絕緣避雷可行性研究-預(yù)覽頁
【正文】 達(dá)40日以上，雷州半島和海南島是雷電活動(dòng)最劇列的地區(qū)，達(dá) 120130日，總體上講我國(guó)的雷活動(dòng)很強(qiáng)。贊成這一舉措的人，無外乎基于以下的一些依據(jù)：其一是在我國(guó)一些古建筑（如山西應(yīng)縣木塔，浙江寧波的天童禪寺等）經(jīng)歷了數(shù)百上千年的雷雨考驗(yàn)，從未遭受過雷擊，據(jù)實(shí)地考察這些建筑的構(gòu)件均是采用絕緣良好的材料（如木結(jié)構(gòu)）。 課題研究?jī)?nèi)容 本文通過對(duì)建筑 物和人的防雷來證明絕緣避雷的實(shí)際應(yīng)用問題和可行性問題。 金屬導(dǎo)體和絕緣體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)別在于：金屬導(dǎo)體中的自由電子內(nèi)部引力較弱，而絕緣體內(nèi)部引力較強(qiáng)。正統(tǒng)的理論解釋為 A 片金屬的電子通過介質(zhì)層逐步釋放給 B 片金屬的結(jié)果，這是以環(huán)路電流理論為依據(jù)的論點(diǎn)。 自然界之所以擁有大量的自由電荷，從電勢(shì)形成概念而言，有電磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、摩擦起電及射線等諸方面原因，現(xiàn)代科學(xué)可以做到測(cè)量人腦電流的運(yùn)動(dòng)來判斷腦的活動(dòng)。 這里反復(fù)地論證自然界存在自由電荷，其目的是要解釋雷電產(chǎn)生的根源，因?yàn)榻炭茣系沫h(huán)路理論不能對(duì)雷電成因進(jìn)行解釋。 雷電不單純是空間對(duì)地放電，往往在空間也會(huì)形成雷電。上面說過雷電的成因，雷電是帶電云塊在運(yùn)動(dòng)過程中放電的現(xiàn)象，其放電位置不是固定的，但有一定固定的條件。道理很簡(jiǎn)單：因?yàn)樵诒镜貐^(qū)又有什么力量積聚這么大的能量呢？應(yīng)該是帶電云塊在運(yùn)動(dòng)過程中放電形成雷電，當(dāng)然在帶電云塊的作用下，在什么地方放電與地面的前述條件有關(guān)，以地貌而言相對(duì)高度越高應(yīng)該說越易遭雷擊，這里指的是高建筑物、高山及地表凸出處，但也 不一定就在這些地方出現(xiàn)雷擊，因?yàn)樵陔妶?chǎng)中介質(zhì)參數(shù)不單純是指厚度，還取 5 決于絕緣系數(shù)即環(huán)境的溫度和氣體的溫度。巨大的電場(chǎng)面積和所積聚的巨大能量是不可估量而又不可測(cè)量的，人們往往在雷電以后，從被雷擊的物體破壞的程度估計(jì)它的大小。 如果我們將地面的物體置于某一位置，雷電對(duì)這一物體產(chǎn)生的干擾可分為感應(yīng)干擾和直接干擾。贊成這一舉措的人，無外乎基于以下的一些依據(jù)：其一是在我國(guó)一些古建筑（如山西應(yīng)縣木塔，浙江寧波的天童禪寺等）經(jīng)歷了數(shù)百上千年的雷雨考驗(yàn)，從未遭受過雷擊，據(jù)實(shí)地考察這些建筑的構(gòu)件均是采用絕緣良好的材料（如木結(jié)構(gòu)）。 二、 一般情況下雷擊具有明顯的選擇性，但也受多種因素影響而出現(xiàn)異常的雷擊點(diǎn) 多少年來，盡管人們對(duì)雷電進(jìn)行了大量的研究和探索，但對(duì)雷電的形成機(jī)理及雷擊活動(dòng)規(guī)律仍然還存在不少疑問。當(dāng)然在一般情況下，雷擊是有選擇性規(guī)律的。地面電阻小不是雷擊點(diǎn)的唯一條件，只能說是重要條件。古代建筑乃至近百年以前的大部分建筑所采用的建筑材料多為石、木、磚瓦，那時(shí)對(duì)建筑的防雷主要是對(duì)建筑物的外部保護(hù)。且絕緣防雷與建筑物內(nèi)部防雷在許多地方是相互矛盾相互排斥的。這將涉及到對(duì)建筑物進(jìn)行屏蔽（此處所述的屏蔽是指滿足防雷需要的屏蔽而不是要達(dá)到一定屏蔽效能的工作屏蔽，如該建筑物內(nèi)有較多的精 密電子設(shè)備，屏蔽是需要的）、等電位聯(lián)結(jié)，對(duì)所有強(qiáng)、弱電設(shè)備及金屬管道進(jìn)行接地。 4. 絕緣防雷在其它方面的應(yīng)用 既然絕緣防雷不適用于建筑物，那么在某些特定場(chǎng)合下，例如雷雨季節(jié)對(duì)于野外作業(yè)或路上行人是否可以利用絕緣防雷觀念去設(shè)法減輕雷害事故呢？要達(dá)到絕緣避雷有兩個(gè)條件必須滿足：一是絕緣材料必須有很高的耐壓，能承受住雷電 來臨時(shí)加在它兩端的高電壓；二是加了絕緣材料后，該通道的電阻必須遠(yuǎn)大于雷雨來臨時(shí)周圍空氣或其它物體通道的電阻。當(dāng)云端電場(chǎng)為負(fù)時(shí)，電離的空氣是正極性，形成 對(duì)地面的數(shù)十米以上的屏蔽層，阻止了近地面層的電位的升高，據(jù)實(shí)測(cè)， 雷雨來臨前，地面的大氣電場(chǎng)最高一般不超過 20kV/m，水面的大氣電場(chǎng)，由于水面尖端放電較少，近水面的大氣電場(chǎng)也不超過 130kV/m。根據(jù)我們?cè)趶V西南寧地凱公 司 120 萬伏雷云板下做的試驗(yàn)，當(dāng)濕度 50%時(shí)，電壓加至 543kV時(shí)， ，在這之前出現(xiàn)電暈電流為 ，當(dāng)空氣濕度 79%時(shí) (有小雨 )，電壓加至 331kV時(shí)， ，此前的電暈電流為 1mA。我們?cè)谀蠈幾鲈囼?yàn)，在雷云板下放了兩個(gè) 9cm 的模擬人，內(nèi)電阻為 1000Ω，其中一個(gè)人覆蓋了絕緣物，一個(gè)沒有覆蓋，在與雷云板同等的距離下，雷電全部擊中沒 有覆蓋絕緣物的模擬人。 還有一個(gè)近年來在非洲足球賽場(chǎng)出現(xiàn)的雷擊事故，一隊(duì)穿有絕緣性能比較好的耐克鞋的球隊(duì)安然無恙，而另一隊(duì)穿著普通球鞋的隊(duì)員，卻有半數(shù)左右的隊(duì)員被跨步電壓擊倒。 10 致 謝 文 中除了特別加以標(biāo)注地方外，不包含他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果
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