宣传“绝缘避雷”不妥当----马宏达

摘要：说明“绝缘避雷”宣传的危害性。建议“绝缘避雷”的宣传者把建筑物绝缘避雷的具体方案，物理模型，计算方法，参数和指标，使用条件和可靠性评估办法等都摆出来，大家才好进行实质性的讨论。
关键词：建筑物防雷  绝缘避雷


用导体引雷入地和用绝缘隔离防范雷电反击是防雷的两手常用措施，它们像一个硬币的两面，连接的措施与隔离的措施不是对立矛盾的，而是相辅相成的。从事现代防雷工作的人对于它的物理基础，即防雷和避雷的概念搞不清楚，将使防雷工作陷于混乱，将使不良的商业炒作有机可乘。我们批评“绝缘避雷”理论的目的不是针对那一个人，而是要宣传正确的物理概念。

1绝缘物也可能遭受雷击
宣传“绝缘避雷”的朋友们[1]认为物质导电性能的不同可以影响它们的雷击率，这就是“绝缘避雷”的理论根据；然而他们忽略了绝缘物的表面也可以带电和放电。绝缘物在电场中它的表面突出部位可能产生强电场，这些部位可能遭受雷击。所以，在空旷的地方，即使小而矮的草棚或砖木结构的房子，也可能遭受雷击。树木是高电阻的地面物，它的表面也能产生强电场，也有雷击的危险。人畜在雷雨中行走也容易遭受雷击。所以，我们建议人们要到有防雷装置的建筑物中去避雨，而不要在大树下避雨。在大树下避雨容易遭受到雷电反击（侧击)，既使金鸡独立地站着也有生命的危险。
我们并没有宣传所有的建筑物都要安装避雷针，防雷规范也没有这样的规定；而是在分析建筑物的重要性和雷电风险评估的基础上确定是否安装防雷装置，以及安装哪一些防雷装置。我们在古代建筑物群中推广采用石灰填充树洞的办法减少古树的雷击率，这是防雷设计的一部分，只有特殊情况下（如特别需要保护的名贵古树）才推荐装设避雷针保护。在防雷设计中广泛采用避雷针（带、网）接闪，通过引下线和接地体导引雷电入地，这是外部防雷措施；而用隔离、绝缘的办法做内部防雷措施，这是防雷的辅助措施；等电位连接和安装SPD等又是另一种辅助防雷措施。众所周知，采用石灰填充树洞减少古树的雷击率，这种办法不叫做“绝缘避雷”，因为它不是整个建筑群的主要防雷措施。

2我们承认绝缘防雷鞋可以减少电击的危险
某年，在南非有一次足球赛发生雷击事件，当场击倒双方数名队员。有一个队被击倒的队员多，而且有数名队员死亡；另一个队有伤员但比较少。这一事件说明双方队员穿的球鞋绝缘性能不同，他们受到跨步电压伤害不同。这些绝缘措施在我国的电力系统的带电作业中早就有所应用。对于江明礼同志荣获防雷鞋等四项专利，我们表示祝贺和高兴。但是，我们还是要指出，不能用这种防雷鞋预防直接雷击。江文[1]指出：“参照国际电工委员会的一句话来说，雷电保护装置不能绝对保证人和建筑物的安全，但能大大减少雷击的概率”。那么，江文的这一句话是什么意思呢？它能为“绝缘避雷”不能预防直接雷击而开脱罪责吗？居庸关长城城楼遭受雷击并击死一名旅客，这样的事不能让它再发生了，必须在重要的旅游休息场所（亭、厅、城楼）安装防雷装置。
我们在《建筑物的防雷设计》[2]一书中早就指出：“为了减少跨步电压的危险，接地带地下穿过人行道时，可以包以绝缘物（如沥青、塑料等），或者在接地带的地面上敷设5—8厘米的沥青层、条石、混凝土等，其宽度应超出接地装置两侧各1米”。这些措施就是增加接地带到地面的土壤电阻，从而减少跨步电压的危险。但是，不能说这是绝缘避雷，因为它是防雷的辅助措施。

3雷击模拟试验和故宫博物院防雷研究中的一些经验
在进行建筑物雷击试验的过程中我们曾经采用过纸板模型、胶合板模型、铁板模型还有石膏模型。各种模型都可以演示易遭受雷击部位的规律，绝缘材料的模型容易被击坏，演示的雷击点的散度比较大。所以，我们后期试验的模型以石膏模型为主，在它的外层包了一层铝箔，这样可以保护模型不被击坏。试验表明：木柱子的雷击试验放电发生在它的表面，有电弧火光，在表面还要造成一些劈裂伤痕。
我们在故宫博物院的一些地方，如珍宝馆门外等处，进行过地砖表面电阻的测量，使用工具为万用电表和摇表，电笔间距约为1尺，在晴天干燥的情况下其表面电阻值为无限大，在雷雨天有水膜的情况下其电阻值为零。我们在沥青路面和在石质的须弥座的表面测量的结果与地砖表面测量的结果都大致相同。由此联想，江文[1]中提到的宁波天童寺，其木柱下的石墩应该是防腐措施，它不是古代的防雷措施，也不能用它做现代古建的主要防雷措施。
上世纪50—60年代北京市多数的砖木结构建筑物的防雷还普遍采用避雷针，后来逐步推广了避雷带和避雷网；其内部防雷广泛采用隔离和绝缘的方式，电力线路多数采用架空直接进线。在故宫博物院防雷调查研究中我们遇到珍宝馆等处的防雷新问题。因为这些宫殿屋顶原有木结构的绝缘条件被装修展馆的各种导电结构破坏了，必须重新测量各种导体靠近的绝缘距离并测试其脉冲抗电强度。经过几十座宫殿的防雷设计和施工的体验，我们认识到在新条件下，其内部防雷的设计原则就是：或是采用隔离的方式、或是采用连接的方式，但都要做到统一、全面和彻底。早先，故宫的宫殿内不许可引入任何火种（包括电气线路），现在屋架和室内布置了电线槽和各种报警装置，要想采用隔离的防雷方式困难重重，多数情况下要采用连接的防雷方式。连接的防雷方式就是把电气线路全部穿铁管布线，铁管与防雷导线靠近的地方（即绝缘距离不够的地方）都要连接起来，以避免反击放电的危险，铁管起电磁闭锁屏蔽的作用。铁管起电磁闭锁屏蔽作用的条件是两端接地，其上端与靠近的防雷导线相连，其下端与接地网相连。

4从事古代建筑物的修缮、改造和防雷要慎之又慎
我国古代营造师（建筑师）创造性地建造了许多名胜古迹、宫殿和庙宇。有些巧夺天工，利用了当地的特殊的地形、地质和地貌，以及当地的特殊气候条件做出了绝世的杰作。其中，有些建筑物和建筑群我们还没有掌握它们的全部诀窍，这些东西一旦遭到破坏，将很难恢复和再建。对古代建筑群的修缮和改造一定要请教有关专家进行讨论和研究。在重要的景点安装导电的设备、管路、杆塔等都要考虑对那里地质和地貌的改变，以及导致对雷电活动情况的影响。北京市颐和园佛香阁修建时曾经考虑安装自动灭火设施，当时我们曾经提醒有关部门要注意先安装防雷装置。关于宁波天童寺建筑群几百年未曾遭受雷击，这是什么道理，它应该如何防雷，这些问题我都没有调查研究，我没有发言权。游览不能代替调查研究，所以我不能同他们讨论这个问题。
故宫博物院的宫殿中的电气线路都是用铁管布线的，它有电磁屏蔽和自然限制过电压和过电流的功能。一旦发生雷击过电压，铁管起屏蔽作用，其中的绝缘部件的耐电压水平约为2kV，它是自然的放电器（SPD），一旦发生放电、电源保险器一定会跳闸断电。有一次到敦煌去游览，路经张掖和武威时访问过一些寺庙，我看见那里的电力线就用瓷珠或用UPVC管固定在梁上。我总觉得这种布线方法不安全。且不说雷电，就是一旦出现过电压或过电流的事故，那里就有发生电气火灾的危险。因为没有良好的接地，其电源保险器不能跳闸，不能断电时则持续的大电流将使导线熔化并引发火灾。

5结论
（1）绝缘避雷的宣传容易产生误导，所以是不妥当的。
（2）绝缘避雷的宣传者应该把建筑物绝缘避雷的具体方案，物理模型，计算方法，参数和指标，使用条件和可靠性评估办法等都摆出来，大家才好进行实质性的讨论。

参考文献
1 江明礼，王雪森，周宝胜.绝缘抗雷与绝缘避雷.中国防雷，2006年第5期，总第29期
2 王时煦，马宏达，陈首新.建筑物防雷设计.中国建筑工业出版社，1980年9月