舰船雷电防护
基于先导发展模型的舰艇避雷防护评估仿真
基于先导发展模型的舰艇避雷防护评估仿真裴高飞;陈海林;高成【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2018(30)1【摘要】基于先导发展模型实现了海域上地闪先导2维数值放电模拟,完成了海域上地闪先导放电通道过程的图样采集.通过建立二维舰船模型,并根据相关标准对舰船模型进行避雷针的数量、高度、位置设定,对此模型进行雷电先导放电数值试验.经大量试验统计分析,舰船采用单根避雷针设计方案时,避雷针的高度较高,使得接闪概率明显增大,但在避雷针周围取得了较理想的防护效果;与单根设计方案相比,双根避雷针设计使得舰船整体结构高度降低,总的接闪次数有所减少,防护效果更佳.该评估方法可与长间隙放电试验和雷电观测互为补充,进一步完善了水面舰艇避雷系统防护评估检验技术,为舰艇的雷电防护提供理论基础.%The high resolution simulation of cloud-to-ground lightning leaders on sea surface is presented based on two-dimensional leader progression model,and the fine image of the development process of the lightning leader is acquired.Through the establishment of two-dimensional model of ship,and according to the related standards of ship,the number and height and position of lightning rod are determined,and their lightning protection area is evaluated using proposed method.The test data show that when the ship adopts the single lightning rod protection,the probability of lightning strike is obviously increased,and the protection effect is better in the vicinity of the lightning pared with the single rodscheme,when the ship adopts double lightning rod protection the overall structure height of the ship is reduced,total number of lightning flashes on the ship will be reduced,and the protective effect will be better.With the development of long air gap discharge test and lightning observation,the protection analysis method will be more thorough and accurate.【总页数】7页(P55-61)【作者】裴高飞;陈海林;高成【作者单位】陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室,南京210007;北方信息控制研究院集团有限公司,南京211153;陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室,南京210007;陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室,南京210007【正文语种】中文【中图分类】O521.3【相关文献】1.水面舰艇避雷针防护区域评估方法 [J], 王萌2.基于定时Petri网的舰艇保障能力仿真与评估 [J], 顾滨兵;郭亚东3.基于仿真的舰艇作战计划评估指标研究 [J], 王伟;赵晓哲;康晓予4.基于外场试验数据的舰艇箔条干扰仿真推演与评估∗ [J], 贾宏进; 申军岭; 齐兆龙; 刘宇5.水面舰艇避雷针对天线性能影响仿真评估 [J], 王萌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于先导发展模型的舰艇避雷防护评估仿真
１ 海 上 雷 电先 导 发 展 模 型研 究
１．１ 雷 电 先 导 发 展 机 理
从 对 雷 电先导放 电过程 的观 测 以及相 关研究 可 知 ，雷 击 是一 种 超长 间隙放 电现象 。通 常 的下行 雷 击 从 雷
云 下部 负 电荷 中心 的某处 开始 ，以梯级 先导 的形 式 向海面 发 展 ，各 梯 级 的方 向有 明 显 的垂 直 分量 ，但 一 般 每个
国内在长 间 隙放 电试验 方 面做 了大量 研究 ］，促 进 了雷 电数 值模 拟 技 术 的发 展 。但 在避 雷 针 防护 区域 的 评 估 方法 研究 不够 深入 ，有 待完 善 。本文 通过对 舰 艇模 型进 行单 根 、双 根两 种 避雷 针 雷 电 防护 设计 ，并 基 于 先 导 发 展模 型对 水 面舰 艇 模型 雷击 进行 大量 雷 电先导 放 电仿 真 试验 ，对 其 避雷针 防护 区域 进行研 究分 析 。
观 测 互 为 补 充 ，进 一 步 完 善 了 水 面 舰 艇 避 雷 系 统 防 护 评 估 检 验 技 术 ，为舰 艇 的 雷 电 防 护 提供 理论 基 础 。
关 键 词 ： 舰 艇 ； 先 导 发 展 模 型 ； 避 雷 针 ； 有 限差 分
中 图 分 类 号 ： Ｏ５２１．３
梯 级在 空 间都是 随机 取 向 的 ，这 和空气 中原 来 随机存 在 的离 子 团有关 ，最 终放 电通道 成 为常见 的 曲折形状 。下
行 先导 发展 过程 中会 形成 很多 分支 ，在 雷击 最后 阶段 ，海 面物体 的场 强主要 决定 于其 附近 空 间分 支 的影 响 。此
后 ，在下 行先 导 的下行 过 程 中 ，可 能有更 多 的海 面 目标 产 生迎 面 上行Байду номын сангаас先 导 。海 域上 空 自然 雷泄 放 过 程＿７ 可 以
探讨船舶通信导航设备的防雷避雷措施
定， 固定方式简便而且稳 固： 原来使 用的 Ｚ Ｌ Ｊ ． ３ ５ ０坑道钻机 则 ［ ２ 】 国家安全生产监督管理局宣传教育 中心． 煤矿探放水作业
是使用木点柱或单体 （ 有泵站 的情况下） 来固定，由于该钻机
的 电动机和钻机为一体， 因而会 振动大， 不易稳固钻机。打钻
— —
操作资格培训，
的 电源线、 信 号线以及天馈线 ， 对雷 电极为敏感 ， 并且过电压 地 间的异种 电荷相互作用形成的，并且放 电的过程中产生强
对其产生的危害也时常发 生，因此就必须采取适当措施来有 烈的闪光和震耳 的轰鸣 。科学研究显示：地球本身是一个 电 ０ ０ ｋ ｖ的大气 电场 。因为地球表面聚集大量 的负 电 效抵御过 电压对通信 设备 带来 的破坏 ，这 以引起船舶通信导 压大约为 ３
探讨船舶通信 导航设备 的防雷避雷措施
口 李 圆明 石志军 丁振 国
（ ［ １ 】 海军大连般艇 学院 辽 宁 ・ 大连 ｌ １ ６ ０ ０ ０ ；
【 ２ 】 大连 地区装备修理监修 室 辽宁 ・ 大连 １ １ ６ ０ ０ ０ ）
摘
要： 雷电是 大气云层 的一种剧烈放 电现象 ， 它通过 多种形式使得地 面建筑物 、 设备 以及人类生命财产 受到损
（ ２ ） 降低职工劳动强度， 增加企业效益 。 Ｚ Ｙ Ｊ ４ ０ ０ ／ １ ３ ０ 架柱式液压 回转钻机的钻台是通过来立柱 固
参考文献 ： ［ １ 】 国家安全 生产 监督 管理 总局， 国家煤矿安全监察局． 煤矿 防治水规定 ［ Ｍ】 ． 北京： 煤炭工业 出版社， ２ ０ ０ ９ ．
丢零部件 ， 且一般 需 ６ 人 以上使用绞车搬运。
综 上所述 ， Ｚ Ｙ Ｊ ４ ０ ０ ／ １ ３ ０架柱式液压 回转钻机 的使用特点
船舶雷雨大风应急预案
船舶雷雨大风应急预案船舶雷雨大风应急预案（通用7篇）在学习、工作或生活中，有时会出现一些不在自己预料之中的事件，为了降低事故后果，可能需要提前进行应急预案编制工作。
应急预案要怎么编制呢？下面是店铺收集整理的船舶雷雨大风应急预案（通用7篇），希望对大家有所帮助。
船舶雷雨大风应急预案11.0目的通过建立本应急预案，确保春、秋季风沙天气来临之前做好各项应急准备，并在大风、沙尘暴来临之时启动相应的应急处理措施，以保证物业设施安全和环境卫生整洁。
2.0范围适用于春、秋季风沙天气的应急准备和应急处理。
3.0职责3.1保洁主管负责风沙天气应急准备工作的计划和落实情况检查;3.2设备主管负责安排工程人员进行室外设施、装置的检查和加固;3.3保洁领班负责应急人员的组织和监督应急措施落实;3.4保洁员负责按照本预案进行应急措施的具体实施。
4.0处理预案4.1应急准备4.1.1风沙季(每年10月至第二年5月)来临之前，管理处应准备挡风布袋(长条状，内装木屑)，并保证可随时取用;4.1.2设备主管应安排人员检查楼宇公共区域外门窗的完好状况，对关闭不严或破损门窗进行维修;检查室外灯箱、标识牌及其它设施并进行必要的加固;4.1.3保洁主管注意每日收集北京市气象台36小时天气预报，一旦接收到4级以上大风预报，应于第一时间通报管理处经理，以便做好防风沙各项准备工作;4.1.4管理处可将大风预报提前张贴于公告栏，提醒业户注意关闭门窗，防止风沙侵袭造成损失。
4.2大风、沙尘暴来临应急措施4.2.1大风、沙尘暴来临之前，区域保洁员和巡楼安保员提前检查楼层公共通道的门窗并及时关闭，防止大风刮进楼内，使楼层积尘或打碎玻璃;4.2.2各出入口玻璃门、卷帘门下铺放挡风布袋;4.2.3外围摆放的交通指示牌示及其它可移动标牌统一收放到避风处，或放倒于适当位置，避免损坏或大风吹倒砸伤行人、车辆;4.2.4外围设施如大堂外门禁设施、停车场计费机等进行适当遮盖以防沙尘侵入;4.2.5室外摆放绿植尽可能移入室内;4.2.6提示业户检查、关闭外门和外窗，搬走外窗附近置放于高处的物品等。
防雷技术在船闸机电设备保护中的运用试析
防雷技术在船闸机电设备保护中的运用试析摘要：近几年，随着我国社会的信息化的发展，水上经济得到很好的发展，其中，船闸机电设备是船闸中的一个关键部件，它直接关系到整个船闸的正常运转。
但就目前船闸的实际状况而言，船闸机电设备极易遭受雷击等灾害，从而对船闸造成不同程度的损害，甚至危及船闸工作人员的生命安全。
为此，需要采用最新的防雷技术对船闸机电设备进行安全防护，保证其安全、稳定地运行。
基于此，本文首先简要分析了防雷技术在船闸机电设备保护中运用的总体思路及工程要素，最后从多个方面阐述了防雷技术在船闸机电设备保护中的运用，以此来供相关人士交流参考。
关键词：防雷技术；船闸；机电设备引言：船闸是水上运输的一个重要设备，它是保证船舶在有水位落差的情况下安全航行的一种水上设备，如果遭遇雷电，极易发生爆炸、起火等事故，这将对现场的人员和船闸造成一定的经济损失，因此，在船闸区域，雷电防护是最重要的措施。
雷电对船闸机电设备的危害一般有雷电侵入、直接雷击、雷电感应等，它的破坏力主要体现在放电过程中，如力学作用、热力作用、电磁影响、机电作用等。
而作为船闸最关键的机电设备，如果受到外部的雷电冲击，将会对船闸的机电设备造成安全威胁，甚至会对邻近的船只造成一定的影响。
因此，为了防止雷电对船闸的人身、财产造成损害，应采取适当的防雷措施。
一、防雷技术在船闸机电设备保护中运用的总体思路船闸机电设备的雷电保护是一个系统的工程，在进行防雷工作时，应从机电系统的设计入手，为保证船闸机电设备的设计能够取得预期的效果，应选用科学的施工方法。
船闸防雷保护体系由接地网、引下线等零件组成，通过建立这套系统，可以精确地把握雷电的发生位置，防止船舶遭受直接雷电的伤害[1]。
而电涌保护器、电磁屏蔽、电位耦合等部分构成船连接雷防护系统，用于防止直接雷击。
因此，在船闸机电设备防雷工程体系的设计中，需要严格按照当地实际情况，建立相应的防雷体系，在复杂的线路上进行防雷工程的设计，可以使感应雷电保护与直接雷电保护相结合，以保证整体的防雷效果。
浅谈航标设施雷击原理及防护办法
使 它们 成 为等位 体 而 避免 发 生闪击 。 其 尤 要 注 意的 是， 航 标 建筑 物 周围 的高大 树 对
小都 应 留有 足够 距 离 ， 免树 木 与航 标建 以 筑物 问发生 雷电反击 。
可以分为 两 类：第一 类 是雷 电直接 击 在 建
筑 物 上发 生的热 效应 作 用 、 械 力作用 及 而 避 雷设 备被 面击 的机 牢 却火 人提 高， 机 所 由于 直 击 雷 所 引 起 的 其 他 雷 电 作 用 ， 雷 如 以就 避 雷 设 备 小 身 而 占， 不 但 不 能 避 免 它 雷 击 ， 反 是 招 来 更 多 的 雷 击 。它 以 自身 多 相
处 ，与雷 云 的 距 离 最 近 ， 且 与 火 地 有 良 而
率 ， 我 们航 标 工 作 者所 必须 面 临的 、也 是
物 金 属 体 问保 留一 定的 问隙 ， 因为条 件 在
必须 引起 高度重 视的一 个问题 。
好 的 电 气 连 接 ， 以 它 与 大 地 有 相 同 的 电 限 制 而无 法 达 到所 规定 的间隙 尺寸 时 ， 所 应
关 键 词 ： 航 标 雷 电 原 防 护
一
，
前言
此外 还有
‘ 种 害形 式， 既 町能 由 它
器 。
随着 国民经 济建 设 的 日益 发 展 ， 电 雷
造 成 的 灾 害 越 来 越 严 重 ， 行 业 遭 受 雷 电 各
直击 雷 所 引起 ， 可能 由雷 电二次 作 用所 也 引起 ， 就 是 所 渭 高 电 位观 上看 都 没 有 什 么变 化 ， 一 测试 ， 但
却 发现 里 面 的电路 已经损 坏 ， 往往 是 雷 这
电 的 二次 作 用 造 成 的 。
雷击对船舶的危害
雷击对船舶的危害雷暴是由积雨云产生的一种极具危险性的天气现象。
据统计，全世界每秒钟就有100次雷电产生，在海洋上空，特别是热带海域的积雨云厚度可达2万米以上。
云层中蕴藏的巨大的雷击能量一旦释放，瞬间电流高达10万安培、电压高达100万伏特，可导致船舶设备损坏、船体破裂、人员蒙难。
尽管现代科学技术已经创造了相当成熟的避雷装置和雷击防护措施，但全球每年仍然发生大量由雷击引起的事故，在这些事故中，航行于雷暴天气里的船舶最容易遭到雷电袭击。
因此，进一步认识雷击事故对船舶造成的危害并做好预防工作是非常重要的。
一、雷电的主要形式 1.1、直击雷带电的云层与大地上某一点之间发生猛烈的放电现象称为直击雷。
直击雷直接击在物体上，由于雷击时雷电压高达几百万至几千万伏，雷电流高达几万到几十万安，强大的雷电流所经物体引起电效应、热效应和机械效应的混合作用，将直接摧毁物体，引发设备损坏、人员伤亡及火灾。
据有关资料介绍，一个直击雷不仅仅影响到被击中的对象，而且对周围半径1．5km范围内都有影响。
1.2、感应雷感应雷是指当雷云来临时地面上的物体，尤其是导体。
由于静电感应，聚集起大量的与雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生感应电压。
这种过电压往往会造成建筑物内的导线、接地不良的金属物导体和大型金属设备放电而引起电火花，进而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成危害。
另一种情况是，在雷电闪击时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近就形成了一个很强的感应电磁场，对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏，或者使周围的金属构件产生感应电流，从而产生大量的热量而引起火灾。
另外，当架空线路遭受直击雷或产生感应雷，高电位便会沿着导线电源线以及信号线侵入建筑物内，这种雷电波侵入也会对电气设备造成危害或使建筑物内的金属设备放电，引起破坏作用。
据统计，约80％微电子设备和计算机网络雷击损坏都是由感应雷引起的。
国外舰船电场特性研究及其在水雷战上的应用
国外舰船电场特性研究及其在水雷战上的应用随着科技的大发展，电力技术已经渗透到了海洋领域中。
在海战中，水雷的使用曾是制敌的利器，而如今水雷的防御技术也得到了很大的发展。
随之而来的是对不同类型舰船的电场特性研究，以及如何运用这些研究成果来防御水雷的技术探讨。
舰船电场特性研究是指探索舰船本身以及周围环境对电场的响应特性，从而进一步研究如何利用这些特性来防御水雷。
根据舰船电场特性研究，我们可以了解到：不同类型、大小的舰船及其所处的海域环境，对电场的响应特性是不同的。
舰船本身的电场特性概括而言，有两种不同的电场类型：一种是由于舰船表面所带静电引起的；一种是由于舰船交流电系统、雷达设备等发射的电磁场引起的。
针对这两种电场类型，对于不同类型、大小的舰船，其特性也是不同的。
同时，航行、停泊时的海况、水质等也都会影响着电场的特性。
水雷战略是海战的重要策略之一。
而水雷防御的确保，可以有效的保证舰船的安全，也可以扩大我军的优势。
在舰船电场特性研究基础之上，应用相应技术策略，可以有效地防范水雷袭击。
这里给出一些在舰船电场特性研究基础上的水雷防御技术探讨：首先，利用高精度传感设备，实时监测水下环境的电磁波功率、频谱等参数，预测水雷活动的时间、区域、数量等。
其次，根据对舰船的电场特性研究，将舰船表面静电释放均匀分布，形成绕船关键区域的电流密度阵列，来有效的防范不同类型的水雷袭击。
此外，舰船还可通过改变一些与电场有关的因素，如航速、航向等，达到更好的防御效果。
总之，舰船电场特性研究及其在水雷战上的应用已经是海军技术研究的一个新方向，对于舰船在水雷战中的防御起到优化的效果。
只有持续深入的研究，不断改进和优化，才能更好地利用舰船电场特性，为我军的作战建设贡献力量。
相关数据可以包括舰船不同类型、大小对电场的响应特性，以及不同电场特性对于水雷防御的影响等。
针对这些数据，可以进行以下分析。
首先，舰船不同类型、大小对电场的响应特性是不同的。
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舰船雷电防护
1.研究背景
舰船在海平面上航行时，当遇到比较恶劣的雷暴天气，与平坦的海平面相比，舰船自然就成为了诱导带电云层放电的唯一的突出物，因此航行在海上的舰船受到雷击的机会就比较多。
对于大型舰船，太高的避雷针安装在桅杆上从结构和总体性能上不现实，桅杆上的避雷针可能无法对全船进行保护，离桅杆较远的短波鞭状直立天线、桅杆横桁两端较高的超短波天线、桅杆顶部的雷达天线都是容易受到雷电袭击的部位。
雷电对舰船的作用包括直接效应和间接效应。
直接效应指雷电直接击中舰船，雷电流传导产生巨大的电磁效应、热效应、机械效应等对舰船结构、组件及设备造成的破坏。
间接效应指不管雷电是否直接击中舰船，雷电通道对周围设备都会产生电磁脉冲干扰，在电气电子设备端口及线缆上产生瞬态感应，造成设备的失效或损坏。
舰船一旦受到雷击，舰船的结构、组件、部件、设备以及人员将会受到严重危害。
现代舰船通信导航设备中大量应用了电子信息设备和精密仪器设备，而这些设备的耐过高压的能力比较脆弱，一旦遭到雷击，将会损坏，造成系统瘫痪，给舰船安全航行带来极大影响。
目前国内关于舰船雷击的研究还停留在理论阶段，主要包括雷电对舰船的直接、间接效应以及雷电防护设计。
我国GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中，明确要求“电子信息系统应采用外部防雷和内部防雷等措施进行综合防护”。
GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》规定避雷针防护区域采用滚球法评估。
GJB4000-2000《舰船通用规范》规定了舰船避雷针的材料、长度和直径，及其与桅杆的连接，避雷针保护半径的计算，避雷针的接地装置。
GJB 1389A-2005《系统电磁兼容性要求》也明确要求：对于雷电的直接效应和间接效应，系统都应满足其工作性能的要求。
当在暴露状态下，经受一个邻近的雷击以后，或者贮存条件下经受一个直接雷击以后，军械应满足其工作性能要求。
在经受暴露条件下的直接雷击期间和以后，军械应保证安全……符合性应通过系统、分系统、设备和部件（如结构件和天线罩）及试验、分析或其组合来验证。
国内采用GJB4000-2000《舰船通用规范》规定的双曲函数进行舰船单根避雷针的安
装设计，但是无法对全船进行直击雷电防护。
而且对于雷电间接效应对舰船的危害，也尚未有较好的防护措施。
2.舰船雷电防护设计及验证
舰船雷电防护设计有直接效应防护和间接效应防护两方面。
对于雷电直接效应，需要在雷电优先附着点和大地之间提供一个低阻抗通路，将雷电流安全释放。
低阻抗通路具有机械强度高、通流能力强的性能，由避雷针、引下线和雷电接地端构成。
雷电间接效应防护设计较复杂，对于金属舰船，为了减小或者尽可能避免感应电压，桅杆上线缆与引下线平行，且尽可能在桅杆内放置。
复合材料桅杆的各部分之间须用低阻抗金属连接。
对于非金属舰船，雷电防护设计较复杂，须从接地、屏蔽、导电电路的布局、雷电防护器件、辅助接地平板等方面考虑。
舰船雷电防护设计验证方法包括试验和仿真。
雷电模拟试验分为高电压试验、大电流试验和雷电感应瞬态敏感度试验。
高电压试验和大电流试验验证舰船对直接雷电效应的防护，雷电感应瞬态敏感度试验验证舰船对间接雷电效应的防护。
根据现有技术和工程经验，目前可开展的试验主要包括缩比模型雷电附着试验、部件电流试验和部分电气电子设备的间接效应试验。
同时，利用仿真分析软件进行仿真计算和分析，仿真内容应与试验方法对应，包括电压仿真和电流仿真。
通过仿真工具计算分析，验证仿真算法的准确性，为后续扩展到不便进行雷电试验的部分奠定基础。
仿真分析可用于雷电附着评估、防雷系统设计、电结构阻性/安全性分析、雷电电磁环境评估、线缆感应评估、防雷设计方案论证等。