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防雷知識系列二-雷擊閃電的特性

2011-05-29 來源:上海科晗實(shí)業(yè)有限公司 瀏覽數(shù):1929

    這種現(xiàn)象我們稱之為“雷擊選擇性” 。試驗(yàn)結(jié)果證明,雷擊位置經(jīng)常在土壤電阻率較小的土壤上,而電阻率較大的多巖石土壤被擊中的機(jī)會很小。這是因?yàn)樵诶纂娤闰?qū)放電階段中,地中的電導(dǎo)電流主要是沿著電阻率較小的路徑流通,使地面電阻率較小的區(qū)域被感應(yīng)而積累了大量與雷云相反的異性電荷,雷電自然就朝這些地區(qū)發(fā)展。
    根據(jù)H。那林達(dá)(Norinder),O.沙卡(Salka)和上面提到的H.C.斯捷柯尼科夫的試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際調(diào)查資料證明:
    土壤電阻率較大的山區(qū)和平原,雷電選擇性都比較明顯;雷擊經(jīng)常發(fā)生在有金屬礦床的地區(qū)、河岸、地下水出口處、山坡與稻田接壤的地上和具有不同電阻率土壤的交界地段。
    在湖沼、低洼地區(qū)和地下水位高的地方也容易遭受雷擊。此外地面上的設(shè)施情況,也是影響雷擊選擇性的重要因素。
    當(dāng)放電通道發(fā)展到離地面不遠(yuǎn)的空中時,電場受地面物體影響而發(fā)生畸變。如果地面上有一座較高的尖頂建筑物,例如一座很高的鐵塔,由于這些建筑物的尖頂具有較大的電場強(qiáng)度,雷電先驅(qū)自然會被吸引向這些建筑物,這就是高聳突出的建筑物容易遭受雷擊的緣故。
    在曠野,即使建筑物并不高,但是由于它是比較孤立、突出,因此也比較容易遭受雷擊。調(diào)查結(jié)果表明,在田野里供休息的涼亭、草棚、水車棚等遭受雷擊的事故是很多的。
    從煙囪冒出的熱氣柱和煙囪常含有大量導(dǎo)電微粒和游離分子氣團(tuán),它們比一般空氣易于導(dǎo)電,這就等于加高了煙囪的高度,這也是煙囪易于遭受雷擊的原因之一。因此,在一支較高的煙囪附近,如果有一支較低的煙囪,在高煙囪不冒煙而低煙囪冒煙的情況下,雷電往往直接擊在低煙囪上。所以在高低兩條煙囪并排時,即使低煙囪在高煙囪雷電保護(hù)范圍之內(nèi),但仍然要求兩條煙囪都要裝避雷裝置。
    建筑的結(jié)構(gòu)、內(nèi)部設(shè)備情況和狀態(tài),對雷擊選擇性都有很大關(guān)系。金屬結(jié)構(gòu)的建筑物、內(nèi)部有大型金屬體的廠房,或者內(nèi)部經(jīng)常潮濕的房屋,如牲畜棚等,由于具有很好的導(dǎo)電性,都比較容易遭受雷擊。
    上面所談到的這些雷電選擇性,僅僅是一些常見的例子,很不全面,但它已經(jīng)給我們提供了雷擊選擇性的資料,因而對防雷工作有重要的意義。據(jù)此我們可以決定哪些地區(qū)、哪些建筑物應(yīng)該加避雷裝置,而另一些地區(qū)、建筑物在防雷投資上可以少花一些或甚至不必花費(fèi)投資。
    在同一區(qū)域內(nèi)雷擊分布不均勻的現(xiàn)象,我們稱之為“雷擊選擇性”。 雷災(zāi)事故的歷史資料統(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究證明,雷擊的地點(diǎn)以及遭受雷擊的部位是有一定規(guī)律的,因此掌握這些規(guī)律對預(yù)防雷擊有很重要的意義。同一區(qū)域容易遭受雷擊的地點(diǎn)和部位有:
    易遭雷擊的地點(diǎn):
    土壤電阻率較小的地方,如有金屬礦床的地區(qū)、河岸、地下水出口處、湖沼、低洼地區(qū)和地下水位高的地方;
    山坡與稻田接壤處;
    具有不同電阻率土壤的交界地段。
    易遭受雷擊的建(構(gòu))筑物:
    高聳突出的建筑物,如水塔、電視塔、高樓等;
    排出導(dǎo)電塵埃、廢氣熱氣柱的廠房、管道等;
    內(nèi)部有大量金屬設(shè)備的廠房;
    地下水位高或有金屬礦床等地區(qū)的建(構(gòu))筑物;
    孤立、突出在曠野的建(構(gòu))筑物。
    同一建(構(gòu))筑物易遭受雷擊的部位:
    平屋面和坡度≤1/10的屋面,檐角、女兒墻和屋檐;
    坡屋度>1/10且<1/2的屋面;屋角、屋脊、檐角和屋檐;
    坡度>1/2的屋面、屋角、屋脊和檐角;
    建(構(gòu))筑物屋面突出部位,如煙囪、管道、廣告牌等。
    雷電的破壞作用
    當(dāng)人類社會進(jìn)入電子信息時代后,雷災(zāi)出現(xiàn)特點(diǎn)與以往有極大的不同,可以概括為:
    (1)受災(zāi)面大大擴(kuò)大,從電力、建筑這兩個傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展到幾乎所有行業(yè),特點(diǎn)是與高新技術(shù)關(guān)系最密切的領(lǐng)域,如航天、航空、國防郵電通信、計(jì)算機(jī)、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等;
    (2)從二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸變?yōu)榭臻g閃電的脈沖電磁場從三維空間入侵到任何角落,無空不入地造成災(zāi)害,因而防雷工程已從防直擊雷、感應(yīng)雷進(jìn)入防雷電電磁脈沖(LEMP)。前面是指雷電的受災(zāi)行業(yè)面擴(kuò)大了,這兒指雷電災(zāi)害的空間范圍擴(kuò)大了。例如二000年七月二十五日14點(diǎn)40分左右,一次閃電造成漕寶路桂菁路附近二家單位同時受到雷災(zāi),而不是以往的一次閃電只是一個建筑物受損。
    (3)雷災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失和危害程度大大增加了,它襲擊的對象本身的直接經(jīng)濟(jì)損失有時并不太大,而由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響就難以估計(jì)。例如一九九九年八月二十七日凌晨2點(diǎn),某尋呼臺遭受雷擊,導(dǎo)致該臺中斷尋呼數(shù)小時,其直接損失是有限的,但間接損失將大大超過直接損失。
    (4)產(chǎn)生上述特點(diǎn)的根本原因,也就是關(guān)鍵性的特點(diǎn)是雷災(zāi)的主要對象已集中在微電子器件設(shè)備上。雷電的本身并沒有變,而是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使得人類社會的生產(chǎn)生活狀況變了。微電子技術(shù)的應(yīng)用滲透到各種生產(chǎn)和生活領(lǐng)域,微電子器件極端靈敏,這一特點(diǎn)很容易受到無孔不入的LEMP的作用,造成微電子設(shè)備的失控或者損壞。

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閱讀上文 >> 防雷知識系列一-雷電基本理論
閱讀下文 >> 防雷知識系列三-雷電防護(hù)基礎(chǔ)

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