礎工作,對研究雷電特性、分析雷害事故、探討防雷對策均具有十分重 要的意義。傳統的測量雷電流幅值的方法是磁鋼棒法。它利用雷電流產生的磁場使磁鋼棒磁化,由於磁鋼棒具有較強的磁矯頑特性,所以雷電流通過後磁鋼棒仍能保留較大的剩磁,通過檢測其剩磁的大小即可確定被測雷電流幅值的大小。磁帶式雷電流記錄儀採用單片機檢測技術,可直接以數字顯示被記錄 的雷電流幅值的大小,直觀方便,測試精度高,測量誤差 ( 士 2%,為進一步廣泛地開展雷電觀測工作提供了一種先進的測量手段 。

雷電流幅值記錄儀具有體積小、重量輕、記錄準確、可靠性高、抗干擾能力強、功能完善等特點。

雷電流幅值記錄儀可以用於測量流過避雷器的直擊雷電電流；可以用於測量感應雷電電流；可以集成在防雷電源中用於雷擊電流的測量；還可以用在模擬雷電流試驗台上取代普遍採用的分流電阻加存儲示波器的電流測量方式。

在對直擊雷測量時，由於感測器接點處有很高的反擊電勢，因此必須考慮供電方式問題；此外，需要採取工程措施解決避雷針和感測器的連線問題。這些問題是可以解決的，但應視對象的不同而採取相應的不同措施。

在用於模擬雷電流試驗台上作計量裝置時，由於感測器接點處的反擊電勢不會高於感測器的隔離電壓，所以可以直接用市電供電。在模擬雷電流試驗台上採用雷電流幅值記錄儀進行計量，相對於採用的分流電阻加示波器方式而言，具有精度高，價格低，讀數直觀方便的優勢。

在用於感應雷電流測量或用於防雷電源箱中記錄雷擊電流的幅值時，由於感測器接點處和市電電源基本處於等電位狀態，所以可以直接用防雷電源箱內部的電源供電。在防雷電源箱中加裝雷電流幅值記錄以後，可以準確地知道防雷電源是否遭到過雷擊以及遭雷擊的時間、強度等。我們知道，雷電保護裝置中的保護元件的壽命與它動作的次數和強度（即流過它的雷擊電流）有關。當我們準確地知道防雷電源遭到雷擊的次數和雷擊強度後，我們就可以預測出防雷電源的當前狀態，以便採取必要的措施（例如提前更換掉可能會失效的保護元件）以便更有效的實現雷擊保護。

在用戶選用防雷電源時，常常根據經驗選取相應的額定參數,當雷擊造成保護對象出現故障時，我們並不知道是防雷電源自身的可靠性問題，還是出現了超過防雷電源額定指標的雷擊電流而先造成防雷電源損壞，再導致用戶設備損壞，這就給事故原因的分析及責任歸屬的認定帶來了困難。即便強雷擊最終會導致防雷電源失效，但雷電流幅值記錄儀內部的電源在供電中斷後維持數百毫秒的正常工作狀態，所以造成防雷電源失效的這一次雷擊依然可以被可靠記錄。

基本原理

磁帶式雷電流記錄儀的基本原理是:採用高靈敏度的記錄磁帶進行預錄基準信號處理後,將它放置在雷電流載體附近,在雷電流的磁場作用下,會消去一定長度的預錄在磁帶上的基準信號,其消去長度與被測的雷電流幅值大小成比例。因此,通過檢測預錄基準信號的消去長度,並由單片機進行數據分析與處理後,即可確定和顯示出被測雷電流幅值的大小。

記錄磁帶及其預處理

記錄磁帶採用高靈敏度的標準C一60型盒式磁帶,帶速為4.76cm/S,頻寬為3.smm,帶基為聚酷材料,磁層厚度為6俘m。由於磁層採用了矯頑性強的優良磁性材料,高壓電器1998年第5期所以具有良好的磁化特性、高靈敏性和穩定性。經過試驗,在野外放置一年後的磁帶特性不變。所謂記錄磁帶的預處理,是將一定頻率的正弦波信號預先記錄在磁帶上。

雷電流對記錄磁帶的消磁

雷電流的波頭為拜S級,其等值頻率為兒百kHz,所產生的磁場對記錄磁帶的作用相當於交流消磁。當交流電流達到一定值時使磁帶磁化到飽和點,其結果使磁帶上所記錄的信號被消去。為了使消磁效果最佳,應使記錄磁帶與磁感應強度方向的相對位置和磁頭磁場與磁帶的相對位置相同.

L的檢測裝置

由於雷電流幅值I與磁帶基準信一號的消去長度L成線性關係,所以L的測量精度將直接影響I的測量精度。為了提高L的測量精度並實現檢測的自動化、智慧型化,因此採用了單片機檢測系統。系統的原理框圖及各部的信一號波形如圖所示。

優點

1.利用高靈敏度的記錄磁帶,通過預錄基準信號處理,用來記錄雷電流幅值的方法,較之傳統的磁鋼棒法具有靈敏度高、性能穩定、記錄準確、處理方便的突出特點。

2.研製的磁帶式雷電流記錄儀,採用單片機處理技術,結構簡單、操作方便、檢測精度高、數據顯示直觀。試驗結果表明,其測量誤差簇2%,其測試精度比傳統的磁鋼棒法提高l~2個數量級,並實現了檢測的自動化,為進一步廣泛地開展雷電流觀測工作提供了一種先進的測量手段。