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消雷器與消雷的(de)可(kě)能性--防雷器廠家

人氣:3638發表時間:2018-06-12

  20世紀70年(nián)代,美國(guó)一(yī)些極為(wèi)昂貴重要航天器屢遭雷擊而失事,這一(yī)形勢促使人們(men)對消雷進行(xíng)探索,于是美國(guó)“閃電消除公司(LEA)應運而生,推出了“消散陣列系統(DAS)”,并得到航空部門的(de)廣泛試用。面在英國(guó),Fancis&Lewis 公司則用“消雷器”的(de)名稱開始大批生産。1973年(nián),斯奈德(R.E Snydes)更引人注目地(dì)聲稱他的(de)數千尖端組成的(de)陣列已獲得成功,可(kě)以消除雷電。在我(wǒ)國(guó),80年(nián)代和(hé)90年(nián)代初,消雷器也炙手可(kě)熱,而其他防雷裝置都相形見拙。然而經過一(yī)段時間的(de)實際檢驗後,人們(men)才發現事情并非像宣揚的(de)那樣,消雷器消不了雷而隻能起到引雷的(de)作用,與避雷針沒有(yǒu)本質上的(de)區别。


  這種企圖利用大量尖端放電來中和(hé)雷雲中電荷的(de)消雷器,其實并非什麼新發明,它與兩百多年(nián)前捷克科(kē)學(xué)家迪維茨(Prokop Divisch)發明的(de)“氣象機(jī)器”非常相似;早在1775年(nián),利希滕伯格(L C. Lichtenberg) 也曾建議在房屋頂上挂起成串的(de)帶刺金屬線來防止房屋遭受雷擊。這種消雷想法在曆史上時起時落,但終歸沒有(yǒu)獲得任何進展,究其原因還是人們(men)對雷電這種大自(zì)然複雜的(de)現象缺乏應有(yǒu)的(de)充足認識。


  我(wǒ)國(guó)火箭發射基地(dì)也曾用過某些消雷器來做(zuò)過實驗,經過較長(cháng)時間的(de)觀測與測定,證明通過尖端放電,消雷器能産生的(de)離(lí)子(zǐ)電流是很小的(de),它遠遠不能适應雷雲電荷增長(cháng)的(de)速度而産生消雷效果。根據資料,500C電荷量的(de)雷雲可(kě)以在6.5-11.5min形成,消雷器若要能夠中和(hé)掉雷雲的(de)電荷,則應該産生0.725 -1.282C/s相反符号的(de)電流,亦即:


  防雷器


  該電流值與式(4.9)所要求的(de)電流值相差在700萬倍以上。這說明在空間電場和(hé)電荷密度固有(yǒu)關系的(de)制約下,即使用理(lǐ)想的(de)離(lí)子(zǐ)發生器來作消雷器,也不能達到消雷的(de)目的(de)。上述計算是為(wèi)大氣中空氣離(lí)子(zǐ)流和(hé)空間電場的(de)固有(yǒu)關系決定的(de),它與消雷器的(de)形狀、材料、結構以及安裝方式等無關,所以說無論是傘形、倒傘形、針闆形,還是其他任何形式的(de),或者是金屬材料,還是半導體材料的(de)消雷器,都是不可(kě)能消雷的(de)。


   此外,即使消雷器釋放出一(yī)些離(lí)子(zǐ)流,但它們(men)的(de)速度u也是由雷雲的(de)平均電場強度E和(hé)離(lí)子(zǐ)遷移率k所決定的(de),即u=kE。 對于90%以上的(de)負雷雲而言,消雷器釋放出的(de)是正離(lí)子(zǐ),其遷移率k+=1.36x10-4m2/v.s.按照雷雲下的(de)平均電場強度E=10x10-3~40x10*4V/m計算,正離(lí)子(zǐ)的(de)上升度。為(wèi):


  u=1.36x10-4(10x10-3-40x10-4) =1.36~5.44(m/s)


  如(rú)果消雷器的(de)高(gāo)度70m,正離(lí)子(zǐ)要達到1000m高(gāo)度的(de)雷雲就需要時間632-158秒鐘。然而雷暴出現時往往都伴随着狂風暴雨,在海洋季風能達到的(de)地(dì)區,風速可(kě)達10-20m/s(相當于5-8級風),最大甚至可(kě)達到33m/s (相當于11級風),因此通過尖端放電,消雷器所産生的(de)這些中離(lí)子(zǐ)流還未到達雷雲就被風吹跑了。這樣在大多數的(de)雷暴情況下,消雷器要想消除很小的(de)局部雷雲電荷也是不可(kě)能的(de)。


  實際上,地(dì)球表面所發生的(de)自(zì)然現象都是在一(yī)定環境和(hé)特定條件下産生的(de),因此要想消除雷電帶來的(de)危害還應當從雷電形成的(de)環境與特定條件着手,至于要消除雷擊,目前大緻隻能從下述的(de)方面來進行(xíng):


   一(yī)就是在雷雲內(nèi)部進行(xíng)幹擾,使其物理(lǐ)狀态發生變化,抑制其起電過程,從而達到減少雲間或地(dì)之間閃電的(de)次數和(hé)強度。1965-1966年(nián),美國(guó)在亞利桑拿州弗拉格斯塔夫地(dì)區,用飛(fēi)機(jī)在積雨下方、大氣電場強度大于3x10*3V/m區城,均勻地(dì)播撒大量的(de)金屬箱絲,這些金屬管絲随上升氣進入雲體,在幾分鐘內(nèi)迅速擴散開來,結果可(kě)以看到雲中出現電暈放電,大氣電場強度明顯減弱。1965-1967年(nián),美國(guó)還在蒙大拿州蘇拉附近的(de)山區,用飛(fēi)機(jī)在積雨雲中播撒大量的(de)碘化銀晶體長(cháng)作為(wèi)凍結核,與未播撒的(de)雲對比,發現閃電總數、雲閃數和(hé)地(dì)閃數分别減少了54%、50%和(hé)66%,且雷電話動的(de)持續時間也明顯地(dì)縮短(duǎn)了。


   二就是從地(dì)畫向雲中發射火箭或強激光來來觸發閃電(包括雲閃和(hé)地(dì)閃).從而降低(dī)産生雷擊的(de)能量。1967年(nián),美國(guó)雷電學(xué)家紐曼(M. M Newman) 等人在船上向積雨雲發射火箭,火箭達到雲底的(de)高(gāo)度,觸發閃電,其引雷成功率為(wèi)50%。此外,美國(guó)還在索科(kē)羅地(dì)區用小火箭向積雲中大氣電場強度大于1000m處發射,引發雲閃。一(yī)次實驗在2min發射了3枚火箭,測得雲附近的(de)大氣電場強度由6x10-2V/m降低(dī)到了4x10-2V/m;另一(yī)次是在5min內(nèi)發射了4枚火箭,測得在入雲處的(de)大氣電場強度從1.5x10-3V/m降低(dī)到35x10-2V/m.這樣若再發生雷擊,其能量也低(dī)多了。


不過,這些試驗的(de)主要目的(de)的(de)還是用來挽救雷電參數,若用來消除雷擊,則代價太大了,因此從防雷技術的(de)角度來看,當今世界上還沒有(yǒu)任何一(yī)種消雷裝置或手段能夠達到實用階段。