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• 關鍵詞：                                                                雷電監測系統LM-S                                                                雷電監測系統

• 摘要：世界第一高樓哈利法塔，原名迪拜塔，高達828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。

世界第一高樓哈利法塔，原名迪拜塔，高達828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，可發生大規模損壞。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雷電監測系統，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雷電監測系統包括一個分析儀、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發生偏振。若傳感器測量區檢測到閃電磁場，先前偏振光會以可測量的方式發生彎曲。LM-S系統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送光信號。

風之啟示

迪拜雷電監測系統安裝在較為極端的環境條件下，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。

雷電監測系統可以為風力發電機狀態監控提供補充。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，智能監控系統也可用于這類建筑物，這些永久運行的監視系統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測系統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，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計、評估的目的。管理人員以雷電監測系統電流讀數為參照，對哈利法塔的電子和建筑設施系統的潛在不規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有效性的結論。雷電檢測系統可以定位雷擊位置，精確誤差值在200米左右。該系統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。這樣可實現隨時對系統進行遠程訪問，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。當系統發生故障時，該繼電器會斷開。這意味著，系統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，后續動作就可以立即啟動。

雷電監測系統（LM-S）程序使用與細節

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、工業廠房、發射塔、交通監控設備，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的雷擊，他將銅線纏繞在火箭上，并向烏云遍布的天空發射這些火箭。

在2012年漢諾威工業博覽會上，為表彰科技創新，主辦方決定授予菲尼克斯電氣雷電監測系統創新大獎。