绝缘避雷 第25期

摘 要：“绝缘避雷”运用的是防雷界公认的“雷电总是通过电阻最小的通道入地”的原理。避雷针引雷入地就是利用这个原理，该原理说明雷电选择什么通道入地是在比较中产生的。谁的电阻小，雷电就袭击谁；相反，谁的电阻大，雷电就不易袭击它。

关键词：绝缘避雷 “疏”“堵”结合最小电阻接地

“绝缘避雷”运用的是防雷界公认的“雷电总是通过电阻最小通道入地”的原理。富兰克林避雷针引雷入地就是利用这个原理，该原理说明雷电选择什么通道入地是在比较中产生的。谁的电阻小，雷电就袭击谁；相反，谁的电阻大，雷电就不易袭击它。也就是说被保护物电阻愈大，雷击概率就愈小；电阻愈小，雷击概率就愈大。我们在被保护的人和物的通道上，增加绝缘电阻，就是为了减少雷击概率。

一．什么是绝缘避雷

绝缘避雷是指给被保护的人或物、覆盖电阻很大而耐压很高的绝缘物，以避免雷电袭击或减少雷击概率的理论和方法。它是以雷电一定是通过电阻最小的通道入地的原理为前提的。避雷与治水的道理相似，也要“疏”“堵”结合。绝缘避雷与富兰克林提出的以避雷针为代表的“引雷入地”相辅相成，“疏”“堵”结合，构成了防直接雷的完整体系。

二．绝缘避雷满足的条件

要达到绝缘避雷有两个条件必须满足：一是绝缘材料必须有很高的耐压，能承受住雷电来临时加在它两端的高电压；二是加了绝缘材料后，该通道的电阻必须远大于雷雨来临时周围空气或其它物体通道的电阻。

对于第一个条件，不少人会提出，雷电电压高达数千万伏以下，现在有这种绝缘材料吗？提问的人没有搞清楚的是：数千万伏的电压是加在云、地之间，并不是加在被保护的人或物与地之间。加在人或物与地之间的电压究竟是多少呢？

中国科学院大气物理所孙景群先生编著的“大气电学手册”提供了大量资料：晴天大气电场的平均值约为130V/m。雷电来临前，大气电场会急剧升高，当电场升高到1kV/m时，地面的青草、庄稼、大树，甚至突出的岩石、房屋等都会出现电晕现象即尖端放电，使空气电离。当云端电场为负时，电离的空气是正极性，形成对地面的数十米以上的屏蔽层，阻止了近地面层的电位的升高，据实测，雷雨来临前，地面的大气电场最高一般不超过20kV/m，水面的大气电场，由于水面尖端放电较少，近水面的大气电场也不超过130kV/m。作为目前的绝缘材料来说，是完全可能承受这种电压的。

对于第二个条件，关键要搞清楚大气的电阻。晴天的大气电阻是很高的，据实测晴天大气电阻率平均为，但是在雷电来临前，由于空气电离，其电阻会急剧下降。根据我们在广西南宁地凯公司120万伏雷云板下做的试验，当湿度50%时，电压加至543kV时，1.05m的空气被击穿，在这之前出现电晕电流为1.3mA，当空气湿度79%时(有小雨)，电压加至331kV时，1.05m的空气被击穿，此前的电晕电流为1mA。这时的空气被击穿，此前的电晕电流为1mA。这时的空气电阻就比一般绝缘物的电阻就小得多了。因此覆盖了绝缘材料，就可能满足绝缘避雷的两个条件。

三．绝缘避雷前途无量

我们反复强调，绝缘避雷也是利用国内外防雷界公认的“雷电总是从电阻最小处入地”的原理，只不过富兰克林用的是电阻最小来引雷入地；而我们应用的是电阻最大来躲避雷击。该原理表明，雷电选择什么通道入地或者说袭击什么目标，是在比较中产生的，在几平方公里到几十平方公里的雷雨云下有数以万计的目标可供选择，谁的电阻小就袭击谁，相反，谁的电阻大就不袭击谁。如果雷电不袭击电阻小的而去袭击绝缘电阻大的，那么富兰克林的避雷针也就失去作用了。用电荷面密度和电场强度来解释绝缘避雷也一样，用绝缘材料覆盖被保护物，使其面密度、电场强度减少，同样也能减少雷击概率。

参考文献：

[1] 方家光：绝缘避雷可行吗？《雷电防护与标准化》，2004, No.3《防雷世界》，2004, No.6

[2] 虞昊：研讨“绝缘避雷”涉及的几个问题，《CHINA 防雷》，2004, No.4

[3] 江明礼：“疏”、“堵”结合构成防雷击雷的完整体系，《防雷世界》，2003，No.11

[4] 马宏达：关于绝缘避雷问题的讨论，《防雷世界》，2004, No.2