世界第一高樓哈利法塔，原名迪拜塔，高達828米，總建筑面積26760平方米，包括酒店、餐館、辦公室和私人住宅，同時還包括地下兩層停車場。57座電梯貫穿160層，且大樓還設有世界最高的電梯站臺，高度達638米，總造價15億美元。這座恢宏的建筑可謂城市之巔，吸引了全球各地的游客慕名而來。
然而建筑物越高，越容易受到雷擊的損害。反復的雷擊會對房屋及建筑物造成毀滅性破壞。若雷擊電流的強度過大，可發(fā)生大規(guī)模損壞。而世界第一高樓哈利法塔高聳入云，遭受雷擊的風險非同小可，因而針對雷擊進行測量與統(tǒng)計變得越來越重要。在哈利法塔頂端上，使用了菲尼克斯電氣LM-S雷電監(jiān)測系統(tǒng)，以便在此位置檢測和評估雷擊，于城市之巔守護它的安全。
法拉第電磁效應
LM-S雷電監(jiān)測系統(tǒng)包括一個分析儀、連接電纜，以及三個傳感器。如果閃電擊中了一個避雷針(例如安裝在哈利法塔頂部的避雷針)，在避雷針附近將會產生一個能量巨大的電磁脈沖。LM-S使用法拉第電磁效應測量避雷針中流經的浪涌電流。此外，光在傳感器內部測量區(qū)發(fā)生偏振。若傳感器測量區(qū)檢測到閃電磁場，先前偏振光會以可測量的方式發(fā)生彎曲。LM-S系統(tǒng)會確定雷電電流峰值、電流波形的最大斜率、雷電流的能量、雷電流的電荷等雷電特性值，并將其與雷擊的日期和時間一起存儲。該傳感器經由光纖電纜向分析儀發(fā)送光信號。
風之啟示
迪拜雷電監(jiān)測系統(tǒng)安裝在較為極端的環(huán)境條件下，所以它有可能會在運行期間產生破紀錄的雷電數據。舉個例子，在風力發(fā)電機輪轂中，分析儀與葉根傳感器間所需連接電纜長度僅為10米，而哈利法塔所用電纜長度長達200米 。LM-S的最初開發(fā)目的是防止雷擊損壞風力渦輪機，因為這些場地的不定期的重復保養(yǎng)和維修費用過于昂貴，導致雷電防護在風電機組中變得尤為重要。
雷電監(jiān)測系統(tǒng)可以為風力發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)控提供補充。借鑒風電場所獲得的典型雷擊數據，并詳細分析潛在危害，有助于更好的進行雷電防護規(guī)劃。同時，越來越多的證據表明，在建筑物中的綜合防雷概念也可從這些風力發(fā)電機組中借鑒經驗，大都市摩天大樓所受雷電災害的威脅遠遠超過普通的單戶住宅。正因為如此，智能監(jiān)控系統(tǒng)也可用于這類建筑物，這些永久運行的監(jiān)視系統(tǒng)可直接向中央控制單元提交雷電信息和報告。
極端安裝條件
如同哈利法塔的案例，避雷針安置在建筑物頂部最高點的位置。用金屬扎帶將雷電傳感器連接至避雷針。傳感器通常是黑色的，但由于在該位置的傳感器需要直接暴曬在強烈日光之下，會導致黑色傳感器劇烈發(fā)熱，因白色傳感器吸收陽光熱量較少，因此傳感器設計為白色。鑒于極端安裝條件，需要對每一個工作步驟進行多次測試。
哈利法塔的分析儀安裝在離地面高達680米的位置，并在空調服務器機柜內運行，這一高度位置有足夠的空間以及必要的電源與數據接口。 因此傳感器和分析儀之間的200米長的光纖電纜是經過專門測試的，以確保其能夠承受這些環(huán)境條件。光纖電纜在超過70攝氏度的溫度條件下，擁有很好的溫度彈性。在鋪設電纜時，必須采取特別安全的方法對它加以穩(wěn)固;高度每增加10米，就需要水平鋪設一小段電纜，以防止電纜因其自身重量而發(fā)生拉伸或下垂。
超過50 kA的最大雷電電流值
哈利法塔頂部雷電監(jiān)測系統(tǒng)已經記錄下多次塔頂接閃信息，最大的電流值超過50 kA。由于該建筑物已擁有全面的外部和內部防雷系統(tǒng)，因此大樓管理人員對這些信息進行分析純粹是為了實現統(tǒng)計、評估的目的。管理人員以雷電監(jiān)測系統(tǒng)電流讀數為參照，對哈利法塔的電子和建筑設施系統(tǒng)的潛在不規(guī)則構造與雷擊災害風險開展測評。
當建筑物或風力渦輪機檢測到雷擊時， 可以隨時對雷電參數與其所造成的傷害之間的關系得出結論。此外，評估特定事件可以總結出能夠證明雷電保護系統(tǒng)有效性的結論。雷電檢測系統(tǒng)可以定位雷擊位置，精確誤差值在200米左右。該系統(tǒng)收集的雷擊信息可以為理賠提供參考依據。畢竟，工作人員只能通過類似于菲尼克斯電氣的LM-S雷電流測量系統(tǒng)來確定閃電是否擊中建筑以及相應的位置。
集成的測量讀數
分析儀擁有一個以太網接口，可與標準網絡融合，這樣一來，LM-S操作者就可以很容易地讀取數據，實現永久監(jiān)控。若移動網絡在服務范圍內，現有網絡構架就可以單獨處理通信事宜。內部網絡服務器可以搜集數據并配置系統(tǒng)。這樣可實現隨時對系統(tǒng)進行遠程訪問，比如使用智能手機。
該分析儀還包含一個有遠程觸點的繼電器。對于任何能夠被計數器評估的事件，該常閉觸點會產生一個短脈沖。這樣便能夠記錄下雷擊次數。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，該繼電器會斷開。這意味著，系統(tǒng)準備還可以使用遠程觸點進行查詢。當信號與控制器連接，一旦閃電來襲，后續(xù)動作就可以立即啟動。
雷電監(jiān)測系統(tǒng)(LM-S)程序使用與細節(jié)
應用領域包括遭受雷擊危險的所有建筑和大型機械設備：高層建筑、工業(yè)廠房、發(fā)射塔、交通監(jiān)控設備，以及高壓和超高壓電氣傳動設備。
在美國，一位大學教授借助LM-S評估其使用銅線觸發(fā)的雷擊，他將銅線纏繞在火箭上，并向烏云遍布的天空發(fā)射這些火箭。
在2012年漢諾威工業(yè)博覽會上，為表彰科技創(chuàng)新，主辦方決定授予菲尼克斯電氣雷電監(jiān)測系統(tǒng)創(chuàng)新大獎。
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