等离子避雷器工作原理

雷击对被保护物体内的电子设备造成的雷害通常是3个途径，即直接雷害、空气中传输的间接雷害、线路入侵的过电压雷害。

等离子避雷系统的工作原理是，清除被保护对象遭雷击的危险性，该装置对雷击危险性进行实时监测，在雷击到来的前一瞬间，向被保护对象导体上输送与雷击相同极性的电荷，对消那里的感应电荷所产生的雷击危险性，保护地面、水面、空中的固定和移动物体不遭雷击，使物体内部的微电子设备也免遭直接雷害。同时使被保护对象对感应雷害的反应缓慢上千倍，其损害强度大为减弱，使物体内部微电子设备免遭间接雷害。此外，在雷击到来前把对外线路自动断开，切断线路侵入雷害。这样3种途径的雷害都得到了消除。

上世纪50年代末，中国开始向太空放卫星，放卫星过程中出现了一种鲜为人知的现象:一旦卫星位置升高，两三天后，卫星就出现失灵现象。如气象卫星原本应拍摄云层情况，但几天后，卫星不拍摄云层，却拍摄天空中的星星。面对这个棘手问题，各卫星大国纷纷组织科学家对这个现象进行研究。几年后，美国航天中心率先找到卫星失灵的原因。原来卫星放到天空后，卫星上的电位自动升高，甚至可升高到上万伏。因为卫星表面的材料各不相同，升高的电位也不同，材料之间产生电位差，同时卫星与空间位置之间也产生了电位差。在真空环境，卫星很容易放电，放电后卫星上的仪器设备就受到电磁干扰，一些微电子设备很快就坏掉了。卫星上的指导系统、自动控制系统、计算机软件也因此受损。所以就出现应该拍云层，却拍星星的失灵现象。

卫星的造价是以亿为单位的，当时不敢多放，放上去两三天就坏了。经反复实验，科学家们发现在卫星表面覆盖上一层等离子体，就可以让卫星有电也不放电。卫星表面的电荷有正有负，通过导电能力很强的等离子体传到空间。电荷到达空间后自由游动，正负互相交流，产生平均后就不会产生高电压，也就不会放电。

传统的避雷针可以保护建筑物不被雷击，但在引雷过程中产生的感应电流经常损害建筑物内的微电子设备。对此，一种名为消雷器的避雷设备应运而生，但经过近20年的实验，科学家们发现消雷器并不能彻底消除雷害。

1995年，庄洪春萌发了把卫星上的避雷技术应用到地面防雷的设想，于是在中科院空间科学与应用研究中心申请立项研究，同时申请了专利。

相比卫星所处的真空环境，地面环境复杂得多。从1995年到2002年7年间，庄洪春领导的实验小组仅大型实验报告就做出86个，小的实验数不清。

2000年之前，庄洪春完成了理论研究、计算机模拟计算、实验室研究。2000年后，研究转入实用化阶段，2002年将实用化的产品拿到云南省做场外实验。

云南省西双版纳每年雷暴天120多天，是一个最理想的检验避雷技术场所。庄洪春带领空间电学组10多名研究人员来到西双版纳，专门挑选了高发雷击点40多处，安装等离子避雷装置。

当时外场实验效果相当好，雷不打被保护的物体，也不损害被保护物体内的电子设备。与传统避雷针技术不同的是，这项避雷技术无需接地。

2003年12月12日到14日，由云南省防雷中心主持，在西双版纳召开了"等离子避雷球试用鉴定验收会"。专家组意见:建议有关部门尽早发放生产和使用许可证，使这一新产品早日服务于社会。

3天后，云南省防雷中心给庄洪春的智能等离子避雷球发放了"防雷新产品使用许可证"，允许等离子避雷球HC/DG系列和HC/DY系列产品在云南使用。

2003年，为了将这项新避雷技术产业化，庄洪春成立了北京卫昊康等离子技术开发有限责任公司。按照中科院的相关规定，等离子智能避雷系统转入了发明人庄洪春名下。

自知没有营销天赋的庄洪春，决定与有资金和营销能力的个人或公司合作。目前已有8位合作对象与他组建了合资公司。庄洪春以技术入股，合作方出资金和营销渠道，赢利后双方分成。

66岁的庄洪春表示，这项新技术的诞生必然对已有250年历史的避雷针技术产生颠覆性的冲击。目前，国内有上千家避雷针生产厂家，庄希望与他们合作，使这项新技术不断完善，加大推广力度。