[原创]安防防雷1：“静电感应学说”的基本概念错误-千家论坛

eie1992 发表于 2011-12-3 10:47:00

[原创]安防防雷1：“静电感应学说”的基本概念错误

专业防雷认为：“感应雷”的形成原因，一是“静电感应”，二是电磁感应。我们先看看关于“静电感应”理论认识的描述：
雷电感应过电压
静电感应：雷云电荷在放电之前，它会对架空的电线、电缆产生静电感应，使距离雷云附近的电线、电缆积累起异性电荷，当雷云放电时，雷云电荷迅速被中和，从而使线路上原先被束缚的异性荷沿线路两端行进，在线路上产生电磁感应过电压、过电流，造成设备损坏。雷云对架空线路的静电感应示意图如图2。
这种感应电荷在低压架空线路上可达100kV静电电位，信号线路上可40－60kV静电电位，一旦雷云放电后，束缚电荷迅速扩散，即引起感应雷击。
  
  
一篇教授指导下的硕士论文，是这样描述原理的：静电场中的“水平导线”都有接地线路，静电感应把“水平导线”上的负电荷通过“接地线路”，排斥到大地，把大地的正电荷吸引到架空“水平导线”上，这时，架空“水平导线”的“接地线”里，两端电荷形成的内电场与外界静电场大小相等，方向相反，“接地线”里电场为零，所以“接地线”两端有高压，没有电流，维持了架空线上的电荷积累。静电场强度越高，架空“水平导线”的电荷积累越多，形成的电压也越高。
“专业防雷厂家”的典型描述：
静电感应：当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上会感应出与雷云相反的束缚电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kV静电电位，信号线路上可40－60kV静电电位，一旦雷云放电后，束缚电荷迅速扩散，即引起感应雷击。
电磁感应和静电感应引发的雷击现象均称为感应雷，又称二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛烈，但它要比直击雷发生的机率大得多，有统计显示，感应雷击约占现代雷击事故的80%以上。
研究表明：静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。
 
这就是“专业防雷”向我们介绍的感应雷形成原因之一的“静电感应”理论分析描述。
对“静电感应过电压”学说描述的解读
“静电感应过电压”学说描述内容包括以下几点：
1）雷云与大地间的静电场感应，在地面架空电缆上积累起“异性电荷（正电荷）”；
2）这种电荷积累，在低压架空线路上可达100kV静电电位，信号线路上可40－60kV静电电位（这里所说电位参考点，应该是大地）；
3）雷云通过避雷针（或其他地面物体）瞬间放电中和，云地“静电场”也瞬间消失，这时架空电缆上聚集的正电荷，失去了静电场的“束缚”，沿着接地电路放电，形成“过电压，过电流”，引起“感应雷击”；
 
【“学说”不能自圆其说的问题】
1）架空线路上积累到40~100KV高压的、巨大的电荷量，是从哪里、又是怎么传输到架空线上的？没有交代。
2）有一种说法是：架空线都有接地电路，通过“接地电路”，静电场把负电荷推向大地，把正电荷吸引到架空线上，最后在“接地电路”里，外界静电场和积累电荷的内电场互相抵消，所以没有电流流动；那么处在静电场外面的接地电路中, 没有外界雷云“静电场”，只有积累电荷的内电场，且电压高达几十上百千伏，还会没有电流么？！如果没有电流，那欧姆定律也不成立了，如有电流，那电荷还能积累起来么？
3）还有一个问题了：既然电荷积累是在雷云放电前形成的，为什么放电前没有“过电压，过电流”，而只能在雷云放电后才形成“过电压，过电流”，才会对设备造成伤害呢？
这些原理技术性漏洞，“静电感应学说”都无法做出相应合理的解释。
[此贴子已经被作者于2011/12/4 8:00:21编辑过]

eie1992 发表于 2011-12-3 10:58:00

【静电场的基本概念】
经典电磁场理论和科学实验给出的结论是：处在静电场中的导体，导体内部不存在电场，也不存在电荷，电荷都分布在导体表面，形成面电荷分布，导体表面是一个等电位面。不然的话，如果不等电位，导体上的电荷就会在电位差作用下移动，这就不满足静电场中电荷相对静止的先决条件。静电场电位方程表明：导体外表面的电场强度E，是在该点等电位面的法线方向上，其值为dφ/dn,即电位φ沿法线方向的变化率，电场方向是指向电位下降的方向。概念上就是：外电场强度E始终垂直于导体表面，导体表面切向电场（沿表面）为零。导体只改变静电场的分布。
经典电磁场基本概念归结为：   1）静电场中的导体内部不存在电场（E=0），外部静电场不能进入导体内部;
  2）静电场中导体表面的外电场E，垂直与导体表面（法线方向），切向电场为零，即沿导体表面方向电场为零，推动电荷沿导体表面移动的电场力为零；
  3）静电场中导体表面是等电位面；
     这就是大家都知道的金属导体“静电屏蔽原理”和 “法拉第笼”原理。
理解电磁场理论，虽然有一定难度，但了解一些基本概念并不难，这里我向大家介绍一个很好的“静电场”视频课件： 视频: [中英]电和磁Lec05：静电屏蔽(法拉第笼)[美国麻省理工MIT开放课件] <a href="http://v.youku.com/v_show/id_XMjMzMTAzNDQw.html" target="_blank">http://v.youku.com/v_show/id_XMjMzMTAzNDQw.html</a> 英文讲课，有中文字幕，了解一些结论性概念就够了。 可以下载，留着慢慢看。
“静电感应学说”的基本概念错误要点：
1）【学说】：静电场中的导体：电场可以进入导体内部，驱动正负电荷按相反方向聚集排列，形成内电场，与外电场抵消；
经典电磁场理论：静电场中的导体内部电场为零，外电场不能进入导体内部影响电荷移动，这是静电屏蔽和法拉第笼的基本原理；
2）【学说】：架空线在静电感应下，异性电荷按相反方向通过接地线运动到架空线上，形成单极性电荷积累，形成对大地高电位；
 经典电磁场理论：静电场中的导体内部电场为零，导体表面是一个等电位面，接地架空线缆始终与大地等电位既没有电荷积累，更不能形成高电位。雷云通过避雷针放电后，静电场消失，架空线还是与大地保持静态等电位，既没有过电压，也没有过电流（电磁感应属于交变电磁场范畴）。
简单地说，“静电感应学说”违背了基本的静电屏蔽和法拉第笼原理，他创造出来的架空线缆上有40~100KV电位的数据，是无中生有的虚假数据。 
【带电云层对架空线静电感应的合理描述】
    在静电场分析中，大地属于“无限大”的导体。空中带电云层的整体移动，相对于在电场作用下电荷的移动速度来说，属于慢速物理运动（大约是风速），它与“中性大地”间的静电感应变化过程，也属于慢变物理过程，大地可以始终保持其中性特征；换句话说，如果带负电云层在局部地面感应出局部正电荷，那必然在大地表面形成了电场，大地电荷就会在电场作用下移动，立即中和掉异性电荷，保持大地静态0电位不变；同样，静电场中的接地架空线路上，只要有一点点正电荷的积累，“接地线路”两端就有电压，接地线路里就有电流，电荷流向大地中和，始终保持与大地等电位——0电位，不可能产生“异性电荷积累”，更不可能形成与大地间40~100KV的高电压，这才符合静电场理论的分析结果——静电场中，导体内电场为零，导体表面是等电位面，这也是金属屏蔽和法拉第笼的基本概念——架空线路始终与大地保持静态等电位；
    注意：架空线路上正常运行的信号和电压属于动态电位，不能与“静态”混淆理解。
所谓“静电感应过电压”，在理论上和实践上，纯属子虚乌有的主观捏造。
研究表明：静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。——这是典型的无中生有，瞎忽悠。
[此贴子已经被作者于2011/12/4 8:06:07编辑过]

eie1992 发表于 2011-12-3 21:08:00

回顾多年前的春晚，赵本山“卖拐”的小品，没病能把你忽悠成“有病”，目的：“卖拐”。
    一个原本子虚乌有的架空线缆“过电压”，被“专业防雷”忽悠成有“异性电荷积累”，形成“静电感应过电压、过电流”，会造成设备伤害；目的：“卖防雷器”；可笑么？笑得出来么！
    更值得我们深思的是：本主题帖开始引用的静电感应描述，来自于GA/T670-2006《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》实施指南。《指南》介绍：
    2001年，公安部下达了公共安全行业标准修订项目计划，任务下达后，由广西地凯科技有限公司、SAC/TC100秘书处和广西公安厅安全技术方法办公室等单位成立了由王东生、刘希青、周明锦、张凡夫、马宁等人组成的起草小组。于2002年8月形成送审稿。公安部于2006年12月正式批准发布了GA/T670-2006《安全防范系统雷电浪涌保护技术要求》。
    “为了帮助业内外人士深入理解和认真执行这一标准，全国安防标委会（以下简称SAC/TC100）秘书处组织相关专家编写了GA/T670-2006《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》实施指南”（《指南》原文）。
 
    有了这个安防行业《标准》，又有了这个《标准》指南，这就有保护伞了，耐人寻味吧。“卖拐”小品作者，还没想到客观现实会发展到这一步：把“忽悠有病的说辞”，由“有关部门”立为《标准》指南，指导“专业卖拐”。
    安防防雷，耐人寻味的不仅是是这个“静电感应学说”，还有：
防直击雷，把摄像机立杆设计成避雷针——只要一次雷击，系统瘫痪无疑；
防感应雷的“接地防雷器”——不打雷不下雨，引入的地电位环路就可以烧毁防雷器和安防设备；
    安防系统应用这些“专业防雷设计”和这些东西防雷，给安防系统自身安全，造成100%重大安全隐患。    这就是统治安防防雷十多年的“专业防雷”设计。

eie1992 发表于 2011-12-4 08:16:00

交流一下
[此贴子已经被作者于2011/12/4 13:09:15编辑过]

eie1992 发表于 2011-12-7 23:13:00

我的这个“安防防雷”系列帖，打算包括以下几个部分，现正在努力准备中，希望对大家，对安防能有些益处：
安防防雷1：“静电感应学说”的基本概念错误要点
安防防雷2：立杆避雷针为什么是重大安全隐患
安防防雷3：接地防雷器是怎么造成安全隐患的
安防防雷4：地电位与安防系统接地
安防防雷5：安防系统防雷设计的基本要点
    希望您看过之后，谈谈您的意见。

eie1992 发表于 2011-12-26 18:34:00

请注意这段描述：
    2001年，公安部下达了公共安全行业标准修订项目计划，任务下达后，由广西地凯科技有限公司、SAC/TC100秘书处和广西公安厅安全技术方法办公室等单位成立了由王东生、刘希青、周明锦、张凡夫、马宁等人组成的起草小组。于2002年8月形成送审稿。公安部于2006年12月正式批准发布了GA/T670-2006《安全防范系统雷电浪涌保护技术要求》。 
    “为了帮助业内外人士深入理解和认真执行这一标准，全国安防标委会（以下简称SAC/TC100）秘书处组织相关专家编写了GA/T670-2006《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》实施指南”（《指南》原文）。
 ................................................................
    有了这个安防行业《标准》，又有了这个《标准》指南，这就有保护伞了，耐人寻味吧。“卖拐”小品作者，还没想到客观现实会发展到这一步：把“忽悠有病的说辞”，由“有关部门”立为《标准》指南，指导“专业卖拐”。
    安防防雷，耐人寻味的不仅是是这个“静电感应学说”，《标准》指南还有：
防直击雷，把摄像机立杆设计成避雷针——只要一次雷击，系统瘫痪无疑；
防感应雷的“接地防雷器”——不打雷不下雨，引入的地电位环路就可以烧毁防雷器和安防设备；
    安防系统应用这些“专业防雷设计”和这些东西防雷，给安防系统自身安全，造成100%重大安全隐患。
    这就是统治安防防雷十多年的“专业防雷”设计。
[此贴子已经被作者于2011/12/26 18:37:08编辑过]

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