ASPCN防雷技术论坛

标题: 地电灾害及防护 [打印本页]

作者: 辰声 时间: 2010-1-2 19:16
标题: 地电灾害及防护
雷电灾害已成为对我们危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的第三大气象灾害。由于我们自己的偏激理念，使我们对雷电的形成机理及地电的存在，没有一个深刻的理解。以至雷电灾害其中有很大一部分都是地电灾害给我们的结果。
比如雷雨天，我们到树下去避雨，也应该可以躲避云雷电的伤害。可是事实却是，在树下被雷电伤害的概率更大，这因为都是地电惹的祸。
之前的雷电理论是，云间的气流摩擦造就了雷电。但是，学过流体力学的都知道，流体的相对运动很难发出电来，除非流体带有磁性。再说让空气、水汽这样带弱能流体物质发电真的很难很难。也就是这个错误理念却让我们吃尽了苦头，尽显尴尬。云间摩擦生电，给我们的错误理念是：雷电能量的产生都在云层之间，雷鸣电闪只是云中间能量对大地的释放。实际情况却并非如此。
我们先看石家庄2009年的那次雷击伤害事件：8月4日上午，南石家庄村的腾飞玛钢铸造有限公司在建厂房在强降雨中突然倒塌。据目击者称,当时听到一声雷响,并看到一火球击向在建厂房。大概有20多名施工人员和过路人员被掩埋在废墟中。事件造成17人死亡。事发后，专家鉴定认为，石家庄8时到9时52分出现雷暴天气，该市东北角在9时10分到9时15分间有过3到4次闪电记录。现场剩磁测试显示，超标5.2倍。专家组认为，初步判定闪电（球形）击中建筑物是倒塌主因。
但是这个理由却遭到了民众和许多网民的质疑：是什么雷可以把房子击倒？不可信。还有全国几位著名防雷专家也分别交换意见，一致认为根据雷电的特性和能量守恒定律,这次房屋倒塌不可能是雷击事故。一时间，反对的声音十分高涨。
最后，还是没有办法。石家庄市人民政府举行新闻发布会，宣布造成17人死亡的“8·4”坍塌事故调查结束，重申事故直接原因系雷击，并强调这一鉴定是经过中国气象局专家会商确认的。会商结果：雷击是造成房屋坍塌的直接原因。
具体情况是：雷击发生在房屋的西北角，那里的房子并没有倒。倒塌的房屋在东面，是由南向北翻出倒塌。质量问题的倒塌是塌落的，而房屋是向外的力推倒的。应该是雷电产生的效应，可是为什么？无法解释。怎么办？不许记者提问吧。石家庄市政府真的很尴尬，究其本质这是科学的尴尬，发生了的事却说不清楚。
大家都知道，地球存在电磁场。其中磁场可以测量得到，可是大地电场由于电流有最小电阻路径原理，加之地球是圆的，由此电流都在地下深处运行，所以我们平时不会感觉到它的存在。雷电现象的云电，实际上是地电场通过地磁场在导电云里生成的感应电动势。带电云和地面贴近时，由于电容效应，云电会把地电拉得靠近地壳表面。当云电位差达到一定量时，地电、云电就会击穿之间的空气，产生雷电闪击。这时的地电流就到达地表在流动，它会给人类造成巨大的损害。地电储存的能量远比云电要巨大得多，这是人类必须要认识到的事实。
网友的另外一个说法是，政府总喜欢拿“球形雷”说事。球状闪电不可思议，科学界原本就不敢承认它的存在，它的出现非常少见。你现在一遇到重大雷电灾害时，就说是球形雷，你们这不是“在躲猫猫”吗？
球状闪电并不神秘，我总结过容易发生球状闪电的最佳条件如下：
1、雷雨天气，大片的雷雨云可以将地电流拉向地面。有不充分雷击时更容易产生球状闪电。
2、潮湿、密度大或有粉尘的空气，并且相对稳定。致使电离空气时更容易进行。
3、最好有一段特殊的导体，它能把地电从大地导出，而又不容易和云电产生回路。
4、有一块相对干燥的区域，因为球状闪电形成之后只对导体发生作用，致使产生的球状闪电不会很快消失。
分析石家庄的这次雷电灾害状况，当地发生球状闪电条件非常适合。击中房屋西北的闪电只是一个直击普通闪电。在这个厂房的东车间里应该堆放着大量的金属物体（玛钢铸造厂），厂房的地面应该潮湿（在建）。雷击使地电能量提升，存储于金属物体之中，这些电能量释放时，可以产生球状闪电，也可以直接暴出，将厂房推倒。
由此再分析2007年那次大的雷灾害，重庆开县义和镇兴业村小学，在5月23日下午4点多被雷电击中，造成7名小学生死亡、44名小学生受伤，其中5人重伤。当时这所小学四年级和六年级各有一个班正在上课，一声惊天巨响之后，教室里腾起一团黑烟，烟雾中两个班共95名学生和上课老师几乎全部倒在了地上，有的学生全身被烧得黑糊糊的，有的头发竖起，衣服、鞋子和课本碎屑撒了一地。
雷击事件发生后的第二天，中国气象局召开紧急会议，派出工作队赶赴开县指导防雷减灾工作。重庆市委、市政府也在事故发生后的第一时间启动应急预案，开县成立了“5.23雷击事故应急处置指挥部”，重庆市气象局专家也赶赴现场勘踏测算，事故主要原因基本查明：5月23日下午16:00-16:30，义和镇兴业村小学教室遭受雷电闪击，并伴有球形雷的发生，当雷电直接击中教室金属窗时，由于该金属窗未做接地处理，雷电流无处泄放，靠近窗户的学生就成了雷电流泄入地的通道，雷电流的热效应和机械效应导致学生出现伤亡。
我仔细看过中国质量协会雷电分会派出的专家小组，前往事发地调查的事故报告。梅忠恕等先生认为，是未接地的水泥预制板储存的云电能造成的伤害。这个报告忽略了窗台上的雷击点和窗边学生受伤害严重的事实。还有这个报告认为，雷电的高压电无疑是来自云层。不过梅先生关于直击雷能量的破坏能力看得非常准确，没有长期的实际经验是得不出这一结论的。
地电理论分析认为，此次发生雷击事件的直接雷击点是打在教室北面的一棵树上，而不是击在教室的窗户上。是这个雷击把地电位拉了上来。由于下雨，教室下半截的墙面非常潮湿。还有灾害教室南面的墙面应该打的雨更多一些，因为在那一面学生受到的伤害更大。地电流的强大能量由墙体进入窗户上的铁栏杆，这种竖向导体最容易储能；墙体又不是良好导体，巨大电能量不能返回；随即形成球状闪电，把窗台击出印记。其它形成的球状闪电或旁侧闪击使窗边的学生遭遇灭顶之灾。这时的房顶水泥预制板才开始起作用，加之空气潮湿，使临墙的学生全身被烧得黑糊糊的，有的还头发竖起。
理解以上这次灾害的发生过程，其防护的解决办法非常简单：去掉窗户的铁栏杆，换上可以关闭的窗户，以上灾难就可以避免。我国每年因雷击灾害造成了较为严重的人员伤亡和财产损失。其中大多数都是地电灾害，我们在现代的雷电防护过程中也有着实际的操作，比如对感应雷、雷电电磁辐射干扰、地电位反击、地电位分布不均以及接触电压与跨步电压等概念的防护办法都是与地电流防护密切相关的方法。
我国每年因雷击灾害就要造成近千人的伤亡，这些伤亡人员大多都是在旷野中劳动的农民。雷雨到来时他们来不及回家，本能地会到大树下或者简易的房中去避雨。高大的树木很容易引起雷击，雷击的过程中使地电能升至地表，随即充满站立在树下的人体。在空气中释放这些在人体上地电能量就足以使人受到严重伤害。当然地电也是有选择性的，主要是看这个人对地表的电阻大小而定。这种方式被地电伤害的人，他“身上全是黑的，脚也是黑的。”如果此人离树木很近，还会和树电产生回路，进而造成更大的伤害。
明白以上原理，防护此类雷击的方法就可以非常简单：采用的办法是在经常发生雷击的地区，设置一些简单的避雷避雨设施，在雷雨发生时躲进去即可。这里的关键是躲在里面的方法，即是要想办法使自己的双脚离开地面，让自己和地电绝缘。当然，在这种简单的避雨设施里最好不要有金属物体。
对于雷电的防护不外乎有三种办法：第一是“引”，即富兰克林将电能引导开去的方法。第二是“阻”，就是将伤害你的电能阻隔开来。第三是“平”，即把同电位物体连接在一起，以平衡它们之间的电位差。清华大学物理系教授，虞昊先生对这些物理概念有着深刻的见解。他的巧用“阻”的方法要比花大价钱完成的“引”的方法要好得多观点，值得我们学习。在中国古代就有好多用“阻”的方法避雷成功的案例。但是，现代的建筑不是钢骨就是钢构，还有多组进入的导线，管道等，要想用“阻”的方法解决问题，也是困难重重。不过现在只用“引”而不用“阻”的避雷方案遇到灾害是要出问题的。在简单情况下，用“阻”的方法真的很适用。比如在任何情况下，个人有可能受到电能攻击时，用高电阻的物体把自己躲起来，那你就基本上不会受到伤害。
最后，再说说对于很多人来说山东黄岛油库大火更是刻骨铭心：1989年8月12日该油库的5号油罐因遭雷击突发大火，并引爆了附近的1-4号油罐，整个油库区成了一片火海，大火燃烧了104个小时。最后造成19人被烧死、78人烧伤、36万吨原油被烧毁，其经济损失多达1.2亿元。油库的防雷系统不能说不完善。有人说是球状闪电引发了大火，其实还是地电惹的祸。再往下说，还有1998年7月10日14时，贵州毕节地区一民房遭雷击，当场死亡14人，受伤42人。2004年6月26日14时，在浙江临海市杜桥镇杜前村有30人在5棵大树下避雨，不幸惨遭雷击，直接造成17人死亡、13人受伤。如此这样多的惨痛教训，都是因为我们没有正确地去理解地电的存在。我国地电灾害在世界上毕竟还是小数，如此大的损失，人类早就应该清醒了，不应该再固执了。
我还是要说，看过这篇文章的人，请你和政府的各级领导都说说，这事必须引起我们的重视：在雷击时，伤害你的不都是云电，大多数都是那要命的地电！躲避的办法很简单，找个凳子坐着，把脚离开地面就好。有时用一块木板垫在脚下，就能救人一命！切记切记！

作者: 雷公虫 时间: 2010-1-3 12:50
请你和政府的各级领导都说说，这事必须引起我们的重视：在雷击时，伤害你的不都是云电，大多数都是那要命的地电！躲避的办法很简单，找个凳子坐着，把脚离开地面就好。有时用一块木板垫在脚下，就能救人一命！切记切记！

作者: yan7456 时间: 2010-1-6 04:38
“比如在任何情况下，个人有可能受到电能攻击时，用高电阻的物体把自己躲起来，那你就基本上不会受到伤害。”
我想问下，电阻高的物体有哪些？

作者: georgel 时间: 2010-2-25 12:52
可以卖高电阻鞋了。
今天国家强制出台规定，下雨天，必须穿高阻鞋，穿高阻衣，带高祖帽

作者: georgel 时间: 2010-2-25 12:53
可以卖高电阻鞋了。
今天国家强制出台规定，下雨天，必须穿高阻鞋，穿高阻衣，带高祖帽

欢迎光临 ASPCN防雷技术论坛 (http://asp.cn/)