雷电流是描述闪电放电最重要的物理量,对于雷电防护相关研究意义重大,因此,雷电流测量一直是雷电研究领域的基础性工作。为了获得自然雷电流全波波形,在南京第一高楼紫峰大厦(约450 m)楼顶的避雷针处安装了一套雷电流全波测量系统,用于长期检测雷击建筑物回击电流和建筑物上行先导电流。该系统包含两套子系统,分别由雷电流传感器、数据传输系统、数据采集系统、远程控制系统构成,能够同时测量回击电流和建筑物上行先导电流,对国内特别是华东地区高塔自然雷电流研究具有重大意义。首先对所安装的雷电流测量系统进行了介绍,对测得的两组上行先导电流波形进行了全面分析,得出高建筑物上行先导电流波形的相关特征。 测量雷电回击电流和建筑物上行先导电流。该系统由雷电流传感器、数据传输系统、数据采集系统、远程控制系统4部分构成，其配置如图1所示。图1紫峰大厦雷电流测量系统配置雷电流传感器安装在大厦顶部避雷针上 本文由公司网站张家港缩管机网站采集转载中国知网整理!  http://www.suoguanji.cn/，如图2所示，由两套不同动态测量范围的自积分Ｒogows-ki线圈构成，分别用于测量雷电通道回击电流和建筑物上行先导电流。先导电流的电流强度偏低，而回击电流的电流强度很大，因此，所采用的先导测量线圈的动态范围为0～2kA，回击测量线圈动态范围为2～200kA，且两套线圈均具有良好的线性度和低频响应。图2塔顶电流传感器安装照片先导和回击测量线圈都套在紫峰大厦顶避雷针上，一般情况下雷电发展过程中先导过后即是回击，因此先导测量线圈需要克服回击大电流的威胁。为了避免回击大电流对先导测量回路形成过载以致产生损伤，先导测量回路除了要满足自身测量要求外，还要对回击电流具有一定的防御能力。为此，我们在先导测量线圈的输出端并联了一个气体放电管(GaseousDischargeTube，GDT)，结构如图3所示。GDT的工作原理是当并联支路端电压等于或大于气体击穿强度时，气体放电，GDT导通，起到泄放过电流和限制过电压的作用，对后续电路起到保护作用。电流全波测量研究-电动液压滚圆机滚弧机缩管机张家港电动缩管机滚圆机滚弧机数据传输系统由两路相同的光纤传输系统组成，均包括光发射机、光接收机、全介质光缆等，分别用于传输回击电流和先导电流信号。 本文由公司网站张家港缩管机网站采集转载中国知网整理!  http://www.suoguanji.cn/Ｒogowski线圈输出的电信号经光发射机转变为光信号，再经光纤第33卷第5期付亚鹏，等:紫峰大厦雷电流全波测量研究25管示意图传送到楼顶观测平台内的光接收机将光信号转化为电信号送入雷电流数据采集系统中记录保存。光发射机位于避雷针附近，周围没有供电设备，但是其工作又需要电源。如果在安装位置下面约70m的观测平台处采用电缆引入电源，雷击时存在所产生的雷电电磁脉冲(LightningElectromagneticPulse，LEMP)能量耦合到测量系统中并造成损伤的风险。可供选择的供电方案有激光供电和太阳能－蓄电池供电，考虑到实际安装条件的限制，本文选用激光供电方式。所选用的武汉凹伟能源科技有限公司研制的激光供能模块可提供功率为1～2W、光波长为830nm的激光能，以作为光发射机中电光转换半导体发光组件的驱动源，具有抗干扰能力强、工作时间长、性能稳定的特点。使用时为了避免LEMP的干扰，该模块放置于金属屏蔽壳内，实物照片如图4所示。图4激光供能模块实物照片数据采集系统位于楼顶观测平台，包括工控机、采集卡和采集软件。为了精确记录完整的雷电流波形，我们采用高速采集卡PCI4732将模拟信号转化为数字信号后存储在工控机中。工控机采用配套软件实时记录数据并显示测量波形。本文所述雷电流测量系统的观测平台位于紫峰大厦顶楼，远离办公区，并且出入需要提前与相关部门协商，而雷电过程的时间又十分短暂，因此，我们专门设计了远程控制系统对测量系统进行远程操控。选用Windows自带的“远程桌面”，观测人员通过本地计算机不但可以远程控制光纤传输电源的通断，而且可以随时监控终端计算机采集系统运行状态以及调用存储的数据，人员只需对记录设备定期维护，大大减少了长期测量中的人力、物力消耗。使用“远程桌面”需要网络支持电流全波测量研究-电动液压滚圆机滚弧机缩管机张家港电动缩管机滚圆机滚弧机 本文由公司网站张家港缩管机网站采集转载中国知网整理!  http://www.suoguanji.cn/