对于防雷深层次的研究,笔者基本上是门外汉,但由于接触防雷和亲历防雷实践15年,感受还是颇为深刻的。笔者1991年开始涉足防雷检测,1993年安装了中光首批电源避雷器和武汉高压所的4台导体消雷器,后陆续设计或指导过不同场合的防雷装置,近年来从事防雷行政管理和设计地方防雷行政许可等。一方面看到防雷成为一项事业既有其现实和深远的意义,另一方面又认为防雷的深度发展推动了人们对自然界、物理世界的辨析。结合气象部门的业务,如人工影响天气、雷电预报和预警、暴雨以及中小尺度灾害性天气的预报,这些基本上是建立在对雷暴云团的认识上,雷电防护体系的建立和完善,也许能够推进上述业务的进步,而并不是单纯的建筑物或电子信息系统的防雷。
1 雷击个例的是与非
笔者设计和安装过多处防雷装置,至今没有雷击记录,这并不是自己的防雷设计水平有多高,而主要是想说明雷击的概率本来就低,一年、几年或更长的时间不遭受雷击也不能完全说明问题。2006年11月,我们在湘潭县水厂安装一套无锡产自动气象站,自动站由直立的10米风杆和避雷针装置以及数据采集器等组成。当年月底,发生“雷打冬”,自动站所在地的水厂部分电脑、电视机等被雷打坏(据水厂反映,此为雷区,几乎每年都发生因雷电引起的断电、跳闸等现象),但自动气象站运行完好。据此,是不是说自动站的防雷设计就十分完美?不是,因为自动站的供电是太阳能转换的直流系统,电网内传播的雷电波无法侵入到自动站;如果雷电直接落到自动站系统,结果就难以预料了。事实上,部分与农电网相接的自动站被雷击的概率大许多。这引发一个议题:如何分析雷电事故的“路”与“场”?举个例子,笔者居住区的计算机网络在一次雷声后瘫痪,经查,位于家属区的交换机损坏。关于交换机损坏原因的分析,更多的是倾向于雷电波通过网络线侵入到交换机。对此,笔者却提出反问,网络线与业务平台主交换机联系在一起,机房网络与电信的通道是光缆,为什么主交换机没有损坏?况且,家属区内也只有少部分家用计算机网络卡打坏,这又是为什么?也就是说,交换机和网卡被雷击并不一定是网络线传载了雷电,也许是电源线。雷击的原因可以说既复杂又不复杂,不外乎雷电流的直接入侵或雷电流变化引起的磁场变化以及雷电辐射场形成的电场变化所造成的影响。当然,要分析和弄清这些原因需要一些物理知识和电路及元器件知识。有次我们台站的EN风记录器受雷击停止工作,经测试,雷击只造成电源保险丝和内电源变压器损坏,说明变压器的隔直作用阻挡了雷电流的继续侵入。遗憾的是,我们过多的是局限在“直接雷没法防,感应雷防不住,防雷只能减少雷害而不能消灭雷害,防雷不能做到100%”的思维怪圈里,搬出球雷、绕击等似是而非的理论根据。2002年7月某日,本地的一段高压线被雷击掉在380伏供电线路上,造成两个村配电间起火,部分技术人员认为是侧击雷击坏绝缘串。笔者查阅相关资料,被解释为“逆闪烙”——沿铁塔泄流的高电位向绝缘串闪烙。2006年某月,宁乡县某银行住宅楼被雷击,而该楼位于两侧避雷针的保护范围,且自身还有避雷带,目击者称雷直接击在窗栏上,窗框被烧红;还有一次,本局观测站值班室的接地处(两个接地扁钢没有连接)出现电火花(没有造成事故),同时有人看到房顶的避雷针被雷击得通明透亮,但雷击后并没有发现避雷针外观的任何异常(闪烙痕迹)。诸此种种,不完全是缺乏认识,而更多的还是认识误区,还有肉眼的视觉幻象和误差。再拿“手机引雷”而言,笔者一直主张,既不赞同手机引雷一说,也不赞同雷雨天可以放心打手机。试设想一下,手机接收的本来就是电波,信号原本就是电流的转化,雷电的闪击,无论从频率范围还是电磁场都是宽泛的,手机难道不会接收雷电信号?本人愚钝地认为,部分专家只注重用本专业的眼光,过于在自己熟悉的领域分析问题。这方面,笔者非常崇敬虞昊教授,尊重科学,勇于修正自己的观点,发掘更深的东西。