汽车防雷和机动车防雷及泻流通道介绍

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汽车（机动车）防雷及泻流通道介绍 中国华云技术开发公司 王凤山 庄严 前言：汽车会遭雷击吗？很多人的回答都是：不，应该不会吧？其实不然，汽车也是容易遭到雷击的。那么在很多的报纸杂志中却又看到打雷时钻到车里也可以防雷有又是为什么呢？汽车里真的安全吗？本文以从汽车防雷原理向您介绍关于汽车防雷方面的知识。 1、法拉第笼原理保证人员安全 要了解雷电击中汽车为车内的人是否是绝对安全的，首先就要知道雷电击中汽车后产生的效应，并且了解汽车是怎么样起到安全作用的。 从电子角度理解，闪电属于高频电路，更多的电流分流是从设备表面流到大地上去的，相对而言，对于金属导线或者空心的金属管效果都是一致的，这种特性叫做集肤效应；同样的道理，因为汽车也是金属导体，所以雷电流也是从车体的表面流入大地，而车内的人相应的就不会有太大的危险，原理就等于人被一个法拉第笼保护一样。在法拉第笼包裹的空间叫做自由活动区域（field-free zone）在一定条件下是相对安全的。 但是，雷电的发生情况也很难保持一致，而且针对每一件个案条件也不一致。例如车体的干燥程度，汽车的外壳材料、车体的结构，敞蓬车等导致肌肤效应原理不能有效的利用，导致出现汽车的电子系统和发生人身意外。 很多人相信用橡胶做轮胎接地是安全的，虽然橡胶是绝缘体，但是必须了解空气也是绝缘体，它的绝缘强度要大过橡胶轮胎。如果一个闪电可以击穿几千米的空气，那么对于一个只有十几二十工分厚度的轮胎而言不会影响到雷电的泻放问题，当然轮胎本身厚度及质量是决定汽车安全的根本条件。 图1.法拉第笼实验 当然，有效的防护措施是决定汽车内人身安全的先决条件，（这里特指封闭式金属外壳汽车，而不是敞篷车或者塑料或玻璃纤维材质的汽车）很多人知道汽车的整体可是被视为一个法拉第笼结构的装置，而这不是人在车内不遭雷击伤害的主要原因，真正的原因在于集肤效应。 2、雷击汽车的现象及汽车放电通道 一般人认为，雷电击中汽车后是不会造成汽车损坏的。因为汽车的轮胎是绝缘的，并且很多汽车都是有静电接地线的，即使雷电击中汽车后，雷电流也会从汽车的静电接地线泻放入地。而事实恰恰相反！雷电击中汽车后，雷电的泻放通道多数是通过击穿轮胎放电，只有少数通过静电接地放电。 图.2汽车抗雷击实验 3.汽车的抗雷击实验介绍： 雷击汽车究竟有什么样的后果呢？2003年4月德国梅塞德斯-奔驰汽车公司对新式CLK系列轿车进行了抗雷电冲击的实验：该实验把汽车放置在一个能够产生140万伏的高压发生器下面，汽车轮胎下面铺上金属板，整个测试包括测试汽车内部的电子系统，音响系统及车内人员在汽车承受高压冲击时是否能正常工作并且车内是否能提供人员安全保障。实验对汽车进行了多次由140万伏电压产生的闪电冲击，实验结束后，在对汽车的电子系统测试后发现，车内电子设备在供电正常后均可以正常使用，并且车内假人身上安装的传感器显示没有脉冲对其放电。所以完全结合法拉第龙原理判定，汽车的的空间 该实验最后认为：在汽车静止不动的状态下，雷电流更多情况下通过轮胎放电，车内电子系统会不同程度受到影响，基本可以确保人身安全；但该实验没有表明汽车在运动情况下是否也如静止状态一样。而有事故案例表明汽车在运动时的放电通道多数也是通过轮胎泻放。 图.3 奔驰CLK汽车抗雷击实验 并且，汽车再运动状态时雷电不一定击中汽车顶部金属部分，2002年8月5日一名妇女架车在高速公路上行使，被雷电击中汽车后挡风玻璃，造成汽车来两个后轮胎及左前轮胎爆胎，但并没有造成人员伤亡。 图.4 雷击造成汽车风挡破裂 4.案例摘节：一声雷响，9轮胎全爆[2005年08月27日北京晚报] 王先生说，车队在为京承高速公路第五标段运输土方。他回忆说：“当时天看样子要下雨，突然一个雷打过来，声音特别大，就像炸弹炸了一样，一下子就击中我们一辆停在鱼塘附近的自卸车的后车厢，当时一个篮球一般大小的火球就在车挡板上燃了起来。”当时就看见驾驶室里的一个司机跳下车来，跑了出去。据王先生描述说，“看到火球消失了，我们就去驾驶室看，那个司机一动不动，一句话也不说，肯定是吓坏了。”“我还以为轧着地雷了呢”，良久之后，呆在驾驶室里的司机终于说出了这句话。看到司机清醒过来，王先生就将司机送往工地驻地休息。当时王先生还听到几声响，刚开始他还以为又打雷了，后来才知道是车胎爆了。据该运输公司业务经理说，车的后门上有一条闪电留下的约两米长的焊线似的痕迹，而车的10个轮子里面有9个都毁坏了，只有前面的一个轮子没事，整辆车就像瘫痪了一样。 （美国）*有一名叫苏利文的美国工人，曾6次遭到雷电袭击，但每一次都活过来了，后来他实在忍受不了这种折磨而自杀。1942年，苏利文刚上小学。一次，他在一棵小树下玩耍，突然被闪电击中，强大的电流从他身上流过，使他失去了右手大拇指甲。1969年，他第二次遭到雷击，这一次仅仅烧掉了他的眉毛。1970年，他第三次遭到雷击，左肩被灼伤。1972年，他第四次遭到雷击，雷电从室外穿过屋顶打在他的头上，头发被烧去了一部分。1973年，他第五次遭到雷击，强大的电流把他从小汽车中抛出，摔在离车3米多远的地方。他当即昏了过去，头发又一次被烧。他被送进弗吉尼亚州州立医院，但是医生们检查不出他有任何异常现象。后来，他又一次遭到雷击。这一次，他的大脑受到严重损伤，神志开始有些不清醒了，视力也有所下降。当亲友和医生祝贺他大难不死时，他极度悲伤，认为雷电不会放过他。于是，他在医院里拔出随身携带的手枪，开枪自杀了。 总结：本文通过以上部分文字说明了为什么雷击时汽车里相对安全，也介绍了雷击汽车的后果；虽然在车内等效与法拉第笼原理中的自由活动区域（field-free zone）但是还要补充几点供大家参考： 1. 遇到雷电天气尽量躲避，避免在雷雨天气行车； 2. 在躲避雷雨时避免把车辆停靠在大树边，避免造成雷电反击； 3. 在躲避雷雨时尽量避免使用车内电子设备，以免造成损坏； 4. 在车内躲避雷雨时不要把肢体伸出车外，避免造成人身伤害。 附：雷击汽车照片 图.5雷击汽车造成火灾 参考资料： 1.雷霆防雷网：汽车防雷被人们遗忘的角落 2.德国梅塞德斯-奔驰CLK汽车抗雷击实验报告介绍2003年