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消雷器與消雷的可能性--防雷器廠家

人氣:681發表時間:2018-06-12

  20世紀70年代,美國一些極為昂貴重要航天器屢遭雷擊而失事,這一形勢促使人們對消雷進行探索,于是美國“閃電消除公司(LEA)應運而生,推出了“消散陣列系統(DAS)”,并得到航空部門的廣泛試用。面在英國,Fancis&Lewis 公司則用“消雷器”的名稱開始大批生產。1973年,斯奈德(R.E Snydes)更引人注目地聲稱他的數千尖端組成的陣列已獲得成功,可以消除雷電。在我國,80年代和90年代初,消雷器也炙手可熱,而其他防雷裝置都相形見拙。然而經過一段時間的實際檢驗后,人們才發現事情并非像宣揚的那樣,消雷器消不了雷而只能起到引雷的作用,與避雷針沒有本質上的區別。


  這種企圖利用大量尖端放電來中和雷云中電荷的消雷器,其實并非什么新發明,它與兩百多年前捷克科學家迪維茨(Prokop Divisch)發明的“氣象機器”非常相似;早在1775年,利希滕伯格(L C. Lichtenberg) 也曾建議在房屋頂上掛起成串的帶刺金屬線來防止房屋遭受雷擊。這種消雷想法在歷史上時起時落,但終歸沒有獲得任何進展,究其原因還是人們對雷電這種大自然復雜的現象缺乏應有的充足認識。


  我國火箭發射基地也曾用過某些消雷器來做過實驗,經過較長時間的觀測與測定,證明通過尖端放電,消雷器能產生的離子電流是很小的,它遠遠不能適應雷云電荷增長的速度而產生消雷效果。根據資料,500C電荷量的雷云可以在6.5-11.5min形成,消雷器若要能夠中和掉雷云的電荷,則應該產生0.725 -1.282C/s相反符號的電流,亦即:


  防雷器


  該電流值與式(4.9)所要求的電流值相差在700萬倍以上。這說明在空間電場和電荷密度固有關系的制約下,即使用理想的離子發生器來作消雷器,也不能達到消雷的目的。上述計算是為大氣中空氣離子流和空間電場的固有關系決定的,它與消雷器的形狀、材料、結構以及安裝方式等無關,所以說無論是傘形、倒傘形、針板形,還是其他任何形式的,或者是金屬材料,還是半導體材料的消雷器,都是不可能消雷的。


   此外,即使消雷器釋放出一些離子流,但它們的速度u也是由雷云的平均電場強度E和離子遷移率k所決定的,即u=kE。 對于90%以上的負雷云而言,消雷器釋放出的是正離子,其遷移率k+=1.36x10-4m2/v.s.按照雷云下的平均電場強度E=10x10-3~40x10*4V/m計算,正離子的上升度。為:


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


  如果消雷器的高度70m,正離子要達到1000m高度的雷云就需要時間632-158秒鐘。然而雷暴出現時往往都伴隨著狂風暴雨,在海洋季風能達到的地區,風速可達10-20m/s(相當于5-8級風),最大甚至可達到33m/s (相當于11級風),因此通過尖端放電,消雷器所產生的這些中離子流還未到達雷云就被風吹跑了。這樣在大多數的雷暴情況下,消雷器要想消除很小的局部雷云電荷也是不可能的。


  實際上,地球表面所發生的自然現象都是在一定環境和特定條件下產生的,因此要想消除雷電帶來的危害還應當從雷電形成的環境與特定條件著手,至于要消除雷擊,目前大致只能從下述的方面來進行:


   一就是在雷云內部進行干擾,使其物理狀態發生變化,抑制其起電過程,從而達到減少云間或地之間閃電的次數和強度。1965-1966年,美國在亞利桑拿州弗拉格斯塔夫地區,用飛機在積雨下方、大氣電場強度大于3x10*3V/m區城,均勻地播撒大量的金屬箱絲,這些金屬管絲隨上升氣進入云體,在幾分鐘內迅速擴散開來,結果可以看到云中出現電暈放電,大氣電場強度明顯減弱。1965-1967年,美國還在蒙大拿州蘇拉附近的山區,用飛機在積雨云中播撒大量的碘化銀晶體長作為凍結核,與未播撒的云對比,發現閃電總數、云閃數和地閃數分別減少了54%、50%和66%,且雷電話動的持續時間也明顯地縮短了。


   二就是從地畫向云中發射火箭或強激光來來觸發閃電(包括云閃和地閃).從而降低產生雷擊的能量。1967年,美國雷電學家紐曼(M. M Newman) 等人在船上向積雨云發射火箭,火箭達到云底的高度,觸發閃電,其引雷成功率為50%。此外,美國還在索科羅地區用小火箭向積云中大氣電場強度大于1000m處發射,引發云閃。一次實驗在2min發射了3枚火箭,測得云附近的大氣電場強度由6x10-2V/m降低到了4x10-2V/m;另一次是在5min內發射了4枚火箭,測得在入云處的大氣電場強度從1.5x10-3V/m降低到35x10-2V/m.這樣若再發生雷擊,其能量也低多了。


不過,這些試驗的主要目的的還是用來挽救雷電參數,若用來消除雷擊,則代價太大了,因此從防雷技術的角度來看,當今世界上還沒有任何一種消雷裝置或手段能夠達到實用階段。


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