精品范文--人類對雷電及瞬態(tài)過電壓的認(rèn)識和發(fā)展

1、人類對雷電及瞬態(tài)過電壓的認(rèn)識和發(fā)展雷電是一門古老而神秘的科學(xué)，自有人類歷史以來，各個(gè)時(shí)期都記錄著人們 與雷電斗爭的歷史，并作出過巨大的犧牲，然而卻是卓有成效的。自富蘭克林以 后由于工業(yè)的發(fā)展，尤其是在俄國工程師勃羅沃利斯基（1862-1919）制造出三相 感應(yīng)電機(jī)和變壓器，并完成電能的遠(yuǎn)程傳輸以及美國發(fā)明家貝爾 （BELL 1847-1922）發(fā)明了電話以后，人類很快進(jìn)入了電氣化時(shí)代。雷電災(zāi)害問題由過去的雷電直擊 地面上的人和物為主發(fā)展成為以通過金屬導(dǎo)線傳輸?shù)睦纂姴橹?。?jīng)過多年的研 究，人們建立了雷電雷電感應(yīng)和高壓反擊的理論，弄清了高壓雷電波在金屬導(dǎo)線 上的傳輸規(guī)律。1890年發(fā)明了間隙串聯(lián)

2、熔斷器的避雷器；1922年美國西屋公司制 成了碳化硅避雷器；1972年日本制成了配電用無間隙氧化鋅避雷器；1984年美國EFI公司首次推出模塊化瞬態(tài)過電壓浪涌抑制器（TVSS；在隨后的幾年里又相 繼推出正弦波跟蹤技術(shù)（1985年）、多級混合并聯(lián)技術(shù)（1986年）、熱熔斷技術(shù)（1988年）等。在防雷技術(shù)方面，先進(jìn)的國家都制定了自己的國家防雷規(guī)范，防雷納入了國家技術(shù)管理和監(jiān)督的范疇。使防雷科學(xué)技術(shù)得到了很大的發(fā)展，并已 成為比較完整和有效的技術(shù)。至此，防雷產(chǎn)品的生產(chǎn)制造已形成比較完整的工業(yè) 領(lǐng)域。但是，七十年代以來，由于半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展和完善，使之能夠滲透到 幾乎所有的科技領(lǐng)域。由于半導(dǎo)體集成

3、電路不能承受過電壓和電流沖擊，凡是使 用這些元器件的設(shè)備，如電子計(jì)算機(jī)、有線和無線通信系統(tǒng)等設(shè)備的雷害事故顯 著增加。尤其是八十年代以來，各類高層建筑如雨后春筍，郵電通信，辦公自動(dòng) 化等隨著大規(guī)模集成電路一起飛速發(fā)展。九十年代末的今天，電力已成為我們現(xiàn) 代生活的推動(dòng)力，微電子技術(shù)早已充斥到人們生活的各個(gè)角落。我們生活在微電子產(chǎn)品消費(fèi)“爆炸”的時(shí)代。從大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)到家庭生活；無論是工業(yè)、農(nóng) 業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、郵電通信、航空航天、金融證券、國防軍工，還是電視機(jī)、洗 衣機(jī)、微波爐都是由電力驅(qū)動(dòng)的。不幸的是，電力已不是“純凈”的；電力所攜 帶的干擾時(shí)刻威脅著我們的電器設(shè)備，如：電腦及網(wǎng)絡(luò)死機(jī)、通訊傳

4、輸中斷或數(shù) 據(jù)錯(cuò)誤重試，等等。電器故障來源于雷電直擊、雷電感應(yīng)、設(shè)備啟停和電力線路 切換所產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓。但80%的電路瞬態(tài)過電壓是由于普通的設(shè)備如電梯、空調(diào)或大功率設(shè)備運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。至此，我們的現(xiàn)代生活所賴以生存的、不可間斷運(yùn)行的微電子設(shè)備對我們提出了更高的要求。不但要加裝UPS以保證供電持續(xù)穩(wěn)定，而且要保證不因任何干擾而造成其間斷運(yùn)行。試想，從郵電通訊、廣播電 視、金融證券、國防軍工到商業(yè)、信息、醫(yī)療，我們能承受哪一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行停 頓所造成的損失呢？甚至一個(gè)普通的傳真機(jī)的錯(cuò)誤都會(huì)使您損失一單大生意。雷電及雷電電磁脈沖的危害實(shí)例1992年6月20日20：05中國氣象局氣象中心大樓落雷，避雷

5、裝置和建筑物完好，但大型計(jì)算機(jī)和小型機(jī)網(wǎng)絡(luò)中斷，6條北京同步線路被擊斷，計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 工作中斷6小時(shí)，不僅經(jīng)濟(jì)損失數(shù)十萬元，還造成中央電視臺氣象預(yù)報(bào)成為空白。其影響很大。1993年7月5日和8月13日北京氣象臺兩次被雷擊，情況嚴(yán)重。1994年5月廣州區(qū)域氣象中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)被雷擊。1994年7月5日和17日兩天，四川省氣象局業(yè)務(wù)系統(tǒng)連遭雷擊。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、氣象雷達(dá)、衛(wèi)星接收系統(tǒng)等電子設(shè)備損毀。1992年4月27日南昌江西醫(yī)科大學(xué)160門程控電話因感應(yīng)雷被擊毀120門,而同一時(shí)刻，江西財(cái)經(jīng)干部學(xué)院的200門程控電話全部毀于感應(yīng)雷。1992年5月1日，長沙湖南廣播電視大學(xué)200門程控電話、6臺大型計(jì)算機(jī)、

6、多部彩色電視機(jī)毀于感應(yīng)雷，損失100多萬元。1997年，深圳市龍崗新生郵電局由于雷擊造成通訊中斷2天。1987年3月26日下午4時(shí)22分，美國國家航天局（NASA的大力神/半人馬座從卡納維拉爾角基地升空，由于當(dāng)時(shí)火箭距地面僅4700M地面指揮部不得不用無線電指令引爆。這一火箭是NASAI存的二枚之一，被認(rèn)為是最可靠的運(yùn)載火 箭?；鸺盎鸺d人造衛(wèi)星被毀的損失高達(dá)2億美元。事后從收集的火箭殘骸考察，發(fā)現(xiàn)火箭的前錐部玻璃釬維板上有明顯的燒焦痕跡，并發(fā)現(xiàn)其中有一個(gè)針 眼大的穿孔，證實(shí)是雷電火花擊穿所致。在這一事件后兩個(gè)月，6月9日，KSCX肯 尼迪航天中心）發(fā)射場上三枚小型火箭正待發(fā)射，突然雷電來

7、臨，一聲雷響之后， 這三枚火箭突然自行點(diǎn)火，升空而去。什么是雷電現(xiàn)象?每到春末夏初，人們都能看到閃電，聽到雷鳴。那么，什么是雷電？它又是 怎樣產(chǎn)生的?雷電是發(fā)生在大氣層中的聲、光、電并發(fā)的一種物理現(xiàn)象，通常是指帶電的 云層對大地之間的放電現(xiàn)象。這個(gè)放電的過程會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃電和巨大的聲響, 即人們常說的“電閃雷鳴”。凡空氣中導(dǎo)電微粒較多、地面高聳、地面和地下的 電阻率較小的地帶都易落雷而遭雷擊。根據(jù)科學(xué)家的研究，雷擊的形式主要有三種。第一種是直擊雷。它是指雷電直接擊到建筑物或其它物體上，產(chǎn)生巨大的電、熱效應(yīng)，沖擊波效應(yīng)和機(jī)械作用, 從而對物體及人蓄造成傷害。第二種是雷電感應(yīng)，也叫感應(yīng)雷。它是指雷電放電 時(shí)在附近的金屬導(dǎo)體上產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)， 從而使金屬部件之間產(chǎn)生火花, 引發(fā)易燃易爆物品發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。第三種是雷電波侵入。它是指雷電對架 空線路或金屬管道產(chǎn)生作用，所以生成的過電壓波沿著這些管道侵入室內(nèi)，造成 設(shè)備損壞，危及人身安全。在雷電交加的雷雨天氣里，偶爾還會(huì)出現(xiàn)紫色、殷紅色、灰紅色、藍(lán)色的“火 球”在空中漂移。它就是人們常說的“球形雷”。它能在幾秒到幾分鐘內(nèi)通過煙 囪、開啟的窗戶、門或縫隙進(jìn)入室內(nèi)， 碰到人蓄會(huì)造成嚴(yán)重的燒傷和死亡事故, 也會(huì)對建