[原创]防雷不轻信，接地要小心，防雷与接地图解->admin转移-千家论坛

wy882200 发表于 2010-9-25 08:30:00

关键以事实说话，用过SPD信号保护器的工程商请站出来发出你们的声音，试问你们的系统安装SPD以前和以后有没有差别？
 
良好接地以后的效果怎么样？ SPD的质量行不行？  安装的方法对不对？如果以上都做到了，你的系统最近是什么状况？
 
全国每年光SPD的销售都达到了好几亿，不接地就能发挥作用的有几何？其中一些出现安装以后仍然打坏的请检查以上几项措施是否做好。不必将几个案例拿出来大作文章。如果这样挑刺的，请问EIE先生，你们公司出的抗干扰器能解决所有的干扰吗？
 
另外重复以上的一个提问：如果要顾全防止浪涌又不造成人为地环路干扰，你认为什么方法比较好？

yyun 发表于 2010-9-25 11:06:00

谢谢楼主分享，学习了

szspd 发表于 2010-9-25 11:52:00

简直是无理取闹，貌似“专家”，实际是一窍不通，如果按你的道理，气象部门全部可以下岗回家休息了！

eie1992 发表于 2010-9-26 11:19:00

<div class="quote">以下是引用szspd在2010-9-25 11:52:00的发言： 
简直是无理取闹，貌似“专家”，实际是一窍不通，如果按你的道理，气象部门全部可以下岗回家休息了！</div>
  
我们都不是政府部门，也不是业务主管部门，关于“气象部门全部可以下岗回家休息了”的话，恐怕不是你我该考虑的问题吧。
这里是技术论坛，还是就事论事来分析这类防雷与接地问题吧。
 
这里要面对的问题是：
1）多点接地制造的地电位环路，是不是安防系统的重大安全隐患？以前你怀疑过么？
2）防直击雷，室外独立摄像机立杆“避雷针化设计”，是不是安防系统的重大安全隐患？以前你怀疑过么？现在你不怀疑吗？
3）防感应雷的防雷器，要做好接地，原理到底是什么？
 
防感应雷的防雷器，“接地用于泄放雷电流”或者说不接地就无法泄放感应雷的“雷电流”，到底是怎么回事？是自己分析的结果，还是道听途说的？
 
【提示】：
1）             直击雷避雷针防护原理：带电云层静电感应地面形成反极性电荷聚集，构成“云-地电容静电场”，避雷针顶端聚集的电荷密度最大，距离云层最近，电场强度最高，周围空气首先电离导电，形成提前放电，把云层电荷导入大地，电荷中和，避免了附近被保护物体被雷击。所以本质上说，带电云层的单极性电荷所以能被顺利通过导入大地，这是“云-地电容静电场”击穿放电，和大地反极性电荷中和。所以说，避雷针必须做好接地，而且接地电阻越小越好。我想这应该没有异议吧。
2）             感应雷是什么？是雷电的电磁辐射，是高频电磁波。视频线会接收到周围空间所有电磁波，构成干扰感应电动势，当然包括这里说的雷电感应，你叫它“雷电浪涌”也可以，本质上，可以称为“雷电干扰”。它是什么性质的信号？在视频线上，它是一种交变电压信号源，是“正负极”都有的完整电压源。这和带电云层有着本质不同：云层是大面积单极性的带电体，可以与大地之间形成类似电容极板的静电感应；“雷电干扰”是一根传输线上的高频交变电压信号源，是双击性的，和大地之间不能构成“静电感应”。
3）             接地问题：既然“雷电干扰”是双击性的，和大地之间不能构成“静电感应”，也就没有静电场，没有电场动力推动，接地线里的电荷怎么运动？怎么会流向大地？视频信号就是传输线上一种“正负极”都有的完整电压源，你把电缆屏蔽层接大地，能把视频信号泄放到大地么？卫星接收用的小锅，也是接收电磁波的，收到的也是感应电动势，把小锅接地，卫星信号就没有了？
4）             防雷器接地有用么？敬请力主接地者认真分析给大家听听。
[此贴子已经被作者于2010-9-26 11:19:46编辑过]

xin2lu 发表于 2010-9-26 18:46:00

学习一下。。。

wy882200 发表于 2010-9-27 08:55:00

防雷器接地有用么？
先不说接地有用否，关键不接地更没用，论坛里的所谓的SPD专业技术员相信都有自己的看法吧！一味听从EIE先生的意见，那信号线缆上的浪涌如何防，怎么办？那你们的产品不用卖了吧！回家休息去吧！气象部门全部可以下岗回家休息了！
 
以上是我浅显的观点，不代表厂家的意见，也请不要恶意攻击我。

eie1992 发表于 2010-9-27 11:30:00

“先不说接地有用否，关键不接地更没用，论坛里的所谓的SPD专业技术员相信都有自己的看法吧！一味听从EIE先生的意见，那信号线缆上的浪涌如何防，怎么办？那你们的产品不用卖了吧！回家休息去吧！”
 
这里应明确两个问题：
1）防雷器接地有用否？接地防雷的原理是什么？看来这位先生只让大家相信：防雷器“必须接地，不接地就不能防雷”，是真理。但却不做任何解释，几天来的回避表现，我估计是不在行，讲不出来。“防雷器接地到地有用还是没用”的问题，是你们这些公开力主“必须接地”观点的推销者，首先要向大家交代清楚的问题。
2）“信号线缆上的浪涌如何防”？这还是后话，因为如果连“信号线缆上的浪涌”信号性质都还没搞清楚之前，谈如何防？还为时过早，不是这样么？
 
我的探讨观点已在124楼讲清楚了，我认为：防雷器“必须接地，不解地就不能防雷”，是误导。因为根据雷电感应信号的性质分析，接地没有用，而且有害。

wy882200 发表于 2010-9-27 14:13:00

首先说一下，前面已经解释过SPD接地跟你机房接地是两个不同的地对不对？出现地电位差的问题点主要由于信号线连接于两者之间，它作为导电介质使其间产生的压差流动到主机和设备上造成干扰，严重的会损坏设备对吧？杜绝这种问题较好的方法是采用等电位连接或作地环路隔离，你所提到的单点接地就属于等电位范畴的对不对？没有高深的道理好讲。
 
我的重点是既然信号线作为连接摄像机与主机的导电介质，在这个线路上随时会有感应/耦合浪涌电流的可能，也就是有些朋友说的“没有打雷仍然出现设备烧坏”的问题所在，摄像机与主机多数是集成芯片和精细元件组成，耐冲击能力有限，所以在信号线路上必须安装SPD保护，SPD做什么用的需要我解释吗？
 
关键点在这里：SPD均要求接地才能通过PE线导走大电流，去哪里了呢？入地极泄放进土壤中去了，这个地极在立杆出现接闪的情况下，在其地极释放点会出现地电压反击，这个反击的电压肯定很高，摄像机外壳与立杆不绝缘的话直接挂掉，还有一部分通过SPD的地线反向进入信号线，但是不要忘了此处还有一级保护——SPD，虽然能力微乎其微，但这是发生直击雷（抑或是避雷针放电）时才有的现象。
 
所以我最后的总结是：摄像机和立杆可以不接地也不需要安装避雷针，但是其间都要求互相绝缘，不可能设计成EIE先生所谈到的木头杆或水泥杆之类的幼稚的说法。在信号线的两端必须安装合格的信号防雷器，并作很好的接地。SPD不接地等于废品。

wy882200 发表于 2010-9-27 14:18:00

顺便补充一下，我不力主盲目接地，也不强调不接地，关键要合理接地，利用好接地这个手段来顺利做好工程。不然《防雷接地》这个版块就没有什么意义可谈了。
 
顺祝各位亲爱的同行们国庆快乐！

大胡子88 发表于 2010-9-27 15:15:00

<div class="quote">以下是引用wy882200在2010-9-27 14:13:00的发言： 

所以我最后的总结是：摄像机和立杆可以不接地也不需要安装避雷针，但是其间都要求互相绝缘，不可能设计成EIE先生所谈到的木头杆或水泥杆之类的幼稚的说法。在信号线的两端必须安装合格的信号防雷器，并作很好的接地。SPD不接地等于废品。

</div>
为什么不可能？摄像机支架改成用塑料的不就可以了吗？避雷短针也是必须的，甲方要求，你怎么办？就算不要求一个直击雷下来摄像机都给打烂了你防雷器还挂在杆上，有意义吗？

wy882200 发表于 2010-9-27 15:30:00

终于有人出来说话了吧！我的原意是现实工程中绝大多数的立杆都是金属的，对不？是金属的立杆再安装避雷短针并接上地极，那不是又出现多点接地的问题了？何来保护摄像机？出现直击雷或避雷针放电的话，安装于杆子上的任何设备将无一幸免。关键是绝缘是不是？所以我没有说一定将摄像机和立杆一体化啊！但是信号线的防雷依靠的是SPD，那SPD依靠的是接地，不接地就等于废品不是吗？关键点是这个接地装置与立杆和摄像机必须保持高度的绝缘，所以你也承认吧，甲方要求安装避雷短针，甲方也会要求使用避雷器吧？你怎么处理？大胡子兄。。。。。。

eie1992 发表于 2010-9-27 22:47:00

雷电感应，也就是雷电干扰，本质上就是导体上耦合的电动势，他可以等效成一个“交流信号源”（干扰源），这和带电云层上的单极性电荷，性质完全是两回事。带电云层电荷可以通过避雷针导入地下，是因为云层和地面避雷针之间形成有强大的静电场，云层电荷在电场的推动下，经空气电离通道和避雷针接地导体，顺利的流入大地。模仿这个原理，进行想象推理，就说雷电感应也可以通过接地线导入地下，合理么？感应电动势怎么流动？动力是什么？这都是一些最基本的概念问题。所以我说：
首先要把“信号线缆上的浪涌（雷电感应）”，信号性质搞清楚，再谈接地又是怎么把它引入地下的。
    我很理解，因为“防雷器必须接地，不解地就不能防雷”的观念，影响广泛而深远，不少朋友初次看到我的观点，觉得可笑甚至不可理解。我希望大家共同从技术层面来探讨这个问题，不要扯远了。有什么看法，疑虑，都可以谈。都是为了把事情的真相搞明白而已。大家尽可以放开质疑我的观点和分析，我尽力把话说清楚。
    124、127楼是我的分析和观点，简要说：雷电在导线上的感应电动势，用接地线导入地下的想法和设计，是基本原理和概念错误，接地线是不能把感应电动势导入地下的，而且接地线还会起到天线作用，加大雷电感应——这是高频电磁感应的概念。
[此贴子已经被作者于2010-9-27 22:58:04编辑过]

nippycn 发表于 2010-9-28 10:01:00

学习了雷击是弱电项目中最容易出现的问题

eie1992 发表于 2010-9-28 11:59:00

<div class="quote">以下是引用wy882200在2010-9-27 15:30:00的发言： 
终于有人出来说话了吧！我的原意是现实工程中绝大多数的立杆都是金属的，对不？是金属的立杆再安装避雷短针并接上地极，那不是又出现多点接地的问题了？何来保护摄像机？出现直击雷或避雷针放电的话，安装于杆子上的任何设备将无一幸免。关键是绝缘是不是？所以我没有说一定将摄像机和立杆一体化啊！但是信号线的防雷依靠的是SPD，那SPD依靠的是接地，不接地就等于废品不是吗？关键点是这个接地装置与立杆和摄像机必须保持高度的绝缘，所以你也承认吧，甲方要求安装避雷短针，甲方也会要求使用避雷器吧？你怎么处理？大胡子兄。。。。。。</div>
1）我说的原话是：摄像机要和立杆绝缘，用木头杆水泥杆更好。这是因为绝缘好做。
你这里说的金属立杆，大胡子说的用塑料支架绝缘，这是对的。
2）近几天讨论的不是这个立杆避雷针化的问题。而是你这里说的“信号线的防雷依靠的是SPD，那SPD依靠的是接地，不接地就等于废品不是吗？”就是针对你的这个说法和做法，请你解释清楚，用PSD接地，把信号线上的雷电感应导入地下，从原理上帮我们分析以下这个导入动力和过程。
 
提示一下：
1）一个悬空的信号线上，积累有静电荷（如负电荷），接地，可以把它“导入地下”，实现中和，电荷运动的动力是电荷与大地之间的形成的静电场力。这和带电云层通过避雷针放电的原理一样。
2）信号线上的雷电感应电动势，不是单极性电荷，而是一种“交流信号源”，模仿上面的接地，怎么就能把这个“交流信号源”给导入大地呢？信号源向大地移动？动力是什么？怎么动起来呢？——静等你的解释。
[此贴子已经被作者于2010-9-28 18:20:12编辑过]

wy882200 发表于 2010-9-28 13:52:00

我知道你要说的是什么意思，这跟跨步电压的形成的原理应该是一样的道理，关键是落雷点的位置，电流可以沿大多数的导体传播，线缆上的感应电动势在没有足够大的驱动下是不会做功的，也就是不会随我们的意愿流入大地对不对？我也提到过SPD起阻拦和拦截的作用，并将浪涌分流入地。没有说SPD有驱动电流的能力啊。这应该是多数信号SPD的设计原理吧？
 
这个论坛里很多厂家和使用者，他们也生产和使用了那么多的SPD保护器，问问他们有没有效果，我认为事实应该说明一切。如果过半数的同行们认为SPD正确使用后没有效果或不起作用，那这个话题我就不发言了。

eie1992 发表于 2010-9-28 18:28:00

昨天晚上锁了，今天上午有开锁了，现在又锁了。
怎么一会打开，一会锁定，又看不到wy882200的帖子了。
[此贴子已经被作者于2010-9-28 18:29:53编辑过]

lilucool 发表于 2010-9-29 10:09:00

细论直击雷防护中接闪器的使用 
摘要：本文通过浅显的论述，对雷电防护中接闪器使用要求进行分析，提出一个可以稳定接雷的接闪器的最基本要求，并强烈建议立即停止目前所用的富兰克林避雷针的继续使用。

关键词: 接闪器，空间直流电场，上、下行雷电流，电晕放电，反极性电荷层，联合试验。

现代雷电直击破坏防护的方法主要是加装类似避雷针系统，通过泄放的方式将雷电能量泄放到大地。虽然这种方法已经使用了百年多，减少了一部分事故，但并没有消除事故的发生；据近年来的报道，每年国内死于雷电直击的人员都在数十人，有些还是在避雷针林立的市镇中间。类似雷电击打到高大避雷针下的其他设施上，造成大量用电设备损坏的更是数不胜数。这说明我们目前使用的以富兰克林避雷针为主要设备的避雷防护系统一定存在着致命的缺陷，有必要引起我们的注意和研究。
一套避雷防护系统可以分成3个部分来认识：接地部分、雷电引下线和雷击接闪器部分。
目前主要的防雷研究大都集中在接地部分，大家都认为一个接地系统不能是随便向地下插一根金属棒就可以有效的发散电流，为什么可以认为随便向天空竖一根金属棒就可以有效的收集雷电流？不能有效的收集电流，凭何保护其他设施？我认为目前普遍认为雷电防护随机性比较大的原因就在于接闪器存在着太简单、太随便的问题。
接闪器是面对着空间的，在雷电形成过程中，除了最后的下行雷电流过程外，在这个空间中还有长时间的直流电场存在。面对这个空间电场出现和形成、增强过程，富兰克林避雷针作为接闪器会出现什么变化？这种变化会不会影响最后的雷电发展过程？接闪器为什么不稳定的原因就是本文探讨的要点。

一． 接闪器上方的电场强度变化及其对放电的影响
我们将竖在空中的富兰克林避雷针简化为一个处在直流电场中、直径为R0的接地球体。这种简化对于带有尖端并升高数十米的避雷针来说并不苛刻。
同时假设避雷针上方空间没有电荷，可以使用拉普拉斯方程▽2 &Oslash;=0来进行计算【1】。
则得出针上方距针r处的电场强度为Er = б/ (4πr2) 。 
如果取R0=1cm，可以算出针尖上方金属表面的场强与r=10M处的场强之比竟有一百万倍的差别。这就意味着在针上方10米处的场强只有3V/M时，在1个大气压下，针尖前的电场强度就足够使针前空气电离，避雷针就会出现电晕放电。这么弱的平均场强下不可能产生雷电的下行过程，持续电晕放电就是长时间的。雷电下行放电前的雷云电场是一个逐渐增强的电场，所以这个电晕将会随着电场的增强和空间电荷的扩散一直持续下去，直至有雷电下行放电现象发生。
由直流空间电场引起的电晕产生的空间电荷中，与雷云电荷同极性的会受电场作用进入避雷针入地；而反极性的空间电荷将沿电场线向上迁移和堆积，在针前形成一个反极性电荷层。从电晕发生开始起拉普拉斯方程就不再能正确地描述避雷针上方的空间电场了，必须使用泊松方程▽2 &Oslash;= -ρ/ε来分析。这种空间电荷的分布情况应该与电晕持续的时间有关系，我们不做深入探讨，我们关心的是这种空间电荷层对放电路径的影响【4】，因为放电将向场强最强的方向发展。
很明显，自然界中每一个处于电场中的物体都会通过电晕的方式或抬高自身电位的方式来使自身表面的最高场强低于空气电离场强。通过电晕产生的反极性空间电荷区域内的电场强度一般要远低于没有空间电荷时的场强。当这个电荷层有一定厚度和浓度后，其对电荷层以外的空间电场中的表现将不再是一个尖端了，而是一个大尺寸球体的表现；它将加强外部空间的电场，具有引雷的效果，可诱发雷电逼向接闪器；而在富兰克林避雷针下方的被保护设备，由于架设较高的避雷针的屏蔽，其表面场强很弱，在整个雷电场建立过程中不会产生电晕放电，实际上没有空间电荷的保护。在这种条件下，雷电开始下行，产生的结果就不可预知了。
雷电下行，虽然时间只有数十微妙，但这也是一个电场强度随时间变化的过程。可以肯定，在这短时间内，接闪器以及周围所有的环境内的空间电荷分布不会发生明显的改变，因为带电空气粒子在单位场强下的迁移和扩散速度是毫米/秒级的。由下行雷电造成地面各种物体上方空间电场将随着雷电下行而迅速加强的，不仅是接闪器，包括下方所有被保护设备上表面的场强都同时迅速加强。如果有一被保护物体的等效表面尺寸小于接闪器上方反极性空间电荷造成的等效球体的尺寸和其周围其他物体的等效表面尺寸，它表面将首先达到空气电离的强度并产生放电，在强电场的牵引下首先产生上行迎击先导，建立电弧通道，接应雷电下行，造成该物体遭雷，避雷针保护失败【2】。这种示例在电力变电站中屡见不鲜，在高大的主避雷针下的较低构架上的小避雷针频遭雷击，引起其他通讯设备损坏是很常见的；二十多米高的通讯塔下仅六米远处的平房建筑遭雷击笔者也见闻过。

二． 稳定且有效的接闪器必备的起码条件
根据对前所叙述的雷电发生前和放电时刻空间电场电场变化过程的分析，可以推断：一个接闪器要能够稳定接雷，必须在各种气象条件下及长期运行时同时满足下2个基本条件。
1. 在雷电场建立的整个过程中，接闪器的对外表现应该是一个大尺寸的物体，并不会持续产生电晕放电。
2. 在雷电下行过程中，接闪器的对外表现应该是一个尖端，并能首先产生上行先导放电。
这是一对矛盾，简单的结构设计是不可能解决这个矛盾的。仅仅满足第1个条件的大尺寸球体，不一定能满足第2个要求。只有在满足第1个条件，才有满足第2条件的可能。注意这里提到的是表现，是接闪器设备对周围电场变化的一种反应。而不是简单的形状。
富兰克林避雷针就是没有满足第1条，所以也不可能满足第2条；保护失败就是必然的。所以建议：应该立即停止富兰克林避雷针的继续使用，包括类似的无法满足上2个基本要求的建筑顶部避雷带（针）和电力高压线路上的简单的架空地线的使用。这些设备的使用会给周围的物体带来极大的受雷危险，因为其没有稳定的保护范围和保护概率，但又具有吸引雷电到附近的实际效果。
雷电过程不是一个简单的电荷寻找路径下行入地过程，它还包含了气象降雨条件、平常的大气降尘积累、长期潮湿、环境污染等环境变化。类似富兰克林避雷针的改进设备，比如“提前放电”形式的所谓避雷针能否在长期的应用环境中满足第1条就很难说。有些号称能限制雷电流幅值的变种避雷针，根本不能满足第1条，连雷电流都接不到，何来的“限制电流幅值”。
曾经引起争论的“消雷器”，它是由多个细小长针组成。从其在雷电场中的作用看就没有准备去接引雷电入地，它不能作为接闪器使用。它只是通过大量的电晕放电，在其上方形成一个很大的反相电荷层，在将下行雷电引至附近后，由周围的其它设备去接受雷电流。它是一个“嫁祸于人”的设备。据运行情况的反应看，安装“消雷器”的建筑本身接雷概率下降很多，但周围的一些低矮设备受雷击的次数明显升高。比如电力系统110kV线路的塔上安装了“消雷器”后，临近的10kV线路受雷短路断线的事故次数明显上升。

三． 可发出上行雷电流的接闪器对雷电防护过程的影响
当然，符合上2个基本条件的接闪器，在雷暴日中有很高的接闪概率，特别是特大幅值的雷电流会给接闪器的使用带来一些约束。要求整个保护系统的接地电阻、引下线的走向、建筑物的供电、各种设备保护等有一个合理的安排。比如广东地区多年来雷电流的观测统计数据认为，平均下行的雷电流的幅值为50kA，最大值为150kA左右。按照国标I类保护的接地电阻为10欧计算，再加上引下线的电感，接闪器在接雷的瞬间，其上电位在百万伏以上。如果是独立的保护系统，不会有问题，但对装于人居建筑上的避雷系统接雷来说，形成一定的破坏是必然的。所以包括引下线都必须仔细的设计和安排。因为即使是符合上2个基本条件的接闪器，对雷电流大小是没有选择的，只能是被动的接受。电力系统中曾在高压线路的保护中，安装了一些可以引雷的接闪器，反而造成了线路的更频繁的跳闸事故；特别是山区线路，接地电阻不容易降低时，甚至很少受雷跳闸的500kV线路都出现频繁跳闸现象。
一个高大的物体，应该对其周围的低矮物体有保护的责任，如何既保护别人又不破坏自己？降低接地体的冲击接地电阻所花费的代价太大，且效果十分有限；降低每次雷电流的幅值是最有效的方法。主动地产生上行雷电流就是一种有效的方法。据未公开发表的试验报告【3】介绍，一般上行雷电流的幅值只有下行雷电流幅值的10%-20%。
既能满足基本条件、又可以产生上行雷电流的接闪器有更大的适应范围，但仍然要注意其安装和使用的位置。如果这种接闪器不能处在当地的最高点，而是处于其他设备的屏蔽下，虽然可以有效的接雷，但其上行雷的功能不一定能发挥出来，应用不当，可能会产生地电位差过高的破坏作用。

四． 接闪器的试验检验
根据接闪器的基本要求，合理的、符合运行工况的检验试验是必须的。
试验条件必须分成2个部分，第一部分应当检验接闪器在直流场中的表现；施加直流电场后，测试整个加压过程中接闪器的入地电流。去掉外电场增加时产生的电容电流外，出现持续的微微安级以上的电晕电流就是不可接受的。在这部分试验时要考虑对接闪器进行外表面的污秽、干燥条件和潮湿化处理才能符合工况。
第二部分应该是冲击试验，这个试验必须在直流电场试验通过后才有意义。根据一些试验结果看，一个“提前放电针”在单纯的雷电冲击对比试验中并不比一个普通的富兰克林避雷针有明显的高接闪率，特别是在长间隙条件下。因为这种提前放电针并不比普通针有更优越的场强增强优势。所以这种冲击试验必须是一种直流叠加冲击的联合试验。只有在被试接闪器不产生电晕放电、而对比避雷针产生电晕的条件下，才可能有测试出被试接闪器有无明显的接闪能力。这个试验国内的中国气象局防雷设备检测中心已经有能力进行。

【1】 高等教育出版社 工程电磁场导论 2005 冯慈璋 马西奎. 北京
【2】<a href="http://cdmd.cnki.com.cn/Area/CDMDUnitArticle-85101-2008-1.htm%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20" target="_blank">《中国气象科学研究院》</a>地闪放电过程的高速摄像观测研究 <a href="http://cdmd.cnki.com.cn/Article/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20http:/search.cnki.com.cn/Search.aspx?q=author:%E6%9D%8E%E4%BF%8A" target="_blank">李俊</a>  2008年
【3】《电力部武汉高压研究所科技报告》 可控避雷针的研究 曾楚英 许景元 等1987年
【3】《高电压技术》电晕离子流对先导放电路径的影响 何正浩,李劲等. 2006(12) 

作者介绍：梁江东：原国家电网武汉高压研究所教授级高级工程师。1977年就读上海交通大学高电压技术专业；1984年原电力部电力科学研究院硕士研究生毕业；1984年-2002年在原电力部武汉高压研究所从事高电压技术研究。曾任工程师、高级工程师、教授级高级工程师。曾2次获得省部级科技进步二等奖和多项其他奖励；在电力检测和线路带电作业、变压器变形测试分析、雷电防护和电磁兼容等方面有很深的造诣。曾任全国电机工程学会现场测试分委会委员、武汉高压研究所学术委员会委员和高工评定委员会委员。现就职广州市旺远电工器材有限公司
联系方法：email:liangjd56@yahoo.com.cn

lilucool 发表于 2010-9-29 11:06:00

是“拒雷”还是“引雷”？其实从物理思维方法看，是对闪电的研究是用“场”的概念还是用“路”的概念。

lilucool 发表于 2010-9-29 11:23:00

 等离子避雷技术有人用过吗？等离子避雷球效果怎样啊？

lilucool 发表于 2010-9-29 11:46:00

闪电的成因

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<td class="t_f" id="postmessage_210796">雷暴时的大气电场与晴天时有明显的差异，产生这种差异的原因，是雷雨云中有电荷的累积并形成雷雨云的极性，由此产生闪电而造成大气电场的巨大变化。但是雷雨云的电是怎么来的呢? 也就是说，雷雨云中有哪些物理过程导致了它的起电?为什么雷雨云中能够累积那么多的电荷并形成有规律的分布?本节将要回答这些问题。前面我们已经讲过，雷雨云形成的宏观过程以及雷雨云中发生的微物理过程，与云的起电有密切联系。科学家们对雷雨云的起电机制及电荷有规律的分布，进行了大量的观测和实验，积累了许多资料并提出了各种各样的解释，有些论点至今也还有争论。归纳起来，云的起电机制主要有如下几种： A.对流云初始阶段的“离子流”假说大气中总是存在着大量的正离子和负离子，在云中的水滴上，电荷分布是不均匀的：最外边的分子带负电，里层带正电，内层与外层的电位差约高0．25伏特。为了平衡这个电位差，水滴必须“优先’吸收大气中的负离子，这样就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时，较轻的正离子逐渐被上升气流带到云的上部；而带负电的云滴因为比较重，就留在下部，造成了正负电荷的分离。 B.冷云的电荷积累当对流发展到一定阶段，云体伸入0℃层以上的高度后，云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云，叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种： a. 冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电霰粒是由冻结水滴组成的，呈白色或乳白色，结构比较松脆。由于经常有过冷水滴与它撞冻并释放出潜热，故它的温度一般要比冰晶来得高。在冰晶中含有一定量的自由离子(OH-或OH )，离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温差，高温端的自由离子必然要多于低温端，因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时，较轻的带正电的氢离子速度较快，而带负电的较重的氢氧离子(OH-)则较慢。因此，在一定时间内就出现了冷端H 离子过剩的现象，造成了高温端为负，低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后又分离时，温度较高的霰粒就带上负电，而温度较低的冰晶则带正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中到云的上部，较重的带负电的霞粒则停留在云的下部，因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。 b. 过冷水滴在霰粒上撞冻起电在云层中有许多水滴在温度低于0℃时仍不冻结，这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的，只要它们被轻轻地震动一下，马上就会冻结成冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时，会立即冻结，这叫撞冻。当发生撞冻时，过冷水滴的外部立即冻成冰壳，但它内部仍暂时保持着液态，并且由于外部冻结释放的潜热传到内部，其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳来得高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带正电，内部带负电。当内部也发生冻结时，云滴就膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的小冰屑，随气流飞到云的上部，带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上，使霰粒带负电并停留在云的中、下部。 c. 水滴因含有稀薄的盐分而起电除了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了由于大气中的水滴含有稀薄的盐分而产生的起电机制。当云滴冻结时，冰的晶格中可以容纳负的氯离子(Cl-)，却排斥正的钠离子(Na )。因此，水滴已冻结的部分就带负电，而未冻结的外表面则带正电(水滴冻结时，是从里向外进行的)。由水滴冻结而成的霰粒在下落过程中，摔掉表面还来不及冻结的水分，形成许多带正电的小云滴，而已冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用，带正电的小滴被带到云的上部，而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。 d．暖云的电荷积累上面讲了一些冷云起电的主要机制。在热带地区，有一些云整个云体都位于0℃以上区域，因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫做暖云或“水云”。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云，云体位于0℃等温线以下的部分，就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。在雷雨云的发展过程中，上述各种机制在不同发展阶段可能分别起作用。但是，最主要的起电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明，只有当云顶呈现纤维状丝缕结构时，云才发展成雷雨云。飞机观测也发现，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子，而且大量电荷的累积即雷雨云迅猛的起电机制，必须依靠霰粒生长过程中的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。</td></tr></tbody></table>

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