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防雷知識系列二-雷擊閃電的特性

2011-05-29 來源:上??脐蠈崢I有限公司 瀏覽數:1810

    這種現象我們稱之為“雷擊選擇性” 。試驗結果證明,雷擊位置經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會很小。這是因為在雷電先驅放電階段中,地中的電導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域被感應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發展。
    根據H。那林達(Norinder),O.沙卡(Salka)和上面提到的H.C.斯捷柯尼科夫的試驗結果和實際調查資料證明:
    土壤電阻率較大的山區和平原,雷電選擇性都比較明顯;雷擊經常發生在有金屬礦床的地區、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、低洼地區和地下水位高的地方也容易遭受雷擊。此外地面上的設施情況,也是影響雷擊選擇性的重要因素。
    當放電通道發展到離地面不遠的空中時,電場受地面物體影響而發生畸變。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度,雷電先驅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。調查結果表明,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電微粒和游離分子氣團,它們比一般空氣易于導電,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范圍之內,但仍然要求兩條煙囪都要裝避雷裝置。
    建筑的結構、內部設備情況和狀態,對雷擊選擇性都有很大關系。金屬結構的建筑物、內部有大型金屬體的廠房,或者內部經常潮濕的房屋,如牲畜棚等,由于具有很好的導電性,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。據此我們可以決定哪些地區、哪些建筑物應該加避雷裝置,而另一些地區、建筑物在防雷投資上可以少花一些或甚至不必花費投資。
    在同一區域內雷擊分布不均勻的現象,我們稱之為“雷擊選擇性”。 雷災事故的歷史資料統計和實驗研究證明,雷擊的地點以及遭受雷擊的部位是有一定規律的,因此掌握這些規律對預防雷擊有很重要的意義。同一區域容易遭受雷擊的地點和部位有:
    易遭雷擊的地點:
    土壤電阻率較小的地方,如有金屬礦床的地區、河岸、地下水出口處、湖沼、低洼地區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)筑物:
    高聳突出的建筑物,如水塔、電視塔、高樓等;
    排出導電塵埃、廢氣熱氣柱的廠房、管道等;
    內部有大量金屬設備的廠房;
    地下水位高或有金屬礦床等地區的建(構)筑物;
    孤立、突出在曠野的建(構)筑物。
    同一建(構)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)筑物屋面突出部位,如煙囪、管道、廣告牌等。
    雷電的破壞作用
    當人類社會進入電子信息時代后,雷災出現特點與以往有極大的不同,可以概括為:
    (1)受災面大大擴大,從電力、建筑這兩個傳統領域擴展到幾乎所有行業,特點是與高新技術關系最密切的領域,如航天、航空、國防郵電通信、計算機、電子工業、石油化工、金融證券等;
    (2)從二維空間入侵變為三維空間入侵。從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸變為空間閃電的脈沖電磁場從三維空間入侵到任何角落,無空不入地造成災害,因而防雷工程已從防直擊雷、感應雷進入防雷電電磁脈沖(LEMP)。前面是指雷電的受災行業面擴大了,這兒指雷電災害的空間范圍擴大了。例如二000年七月二十五日14點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,而不是以往的一次閃電只是一個建筑物受損。
    (3)雷災的經濟損失和危害程度大大增加了,它襲擊的對象本身的直接經濟損失有時并不太大,而由此產生的間接經濟損失和影響就難以估計。例如一九九九年八月二十七日凌晨2點,某尋呼臺遭受雷擊,導致該臺中斷尋呼數小時,其直接損失是有限的,但間接損失將大大超過直接損失。
    (4)產生上述特點的根本原因,也就是關鍵性的特點是雷災的主要對象已集中在微電子器件設備上。雷電的本身并沒有變,而是科學技術的發展,使得人類社會的生產生活狀況變了。微電子技術的應用滲透到各種生產和生活領域,微電子器件極端靈敏,這一特點很容易受到無孔不入的LEMP的作用,造成微電子設備的失控或者損壞。

【延伸閱讀】

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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-雷電防護基礎

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