双向接地防雷装置涉及雷电物理领域与电场磁场能量转化领域。涉及大气物理、雷电跟踪、雷电预警、雷电预测与动态防护等领域的综合问题。
●动态双向接地防雷装置系统的电场磁场能量领域能量机制，装置的外箱和内芯由金属构成，在地磁场中被磁化而形成磁场。装置磁场是铁磁性受地磁场磁化而产生的附加磁场。它将引起周围空间磁场分布的改变。
●地球是弱磁场，防雷器磁场在这个弱磁场中磁化，正处于起始磁化的可逆过程；其次，装置磁场是具有一定形状的铁磁物体，由于去磁系数的影响，降低了物体的磁化率和磁导率。
●对于动态双向接地防雷的磁场，通常将受地磁场磁化形成的防雷器总磁性分解为固定磁性和感应磁性。在雷电形成的初期防雷器磁场产生变化,必须深入考虑感应、涡流磁场产生的影响因素，建立准确的载体感应、涡流磁场模型，在此基础上建立精度更高的干扰磁场补偿模型。干扰磁场的小信号模型，避免了参数估计的误差问题，将恒定磁场、感应磁场和涡流磁场分开估计。
●动态双向接地防雷装置系统在雷电形成的初期会进行干预，尽可能降低区域内地面物体尖端对雷云电荷的感应电位和磁场强度，使区域内物体的感应电位和磁场强度没有区域外的物体高，从而改变区域内物体尖端被放电的条件，改变放电通道，达到防雷目的。
1. 装置原理
雷电是由空中的雷云对地面的建筑物及大地的自然放电现象，并由此伴随而产生的电效应、热效应或机械力等一系列的破坏作用。空中的雷云下层通常会带负电荷，在运动过程中因静电感应，会感应大地表层的正电荷不断的累积，并向高处、尖端聚集（例如高建筑、树木、避雷针等）。这样雷云与大地之间形成了一个大的电容器，随着地面上某高位置目标尖端的电荷能量聚集得越高，电场的强度不断增强，最终击穿空气，形成了雷云对该目标的放电现象，这就是雷电的形成。
●动态双向接地防雷装置及系统是一种主动式的防雷装置，通过对接地系统的改造或装置的安装，达到降低被保护目标/区域引雷概率的目标，避免雷击落点在保护区域。
●区别于传统的引雷释放能量的方式，由一个或多个动态双向接地防雷装置构成的动态双向接地防雷系统，在雷电形成的初期进行干预，尽可能降低区域内物体尖端对雷云电荷的感应电位，使区域内物体的感应电位没有区域外的物体高，从而改变区域内物体尖端被放电的条件，改变优先放电通道或落点，达到防雷目的。
●通常情况雷云下层聚集负电荷，大地感应产生正电荷。当雷云电荷聚集到一定程度，雷云对大地可视为一个场强极大的平板电容。大地正电荷通过避雷针杆到达针尖，与雷云造成强烈的电位差，对地的下行先导放电便开始发展。
●在雷击发生之前，动态双向接地防雷装置将地面因空中雷云感应而生成并聚集的电荷吸收、中和、释放，降低与带电云极性相反的导体表面电荷密度和场强，破坏雷电生成的条件（改变落雷点的随机因素之一），对区域内形成保护。根据实时雷电探测的电荷主动中和系统，为动态双向接地防雷装置的核心部分。
双向接地防雷装置基本原理图
2. 装置简介
通过具有双向时变功能的自适应有源接地装置与传统防雷接闪器的配合，在雷击发生之前，减少并驱散传统接闪器因雷云感应而生成并聚集的电荷，降低地面被保护目标与带电云之间的电场畸变及强度差，破坏雷击的初始生成条件，从而对目标区域形成保护。
●雷击原理：通常在雷击发生之前，当带电云层移动接近地面或地表物体或建筑时，静电感应原理将使地面或地表物体产生异性电荷。当雷云电荷积聚所形成的大气场强达到可以击穿空气的阀值并满足放电通路初始条件时，将随机与地面物体相互作用，从而形成一次或多次云对地闪电。
●传统避雷针的原理：传统避雷针的原理即是为了让云对地放电形成的雷电流能够按照既定通路，迅速将雷电能量安全输送泄放到地下，并通过有效接地，控制该输送过程中产生的电磁感应及次生破坏性能量，从而达到保护地面目标的作用。传统接地装置原理简单，即以尽量小的接地电阻迅速泄放电流能量。这种传统静态接地与先期雷击形成并无直接的关联关系，亦即原理上对将要发生的雷电并无主动防止作用。
●双向接地防雷装置解决方案：动态防雷自适应双向时变有源接地装置（简称双向接地防雷装置），通过雷电探测系统给出的实时雷电跟踪信息，提前控制触发区域内的双向接地装置，通过自适应时变调节，主动中和或驱散接闪器顶部感应聚集的电荷，尽可能降低保护目标与带电云之间的电场畸变及强度差，从而达到破坏雷击初始生成条件、大幅降低被雷击概率的目的。当多个装置组合并集成配套软硬件，则称之为动态防雷自适应双向时变接地系统。
●该接地装置或集成系统是传统防雷系统的补充与加强，减少雷击概率的同时不影响传统避雷装置的常规保护功能，具有成本低、易维护、可监测，灵活可控、安全可靠的特点。
