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消雷器与消雷的可能性--防雷器厂家

人气:724发表时间:2018-06-12

  20世纪70年代,美国一些极为昂贵重要航天器屡遭雷击而失事,这一形势促使人们对消雷进行探索,于是美国“闪电消除公司(LEA)应运而生,推出了“消散阵列系统(DAS)”,并得到航空部门的广泛试用。面在英国,Fancis&Lewis 公司则用“消雷器”的名称开始大批生产。1973年,斯奈德(R.E Snydes)更引人注目地声称他的数千尖端组成的阵列已获得成功,可以消除雷电。在我国,80年代和90年代初,消雷器也炙手可热,而其他防雷装置都相形见拙。然而经过一段时间的实际检验后,人们才发现事情并非像宣扬的那样,消雷器消不了雷而只能起到引雷的作用,与避雷针没有本质上的区别。


  这种企图利用大量尖端放电来中和雷云中电荷的消雷器,其实并非什么新发明,它与两百多年前捷克科学家迪维茨(Prokop Divisch)发明的“气象机器”非常相似;早在1775年,利希滕伯格(L C. Lichtenberg) 也曾建议在房屋顶上挂起成串的带刺金属线来防止房屋遭受雷击。这种消雷想法在历史上时起时落,但终归没有获得任何进展,究其原因还是人们对雷电这种大自然复杂的现象缺乏应有的充足认识。


  我国火箭发射基地也曾用过某些消雷器来做过实验,经过较长时间的观测与测定,证明通过尖端放电,消雷器能产生的离子电流是很小的,它远远不能适应雷云电荷增长的速度而产生消雷效果。根据资料,500C电荷量的雷云可以在6.5-11.5min形成,消雷器若要能够中和掉雷云的电荷,则应该产生0.725 -1.282C/s相反符号的电流,亦即:


  防雷器


  该电流值与式(4.9)所要求的电流值相差在700万倍以上。这说明在空间电场和电荷密度固有关系的制约下,即使用理想的离子发生器来作消雷器,也不能达到消雷的目的。上述计算是为大气中空气离子流和空间电场的固有关系决定的,它与消雷器的形状、材料、结构以及安装方式等无关,所以说无论是伞形、倒伞形、针板形,还是其他任何形式的,或者是金属材料,还是半导体材料的消雷器,都是不可能消雷的。


   此外,即使消雷器释放出一些离子流,但它们的速度u也是由雷云的平均电场强度E和离子迁移率k所决定的,即u=kE。 对于90%以上的负雷云而言,消雷器释放出的是正离子,其迁移率k+=1.36x10-4m2/v.s.按照雷云下的平均电场强度E=10x10-3~40x10*4V/m计算,正离子的上升度。为:


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


  如果消雷器的高度70m,正离子要达到1000m高度的雷云就需要时间632-158秒钟。然而雷暴出现时往往都伴随着狂风暴雨,在海洋季风能达到的地区,风速可达10-20m/s(相当于5-8级风),最大甚至可达到33m/s (相当于11级风),因此通过尖端放电,消雷器所产生的这些中离子流还未到达雷云就被风吹跑了。这样在大多数的雷暴情况下,消雷器要想消除很小的局部雷云电荷也是不可能的。


  实际上,地球表面所发生的自然现象都是在一定环境和特定条件下产生的,因此要想消除雷电带来的危害还应当从雷电形成的环境与特定条件着手,至于要消除雷击,目前大致只能从下述的方面来进行:


   一就是在雷云内部进行干扰,使其物理状态发生变化,抑制其起电过程,从而达到减少云间或地之间闪电的次数和强度。1965-1966年,美国在亚利桑拿州弗拉格斯塔夫地区,用飞机在积雨下方、大气电场强度大于3x10*3V/m区城,均匀地播撒大量的金属箱丝,这些金属管丝随上升气进入云体,在几分钟内迅速扩散开来,结果可以看到云中出现电晕放电,大气电场强度明显减弱。1965-1967年,美国还在蒙大拿州苏拉附近的山区,用飞机在积雨云中播撒大量的碘化银晶体长作为冻结核,与未播撒的云对比,发现闪电总数、云闪数和地闪数分别减少了54%、50%和66%,且雷电话动的持续时间也明显地缩短了。


   二就是从地画向云中发射火箭或强激光来来触发闪电(包括云闪和地闪).从而降低产生雷击的能量。1967年,美国雷电学家纽曼(M. M Newman) 等人在船上向积雨云发射火箭,火箭达到云底的高度,触发闪电,其引雷成功率为50%。此外,美国还在索科罗地区用小火箭向积云中大气电场强度大于1000m处发射,引发云闪。一次实验在2min发射了3枚火箭,测得云附近的大气电场强度由6x10-2V/m降低到了4x10-2V/m;另一次是在5min内发射了4枚火箭,测得在入云处的大气电场强度从1.5x10-3V/m降低到35x10-2V/m.这样若再发生雷击,其能量也低多了。


不过,这些试验的主要目的的还是用来挽救雷电参数,若用来消除雷击,则代价太大了,因此从防雷技术的角度来看,当今世界上还没有任何一种消雷装置或手段能够达到实用阶段。