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航天系统雷电防护技术发展综述及CMCE主动防护体系对比
来源:CMCE-HK | 作者:远华电气 | 发布时间 :2026-02-06 | 21 次浏览: | 分享到:
CMCE(Compensador Multiple de Campo ElectrICO,多电场补偿器)是一种主动式雷电防护技术,基于尼古拉·特斯拉的专利技术发展而来,核心目标是从源头上消除雷电形成的条件,而非传统避雷针的“引雷-疏导”模式。该技术通过实时监测环境电场变化,动态平衡局部电场分布,抑制“上行先导”(雷云与地面之间的放电通道),从而实现“无雷区”保护。
  • 传统技术:避雷针(独立避雷塔)、避雷网(滚球法,如美国肯尼迪五边形网、我国“三塔”网),但存在地电位反击、接触电压风险。

2022年8月28日闪电击中了NASA肯尼迪航天中心 39B 发射台的防护系统

  • 新型技术:火箭引雷(成功率受火箭速度/时机影响)、激光引雷(理论可行但成本高)、提前接闪避雷(主动引导放电,但增加直击雷的同时增加了感应雷的风险)、主动消雷(现存理论存在问题,无法验证),可靠性待验证。

  • 接地技术:按GJB1696-93建均压接地网,新材料(铜包钢、离子接地极、柔性接地)提升低阻抗泄流能力。

六. CMCE多电场补偿技术在航天发射场的应用及优势

  1. CMCE体系核心定义

CMCE(Compensador Multiple de Campo ElectrICO,多电场补偿器)是一种主动式雷电防护技术,基于尼古拉·特斯拉的专利技术发展而来,核心目标是从源头上消除雷电形成的条件,而非传统避雷针的“引雷-疏导”模式。该技术通过实时监测环境电场变化,动态平衡局部电场分布,抑制“上行先导”(雷云与地面之间的放电通道),从而实现“无雷区”保护。

  1. 工作原理

CMCE的核心机制是电荷中和与电场平衡,具体过程如下:

电场感应:通过内置的高灵敏度电极,实时监测周围环境电场强度的变化(如雷暴云临近时,局部电场强度骤升)。

电荷吸收:当电场强度超过阈值(如空气击穿阈值约30kV/cm),CMCE的会主动吸收大气中的正、负电荷,避免电荷积累。

中和与泄放:吸收的电荷中和后并以毫安级电流(晴天,阴天或者雷暴天气更高)安全泄放入地,持续消除雷电流向上先导的形成条件,使保护区域内电场始终维持在稳定状态。

CMCE多电场补偿器避雷针


考虑到航天发射中心的地理位置及火箭的高度,可以在现有避雷塔顶安装CMCE TWIN MAX V8,该产品是CMCE吸收电荷能力最强的,广泛应用在风力发电系统中。另外,除陆地发射场外,海上发射场还可以安装CMCE DIAMOND来保护火箭,同时可以保护船舶。

  1. 核心优势

相较于传统避雷针,CMCE的优势在于主动防护、无二次危害、广域覆盖:

  • 主动防直击雷:通过中和电荷消除雷电根源,实现100%防直击雷能力(传统避雷针仅能引导雷电流,无法避免雷击)。

  • 无电磁干扰:纯机械结构设计,无电子元件和磁性材料,工作时不会产生瞬态电磁脉冲(EMP),避免干扰航天发射中的各种电子设备。

  • 广域覆盖:以CMCE为中心形成圆柱形+球形帽保护区域,保护半径取决于安装高度(如CMCE120型号保护半径可达120米),通过多台CMCE联合保护,可以形成整个发射场的保护屏障。

  • 低维护成本:无源设计(无需外部电源),耐腐蚀、耐高温(如CMCE AT 120适用于极寒地区),设计寿命≥10年,维护仅需定期检查接地系统。

  • 多项国际认证:CMCE已经在全球各行业广泛应用超过24年,并且取得多种国际认证,技术得到验证和认可。

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