雷電是一種自然大氣放電現(xiàn)象,雷電有時也會造成自然災(zāi)害。雷電災(zāi)害的范圍和表現(xiàn)形式在人類社會發(fā)展過程中也在不斷發(fā)生變化,與此同時,雷電科學(xué)與防護(hù)技術(shù)在人類認(rèn)識雷電、抵御雷電災(zāi)害的過程中也不斷得到發(fā)展。
每一時刻大約有2000個地點(diǎn)遭遇雷暴,平均每天發(fā)生約800萬次閃電,每次閃電在微秒級的瞬間釋放出約55kWh的能量。我們生存的環(huán)境既被動地接受自然災(zāi)害的侵襲,又主動地為災(zāi)害的形成和發(fā)展提供條件。從久遠(yuǎn)的過去開始,雷電就對人類、自然資源和人類創(chuàng)造的物質(zhì)文明構(gòu)成巨大的威脅。例如,森林火災(zāi)有50%以上因雷電引發(fā):人們居住生活的建筑物屢遭雷擊破壞;電力、石化等工業(yè)設(shè)施常因雷擊而發(fā)生災(zāi)難性事故。不難看出,雷電災(zāi)害的范圍隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展而擴(kuò)大,其表現(xiàn)形式隨其范圍擴(kuò)大而復(fù)雜信息、生物、海洋、航天、能源、材料等高技術(shù)的崛起促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展。
作為信息技術(shù)的基礎(chǔ),微電子技術(shù)具有很好的發(fā)展態(tài)勢和巨大的影響,雷電或更確切地說伴隨雷電產(chǎn)生的雷電電磁脈沖(LEMP)對微電子設(shè)備存在著嚴(yán)重的潛在不安全性。這是因為微電子設(shè)備只耐低壓,對電磁脈沖特別敏感。因此,當(dāng)現(xiàn)代社會越來越依賴通信、電子、計算機(jī)等微電子設(shè)備時,雷電通過其對微電子設(shè)備的破壞作用影響到高技術(shù)的應(yīng)用,其災(zāi)害影響可能波及千家萬戶和社會經(jīng)濟(jì)生活各個方面。直接雷擊的聲、光、電、磁、熱等現(xiàn)象同時發(fā)生,可擊毀其周邊的建筑物、生命與財產(chǎn)。因此,LEMP是現(xiàn)代雷電災(zāi)害zui顯著的特征,也是防雷技術(shù)zui需要解決的重要課題之防雷裝置(LPS)的基本功能是保護(hù)生命和財產(chǎn)免遭雷電災(zāi)害或減小這種災(zāi)害的程度。
經(jīng)過200多年的探索和實踐,人們得出這樣一個基本結(jié)論:實現(xiàn)雷電防護(hù)的基本途徑是提供一個使雷電(包括雷電電磁脈沖)對地泄放的合理路徑,而不是任其隨機(jī)地選擇放電通道,其含義是控制雷擊能量的泄放或轉(zhuǎn)換。
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