虞教授的“科學方法”是錯誤的方法----梅忠恕
作者: 昆雷 時間: 2008-03-29 人氣: 116
本文章共15419字,
虞教授的“科學方法”是錯誤的方法
昆明昆雷電力科學研究所
摘要:在閱讀虞教授最近發(fā)表的題為《防雷減災(zāi)必須講究科學方法》時發(fā)現(xiàn)諸多錯誤,虞教授宣揚“物理防雷”和“接地電阻非法”是對防雷人的誤導。透過虞教授的錯誤,發(fā)現(xiàn)其背后的用心,乃是兜售等離子避雷球技術(shù)。虞教授的“科學方法”是完全錯誤的方法。
關(guān)鍵詞:科學方法,物理防雷,接地電阻,電阻基準,溯源,偽科學
1、 前言
最近虞教授在《中國防雷》2007年第5、6兩期上連載了一篇長文,題為《防雷減災(zāi)必須講究科學方法》[1]。從標題上看這是一篇談?wù)摲览诇p災(zāi)的文章,出于對防雷減災(zāi)的關(guān)注,筆者認真閱讀了文章,可是并沒有發(fā)現(xiàn)虞教授提出了什么防雷減災(zāi)的“科學方法”。虞教授在文中之所談仍是否定接地電阻,宣揚“物理防雷”的老調(diào)重彈。
多年來虞教授一直堅持其錯誤觀點,不能不使我們對他背后的真實用心產(chǎn)生了懷疑。
2、 否定接地電阻豈能標榜“科學”
虞教授說,“無論是主管防雷的干部、防雷企業(yè)的工程專家,還是大學的教授們,幾乎都對這個非常重要的學術(shù)問題(接地電阻的測量)弄不清楚。”[1]言下之意只有虞教授才是弄得清楚的。那我們就來分析一下虞教授對接地和接地電阻這個學術(shù)問題是怎樣“清楚”的吧。
2.1 不知接地電阻測試儀的檢定和溯源基準
虞教授說:“市場上出現(xiàn)的形形色色測量接地電阻的儀表都是違反科學的產(chǎn)品,從《中國計量法》看,則是違法產(chǎn)品”。
仔細閱讀《中國計量法》,沒有發(fā)現(xiàn)任何明示或隱含測量接地電阻的儀表是“違反科學的或違法的產(chǎn)品”的詞句。不知虞教授是怎么從《中國計量法》看出接地電阻測量儀是違法產(chǎn)品的?
虞教授又說:“‘接地電阻’這個量的測定是非法的”。
非法,當然是指非計量法了!《中國計量法》要求所有計量器具都要進行定期的強制檢定,如果不按計量法進行檢定,才能稱不合法,或非法。可是,接地電阻測量儀表正是依照國家計量管理部門批準的《接地電阻表檢定規(guī)程》(JJG 366——2004)進行檢定的。這表明,所有接地電阻測量儀表儀器早幾十年就進入了法定的檢定程序,怎么還能說它是非法的呢?
虞教授又說,接地電阻沒有自己的計量基準,物理學家們都不承認它。
接地電阻測量儀表的量質(zhì)傳遞和溯源步驟如下:用于接地電阻測量儀表檢定的標準裝置有JD—1B型接地電阻表檢定裝置,它的準確度已達0.1級(鎮(zhèn)江市計量實驗工廠生產(chǎn))。而JD—1B型接地電阻表檢定裝置的檢定則是采用0.01級的標準電阻進行。標準電阻最后溯源到國家的電阻基準器。這是一個定期的、完整的和依法進行的步驟。虞教授是不知道,還是信口開河亂說?
按我國計量法的規(guī)定,所有計量器具,當然包括接地電阻測量儀器儀表,都要進行強制檢定。承擔檢定任務(wù)的機構(gòu)必須具備通過國家考核認可的資質(zhì),進行檢定的工作人員必須持有合格的資質(zhì)證書。能夠承擔接地電阻測量儀器儀表檢定的合格機構(gòu)有各省電力試驗研究院下屬的計量測試研究所和各省、市計量測試研究所。國家計量法還規(guī)定,接地電阻測量儀器儀表的檢定周期一般不得超過1年。接地電阻測量儀表儀器經(jīng)檢定合格后,在儀表上貼上檢定合格證標簽,并打上鉛封。如果不合格,檢定人員就要進行調(diào)整和修理,直到合格為止。如果修不好,測量準確度不能達到儀表的銘牌等級,就要降級使用,或給予報廢處理。
虞教授還說,“為何這個量不可能找到計量基準?這就要求助于物理學了。為何物理學家不承認這個物理量?”
虞教授的上述說法完全不對。接地電阻的基準就是電阻的基準,接地電阻不可能另建一個什么基準。須知接地電阻是屬于“電阻”這個家族的,在這個家族里,除普通電阻和接地電阻外,還有很多其它種類的電阻,如絕緣電阻,接觸電阻,過度電阻。高值電阻,低值電阻,等等。所有測量這些電阻的儀器,包括接地電阻測量儀表儀器,都用標準電阻進行檢定,而標準電阻最終都溯源到電阻的基準。找不到接地電阻的計量基準的就只有你虞教授。建立準確的電阻基準確實需要科學家,但不會是你虞教授。如果說有物理學家不承認這個量,那這個人就是你虞教授。
在這里順便介紹我國在電阻基準器上的卓越研究成果。以前的電阻基準是實物電阻,是用金屬絲制成的,它的精確度只能達到5×10-7。而且受溫度,環(huán)境等因素的影響,不穩(wěn)定。我國計量科學研究院張鐘華院士(他畢業(yè)于清華大學電機系,不是物理學家)領(lǐng)導的課題組經(jīng)過17年的努力,完成了量子化霍爾電阻的研制。其精確度(或測量不確定度)達到2.4×10-10 ,超過了美、英及所有國家,成為世界上最精確的電阻基準器。張鐘華為此而獲得我國國家2007年科學技術(shù)一等獎。
張鐘華院士說,“國際上承認我國的測量結(jié)果后,全世界的電阻量值都向中國數(shù)據(jù)靠攏。我們還受邀幫助國際計量局和丹麥、意大利等國建立和改進此種裝置。這是我國計量工作歷史上從未有過的重大成就,標志著我國的電學計量基準已躍居國際領(lǐng)先水平。”[2]
國家質(zhì)檢總局已于2006年12月批準量子化霍爾電阻為我國的國家基準。從2006年12月1日起,全國的電阻量值都將溯源到量子化霍爾電阻基準。
2.2 不懂接地電阻的測量方法
虞教授說某防雷檢測中心的測量人員不懂接地電阻的正確測量和操作方法。“只見測量人員在每個檢測地帶只作一次測量,可曰‘一錘定音’。各個地帶測量時針的取位也毫無定則,探針入地深淺也任意為之,無什么規(guī)矩可言。”
這段話正好也成為虞教授不懂接地電阻的測量和操作方法的自白。倘若虞教授懂得接地電阻的測量和操作方法,他一定當場給予指導和糾正。他沒有這樣做,因為他也不懂。
2.3不學有關(guān)接地和接地電阻內(nèi)容的書籍、論文、規(guī)程與規(guī)范
虞教授說,“迄今為止,沒有哪本電工教科書或者科學著稱提供出明確一致的定義。”實事果真如虞教授所說嗎?非也!用不著去圖書室,就從筆者自家的書柜隨手抽取幾本書和規(guī)程、資料,就有關(guān)于接地電阻的定義、計算方法、測量方法以及檢定方法等內(nèi)容。
書籍:
A、電工基礎(chǔ),俞大光著,1958年。下冊,130頁,《電阻計算和接地電阻》。
B、接地和接零,第一機械工業(yè)部第二設(shè)計公用科電氣組編著,1970年。這是一本專門介紹接地和接零的著作。
C、高壓電氣設(shè)備試驗方法,西南電業(yè)管理局試驗研究所,1984年,第208頁,第二十二章《接地裝置試驗》。
D、靜電實用手冊,羅宏昌、畢載俊、伍學正主編,1990年,第207頁,《加速靜電釋放、泄漏的措施之一——接地》。
E、高壓輸電系統(tǒng)的中性點接地,R·維爾罕姆、M·華德斯著,吳維誠等譯,1956年,《這是一部專門介紹接地技術(shù)的著作》。
F、高電壓技術(shù),重慶大學、南京工學院合編,1980年,第119頁,《防雷接地》。
G、電力設(shè)備預(yù)防性試驗技術(shù)問答,陳化鋼編著,1997年,第197~221頁,第七節(jié)《接地電阻及其測量》。
H、高壓靜電場,解廣潤編著,1962年,第112頁,《接地電阻的原理》。
I、電磁干擾測量控制1000問,K·T·Tung編著,李鳳華改編,2003年,第68~87頁,《接地》。
J、高壓試驗室,卡伐柳斯著,余存儀譯,第162頁,《接地》。
K、電磁兼容,A·J·Schwab著,馬乃祥譯,1993年,第13頁,《接地和中性線》。
L、高電壓工程基礎(chǔ),施圍、邱毓昌著,2006年。
M、高電壓技術(shù),吳廣寧主編,2007年。
N、高壓直流輸電工程技術(shù),趙畹君主編,2004年。
O、發(fā)、變電站防雷保護,江日洪等著,2004年,等等。
具有接地,接地電阻內(nèi)容的書籍實在太多了,不勝枚舉。就是在虞昊編著的《現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)》里也有接地的內(nèi)容,只不過由于虞教授在這方面知識的不足,書中內(nèi)容十分膚淺。
有關(guān)接地和接地電阻的部分國家標準及行業(yè)規(guī)程、規(guī)范:
A、國家標準《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057——2000。
B、國家標準《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》GB 50169——92
C、國家標準《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》GB 50150——91
D、國家標準《電工術(shù)語高電壓試驗技術(shù)和絕緣配合》GB/T 2900.19——94。在此標準中,對接地電阻有明確的定義:“被接地的物體(如設(shè)備外殼、變壓器等的中性點)對土壤中零電位面的電位差最大值與流過電流最大值之比。”
E、國家標準《電子設(shè)備雷擊保護導則》GB7450——87。
F、通信行業(yè)標準《微波站防雷與接地設(shè)計規(guī)范》YD2011——93。
G、氣象行業(yè)標準《新一代天氣雷達站防雷技術(shù)規(guī)范》QX2——2000。
H、電力行業(yè)標準《110~500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T 5092——1999。
I、電力行業(yè)標準《架空配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》SDJ 206——87。
J、電力行業(yè)標準《電力設(shè)備接地設(shè)計技術(shù)規(guī)程》SDJ8——79。
K、電力行業(yè)標準《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》DL/T 596——1996。
L、電力行業(yè)標準《交流電氣裝置的接地》DL/T 621——1997。
M、電力行業(yè)標準《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》DL/T 620——1997。
N、電力行業(yè)標準《桿塔工頻接地電阻測量》DL/T 887——2004。
O、計量規(guī)程《接地電阻表檢定規(guī)程》JJG 366——2004。等等
近年各防雷雜志發(fā)表的有關(guān)接地和接地電阻的研究和測量的論文很多,在此就不贅述了。
這么多書籍、標準、規(guī)程以及防雷工作者們發(fā)表的論文,怎么虞教授就是沒有看見。虞教授不知這些書籍、標準、規(guī)程以及論文的內(nèi)容,表明虞教授根本就沒有學習和研究過。
2.4虞教授的兩面性
虞教授一方面否定接地和接地電阻,另一方面又受聘擔任貴陽方正新技術(shù)發(fā)展公司的技術(shù)顧問,這是個專業(yè)生產(chǎn)及開發(fā)防雷接地降阻劑、專業(yè)從事防雷接地工程的公司。這也表明虞教授說一套,做一套,怎么解釋呢?
2.5 虞教授的學說和作為怎么令人信服呢?
水平再高的教授也要不斷學習,不斷進取,否則就不是科學的態(tài)度。虞教授不知有關(guān)接地電阻測量儀器儀表的檢定和溯源,不懂接地電阻的測試方法,又不學習有關(guān)接地和接地電阻的書籍、標準、規(guī)程以及論文的知識,又擔任某接地降阻劑和接地工程公司的技術(shù)顧問,在同一個問題上老堅持自己的錯誤觀點,這種態(tài)度和作為是科學的嗎,能令人信服嗎?
3、 虞教授的防雷減災(zāi)“科學方法”不科學
虞教授的防雷減災(zāi)“科學方法”中只有物理和馬克斯威爾方程。可是,只有物理就能防雷嗎?馬氏方程就能做防雷嗎?讓我們來分析虞教授的物理防雷的“科學方法”吧!
3.1 物理學中沒有防雷電原理的知識
在理工科大學里,或大學里的理工科專業(yè)里,物理,與數(shù)學和化學一樣,只是基礎(chǔ)理論課。理工科專業(yè)的學生,在學了物理等基礎(chǔ)理論課后,才能進一步學專業(yè)基礎(chǔ)課,然后才能進入專業(yè)課的學習。基礎(chǔ)理論課與專業(yè)基礎(chǔ)課只是給專業(yè)課程的學習打基礎(chǔ)。一個學生要畢業(yè),要在畢業(yè)后能夠承擔實際的工作,只有學好了專業(yè)課才行。物理學中沒有防雷原理的知識,在教學中物理學不可能取代防雷課程的學習。
虞教授一味強調(diào)物理,要求用物理解釋防雷的一切,這是對我國防雷人的誤導!近年來,虞教授每篇文章必講物理,可是我們就沒有看見虞教授用物理解決過任何一個防雷問題,或用物理解釋過任何一種雷電現(xiàn)象。虞教授的物理防雷,到頭來只不過是“無理”防雷。
就以虞教授不離口的馬氏方程來說吧,馬氏方程只是對電磁現(xiàn)象的統(tǒng)一的解釋,它只是一組數(shù)學表達方程式。在理論上,它具有很高的價值,可是,要用它來解釋一切電磁現(xiàn)象,或者,用它來做防雷,完全是不可能的。
筆者也學過馬氏方程,但不是在物理課中學的,而是在電工基礎(chǔ)課程中學的,在有一定的電工知識的基礎(chǔ)上學的。這比在物理課中學習更深入,更易理解,掌握更牢固,使用起來更易理論聯(lián)系實際。因此筆者知曉虞教授一味吹虛馬氏方程做防雷、解釋防雷完全是騙人的,是對我國防雷人的忽悠。
3.2 物理教授們的防雷實踐
倘若物理就能防雷,那防雷專業(yè)的大學生還學雷電防護原理等專業(yè)課干嗎?國家還開辦防雷專業(yè)或理工科專業(yè)干嗎,只要培養(yǎng)物理專業(yè)畢業(yè)生就夠了。
近年來,在我國防雷界確有幾個物理教授對某些雷電現(xiàn)象發(fā)表過講話,進行過解釋,給我們留下了深刻的印象。從他們的這些講話與解釋我們盡可知單有物理的知識能不能做防雷。
(1)“手機引雷”
“手機引雷”是物理學教授們在我國,在21世紀創(chuàng)造的最大科技笑話。
“手機引雷”是出自南京電信工程大學大氣物理教授余志豪,他說:“由于雷電的干擾,手機的無線頻率跳躍性增強,這容易誘發(fā)雷擊和燒機等事故。”[4]
北大物理教授朱培說:“并不是只有手機使用時才能傳導雷電,只要手機與通訊網(wǎng)絡(luò)接通,與基站保持聯(lián)絡(luò),就有電磁波發(fā)射或接收,即使不處于通話狀態(tài)同樣可能引起雷擊。”
北大物理學院大氣科學系劉樹華教授認為,“由于手機電磁波是雷電很好的導體,電磁波在潮濕大氣中會形成一個導電性磁場,極易吸引剛形成的閃電,導致雷擊。”[5]
臺灣交大電機學院院長吳重雨說,雷擊會釋放許多靜電,一旦在空曠處透過金屬物傳電,就有被雷擊的可能。
關(guān)于手機究竟可不可能引雷,筆者撰寫了《辨析“手機引雷”謬誤,建言我國防雷監(jiān)管》[4]等幾篇文章,這里就不再分析了。
還好,虞教授沒有同意這種說法,但作為物理教授的虞昊在“手機引雷”的錯誤在各種媒體上頻頻出現(xiàn)之時,也沒有用物理知識給予這種不科學的說法以正確的解釋。不僅如此,虞教授有他自己的更多的“防雷理論”。
(2)“接地電阻不可測,應(yīng)予廢棄”,等等。
(3)“絕緣避雷”;
(4)“電荷避雷”;
(5)“等離子避雷球技術(shù)”;
虞教授的“創(chuàng)新理論”大大超過了“手機引雷”之說。對于上述五項錯誤的“理論”、說法,或解釋,筆者已撰寫有辨析或解釋的論文,[3、4、6、7、8],在此就不必贅述了。
3.3讀解虞教授“科學方法”中的錯誤言論
幾年前,當虞教授發(fā)表論文《“接地電阻”是不可測的物理量,應(yīng)予廢棄》[1]時,我發(fā)表了一篇批駁文章《接地電阻不可測,還是不會測》[3]。在那篇文章中,我還以為因為虞教授很少從事防雷的實踐工作,由于防雷實踐知識和經(jīng)驗的缺乏才鬧出如此低級的笑話來。可是,從虞教授最近幾年發(fā)表的多篇文章,特別是最近這篇《防雷減災(zāi)必須講究科學方法》看,虞教授在理論方面,甚至是在電氣基本概念上還有很多沒弄懂的,或者錯誤的東西。以下僅從《防雷減災(zāi)必須講究科學方法》中摘出幾段話,給予讀解和指正。限于本文篇幅,不可能對所有的錯誤都做解釋和指正。
(1)“在人體內(nèi)決定電流大小和生理作用的真正主角是電場和磁場,這才是實實在在的。”
這里虞教授沒有給出人體內(nèi)電流大小與電場和磁場之間的數(shù)量關(guān)系。他也不可能給出這樣的關(guān)系,因為根本就沒有這樣的關(guān)系。實際上,人處于比較強(而不是特別強)的磁場中,是不存在任何安全問題的。對于電場,則要分別直流,工頻交流,或者瞬態(tài)脈沖電場。在直流和工頻交流電場中,只要電場強度未接近空氣的擊穿強度,也不存在安全問題,即是說,只要不受到電的直接閃擊,就不會有安全問題。人體在瞬態(tài)脈沖電場中,由于感應(yīng)效應(yīng)人體中會出現(xiàn)電容感應(yīng)電流。例如,如果在一個人的近旁發(fā)生了落地雷時,那里瞬間雷電電場強度很高,人就有可能受到雷電先導頭部的電容感應(yīng)電流的沖擊而被擊倒,擊昏。一般來說,被擊昏倒的人過一段時間就能醒來,很少有生命危險。在很多雷擊事件中就有這樣被擊昏擊倒的人,他們過一會就自己起來了,只是感到不適。
真正決定人體內(nèi)流過的電流的大小是電壓。一般人體的電阻在1000歐姆左右。人體內(nèi)的血液是導電的,人體的電阻大小主要決定于皮膚的狀態(tài)。手潮,手汗,手不潔都會導致人體電阻的下降。如果人手觸摸100伏左右的電壓,此電壓在人體中產(chǎn)生的電流就有可能導致生命的危險。
在虞教授的《“接地電阻”是不可測的物理量,應(yīng)予廢棄》文中,有一個進行40萬伏高壓靜電表演的小女孩,在她身邊的空氣的電場就很高,高到頭上出現(xiàn)了尖端放電,使全部頭發(fā)都豎立起來了。請虞教授“實實在在”地解釋一下,在那么高的電場下,小女孩“體內(nèi)電流大小和生理作用”怎么樣了?
(2)“不導電的人體組織受到電磁場力的物理作用而變成導體,才決定了人體內(nèi)電流的大小和途徑。”
這段話表明虞教授萬分缺乏電工的基礎(chǔ)知識。前面講了,人體的電阻只有1000歐姆左右,即使沒有電場和磁場的作用,也是1000歐姆左右。人體完全是一個導體。人體的電阻值與有無電場和磁場沒有關(guān)系。怎么說“不導電的人體組織”在電磁力的作用下才變成導體?
虞教授如果不相信,還是堅持認為人體不導電,可以用自己的手去觸摸一下家里民用電的220V火線,在進行這項試驗時,你并沒有受到任何“電磁場力的物理作用”。你可親自感受一下,你的身體在這時是導體,還是絕緣體,看是否有電流流進你的身體。不過做這項試驗是有危險的,在觸摸之前,一定要找一個人在旁邊,當你出現(xiàn)危急時,他可以立即切斷電源,以免你被電死。
虞教授扯到“電磁場力”真是離題十萬里。電磁場力只有在電場與磁場做相對運動時才出現(xiàn)。在雷擊情況下,根本沒有電磁場力的出現(xiàn),怎么把人體的電阻與電磁場力扯上關(guān)系了呢?
(3)“空氣的擊穿電場是有嚴格定義的,它是指兩塊平行金屬電極間均勻的靜電場狀態(tài)下,空氣恰發(fā)生弧光放電的擊穿現(xiàn)象瞬間的電場強度。”
“擊穿電場”就是間隙在擊穿放電時的電場強度。它是一個范圍很廣的高電壓術(shù)語。擊穿電場與絕緣介質(zhì)有關(guān),各種不同的介質(zhì),如固體、液體和氣體,都有不同的甚至差別很大的擊穿場強。擊穿場強還與材料的厚度(即間隙的距離)有關(guān),與電壓種類(直流、交流、瞬態(tài)電壓)有關(guān),與電壓施加的時間、電壓波形有關(guān),與電極的形狀(決定電場的均勻程度)有關(guān)。而虞教授所說的“兩塊平行金屬電極間”、“均勻的靜電場狀態(tài)下”只是一種個別情況,以這樣一種個別案例定義于所有不同類型的擊穿電場,本身就不嚴格不科學。
此外,擊穿放電是否發(fā)生弧光也是一個并不簡單的問題。不同的擊穿,放電有不同的形式。持續(xù)電壓(工頻交流或直流)下的放電,會有穩(wěn)定的電弧,如電焊,電力系統(tǒng)內(nèi)的短路,高壓術(shù)語稱這種放電為電弧放電。瞬態(tài)電壓下的擊穿,又有不同的情況。在電壓很高,能量很大時,會有明亮的放電弧光,如雷電的主放電通道。高壓術(shù)語稱這種強烈的放電為弧光放電。對于能量不大的放電,如感應(yīng)雷電壓下的擊穿放電,高電壓試驗時的擊穿放電,往往只見一道閃光,一閃而過。高壓術(shù)語稱這種放電為“閃絡(luò)”或“閃擊”。如果能量很小,擊穿時只有一個小的火花,不特別注意,甚至還看不到。高壓術(shù)語稱這種放電為“火花放電”,簡稱“跳火”。虞教授所說“恰發(fā)生弧光放電”也只是一種情況,而不能代表所有種類的擊穿放電。從虞教授給出的定義來看,實在是高電壓知識的貧乏。
(4)“凡是空氣被擊穿導電,必見電弧。”
這句話表明講話者根本不懂電工知識。上一條介紹了,“電弧”只是用于在持續(xù)電壓下的持續(xù)放電形式。在雷電瞬態(tài)電壓下的擊穿放電,如果電流較大時,稱為“閃絡(luò)”,在電流很小時,欲稱“跳火”。雷電放電由于時間短暫,不可能形成電弧。“必見電弧”的說法是缺乏電工基礎(chǔ)和高電壓知識所致。
《防雷減災(zāi)必須講究科學方法》中提到的歷史上Richmann之死就是雷電“跳火”所致。在《未接地的水泥預(yù)制板是雷電的幫兇和殺手》[9]中提到的羅興萬老人也是雷電跳火致死的。筆者到現(xiàn)場調(diào)查時,首先找他腳上的放電痕跡,這是放電的出處。此痕跡只有蠶豆大小,沒有專業(yè)的經(jīng)驗,是很難發(fā)現(xiàn)的(他的背部和頭發(fā)中有很多斑點,很難區(qū)別放電的進入點)。開縣小學的死亡學生,在胸、背和肩上,受傷面積大,傷痕明顯,是較強的雷電閃擊造成的。可是,調(diào)查人員缺乏經(jīng)驗,就沒有注意觀查死亡學生的腳。在腳上應(yīng)該是有放電出處的痕跡的。
(5)“我們的邏輯推理應(yīng)該是在眾人看到弧光之后,才下結(jié)論說:‘這里發(fā)生了閃擊’。”
“眾人”,在開縣小學雷害事件中的眾人,就是被雷擊的幾十個學生和一個教師。他們是雷擊發(fā)生時的受害者。災(zāi)害是在毫無心里準備的情況下突然降臨的。在這種情況下,受害者能否“看到”弧光,就不一定了。在進行高電壓試驗時,專業(yè)的高壓試驗人員都集中注意力于等待和觀察擊穿瞬間放電的出現(xiàn),在升電壓的過程中,一般能夠準確估計放電發(fā)生的時刻,對于放電的形式、大小,明亮程度都能見到。可是,在現(xiàn)實生活中,被雷擊的人,很少有專業(yè)人員,大都是普通的民眾,即使具有高電壓的知識,也由于集中注意力于做自己的工作,而不是在“等待和觀察放電的出現(xiàn)”,因此,對于突然出現(xiàn)的雷電放電,視覺和聽覺都難留下深刻的和具體的印象。對于開縣小學的群死群傷雷害事件,教室內(nèi)的旁側(cè)閃擊與室外的雷電主放電是同時發(fā)生的,天空的雷電主放電,與教室內(nèi)的旁側(cè)閃擊放電就融合為一片亮光,一閃而過,室內(nèi)的放電被室外的主放電隱沒了,很難辨別出室內(nèi)的放電。何況學生們與老師在集中注意力于學習,瞬息降臨的滅頂之災(zāi),瞬息被擊倒擊昏的人那里還能區(qū)別閃電從哪里來的。他們甚至都不知道是怎么一回事。
說道“眾人看到弧光”,是的,眾人都看到了弧光,但卻無法區(qū)分是室外的雷電主放電與室內(nèi)的旁側(cè)閃擊放電。。
(6)“更重要的是作者要從物理上找出閃擊產(chǎn)生的原因。我們都知道帶電作業(yè)的工人登上幾十萬伏的高壓輸電線時,人與高壓線之間并不出現(xiàn)擊穿放電,能否擊穿放電只決定于空氣中的電場強度E,從靜電學就知道E的大小只決定于所有電荷所產(chǎn)生的電場矢量和。或者說,決定于電荷的分布,與什么鋼筋網(wǎng)的高電壓沒有因果關(guān)系。”
干嗎要從物理上找原因?一個高電壓專業(yè)人員,一個具有豐富實踐經(jīng)驗的專業(yè)人員,首先意識到的就是高電壓。雷電是什么?雷電就是高電壓!雷電擊死(傷)人,就是高電壓擊死(傷)人。即使是感應(yīng)電流傷人,感應(yīng)電流也是高電壓產(chǎn)生的。分析雷害事件,首先就要分析高電壓是從哪里來的,如何擊到死(傷)者,電壓從哪里進入死(傷)者,又從什么樣地方出來。查找死(傷)者身上的放電痕跡就是弄清楚電壓的進和出的部位。
請問虞教授,物理書上哪章哪節(jié)介紹了雷擊致人死傷的內(nèi)容?一個物理教授連電工知識都很缺乏,電工術(shù)語都弄不清楚,卻要表演“秀才翻書”似的指教。
再問虞教授,你可知道“工人登上幾十萬伏的高壓輸電線時,人與高壓線之間并不出現(xiàn)擊穿放電”的原因何在?如何解釋?在你的《廢棄接地電阻》的文章里,有一張照片,一個小女孩站在40萬伏高電壓靜電平臺上卻安然無恙,可是你在那篇文章中就不能正確解釋它的原因,不知你現(xiàn)在能解釋了嗎?
“能否擊穿放電只決定于空氣中的電場強度E”是概念的模糊和錯誤。在高壓線周圍的電場強度E是很高的,甚至達到或超過了空氣的起暈電場強度。即是說,導線周圍的空氣已經(jīng)被很高的電場強度擊穿了,電離了,起暈了。可是,在導線上的人卻安然無恙。為什么?進行靜電表演的小女孩周圍空氣的電場強度也很高,高到出現(xiàn)了電暈,全部頭發(fā)都豎立起來了,可是小女孩也安然無恙。為什么?你怎么不能從物理上找出原因,給予正確的解釋?
其實我在《接地電阻不可測還是不會測》中已經(jīng)做出了回答,只因你沒有認真閱讀我的文章,至今仍不懂,或者懂裝不懂。我再次告訴你吧,這是一個電壓與電位的問題。人怕的是電壓,而不是電位。人可以上到高壓線上,與高壓線處于同一個很高的電位,即是說,在人與高壓線之間具有相同的電位,而沒有電壓。因此人是安全的,這如同一群鳥站在高壓線上卻安然無恙一樣。小女孩身上的電位與帶電球體的電位一樣,小女孩身體與球體之間沒有電壓,所以她也是安全的。
虞教授又說,“與什么鋼筋網(wǎng)的高電壓沒有因果關(guān)系。”,你可知道,雷擊屋頂時,雷電先導頭部中的電荷,以及雷云中的電荷通過主放電通道,都跑下來,進入了鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)上就帶上了很多很多的電荷。這些電荷無導電路徑泄放,但它仍然要尋找泄放的通道,即使絕緣物不讓它通過,它也要強迫通過。它的強迫通過,就造成了沿墻面的擊穿放電。這就是高電壓,而不是物理!
(7)“對照一下小學教室,教室的墻是絕緣的條石,墻內(nèi)表面是干燥的,不可能導電,教室地基也是絕緣的條石,室內(nèi)沒有淋雨保持干燥,當然是絕緣的。因此,條石墻面與人體之間并無電荷產(chǎn)生足以擊穿空氣、形成電弧的電場。”
虞教授,你的解釋是想當然了,你沒有到過現(xiàn)場,怎么知道墻和地面都是干燥的?
假若墻和地面都是干燥絕緣的,正好符合了虞教授的“絕緣避雷”的條件。按“絕緣避雷”理論,不應(yīng)該發(fā)生雷災(zāi)了吧?可是還是發(fā)生了,發(fā)生了一次損失特別嚴重的重大雷災(zāi)。這不證明所謂“絕緣避雷”完全是不負責任的和不科學的邪說。
“絕望避雷”的錯誤在于把“絕緣”絕對化了。認為絕緣,就不會導電,高電壓就不可能擊穿,也不會沿面閃絡(luò)。其實絕緣(材料)也是有電阻的,不同的絕緣材料有不同的電阻率。只不過絕緣材料的電阻率比導體和半導體大很多。在直流電壓下,在絕緣材料中還是有泄漏電流流過的。在交流,特別是在瞬變電壓下,在絕緣材料中不僅有泄漏電流流過,還有電容電流流過。不同的絕緣材料有不同的擊穿強度,在高電壓下,它們都是有可能擊穿的,或沿面閃絡(luò)的。特別要注意的是,當兩種(或多種)絕緣材料疊加(串聯(lián))在一起,施加以交流電壓,或瞬變電壓時,在兩種絕緣材料中的電場強度是按它們的介電系數(shù)ε成反比分布的。如果空氣與一種固體絕緣材料疊加在一起,就是你們說的“絕緣避雷”的情況,因為空氣的介電系數(shù)為1,其它任何一種絕緣材料的介電系數(shù)都大于1。因此,在空氣中的電場強度將比絕緣材料中的電場強度高。可是空氣的擊穿電場強度又比絕緣材的擊穿電場強度低。于是當電壓很高時,空氣早于絕緣材料擊穿。空氣擊穿以后,全部電壓就加于絕緣材料上。于是絕緣材料相繼擊穿。由此可見,在厚厚的空氣層中,加上一層薄薄的絕緣材料等于不加,根本起不到增強絕緣的作用。所謂“絕緣避雷”,完全是缺乏高壓絕緣(高電壓專業(yè)的專業(yè)課程之一)知識的緣故。
“條石墻面與人體之間并無電荷產(chǎn)生足以擊穿空氣、形成電弧的電場。”
虞教授,你沒有仔細看文[9]中的圖3與圖7。在圖3中,黑板上方墻壁的大片砂灰粉刷層被擊裂掉下;在圖7中,梁下的墻壁和窗上的墻壁表層被擊裂。特別是在窗上部的墻壁表面上可見從屋頂?shù)撞康酱吧峡虻倪B續(xù)貫通的放電痕跡,這就是高壓擊穿的通道。在《開縣興業(yè)村小學雷擊事故現(xiàn)場考察報告》[10]中的照片3與4更可見雷擊造成的墻面的破損。墻壁的破損、脫落和死亡學生身體上的創(chuàng)傷,血淋淋的,難道說不是高電壓襲擊造成的,而是物理造成的?
(8)“如果按梅先生的建議,層頂?shù)匿摻罹W(wǎng)予以接地,使墻有導電通道,地面是改成導電的接地網(wǎng),這樣墻與人之間的電學狀態(tài)與雨中大樹與人相同,萬一層頂鋼筋接閃,則室內(nèi)師生必遭到旁側(cè)閃擊。”
鋼筋網(wǎng)接地,只是通過幾根引下線接地,屋頂遭雷擊后,屋頂鋼筋網(wǎng)中的電荷就通過這些引下線泄放入地。因為墻體的電阻比引下線的電阻大很多很多,這時墻體中就不會有雷電流流過。墻體也就不會帶高電壓了。
這里的接地,不必建接地網(wǎng),只需打入地中幾根鋼管或角鐵說行了。接地引下線與接地極的耗資不過三、五百元足矣。
“墻與人之間的電學狀態(tài)與雨中大樹與人”完全不同。有了接地引下線,雷電荷就通過引下線泄放掉了,墻上就沒有了電荷,也就沒有電壓。而大樹本身的電阻較大,雷電流經(jīng)過大樹泄放時,沿樹桿仍有很高的電位梯度。在樹身與人體高度相近的地方,仍有很高的電壓,此電壓足以擊穿1~2米的空氣間隙。如果人身體靠近大樹,距離小于2米左右,就有可能遭擊而亡。
(9)“閃電產(chǎn)生的跨步電壓的計算方法就是用閃電的電流與0.8米長的大地電阻相乘。”
跨步電壓的計算方法不是“閃電的電流與0.8米長的大地電阻相乘”。跨步電壓的定義是:“地面上水平距離為0.8m的兩點間,當接地短路電流或雷電流流過接地裝置時出現(xiàn)的電勢,稱為跨步電勢。人體兩腳踩在那兩點上時所承受的電壓,稱為跨步電壓。”由于地電位的分布是以雷電流入地點為圓心,向四周的分布是急劇下降的。靠近雷電流入地點(接地裝置)附近跨步電壓較大,隨著離接地裝置距離的增加,跨步電壓也急速減小。
按虞教授的公式,在大地上各地的跨步電壓都是相等的了。這也是概念的錯誤。
(10)“一般總是在地面物導電表面尖端首先擊穿空氣,發(fā)出上行先導。幾十年來這已是公認的事實。”
在建筑物遭雷擊的案例中,很多情況下都是擊于房頂屋面的邊沿,女兒墻,角部,或檐角,那里是水泥砂灰塊,而不是金屬導電體。在屋面上,金屬物與絕緣物,在雷電先導頭部來臨時,沒有多大區(qū)別。誰突出,誰挨擊。
(11)虞教授說,“大氣中復雜的影響閃電運動的外來因素極少,因此這種實驗顯示的現(xiàn)象很少出現(xiàn)分叉徑跡。”
虞教授沒有見過人為實驗放電中的分叉,正好我拍攝了幾張具有分叉的放電照片,愿意出示兩幅讓虞教授欣賞。在照片中可見放電通道接近窗框的地方有小的分叉,特別注意右圖,在導線束的左邊,有兩條相交的細細的放電痕跡,那是沒有最終形成放電通道的先導的痕跡。
圖1 昆明高海拔試場500kV導線束——塔窗沖擊放電
(12)“再考慮到模擬閃電實驗是在相距較近的兩個金屬電極間進行,是在靜電平衡達到穩(wěn)態(tài)之后的靜電場中發(fā)生氣體擊穿導電。”
模擬雷電放電實驗的電壓波形為1.2/50μS的雷電沖擊波,而不是直流實驗,這樣的放電不是“在靜電平衡達到穩(wěn)態(tài)之后的靜電場中發(fā)生氣體擊穿導電”。虞教授完全不懂高電壓實驗,卻當起批判家來了。
從上述虞教授的諸多錯誤可見,虞教授的高電壓與防雷知識實在太貧乏了。
物理只是一門基礎(chǔ)理論課,在物理、數(shù)學與化學的基礎(chǔ)上,還有電工基礎(chǔ)等專業(yè)基礎(chǔ)課(包括有電機學、電磁測量、電子學、理論力學與材料力學等,現(xiàn)在還有計算機與編程等課程)然后才是高電壓工程專業(yè)的專業(yè)課(包括高電壓工程、高壓絕緣、過電壓及其防護、高壓試驗及設(shè)備等)。要想以一門物理課取代防雷的專業(yè)課程怎么行呢?
4、 虞教授的“科學方法”背后的用心
近年來,虞教授發(fā)表了不少文章,如《對接地電阻的另一種思考》,《“接地電阻”是違反科學準則的物理量》,《“接地電阻”是不可測的物理量,應(yīng)予廢棄》, “以現(xiàn)代科學去發(fā)掘中國現(xiàn)存古塔的建筑防雷技術(shù)的機理”,《研討“絕緣避雷”涉及的幾個問題》,《用避雷針還是用等離子避雷技術(shù)?》,《21世紀防雷事業(yè)的曙光》等,沿著虞昊教授在這些文章中表述的用意我們可以探尋到虞昊教授向防雷人推出的“科學方法”乃是:
防雷依靠物理,所有的雷電現(xiàn)象都要用物理來解釋,學好了物理才能防雷;
防雷要學馬克斯威爾方程,只有馬氏方程才能解釋防雷;
接地電阻是不科學的,非法的,不可測的物理量,應(yīng)予廢棄;
防雷無需接地;用電何需接地;
絕緣避雷;
電荷避雷;
避雷針反而增加了雷擊事故,不應(yīng)該再用;等等。
防雷用什么呢?只有用等離子避雷球技術(shù)了!
等離子避雷球是最好的避雷裝置,是“人類生存和保障的最佳發(fā)明”。
從這里不難看到虞教授的科學方法的實質(zhì),就是用“等離子避雷球技術(shù)”的防雷。
這就是虞教授“科學方法”背后的真實用心。
關(guān)于等離子避雷技術(shù),筆者與云南省防雷中心的李兆華一起發(fā)表了一篇文章《等離子避雷球技術(shù)質(zhì)疑》[7],向莊洪春院士與虞教授提出了10個問題。一年多過去了,莊、虞兩位教授噤若寒蟬,一個字也未回答。現(xiàn)在卻來發(fā)表《防雷減災(zāi)必須講究科學方法》。從上面的分析可以看到,虞教授的“科學方法”沒有一點科學成份,完全是一些基本概念錯誤的東西,完全是對我國防雷的誤導。其用心就是推銷等離子避雷球裝置。
5、 等離子避雷球技術(shù)才是偽科學
最后,我們用虞教授的三句話來總結(jié)吧:
(1)在《防雷減災(zāi)必須講究科學方法》中,虞教授說:“當今人們之所以對許多科技項目的專家評審會持懷疑和否定態(tài)度,這多半出自兩種情況:第一是權(quán)錢勾結(jié),第二是利用專家在科技上的虛偽或無知,不愿真實判斷科學技術(shù)的是非、真?zhèn)巍!?br/>
我們就用這段話的內(nèi)容來尋問虞教授,你主持“等離子避雷球技術(shù)”的評審與鑒定驗收會,你不僅簽字同意它,在鑒定結(jié)論中給予極高的評價,還在事后大加贊揚,說什么“人類生存和保障的最佳發(fā)明”,“防雷用什么,用等離子避雷球”。不僅如此,你還在防雷理論上制造了一種一切皆錯,惟有用“等離子避雷球技術(shù)”不可的論調(diào)。你這樣做,是“出自權(quán)錢勾結(jié)”,還是出自“科技上的虛偽或無知”?抑或兩者皆是?
(2)虞教授還說,“用偽造的實驗或者魔術(shù)表演欺騙人們則是絕對不許可的,盲目相信這些欺詐言行就是迷信。”
再看看莊教授在中央電視臺是如何介紹他的“等離子避雷球”的,他說,“這么看來,這個巴掌大的小球還真了不起!更了不起的是:它不僅可以保護屋里的人,在雷電交加的雨天它還可以保護室外的人,怎么保護?同樣的原理也可以被用在傘和帽子上。
我們制作了這種避雷材料,它里面其實有好幾層構(gòu)造。如果用它制作傘或者鋪在帽子里,再配有一個小的主機,大概一個糖塊兒那么大,就可以實現(xiàn)戶外隨身避雷了。”[8]
人們不難看到,莊教授對“等離子避雷球技術(shù)”的介紹,正如虞教授所說的,是“用偽造的實驗或者魔術(shù)表演欺騙人們”。當然,虞教授的這段話是罵別人的,卻正好揭露了他與莊教授合伙兜售的“等離子避雷球技術(shù)”的騙局。我們不能“盲目相信”他們的“欺詐言行”。
(3)虞教授在《防雷減災(zāi)必須講究科學方法》的前言中提到卡爾·薩根的一段名言,“不向公眾講解嚴格的科學方法,普通人怎能夠分清什么是科學,什么是偽科學呢?”
可是,如果向公眾宣揚的所謂“科學方法”都是錯誤的,居心叵測的,那這種方法又是什么呢?也許這才應(yīng)該稱作偽科學。
虞教授的“科學方法”正是滲透著銅臭的偽科學。
6、 參考文獻
(1) 虞昊,防雷減災(zāi)必須講究科學方法,《中國防雷》2007年第5/6期
(2) (作者不祥),中國計量科學研究院“量子化霍爾電阻課題”研究紀實, http://xn--15qz2ax7l0u6a.cn/showart.asp?art_id=182
(3) 梅忠恕,接地電阻不可測,還是不會測,《防雷技術(shù)》2006年第1期。http://xn--15qz2ax7l0u6a.cn/showart.asp?art_id=45
(4) 梅忠恕,辨析“手機引雷”謬誤,建言我國防雷監(jiān)管,《防雷技術(shù)》http://xn--15qz2ax7l0u6a.cn/showart.asp?cat_id=23&art_id=48
(5) 羅楨婷 周棟梁,專家對手機引雷說法眾說紛紜,《人民日報》2005年9月28日
(6) 梅忠恕,辨析“絕緣避雷”的錯誤,《中國防雷》2006年第http://xn--15qz2ax7l0u6a.cn/showart.asp?cat_id=23&art_id=40
(7) 梅忠恕,李兆華,等離子避雷球技術(shù)質(zhì)疑,《中國防雷》2006年第3期。http://xn--15qz2ax7l0u6a.cn/showart.asp?cat_id=23&art_id=48
(8) 梅忠恕,等離子避雷球技術(shù)是騙術(shù)還是魔術(shù),《中國防雷》2006年第4期。http://xn--15qz2ax7l0u6a.cn/showart.asp?cat_id=23&art_id=129
(9) 梅忠恕,未接地的水泥預(yù)制板是雷電的幫兇與殺手,《中國防雷》2007年第2/3期。
(10)夏紅偉等,開縣興業(yè)村小學雷擊事故現(xiàn)場考察報告,《中國防雷》2007年第2/3期。
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