穿越历史，追踪雷电的足迹

2014年09月10日

　　紫禁城，帝王权威的无上象征。万重宫门，高低错落，十米高的城墙森然耸立，修葺规整的护城河沿着古老的建筑曲折推进。在这座几近四方的建筑群中，拔地而起的塔门镇守着东南西北四个方向。午门，是这座城池最大的入口。

　　历经数百年的风雨洗礼，纵使经受得住时间的重重考验，这座固若金汤的城池也难以承受自然的蚕食和入侵。风雨交加，雷鸣电闪，自然界气象万千，瞬息万变。这其中，雷电电光火石间释放出惊人的能量，所到之处有可能对建筑物及设施造成毁灭性的破坏。尤其对于午门这样的历史遗迹来说，在自然面前也显得脆弱无力。

　　自古以来，人类一直在自然的法则下劳动生息，但这并不意味着人类在灾害前的示弱和束手无策。尽管不能控制雷电的发生，但是借助一定的科学手段，人们找到了追踪雷电足迹的办法。

　　雷电监测系统(LM-S)，一种能够监测和评估雷击，并分析雷电流重要参数的技术手段，为人们掌握雷电行踪提供了可能。这是一种基于法拉第效应的测量系统，测量媒介为偏振光。偏振光的偏转角度与雷电流磁场成函数关系，在法拉第效应的基础上，评估单元分析雷电特性的典型参数，如最大电流强度、极性、雷电流上升率、电荷和能量等。评估单元安装在系统控制柜内，持续分析传感器的光信号。评估单元自身运行状态通过LED灯显示，最终交由更高层管理系统来处理和评估该信息。

　　LM-S内部的测量原理基于法拉第效应。当偏振光在特定介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转。雷电监测系统探测到光信号的变化，将其作为相应的测量数据的基础。

　　2012年4月，来自德国的菲尼克斯电气携雷电监测系统(LM-S)正式亮相当年的汉诺威工业博览会，并一举摘得素有工业奥斯卡美誉的HERMES大奖。这个与时尚届某个奢侈品品牌同名的奖项，在工业领域也有着不可替代的权威地位。

　　如今，这个理念也用于午门的外部雷电保护，并悄悄掩藏在饰有花鸟纹路的装饰性屋顶上。避雷针和导子形成超过三百米覆盖区域的雷电保护系统。九条引线通过避雷针接地，而这些引线均由雷电监测系统(LM-S)的传感器进行监控。由于雷电保护系统的扩展，分析器安装在建筑内部的不同区域，并通过本地网络进行连接，从而实现了重要数据的集中收集。掌握了这些数据，对于过去的某次雷电事件便有了精确的定义。

　　有时，自然界的雷电袭击并不直接给建筑物带来大规模的损害或冲击，而是日积月累间接形成破坏，难以被人察觉。雷电监测系统(LM-S)能够瞬间捕捉雷电袭击，分析峰值电流，获取准确的能量信息以及雷电浪涌电流的数值。它由传感器、光纤电缆及分析器构成，通过完整的网络界面，随时随地轻松获取计算所得的数据。数据记录了现场设备遭遇雷击时的雷电相关参数，为故障分析提供参考，从而确保对其进行定期检修。根据雷电监测系统(LM-S)得到的数据，人们能够第一时间采取必要措施预防间接损害及设备停工，掌握了真实雷击数据后可大大减少不必要的维修业务。