宣傳“絕緣避雷”不妥當(dāng)

hong_fly365 2011-11-25

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宣傳“絕緣避雷”不妥當(dāng)----馬宏達

摘要：說明“絕緣避雷”宣傳的危害性。建議“絕緣避雷”的宣傳者把建筑物絕緣避雷的具體方案，物理模型，計算方法，參數(shù)和指標，使用條件和可靠性評估辦法等都擺出來，大家才好進行實質(zhì)性的討論。
關(guān)鍵詞：建筑物防雷絕緣避雷

用導(dǎo)體引雷入地和用絕緣隔離防范雷電反擊是防雷的兩手常用措施，它們像一個硬幣的兩面，連接的措施與隔離的措施不是對立矛盾的，而是相輔相成的。從事現(xiàn)代防雷工作的人對于它的物理基礎(chǔ)，即防雷和避雷的概念搞不清楚，將使防雷工作陷于混亂，將使不良的商業(yè)炒作有機可乘。我們批評“絕緣避雷”理論的目的不是針對那一個人，而是要宣傳正確的物理概念。

1絕緣物也可能遭受雷擊
宣傳“絕緣避雷”的朋友們[1]認為物質(zhì)導(dǎo)電性能的不同可以影響它們的雷擊率，這就是“絕緣避雷”的理論根據(jù)；然而他們忽略了絕緣物的表面也可以帶電和放電。絕緣物在電場中它的表面突出部位可能產(chǎn)生強電場，這些部位可能遭受雷擊。所以，在空曠的地方，即使小而矮的草棚或磚木結(jié)構(gòu)的房子，也可能遭受雷擊。樹木是高電阻的地面物，它的表面也能產(chǎn)生強電場，也有雷擊的危險。人畜在雷雨中行走也容易遭受雷擊。所以，我們建議人們要到有防雷裝置的建筑物中去避雨，而不要在大樹下避雨。在大樹下避雨容易遭受到雷電反擊（側(cè)擊)，既使金雞獨立地站著也有生命的危險。
我們并沒有宣傳所有的建筑物都要安裝避雷針，防雷規(guī)范也沒有這樣的規(guī)定；而是在分析建筑物的重要性和雷電風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上確定是否安裝防雷裝置，以及安裝哪一些防雷裝置。我們在古代建筑物群中推廣采用石灰填充樹洞的辦法減少古樹的雷擊率，這是防雷設(shè)計的一部分，只有特殊情況下（如特別需要保護的名貴古樹）才推薦裝設(shè)避雷針保護。在防雷設(shè)計中廣泛采用避雷針（帶、網(wǎng)）接閃，通過引下線和接地體導(dǎo)引雷電入地，這是外部防雷措施；而用隔離、絕緣的辦法做內(nèi)部防雷措施，這是防雷的輔助措施；等電位連接和安裝SPD等又是另一種輔助防雷措施。眾所周知，采用石灰填充樹洞減少古樹的雷擊率，這種辦法不叫做“絕緣避雷”，因為它不是整個建筑群的主要防雷措施。

2我們承認絕緣防雷鞋可以減少電擊的危險
某年，在南非有一次足球賽發(fā)生雷擊事件，當(dāng)場擊倒雙方數(shù)名隊員。有一個隊被擊倒的隊員多，而且有數(shù)名隊員死亡；另一個隊有傷員但比較少。這一事件說明雙方隊員穿的球鞋絕緣性能不同，他們受到跨步電壓傷害不同。這些絕緣措施在我國的電力系統(tǒng)的帶電作業(yè)中早就有所應(yīng)用。對于江明禮同志榮獲防雷鞋等四項專利，我們表示祝賀和高興。但是，我們還是要指出，不能用這種防雷鞋預(yù)防直接雷擊。江文[1]指出：“參照國際電工委員會的一句話來說，雷電保護裝置不能絕對保證人和建筑物的安全，但能大大減少雷擊的概率”。那么，江文的這一句話是什么意思呢？它能為“絕緣避雷”不能預(yù)防直接雷擊而開脫罪責(zé)嗎？居庸關(guān)長城城樓遭受雷擊并擊死一名旅客，這樣的事不能讓它再發(fā)生了，必須在重要的旅游休息場所（亭、廳、城樓）安裝防雷裝置。
我們在《建筑物的防雷設(shè)計》[2]一書中早就指出：“為了減少跨步電壓的危險，接地帶地下穿過人行道時，可以包以絕緣物（如瀝青、塑料等），或者在接地帶的地面上敷設(shè)5—8厘米的瀝青層、條石、混凝土等，其寬度應(yīng)超出接地裝置兩側(cè)各1米”。這些措施就是增加接地帶到地面的土壤電阻，從而減少跨步電壓的危險。但是，不能說這是絕緣避雷，因為它是防雷的輔助措施。

3雷擊模擬試驗和故宮博物院防雷研究中的一些經(jīng)驗
在進行建筑物雷擊試驗的過程中我們曾經(jīng)采用過紙板模型、膠合板模型、鐵板模型還有石膏模型。各種模型都可以演示易遭受雷擊部位的規(guī)律，絕緣材料的模型容易被擊壞，演示的雷擊點的散度比較大。所以，我們后期試驗的模型以石膏模型為主，在它的外層包了一層鋁箔，這樣可以保護模型不被擊壞。試驗表明：木柱子的雷擊試驗放電發(fā)生在它的表面，有電弧火光，在表面還要造成一些劈裂傷痕。
我們在故宮博物院的一些地方，如珍寶館門外等處，進行過地磚表面電阻的測量，使用工具為萬用電表和搖表，電筆間距約為1尺，在晴天干燥的情況下其表面電阻值為無限大，在雷雨天有水膜的情況下其電阻值為零。我們在瀝青路面和在石質(zhì)的須彌座的表面測量的結(jié)果與地磚表面測量的結(jié)果都大致相同。由此聯(lián)想，江文[1]中提到的寧波天童寺，其木柱下的石墩應(yīng)該是防腐措施，它不是古代的防雷措施，也不能用它做現(xiàn)代古建的主要防雷措施。
上世紀50—60年代北京市多數(shù)的磚木結(jié)構(gòu)建筑物的防雷還普遍采用避雷針，后來逐步推廣了避雷帶和避雷網(wǎng)；其內(nèi)部防雷廣泛采用隔離和絕緣的方式，電力線路多數(shù)采用架空直接進線。在故宮博物院防雷調(diào)查研究中我們遇到珍寶館等處的防雷新問題。因為這些宮殿屋頂原有木結(jié)構(gòu)的絕緣條件被裝修展館的各種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)破壞了，必須重新測量各種導(dǎo)體靠近的絕緣距離并測試其脈沖抗電強度。經(jīng)過幾十座宮殿的防雷設(shè)計和施工的體驗，我們認識到在新條件下，其內(nèi)部防雷的設(shè)計原則就是：或是采用隔離的方式、或是采用連接的方式，但都要做到統(tǒng)一、全面和徹底。早先，故宮的宮殿內(nèi)不許可引入任何火種（包括電氣線路），現(xiàn)在屋架和室內(nèi)布置了電線槽和各種報警裝置，要想采用隔離的防雷方式困難重重，多數(shù)情況下要采用連接的防雷方式。連接的防雷方式就是把電氣線路全部穿鐵管布線，鐵管與防雷導(dǎo)線靠近的地方（即絕緣距離不夠的地方）都要連接起來，以避免反擊放電的危險，鐵管起電磁閉鎖屏蔽的作用。鐵管起電磁閉鎖屏蔽作用的條件是兩端接地，其上端與靠近的防雷導(dǎo)線相連，其下端與接地網(wǎng)相連。

4從事古代建筑物的修繕、改造和防雷要慎之又慎
我國古代營造師（建筑師）創(chuàng)造性地建造了許多名勝古跡、宮殿和廟宇。有些巧奪天工，利用了當(dāng)?shù)氐奶厥獾牡匦?、地質(zhì)和地貌，以及當(dāng)?shù)氐奶厥鈿夂驐l件做出了絕世的杰作。其中，有些建筑物和建筑群我們還沒有掌握它們的全部訣竅，這些東西一旦遭到破壞，將很難恢復(fù)和再建。對古代建筑群的修繕和改造一定要請教有關(guān)專家進行討論和研究。在重要的景點安裝導(dǎo)電的設(shè)備、管路、桿塔等都要考慮對那里地質(zhì)和地貌的改變，以及導(dǎo)致對雷電活動情況的影響。北京市頤和園佛香閣修建時曾經(jīng)考慮安裝自動滅火設(shè)施，當(dāng)時我們曾經(jīng)提醒有關(guān)部門要注意先安裝防雷裝置。關(guān)于寧波天童寺建筑群幾百年未曾遭受雷擊，這是什么道理，它應(yīng)該如何防雷，這些問題我都沒有調(diào)查研究，我沒有發(fā)言權(quán)。游覽不能代替調(diào)查研究，所以我不能同他們討論這個問題。
故宮博物院的宮殿中的電氣線路都是用鐵管布線的，它有電磁屏蔽和自然限制過電壓和過電流的功能。一旦發(fā)生雷擊過電壓，鐵管起屏蔽作用，其中的絕緣部件的耐電壓水平約為2kV，它是自然的放電器（SPD），一旦發(fā)生放電、電源保險器一定會跳閘斷電。有一次到敦煌去游覽，路經(jīng)張掖和武威時訪問過一些寺廟，我看見那里的電力線就用瓷珠或用UPVC管固定在梁上。我總覺得這種布線方法不安全。且不說雷電，就是一旦出現(xiàn)過電壓或過電流的事故，那里就有發(fā)生電氣火災(zāi)的危險。因為沒有良好的接地，其電源保險器不能跳閘，不能斷電時則持續(xù)的大電流將使導(dǎo)線熔化并引發(fā)火災(zāi)。

5結(jié)論
（1）絕緣避雷的宣傳容易產(chǎn)生誤導(dǎo)，所以是不妥當(dāng)?shù)摹?BR>（2）絕緣避雷的宣傳者應(yīng)該把建筑物絕緣避雷的具體方案，物理模型，計算方法，參數(shù)和指標，使用條件和可靠性評估辦法等都擺出來，大家才好進行實質(zhì)性的討論。

參考文獻
1 江明禮，王雪森，周寶勝.絕緣抗雷與絕緣避雷.中國防雷，2006年第5期，總第29期
2 王時煦，馬宏達，陳首新.建筑物防雷設(shè)計.中國建筑工業(yè)出版社，1980年9月