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雷电灾害及防雷技术的发展
发布时间:2006-09-11  浏览次数:    字体大小:【
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<div>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;在从天而降的雷电灾害面前,人类在反思,为什么上天并不因人们虔诚的祈祷而终止或减少雷电灾难?在《中国物理学史大系——电和磁的历史》一书中记载了中国古代人对雷电认识的过程,记述了汉代淮南王刘安、王充、刘向,宋代陆佃、沈括,明代刘基、陆深等人对雷电的观测和论述。书中引用来华传教士、葡萄牙人安文思记述的中国古代建筑防雷措施:在皇宫的屋脊上装饰着一些兽头“这些巨兽的舌头指向空中,其腹内穿过金属条,金属条一端插入地里。这样,当闪电落在屋上或皇宫时,闪电就被龙舌引向金属条通道,并且直奔地下而消散,而且不致伤害任何人。</div>
<div>  安文思的著作《中国的十二大奇迹》于1688年译为法文和英文,他记述的中国防雷措施比美国富兰克林在1752年提出用一根铁棍子(译为避雷针)拦截雷电以保护建筑物的方法要早一个世纪。在1252年重建的湖南岳阳慈氏塔利用塔顶铁杵拦截雷电,并用6条从铁杵至地面的铁链将雷电流引到地面消散,这可能是世界上最早的防雷装置吧?</div>
<div>  当然,从理论研究到科学试验证实“雷就是电”,并建立了外部防雷系统(避雷针的接闪,引下线和接地装置)的功绩应属欧美科学家富兰克林、罗蒙诺索夫等人。2006年1月公布的国际电工委员会防雷委员会(IEC/TC81)防雷标准中明确指出:“迄今为止,尚无一种设备和方法能够改变自然界的天气现象,无法阻止雷电的发生、雷电击在建筑物上或建筑物邻近的大地。”</div>
<div>  随着科技进步的脚印,我们由工业革命时代、电气时代、电子时代进入了信息时代。在我们充分享受着电力线提供的各种现代化家电服务、电话线提供的跨洋通话、电视台和广播电台提供的娱乐、计算机网络提供的信息服务的同时,雷电却同时将它的触角通过“场”和“路”的形式无孔不入的侵袭过来,严重的破坏和干扰着我们生活的方方面面。</div>
<div>  所谓“场”指的是雷电流流过时产生的空间磁场。所谓“路”指的是雷电可能击在架空入户的电力线和电话线上。</div>
<div>  对于直击雷造成的这些间接效应,IEC将“场”和“路”的干扰统称为雷击电磁脉冲(LEMP)。LEMP造成的损害和损失正随着电气系统和电子系统的广泛应用以及因电子系统普遍采用集成电路后耐受过电压水平降低而呈几何级数的增长。为此,IEC将雷电称为电子时代的一大公害。LEMP除造成设备直接损坏外,更严重的是那些为公众服务的系统如电力、通信、金融、交通、航空、广电等一旦设备受损,其带来的灾难和麻烦更是不可估量。</div>
<div>  从世界上三大标准化组织IEC、ISO和ITU每年10月14日“世界标准日”的祝词中我们了解到:标准来自实践和科学研究,标准是一种“基准”,它给人们提供一个事物判别的准则、质量测量的依据和兼容及互联的保证。在IEC/TC81发布的防雷标准中,用接闪器(避雷针、网、带,可能更名为接闪针、网、带)、引下线和接地装置防直击雷,并为防LEMP实现约50%的分流。同时建议采用屏蔽措施、等电位连接措施、防闪络措施和在电源线上及电信、信号网络线上加装电涌保护器(SPD)防LEMP。</div>
<div>  中科院电工所马宏达先生指出:防雷如同防洪,首先要为雷电流提供一条低阻抗的泄放通道,同时又要采取措施防止雷电流泄放时产生的电场和电流感应效应。由于雷电灾害还是一个小概率事件,不可能要求各行各业,每一幢建筑物、每一台设备和每一条电力线和信号线均需“严防死守”。因此,《建筑物防雷设计规范》要求防雷设计应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等基础上,详细研究防雷装置的形式及其布置,做到安全可靠、技术先进、经济合理。</div>  人类目前尚无阻止雷电发生和雷闪击向大地的方法,但在充分掌握了雷电及雷击规律之后,我们完全可以防止或减轻雷电带来的灾害。(作者单位:全国气象行业标准化技术委员会雷电专业委员会)
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