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安信技術(shù):關(guān)于對(duì)雷電感應(yīng)的認(rèn)識(shí)

2013年11月12日 15:56深圳市安信技術(shù)有限公司點(diǎn)擊量:2210

   對(duì)雷電感應(yīng)的描述,“專業(yè)防雷”用了“雷電電磁脈沖”,“雷電沖擊波”,“雷電波”,“浪涌電壓”,“浪涌電流”,“雷電過(guò)電壓”,“雷電過(guò)電流”等等諸多描述詞匯;但是對(duì)于線纜上的“雷電感應(yīng)”到底是什么東西從未見說(shuō)明。

  1)虛假的雷電感應(yīng)數(shù)據(jù)

  所謂監(jiān)控系統(tǒng)線纜上有幾十千伏的“雷電壓”,防雷器“需要有幾千、幾十千安的放電能力”的說(shuō)法,應(yīng)該是源于“專業(yè)防雷”人為制造的多點(diǎn)接地,引入地電位和電網(wǎng)浪涌的數(shù)據(jù),這是與雷電電磁感應(yīng)風(fēng)馬牛不相及的虛假數(shù)據(jù)。“浪涌”和“接地浪涌保護(hù)器”本來(lái)是電網(wǎng)系統(tǒng)的名詞和概念,現(xiàn)在讓“專業(yè)防雷”把它和雷電感應(yīng)混為一談了,不僅如此,干脆就把電力系統(tǒng)的“接地浪涌保護(hù)器”直接當(dāng)作弱電系統(tǒng)的“防雷器”來(lái)使用了。

  還有一類“專業(yè)防雷”給出的雷電感應(yīng)計(jì)算公式,算出來(lái)的數(shù)據(jù)也是幾十千伏的“雷電沖擊波”,這都是在對(duì)地電位缺乏基本認(rèn)識(shí)情況下拼湊的數(shù)據(jù),再帶上雷電感應(yīng)的“帽子”,是為推銷“接地防雷器”、“接地浪涌保護(hù)器”尋找“合理說(shuō)法”而已。反映出這些人對(duì)雷電感應(yīng)的本質(zhì)沒(méi)有基本認(rèn)識(shí)。

  2)雷電電磁輻射、電磁感應(yīng)定性分析

  雷云放電過(guò)程中主要是熱能、光能、機(jī)械能、聲波能等能量消耗,雷電電流的“電磁輻射能量”只是雷電總能量中的一小部分。雷電感應(yīng)僅指某條線纜實(shí)際接收到的“電磁輻射”能量。“輻射”與“接收”之間有一定的“電磁耦合關(guān)系”,這種“電磁耦合關(guān)系”是受到以下許多因素影響和限制的:

  1.頻譜影響:只有高頻才能形成有效輻射,而高頻輻射只是雷電流的高次諧波成分,不屬于雷電的主能量頻譜范圍;

  2.“天線效率”與雷電流的電磁輻射:電磁輻射與天線結(jié)構(gòu)尺寸和波長(zhǎng)(頻率)密切相關(guān),嚴(yán)格設(shè)計(jì)和精密加工的天線效率在50~70%左右。不同的諧波頻率,不同的避雷針高度,云際放電電流不同的等效“天線長(zhǎng)度”等等,都不可能與諧波頻率有良好匹配關(guān)系,所以實(shí)際雷電流的電磁輻射屬于低效率、超低效率的電磁輻射;同樣道理,“接收天線”也有頻率與尺寸*匹配問(wèn)題,*匹配才能實(shí)現(xiàn)率接收,顯然監(jiān)控線纜作為接收雷電輻射的“天線”也屬于低效率、超低效率的“接收天線”。

  3.方向性影響:雷電流電磁輻射能量的輻射方向,類似球面波向自由空間近似“全向輻射”,對(duì)應(yīng)一根線纜面積和方向的“立體角度”輻射能量,只是總輻射功率中的一個(gè)微小量,況且輻射功率強(qiáng)度還與距離平方成反比。也就是說(shuō),雷電電磁輻射和線纜接收的方向性,基本都具有近似“全向低增益”特點(diǎn)。

  4.極化影響:輻射源發(fā)出的電磁波有一定的“極化方向”(電場(chǎng)強(qiáng)度矢量E的變化方向),接收線纜也有一個(gè)接收的極化方向問(wèn)題。例如避雷針針體放電電流主要是“垂直方向的”,它的輻射場(chǎng)極化方向(E)也是“垂直極化波”,只有垂直方向的立桿和接地線才能有效接收這種“垂直極化波”,而水平走向線纜,基本接收不到這種“垂直極化波”的能量,這就是極化影響;線纜接收與雷電輻射的極化方向都是隨機(jī)因素,實(shí)際上“極化衰減”很大很大,真正接收到的能量同樣也是微小量。

  考慮到上述各種限制因素影響,我們可以得出如下概念:雷電電磁輻射到自由空間的能量只是雷擊放電總能量的部分微小量,由于頻譜、輻射效率、方向性、極化等不可逾越的因素影響,線纜實(shí)際接收到的雷電感應(yīng)能量與雷電總能量比較更是“超級(jí)微小量”;所謂線纜上有幾十千伏、幾十千安的數(shù)據(jù)是違背科學(xué)規(guī)律的。

  “雷電電磁脈沖”,“雷電沖擊波”,“雷電波”,“浪涌電壓”,“浪涌電流”,“雷電過(guò)電壓”,“雷電過(guò)電流”等等諸多描述詞匯也都是一些忽悠語(yǔ)言,不是經(jīng)典的專業(yè)技術(shù)用語(yǔ)。

  筆者曾按照某個(gè)“專業(yè)防雷”文章中給出的計(jì)算公式,對(duì)一個(gè)放電避雷針輻射算過(guò)一個(gè)寫字樓各層線纜雷電感應(yīng)“過(guò)電壓、過(guò)電流”,“總能量”,竟然比避雷針?lè)烹娍偰芰窟€要大許多倍;所給的這個(gè)“專業(yè)計(jì)算公式”竟然與上述各種限制因素都毫無(wú)關(guān)系,典型的“外行忽悠內(nèi)行”。

  大量的生活實(shí)踐告訴我們,雷雨天氣在家看電視能看到偶爾閃過(guò)的雷電干擾條紋,從和收音機(jī)中也能聽到雷電“咳、咳”聲。所謂雷擊燒毀家用電器的案例,燒毀安防設(shè)備、把視頻電纜融化了的案例,多數(shù)是雷擊引起電網(wǎng)故障,造成電網(wǎng)地電位浪涌燒毀的。

  筆者早年曾多次見過(guò)幾百千瓦和兆瓦功率級(jí)的窄波束雷達(dá)開機(jī)掃描,當(dāng)波速到來(lái)時(shí),強(qiáng)電磁場(chǎng)可以把室內(nèi)日光燈打亮,或把高壓疝氣燈打亮,卻從未見過(guò)頭上的響雷電磁場(chǎng)把日光燈,路燈打亮。如果雷電感應(yīng)真有幾十、幾百千伏電壓、幾千安、幾十千安電流,那日光燈不僅會(huì)亮,而且早就成批的燒毀了。

  結(jié)論是:線纜上實(shí)際接收到的“雷電感應(yīng)”的能量并不像“專業(yè)防雷”描述的“幾十千伏”,“幾十千安”那么巨大,它只是雷電總能量里的一個(gè)微小量,本質(zhì)不是單極性電荷,而是交變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),可以等效到線纜中間,與大地毫無(wú)關(guān)系。而電網(wǎng)系統(tǒng)用的“浪涌保護(hù)器”,卻真正需要“幾十千伏”,“幾十千安”的保護(hù)性能,這是用來(lái)應(yīng)對(duì)電網(wǎng)浪涌,并需要接地泄放浪涌電流的,雷電感應(yīng)與電網(wǎng)“浪涌”比較起來(lái),要遠(yuǎn)遠(yuǎn)是小巫見大巫。把接地“浪涌保護(hù)器”,當(dāng)成弱電系統(tǒng)雷電感應(yīng)“防雷器”來(lái)用,只能是一個(gè)“現(xiàn)代科技笑話”而已。

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