隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，雷電造成的危害也有所變化，涉及到建筑、通信、鐵路、電力、新能源、航空航天等許多重要領(lǐng)域，特別是在當(dāng)下的大數(shù)據(jù)時(shí)代，雷電災(zāi)害由點(diǎn)到面，影響更加廣泛和深遠(yuǎn)，一系列雷擊事故凸顯出當(dāng)前雷電防護(hù)技術(shù)的缺陷和落后。
人類對(duì)雷電進(jìn)行科學(xué)的定量研究和防護(hù)已經(jīng)有一百多年的歷史，但對(duì)雷電物理特性還缺乏足夠清晰和明確的認(rèn)識(shí)。比如，雷電成因的多種學(xué)說均建立在一些先決條件和假說上，從而影響了雷電防護(hù)技術(shù)的發(fā)展，所以，目前廣范應(yīng)用的電涌保護(hù)器等防雷產(chǎn)品都是建立在單脈沖雷電認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上，iec(國(guó)際電工委員會(huì))也將電涌保護(hù)器性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)波形定義為8/20μs和10/350μs等波形。
最近十多年雷電監(jiān)測(cè)和人工引雷的結(jié)果表明，90%自然界雷電是負(fù)閃擊放電，是同時(shí)序多脈沖放電過程，在此基礎(chǔ)上建立一套多脈沖閃擊雷電發(fā)生裝置，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境對(duì)雷電進(jìn)行物理模擬，觀測(cè)雷擊產(chǎn)生的熱效應(yīng)、力效應(yīng)、電磁效應(yīng)等，探尋雷電傳播和作用機(jī)理，為防雷產(chǎn)品研制、雷電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂或修改提供可靠的數(shù)據(jù)，一直是國(guó)際上雷電防護(hù)研究領(lǐng)域的重要課題。
目前，全球雷電高壓試驗(yàn)室均按照iec61643-2011對(duì)spd采用單一波形進(jìn)行測(cè)試，而單一波形的沖擊不符合自然雷電的物理特征。按照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試合格的產(chǎn)品在線運(yùn)行時(shí)容易起火燃燒。美國(guó)軍標(biāo)中雖然有20脈沖的指標(biāo)要求，但并沒有成熟的產(chǎn)品。中國(guó)于2012年成功研制出同時(shí)序多脈沖(10脈沖)測(cè)試系統(tǒng)，居于世界同行的前列。
我國(guó)自主研制的這套20脈沖多波形雷電電磁脈沖發(fā)生系統(tǒng)，能夠輸出20脈沖10ka2.6/30μs、雙路20kv/10ka組合波、150ka8/20μs雷電沖擊電流、25ka10/350μs雷電沖擊電流波等四種波形，其中20個(gè)連續(xù)雷擊脈沖間隔從1ms~999ms數(shù)字化可控，后續(xù)脈沖電流10ka正負(fù)極性可變。目前已經(jīng)申報(bào)了兩項(xiàng)國(guó)際發(fā)明專利。
從國(guó)家一級(jí)科技查新咨詢單位——上?？茖W(xué)技術(shù)情報(bào)研究所了解到，20脈沖多波形雷電電磁脈沖發(fā)生系統(tǒng)是目前該領(lǐng)域的全球首創(chuàng)，其最大輸出脈沖數(shù)量和幅值均處于國(guó)際國(guó)內(nèi)的領(lǐng)先地位，這項(xiàng)具有前瞻性的科研成果，對(duì)于全球防雷技術(shù)的革新和各類尖端電子產(chǎn)品的電磁兼容性研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
繼2012年北京雷電防護(hù)裝置測(cè)試中心成功研制出10脈沖多閃擊沖擊發(fā)生器以后，中國(guó)在雷電多脈沖技術(shù)上的研究引起了國(guó)際雷電防護(hù)權(quán)威機(jī)構(gòu)的極大關(guān)注。今年四月，iec-tc37主席alainrousseau還專程到訪黑龍江省防雷中心，考察了20脈沖項(xiàng)目的研制進(jìn)展，對(duì)項(xiàng)目的創(chuàng)新技術(shù)予以充分肯定。
從事多年高電壓教學(xué)和科研工作的西安交通大學(xué)教授張?jiān)幢蠓治?，多脈沖時(shí)序控制是該項(xiàng)目的難點(diǎn)和重點(diǎn)。系統(tǒng)在強(qiáng)雷電放電過程中產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度在數(shù)十v/m。在較小的空間及極強(qiáng)電磁環(huán)境中實(shí)現(xiàn)電子控制信號(hào)的可靠傳輸和控制，是系統(tǒng)研制的關(guān)鍵。
中國(guó)氣象學(xué)會(huì)雷電委員會(huì)副主任委員、我國(guó)著名防雷專家楊少杰指出，20脈沖項(xiàng)目的研制成功，不僅為人類認(rèn)識(shí)雷電、防御雷電災(zāi)害提供了新的技術(shù)平臺(tái)，而且，將促進(jìn)多脈沖雷電高壓試驗(yàn)到多脈沖多波形高壓試驗(yàn)場(chǎng)的進(jìn)一步升級(jí)，這對(duì)于大數(shù)據(jù)時(shí)代的所有現(xiàn)代化設(shè)備在多脈沖多波形高強(qiáng)度電磁場(chǎng)下的可靠性試驗(yàn)、電磁兼容性試驗(yàn)等，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院教授陳慶國(guó)認(rèn)為，系統(tǒng)研制過程中采用了智能化設(shè)計(jì)，同步建立起基于能量計(jì)算和分布的專家分析系統(tǒng)，這為后續(xù)測(cè)試平臺(tái)提供了強(qiáng)大的軟環(huán)境支撐。
毫無(wú)疑問，雷電多脈沖現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，對(duì)現(xiàn)行以單脈沖測(cè)試為基礎(chǔ)的防雷技術(shù)形成了挑戰(zhàn)。在全球防雷技術(shù)領(lǐng)域，20脈沖多波形雷電測(cè)試系統(tǒng)是一項(xiàng)極具前瞻性的領(lǐng)先項(xiàng)目，其試驗(yàn)技術(shù)更接近對(duì)自然雷電物理特征的模擬，為認(rèn)識(shí)雷電、防御雷電提供了全新的高水平研究平臺(tái)，便于有針對(duì)性地開發(fā)適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的防雷產(chǎn)品，為我國(guó)在線運(yùn)行的數(shù)億只spd的整改提供技術(shù)支撐，也將推動(dòng)全球spd研發(fā)和生產(chǎn)的更新?lián)Q代。依托這一系統(tǒng)建立的高科技雷電測(cè)試中心，不僅有助于提高中國(guó)防雷的整體水平和防災(zāi)減災(zāi)能力，而且，其進(jìn)一步的技術(shù)升級(jí)，還將在尖端電子產(chǎn)品和軍工領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。