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靜電標(biāo)準(zhǔn)
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雷電的形成雷電災(zāi)害人們通常把發(fā)生閃電的云稱為雷雨云,其實(shí)有幾種云都與閃電有關(guān),如層積云、雨層云、積云、積雨云,*..重要的則是積雨云,一般專(zhuān)業(yè)書(shū)中講的雷雨云就是指積雨云。 云的形成過(guò)程是空氣中的水汽經(jīng)由各種原因達(dá)到飽和或過(guò)飽和狀態(tài)而發(fā)生凝結(jié)的過(guò)程。使空氣中水汽達(dá)到飽和是形成云的一個(gè)必要條件,其主要方式有: (1) 水汽含量不變,空氣降溫冷卻; (2) 溫度不變,增加水汽含量; (3) 既增加水汽含量,又降低溫度。 但對(duì)云的形成來(lái)說(shuō),降溫過(guò)程是*..主要的過(guò)程。而降溫冷卻過(guò)程中又以上升運(yùn)動(dòng)而引起的降溫冷卻作用*..為普遍。 積雨云就是一種在強(qiáng)烈垂直對(duì)流過(guò)程中形成的云。由于地面吸收太陽(yáng)的輻射熱量遠(yuǎn)大于空氣層,所以白天地面溫度升高較多,夏日這種升溫更為明顯,所以近地面的大氣的溫度由于熱傳導(dǎo)和熱輻射也跟著升高,氣體溫度升高必然膨脹,密度減小,壓強(qiáng)也隨著降低,根據(jù)力學(xué)原理它就要上升,上方的空氣層密度相對(duì)說(shuō)來(lái)就較大,就要下沉。熱氣流在上升過(guò)程中膨脹降壓,同時(shí)與高空低溫空氣進(jìn)行熱交換,于是上升氣團(tuán)中的水汽凝結(jié)而出現(xiàn)霧滴,就形成了云。在強(qiáng)對(duì)流過(guò)程中,云中的霧滴進(jìn)一步降溫,變成過(guò)冷水滴、冰晶或雪花,并隨高度逐漸增多。在凍結(jié)高度(-10攝氏度),由于過(guò)冷水大量?jī)鼋Y(jié)而釋放潛熱,使云頂突然向上發(fā)展,達(dá)到對(duì)流層頂附近后向水平方向鋪展,形成云砧,是積雨云的顯著特征。 積雨云形成過(guò)程中,在大氣電場(chǎng)以及溫差起電效應(yīng)、破碎起電效應(yīng)的同時(shí)作用下,正負(fù)電荷分別在云的不同部位積聚。當(dāng)電荷積聚到一定程度,就會(huì)在云與云之間或云與地之間發(fā)生放電,也就是人們平常所說(shuō)的"閃電"。 雷電以其巨大的破壞力給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)了慘重的災(zāi)難,尤其是近幾年來(lái),雷電災(zāi)害頻繁發(fā)生,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的危害日趨嚴(yán)重。我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防雷意識(shí),與氣象部門(mén)積極合作,做好預(yù)防工作,將雷害損失降到*..低限度。 什么是雷電災(zāi)害?怎樣防御? 雷電災(zāi)害是“聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)十年”公布的*..嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一。全球每年因雷擊造成人員傷亡,財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù),導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸,建筑物毀壞等事故頻繁發(fā)生;從衛(wèi)星、通信、導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)直到每個(gè)家庭的家用電器都遭到雷電災(zāi)害的嚴(yán)重威脅。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年因雷擊造成人員傷亡達(dá)3000~4000人,財(cái)產(chǎn)損失在50到100億元人民幣。近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代化水平的提高,特別是信息技術(shù)的快速發(fā)展,城市高層建筑物的日益增多,雷電災(zāi)害的危害程度和造成的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響也越來(lái)越大。例如,1998年僅廣東省就發(fā)生雷擊事故1465宗,起火爆炸20起,死亡104人,傷129人,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2億元。我省雷電災(zāi)害雖不及南方一些省份頻繁,但也屬雷暴、雷擊多發(fā)地區(qū)。每年因雷暴雷擊導(dǎo)致停電、停工,引起火災(zāi)造成財(cái)產(chǎn)損失時(shí)有發(fā)生。1998年6月29日,保定的河北郵電器材機(jī)械廠院內(nèi)三油罐因雷擊引起爆炸,頓時(shí)三間油庫(kù)化為灰燼。1999年4月19日,秦青線3.5萬(wàn)伏高壓線杜莊段遭雷擊,高壓線落在通訊電纜上,造成杜莊電信支局大部分設(shè)備損壞,致使通訊中斷一星期,直接損失40多萬(wàn)元! 那么雷電是怎樣形成的呢?雷電在氣象學(xué)上稱為雷暴。形成雷暴的積雨云高聳濃密,云頂常有大量冰晶,云內(nèi)垂直方向的熱力對(duì)流發(fā)展旺盛,不斷發(fā)生起電和放電(閃電)現(xiàn)象,其機(jī)制十分復(fù)雜。在放電過(guò)程中,閃電通道上的空氣溫度驟升,空氣中水滴汽化膨脹,甚至還有電離現(xiàn)象產(chǎn)生,短時(shí)間內(nèi)空氣迅速膨脹,從而產(chǎn)生了沖擊波,導(dǎo)致強(qiáng)烈的雷鳴(打雷)。由于云中的電荷在地面上引起感應(yīng)電荷,使云底與地面之間形成 “閃道”。當(dāng)電荷積累和其他條件 (如突出的建筑物、孤立的煙筒和曠地上的人等等)具備時(shí),就會(huì)發(fā)生閃電擊地,即雷擊,造成雷電災(zāi)害。 自從富蘭克林發(fā)明了避雷針以來(lái),防雷技術(shù)有了很大的發(fā)展, 現(xiàn)代防雷技術(shù)包括建筑物防雷和電器設(shè)備防雷兩大部分,強(qiáng)調(diào)全方位防護(hù),綜合治理,層層設(shè)防的原則,把防雷看作是一個(gè)系統(tǒng)工程。建筑物防雷,即在樓頂架設(shè)相應(yīng)的避雷針、網(wǎng)帶。它直接接閃,犧牲自己保護(hù)建筑物。它要求保護(hù)范圍要能保護(hù)到整個(gè)建筑物,且接地要良好。電器設(shè)備防雷,即各種設(shè)備線路布置要合理。在相應(yīng)的電源線、信號(hào)線、天饋線上加裝過(guò)電壓保護(hù)器,減少雷電波入侵、雷電感應(yīng)造成的危害。 雷災(zāi)新特點(diǎn) 當(dāng)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入電子信息時(shí)代后,雷災(zāi)出現(xiàn)的特點(diǎn)與以往有極大的不同,可以概括為: 。1)受災(zāi)面大大擴(kuò)大,從電力、建筑這兩個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展到幾乎所有行業(yè),特點(diǎn)是與高新技術(shù)關(guān)系*..密切的領(lǐng)域,如航天航空、國(guó)防、郵電通信、計(jì)算機(jī)、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等; (2)從二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。從閃電直擊和過(guò)電壓波沿線傳輸變?yōu)榭臻g閃電的脈沖電磁場(chǎng)從三維空間入侵到任何角落,無(wú)空不入地造成災(zāi)害,因而防雷工程已從防直擊雷、感應(yīng)雷進(jìn)入防雷電電磁脈沖(LEMP)。前面是指雷電的受災(zāi)行業(yè)面擴(kuò)大了,這兒指雷電災(zāi)害的空間范圍擴(kuò)大了。換句話說(shuō),一次閃電可造成多個(gè)目標(biāo)同時(shí)受到雷災(zāi),而不是以往的一次閃電只是一個(gè)建筑物受損。 。3)雷災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失和危害程度大大增加了,它襲擊的對(duì)象本身的直接經(jīng)濟(jì)損失有時(shí)并不太大,而由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失和影響就難以估計(jì)。例如一九九九年八月二十七日凌晨2點(diǎn),某尋呼臺(tái)遭受雷擊,導(dǎo)致該臺(tái)中斷尋呼數(shù)小時(shí),其直接損失是有限的,但間接損失將大大超過(guò)直接損失。 。4)產(chǎn)生上述特點(diǎn)的根本原因,也就是關(guān)鍵性的特點(diǎn)是雷災(zāi)的主要對(duì)象已集中在微電子器件設(shè)備上。雷電的本身并沒(méi)有變,而是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使得人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)生活狀況變了。微電子技術(shù)的應(yīng)用滲透到各種生產(chǎn)和生活領(lǐng)域,微電子器件極端靈敏這一特點(diǎn)很容易受到無(wú)孔不入的LEMP的作用,造成微電子設(shè)備的失控或者損壞。 為此,當(dāng)今時(shí)代的防雷工作的重要性、迫切性、復(fù)雜性大大增加了,雷電的防御已從直擊雷防護(hù)到系統(tǒng)防護(hù),我們必須站到歷史時(shí)代的新高度來(lái)認(rèn)識(shí)和研究現(xiàn)代防雷技術(shù),提高人類(lèi)對(duì)雷災(zāi)防御的綜合能力。 |
管博士參加ESD協(xié)會(huì)第28屆年會(huì)
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