摘要
分析建筑物接閃落雷相關(guān)問題,討論涉及關(guān)鍵的、重要的、危險的、核心設(shè)備的建筑及區(qū)域減少接閃落雷破壞的必要性,提出人工干預(yù)接閃落雷技術(shù)的初步解決方案。
2016 年 11 月 7 日,國務(wù)院頒布了 《中華人民共和國氣象法》(第三次修正版),隨著雷電災(zāi)害防御的管理體制、機(jī)制更加完備,相關(guān)產(chǎn)品制造、工程設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)日趨完善,部分通用防雷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與世界接軌,人民防雷減災(zāi)意識明顯提高,防雷行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域穩(wěn)步發(fā)展、創(chuàng)新增效。在建筑雷電防護(hù)工作中,減少接閃落雷引起的雷電電磁脈沖對周邊微電子設(shè)備的影響是重要的研究課題,尤其是涉及關(guān)鍵的、重要的、危險的、核心設(shè)備的建筑及區(qū)域,此研究更為重要,本文對雷電災(zāi)害防御人工干預(yù)技術(shù)進(jìn)行探討。
1 問題的提出
1.1 現(xiàn)實(shí)與現(xiàn)狀
在接觸和探訪的雷擊事故及部分行業(yè)統(tǒng)計(jì)工作中,雷擊事故區(qū)域常伴隨著接閃落雷現(xiàn)象。眾所周知,接閃落雷點(diǎn) ≤ 83 m 半徑區(qū)域,幾乎所有電子、微電子設(shè)備及通信設(shè)備都基本無法回避接閃后引起的LEMP 雷電電磁脈沖過電壓引起的永久性損壞這個基本現(xiàn)實(shí)。在接閃落雷點(diǎn) ≤ 2000 m 半徑區(qū)域,部分電子、微電子及通信設(shè)備不同程度地遭受部分可修復(fù)性損壞。雷電落雷時引起的破壞通常包括:電場能、磁場能及電磁混合能。依據(jù)現(xiàn)在執(zhí)行的各類電涌保護(hù)器標(biāo)準(zhǔn)及建筑物防雷設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范,對接閃落雷的磁場能引起的電涌有明顯的抵御功能和防護(hù)效果。但對于電場能侵襲時,抵御效果十分有限。
通信行業(yè)(某機(jī)構(gòu))建筑物接閃桿接閃落雷引起的事故統(tǒng)計(jì) :
a) 故障區(qū)域 :輸電線路故障占比70 %;地電位高壓反擊故障占比 20 %;信號傳輸線路故障占比 5 %;天饋線故障占比 5 %。
b) 故障設(shè)備:電源設(shè)備占比 60 %;傳輸設(shè)備占比 25 %;移動設(shè)備占比 10 %;其它設(shè)備占比 5 %。
由此可見,接閃落雷引起的設(shè)備故障與損壞是個較嚴(yán)重的問題。要真正減少雷電破壞,首先須設(shè)法在關(guān)鍵場所及核心部位減少接閃落雷現(xiàn)象。
1.3 問題的思考與提出
雷電首先是具備了高能量電能電場,雷電現(xiàn)象的關(guān)鍵是雷云與大地完成電場能量傳遞與交換行為過程。電場能量傳遞與交換行為過程,通常是以變化電流形式呈現(xiàn),變化電流引起周邊特定區(qū)域產(chǎn)生變化磁場,變化磁場在特定區(qū)域 (電子設(shè)備) 內(nèi)相對切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)高壓,入侵特定區(qū)域 (電子設(shè)備) 造成各種破壞現(xiàn)象,破壞形式通常為電流電涌。既然以接閃落雷為破壞源,那么建筑物接閃落雷基本條件是什么?建筑物能否通過人工干預(yù)的方法減少局部的接閃落雷?彈藥庫、火藥庫、油品庫、化工廠、天然氣場站、主要電子微電子場站等與國民經(jīng)濟(jì)有重大意義和影響的重要場所,如能減少局部的接閃落雷現(xiàn)象,則可以大大減少電子、微電子設(shè)備的損壞,同時降低雷電災(zāi)害對人身安全的威脅。