计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。同时也是计算机结构、 操作系统 等专业课的学习基础。下面是我给大家推荐的计算机组成原理论文,希望大家喜欢!
计算机组成原理论文篇一
《计算机组成原理课程综述》
摘要:计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。同时也是计算机结构、操作系统等专业课的学习基础。课程任务是使学生掌握计算机组成部件的工作原理、逻辑实现、设计 方法 及将各部件接连成整机的方法,建立CPU级和硬件系统级的整机概念,培养学生对计算机硬件系统的分析、开发与设计能力。同时该课程也是学好计算机硬件系列课程的重要基础。所以,我们需要了解计算机的基本概念、计算机硬件系统以及软件系统的组成及其基本功能。学习计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理,掌握有关软件、硬件的基本知识,尤其是各基本组成部件有机连接构成整机的方法。
关键词:计算机系统;硬件结构;软件结构;控制单元
一、计算机组成原理课程综述
顾名思义,计算机组成原理就是介绍计算机的组成,冯-诺依曼计算机由五大部件组成,分别是运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。现今绝大部门都是此类型计算机。通过对这么课的学习对计算机的组成有个整体的概念。计算机组成原理从内容上看一、虽然计算机的五大部件自成体系,较为独立,但是从整体来看,还是具有明显的整体性;二、某些设计思想可应用于不同的部件,具有相通性,例如并行性思想。
二、课程主要内容和基本原理
(一)计算机系统
计算机系统是由“硬件”和“软件”两大部分组成。所谓硬件是指计算机的实体部分,它由看得见摸的着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外部设备等。所谓软件,它看不见摸不着,由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。通常把这些程序寄寓于各类媒体(如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘、甚至纸袋),他们通常存放在计算机的主存或辅存内。
(二)系统总线
计算机系统的五大部件之间的互连方式有两种,一种是各部件之间使用单独的连线,称为分散连接;另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,称为总线连接。
总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。当多个部件相连时,如果出现两个或两个以上部件同时向总线发送信息,势必导致信号冲突,传输无效。因此,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。
总线分为片内总线、系统总线和通信总线。片内总线是指芯片内部的总线;系统总线又可分为三类:数据总线、地址总线和控制总线。
总线的周期可分为四个阶段:申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段。
总线与计算机所有的器件数据传输都离不开关系,是计算机工作的基础。
(三)存储器
存储器按存储介质分类:半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器。按存取方式分类:随机存储器RAM、只读存储器ROM、串行访问存储器。按在计算机中的作用分类:主存储器、辅助存储器。按在计算机系统中的作用分类:主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器Cache、控制存储器。其中静态RAM是用触发器工作原理存储信息,因此即使信息读出后,他仍然保持其原状,不需要再生,但是电源掉电时,原存储信息丢失。动态RAM是靠电容存储电荷的原理来寄存信息。但是电容上的电荷只能维持1~2ms,因此即使电源不掉电,信息也会因此自动消失,为此,必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态,这个过程称为再生或刷新。
由于单个存储芯片的容量总是有限的,很难满足实际的需要,因此要进行位扩展和字扩展。存储芯片的容量不同,其地址线也不同,通常将CPU地址线的低位与存储芯片的低址线相连。
同样,CPU的数据线数与存储芯片的数据线也不一定相等。此时,必须对存储芯片扩位,使其位数与CPU的数据线相等。
高速缓冲存储器cache主要解决主存与CPU速度不匹配的问题。主存与cache地址映射关系有:直接相联映射、全相联映射、组相联映射。
(四)输入输出系统
I/O设备与主机的联系方式:统一编址和不统一编址。统一编址就是将I/O地址看做是存储器地址的一部分。不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的,所有对I/O设备的访问必须有专用的I/O指令。传送方式有串行传送和并行传送。I/O设备与主机信息传送的控制方式有三种:程序查询方式(主机与设备是串行工作的),程序中断方式(程序与主机是并行工作的)和DMA方式(主机与设备是并行工作的)。DMA方式工作:1、中断 cpu 访存,2、挪用周期,3、与CPU交互访存。输出设备有打印机, 显示器 等。
(五)计算方法
计算机的运行需要有运算的参与,参与运算的数有无符号类和有符号类。掌握二进制原码和补码的加减乘除运算。
(六)指令系统
指令由操作码和地址码两部分组成,操作码用来指明该指令所要完成的操作,例如加减,传送,移位,转移等;其位数反映了操作的种类也即机器允许的指令条数。地址码用来指出该指令的源操作数的地址(一个或两个)、结果的地址以及下一条指令的地址。指令寻址分为顺序寻址和跳跃寻址两种。其寻址方式分为10种,分别是:立即寻址,直接寻址,隐含寻址,间接寻址,寄存器寻址,寄存器间接寻址,基址寻址,变址寻址,相对寻址,堆栈寻址。指令格式有零地址,一地址,二地址,三地址等。需能分析指令格式所含的意义。
(七)CPU的结构与功能
CPU实质包括运算器和控制器两大部分,基本功能是取指令,分析指令,执行指令。CPU的寄存器有用户可见寄存器:通用寄存器,数据寄存器,地址寄存器,条件码寄存器。控制和状态寄存器:存储器地址寄存器,存储器数据寄存器,程序寄存器,指令寄存器。指令流水处理减少了运行时间,提高机器效率。中断系统在前面章节介绍过,此处在简单补充一些,引起中断的有很多种因素:人为设置的中断,程序性事故,硬件故障,I/O设备,外部事件。中断判优可用硬件实现,也可用软件实现。中断服务程序入口地址的寻找方法:硬件向量方法和软件查询法。中断响应的过程:响应中断的条件,响应中断的时间,中断隐指令和关中断。其中中断隐指令就是机器指令系统中没有的指令,他是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令。在中断响应之前需要对现场进行保护,中断结束之后需要对现场进行恢复。中断屏蔽技术主要用于多级中断,屏蔽技术可以改变优先级。
(八)控制单元的功能
控制单元具有发出各种微操作(即控制信号)序列的功能。取指周期可以归纳为以下几个操作,>>(MAR)->>(IR)->CU6(PC)+1->PC。间址周期:(IR)->>(MAR)->>AD(IR).执行周期中不同执行周期的微操作是不同的:1、非访存类指令2、访存指令3、转移类指令。非访存类指令:1、清除累加器指令CLA----0->ACC;2、累加器取反指令、算数右移一位指令SHRL(ACC)->R(ACC),ACC0->ACC0;4、循环左移一位指令CSLR(ACC)->L(ACC)ACCo->ACCn;5、停机指令0->G。访存指令:这类指令在执行阶段都需要访存存储器。
1、加法指令ADDX。
2、存数指令STAX(3)取值指令LDAX。转移类指令:
(1)无条件转移指令JMPX。
(2)条件转移指令BANX。在执行周期结束时刻,cpu要查询是否有请求中断的事件发生,如果有则进入中断周期。在中断周期,由中断隐指令自动完成保护断点、寻找中断服务程序入口地址以及硬件关中断的操作。控制信号的外特性:a.输入信号:时钟,指令寄存器,标志,来自系统总线的控制信号。b.输出信号:CPU内的控制信号,送至系统总线的信号。
常见的控制方式有同步控制,异步控制,联合控制和人工控制。
(九)控制单元的设计
组合逻辑的设计又称硬布线控制器,由门电路和触发器构成的复杂树形网络形成的逻辑电路。安排微操作节拍时注意以下三点:1、有些微操作的次序是不容改变的,故安排微操作的节拍时必须注意微操作的先后顺序。2、凡是控制对象不同的微操作,若能在一个节拍内执行,应尽可能安排在同一个节拍内,以节省时间。3、如果有些微操作所占的时间不长,应该将它们安排在一个节拍内完成,并且允许这些微操作有先后次序。微程序的设计:采用微程序设计方法设计控制单元的过程就是编写每一条机器指令的微程序,他是按执行每一条机器指令所需要的微操作命令的先后顺序而编写的,因此,一条机器指令对应一个微程序。微指令的基本格式共分为两个字段,一个为操作控制字段,该字段发出各种控制信号;另一个为顺序控制字段,它可以指出下条微指令的地址(简称下地址),以控制微指令序列的执行顺序。工作原理:取指阶段:取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取下一条微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址。执行阶段:取数指令微程序首地址的形成---取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取微命令.........循环。微指令的编码方式:直接编码方式,字段直接编码方式,字段间接编码方式,混合编码。后序微指令地址的形成方式:断定方式,根据机器指令的操作码形成,增量计数器法,分支转移,通过测试网络形成,由硬件产生微程序入口地址。微指令格式:水平型微指令,垂直型微指令。
三、实际应用
自ENIAC问世后将近30余年的时间里,计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设备。在20世纪70年代中后期,大规模集成工艺日趋成熟,微芯片上集成的晶体管数一直按每3年翻两番的Moore定律增长,微处理器的性能也按此几何级数提高,而价格也以同样的几何级数下降,以至于以前需花数百万美元的机器(如80MFLOPS的CRAY)变得价值仅为数千美元(而此类机器的性能可达200MFLOPS),至于对性能不高的微处理器芯片而言,仅花数美元就可购到。正因为如此,才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域,乃至走进普通百姓的家中,也使得计算机的应用范围从科学计算,数据处理等传统领域扩展到办公自动化,多媒体,电子商务,虚拟工厂,远程 教育 等,遍及社会,政治,经济,军事,科技以及个人 文化 生活和家庭生活的各个角落。
四、 心得体会
计算机科学与技术的发展日新月异,但是都离不开计算机组成原理,这门课不要死记硬背,重在理解,工科类的学习不是死记硬背就会的,还是要理解记忆才会牢靠。在做完这次课程论文后,让我再次加深了对计算机的组成原理的理解,对计算机的构建也有更深层次的体会。计算机的每一次发展,都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动,每一次创新都给人类带来了巨大的进步。计算机从早期的简单功能,到现在的复杂操作,都是一点一滴发展起来的。
五、结语
通过对计算机组成原理这门课程的学习,使我对计算机软件和硬件技术有了一个更深入的了解,包括各种计算机的基本原理以及计算机的艰难发展历程,这门课程注重理论知识,理论知识是一切技术的最基本,也是我们必须要掌握好的。在这次课程综述论文过程中,我到图书馆查阅资料,上网查资料,让我深刻认识到计算机组成原理的重要性,也了解了许多书上没有的知识,受益匪浅。
六、参考文献
1、唐朔飞《计算机组成原理》高等教育出版社第2版
计算机组成原理论文篇二
《计算机组成原理的探讨》
摘要:计算机组成原理是计算机专业人员必须掌握的基础知识。显而易见《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。本课程侧重于讲授计算机基本部件的构造和组织方式、基本运算的操作原理以及部件和单元的设计思想等。但计算机硬件技术的发展十分迅速,各类新器件、新概念和新内容不断涌现,这就要求我们要与时俱进,自主学习新知识。计算机是一门应用广泛、使用面积广、技术含量高的一门学科和技术,生活中的任何一个角落都离不开计算机的应用,生活中的无处不在需要我们了解和清楚计算机的相关知识。本文从《计算机组成原理》基础课程的各个方面对计算机组成原理做了详细的解释。
关键字:构造组织方式;基本运算;操作原理;设计思想
(一)、计算机组成原理课程综述
随着计算机和通信技术的蓬勃发展,中国开始进入信息化时代,计算机及技术的应用更加广泛深入,计算机学科传统的专业优势已经不再存在。社会和应用对学生在计算机领域的知识与能力提出了新的要求。专家们指出,未来10~15年是我国信息技术发展的窗口期、关键期。
《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业必修的一门专业主干课程。课程要求掌握计算机系统各部件的组成和工作原理、相互联系和作用,最终达到从系统、整机的角度理解计算机的结构与组成,并为后续课程的学习奠定基础。因此掌握计算机的组成原理就显得尤为重要,这就要求课程的编写要深入浅出、通俗易懂。本课程在体系结构上改变了自底向上的编写习惯,采用从外部大框架入手,层层细化的叙述方法。这样便更容易形成计算机的整体观念。
该课程总共分为四篇十章,第一篇(第1、2章)主要介绍计算机系统的基本组成、应用与发展。第二篇(第3、4、5章)详细介绍了出CPU外的存储器、输入输出系统以及连接CPU、存储器和I/O之间的通信总线。第三篇(第6、7、8、章)详细介绍了CPU(除控制单元外)的特性、结构和功能,包括计算机的基本运算、指令系统和中断系统等。第四篇(9、10章)专门介绍控制单元的功能,以及采用组合逻辑和微程序方法设计控制单元的设计思想和实现 措施 。
(二)、课程主要内容和基本原理
《计算机组成原理》是“高等学校计算机基础及应用教材”中的一本硬件基础教材,系统地介绍了计算机单处理机系统的组成及其工作原理。
主要内容包括:计算机系统概论,运算方法和运算器,存储系统,指令系统,中央处理器,总线及其互联机构,输入/输出系统。它是一门理论性强,而又与实际结合密切的课程,其特点是内容覆盖面广,基本概念多,并且比较抽象,特别是难以建立计算机的整机概念。本书以冯·诺依曼计算机结构为主线,讲授单处理机系统各大部件的组成、工作原理以及将各大部件连接成整机的工作原理。从教学上,本课程是先导课程和后续课程之间承上启下的主干课程,是必须掌握的重要知识结构。
(三)实际应用:科学计算和数据处理
科学计算一直是计算机的重要应用领域之一。其特点是计算量大和数值变化范围大。在天文学、量子化学、空气动力学和核物理学等领域都要依靠计算机进行复杂的运算。例如,人们生活难以摆脱的天气预报,要知道第二天的气候变化,采用1MIPS的计算机顷刻间便可获得。倘若要预报一个月乃至一年的气候变化,是各地提前做好防汛、防旱等工作,则100MIPS或更高的计算机才能满足。现代的航空、航天技术,如超音速飞行器的设计、人造卫星和运载火箭轨道的计算,也都离不开高速运算的计算机。
此外,计算机在 其它 学科和工程设计方面,诸如数学、力学、晶体结构分析、石油勘探、桥梁设计、建筑、土 木工 程设计等领域内,都得到了广泛的应用。
数据处理也是计算机的重要应用领域之一。早在20世纪五六十年代,人们就把大批复杂的事务数据交给了计算机处理,如政府机关公文、报表和档案。大银行、大公司、大企业的财务、人事、物料,包括市场预测、情报检索、经营决策、生产管理等大量的数据信息,都有计算机收集、存储、整理、检索、统计、修改、增删等,并由此获得某种决策数据或趋势,供各级决策指挥者参考。
(四)心得体会
这学期我们学习了计算机组成原理这门课,通过对这门课程的学习,让我对计算机的基本结构,单处理机的系统的组成与工作原理有了更加深入的了解和体会。下面我就对这学期的学习做个 总结 ,讲讲有关学习计算机组成原理的心得。
《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业一门核心专业基础课,在专业课程内起着承上启下的作用。这门课程是要求我们通过学习计算机的基本概念、基本结构,对组成计算机的各个部件的功能和工作过程、以及部件间的连接有较全面、较系统的认识,形成较完整的计算机组成与工作原理模型。
计算机组成原理第一章——计算机系统的概论。计算机是由硬件和软件组成的,计算机的硬件包括运算器,存储器,控制器,适配器,输入输出设备的本质所在。计算机系统是一个有硬件和软件组成的多层次结构,它通常由微程序级,一般机器级,操作系统级,汇编语言级,高级语言级组成,每一级都能进行程序设计,且得到下面各级的支持。
计算机组成原理第二章——计算机的发展与应用;简要介绍了计算机的发展史以及它的应用领域。计算机的应用领域很广泛,应用于科学计算和数据处理;工业控制和实时控制;办公自动化和管理信息系统等等。
计算机组成原理第三章——总线系统。计算机总线的功能与组成,总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念的基本功能都需要有深入的了解。
计算机组成原理第四章——存储系统。应重点掌握随机读写存储器的字位扩张情况,主存储器的组成与设计,cache存储器的运行原理以及虚拟存储器的概念与实现。
计算机组成原理第五章——输入/输出系统以及外围设备。计算机输入/输出设备与输入/输出系统综述,显示器设备,针式打印机设备,激光印字机设备;以及磁盘设备的组成与运行原理,磁盘阵列技术。输入/输出系统的功能与组成;教学机的总线与输入/输出系统实例。几种常用的输入/输出方式,中断与DMA的请求、响应和处理。
计算机组成原理第六章——运算方法和相关的运算器。尽管有些计算比较麻烦,可这些是学习的基础。以及相关的指令系统和处理器的工作原理。使我们在概论的基础上对计算机组成原理有了更深一步的了解。
计算机组成原理第七章——指令系统。控制单元必须要发出相应的指令,机器才能完成相应的操作。本章介绍了指令的一般格式和寻址方式,不同的寻址方式操作数的有效地址计算也是不同的。
计算机组成原理第八章,是重点的重点——中央处理器。重点掌握到内容很多:CPU的功能与基本组成,微程序控制器的相关与微程序设计技术。
计算机组成原理第九章——控制单元的功能。指令周期分为4个阶段,即取指周期、间址周期、执行周期和中断周期。控制单元会为完成不同指令所发出的各种操作命令。
计算机组成原理第十章——控制单元的设计。有两种设计方法:组合逻辑设计和微程序设计。
通过本课程让我了解到,本课程是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理。当我第一次接触这门课程时有些枯燥、乏味,学起来很吃力,但我还是决心努力学好这门课程。因为它不仅是专业课,而且以后也是 考研 科目,而且它的具有重要的承上启下的作用,如果学不好,那在以后专业课的学习中就会遇到更多的难点和困惑,很容易形成破罐子破摔的情形。
现在一个学期就快要过去了,基本的课程也已结束。由于老师细致全面的讲授和我自己课下的反复学习,这门课已经在我心里形成了一个大概的理解和知识体系,有种“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的感觉。
结语
计算机组成原理是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理,学习计算机设计中的入门性知识,掌握维护、使用计算机的技能。计算机组成原理是计算机专业的基础课。
通过对计算机组成原理知识的整理和实际应用,我深刻了解到掌握计算机组成原理的重要姓,了解到了计算机组成原理学基础在生活、工作等生活各个方面的重要姓和不可缺少姓。另一方面,通过学习也认识到了计算机组成原理学在一些微小方面一些不足和亟待于解决的问题或者小缺陷,这是我通过整理计算机组成原理而获得的极大收获。我相信这次的学习会对我以后的学习和工作产生非常大的影响力。
这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用,对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。
(六)参考文献
[1]唐朔飞.计算机组成原理[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2]唐朔飞.计算机组成原理:学习指导与习题解答[M].北京:高等教育出版社,2005.
[3]孙德文,等.微型计算机技术[M].修订版.北京:高等教育出版社,2006.
[4]张晨曦,等.计算机体系结构[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.
[5]白中文,等.计算机组成原理[M].3版.北京:高等教育出版社,2002.
[6][M].,2005
通信局站集中监控系统的雷电防护 艾默生网络能源有限公司 戴传友 摘 要在简要分析通信局站集中监控系统雷击损坏的主要原因和雷电浪涌侵入途径的基础上,提出了监控系统雷电防护的基本措施。简单介绍了艾默生网络能源有限公司(ENP)集中监控系统雷电防护的主要技术特点。 关键词 集中监控系统 雷电浪涌 雷电防护 布线 线路屏蔽 等电位连接 浪涌保护器 LIGHTNING PROTECTION FOR ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM OF TELECOMMUNICATION STATIONS/SITES DAI Chuanyou (Emerson Network Power Co., Ltd , Shenzhen 518129 , China) Abstract The main causes of lightning damage on environment monitoring system and the probable coupling paths of lightning surge are analyzed. The lightning protection measures for environment monitoring system in telecommunication stations/sites are recommended. In addition, the main lightning protection characteristics of ENP's environment monitoring system—PSMS are summarized in briefly. Key Words environment monitoring system; lightning surge; lightning protection; routing of cables; line screening; bonding; surge protective device(SPD) 近年来,随着集中监控系统在通信局站特别是移动通信基站中的广泛应用,监控系统因遭受雷击而损坏的事故时有发生。这种状况不仅不利于通信网的长期稳定、可靠运行,还造成人力、物力和财力上的浪费。因此,如何做好集中监控系统的雷电过电压防护,有效降低雷击事故发生率,是摆在运营商和设备制造商面前的一个重要问题。 1 概述 雷电浪涌造成监控系统损坏的主要原因有: 首先,监控系统采用了大量的高集成度微电子元器件,而这些元器件本身抗干扰的能力很低。随着微电子技术的迅猛发展,微电子元器件不断涌现,其集成度越来越高,所传递的信号电流也越来越小,对外界的干扰也越来越敏感。 其次,通信局站,特别是移动通信基站的实际运行环境比较恶劣。由于大部分通信局站内设有铁塔,比周围的建筑物 / 构筑物都高,遭受雷击的可能性比较大。加之由于技术或经济上的困难,部分局站没有按照相关规范的要求采取整体防雷措施,为站内监控系统留下了雷击隐患。 最后,长期以来,通信局站设备防雷都是以防止雷电浪涌沿局外线路感应为主,对监控系统等在局站范围内的系统的防雷研究较少。但事实上,由于监控系统的连接线路较多,有些线路的敷设长度可达 100 ~ 200 米甚至更长,一旦这些线路遭受雷电电磁场的影响,将雷电浪涌传到各监控设备的接口电路中去,从而对接口电路产生影响和冲击。 近年来,国内外相关标准对局站范围内部的各种通信系统(包括监控系统)的防雷问题也日益重视。如国际电信联盟 (ITU) 的 建议 [1] 对电信中心的雷电电磁脉冲的防护提出了指导性方法,而 建议 [2] 则规定了电信中心内部的通信线路和设备端口的浪涌抗扰性要求。这两个建议的提出表明,国际上已经开始重视通信局站内部设备的雷电浪涌的抗扰性要求。而在最新的通信行业标准 YD/T5098-2001 [3] 中也已经明确提出监控系统的雷电过电压保护的设计要求。 2 雷电浪涌侵入集中监控系统的途径 任何一个电磁干扰都必须具备以下三个条件:首先是干扰源,其次是传递干扰能量的途径或媒介(耦合途径),最后是对干扰产生反应的设备(敏感设备)。干扰源、耦合途径和敏感设备被称为干扰三因素。为减小到达敏感设备的干扰能量,必须先弄清干扰源的性质、干扰的耦合方式以及敏感设备自身的耐受能力,才能有的放矢,提出最有效的解决办法。 本文所考虑的干扰源就是雷电电磁脉冲( LEMP ),它包括雷电放电电流以及雷电放电时在其周围空间产生的瞬态电磁场,反映在设备上就是雷电浪涌;敏感设备就是监控监控系统;对监控系统而言,雷电浪涌的耦合途径主要有: 1 、近场感应。雷击通信局站或其邻近区域时,会在其周围空间产生强大的瞬态电磁场,该电磁场会在处于其空间范围内的金属导线上感应出一定幅值的瞬态过电压(主要是磁场感应),感应过电压的大小主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度、各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。它主要施加在与线缆相连的设备端口上,以共模分量为主,差模分量的大小则视线缆的结构型式而定。感应过电压是造成通信局站内监控系统雷击损坏的主要原因。 2 、公共地阻抗耦合。雷击时,雷电流沿接地体入地时会引起接地体的地电位升高,如果设备或系统布置不当或者接地不当,会在接地系统与设备间产生较高的过电压(称为反击过电压),从而导致设备损坏。此外,当通过各种线缆(如信号线、数据线等)互连的设备间存在较大的地电位差时,也会导致设备的损坏。 3 、传导耦合,主要是指雷电侵入波。雷电侵入波又称为线路来波,它是指沿进局电缆以行波的方式窜入室内的雷电浪涌。雷电侵入波产生的根源可能是感应雷,也可能是直击雷,但从监控系统的角度来看,则可视为传导耦合。对于需要将监控信号上报的无人值守站(特别是移动基站),雷电侵入波是造成监控设备损坏的另一重要因素。 3 集中监控系统雷电防护的基本措施 集中监控系统具有线缆类型多、接口类型多、线缆数量大等特点,其雷电损坏以近区磁场感应过电压和雷电侵入波为主,因此监控系统的防护应针对上述特点,从整体上加以考虑,才能起到良好的防雷效果。 监控系统的雷电防护措施可以归纳为以下两个方面:其一、抑制或衰减雷电浪涌的耦合途径,主要措施包括屏蔽、合理布线、等电位连接和接地等;其二、提高监控设备本身的浪涌耐受能力,主要包括合理设计内部电路、加装电涌保护器等。 合理布线 如上所述,通信局站或其近区遭受雷击时,雷电电磁场在站内监控系统的线缆上产生的感应过电压主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度以及各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。因此,合理布线对减小感应过电压水平、降低监控设备雷击损坏率有着十分重要的意义。 在实施监控系统布线时应注意以下几个问题: 1 、局站范围内,严禁室外架空走线。室外架空走线有可能遭受直击雷,严重威胁监控系统的正常运行。此外,架空走线形成的环路面积较大,雷击时会产生较大的感应过电压。 2 、室外线缆的布放应尽量远离铁塔等可能遭受直击雷的结构物,应避免沿建筑物的墙角布线。 3 、室内各种监控线缆的布放应尽量集中在建筑物的中部。雷击时建筑物中部的空间电磁场相对较弱,因此将电缆布放在建筑物的中部可有效降低感应过电压。 4 、监控线缆及线槽的布放应尽可能避免紧靠建筑物的立柱或横梁。在不可避免时,应尽可能地减小沿立柱或横梁的布线长度。 线路屏蔽 屏蔽是电磁干扰防护及控制的最基本方法之一,其目的是限制或防止某一区域内外电磁场的相互耦合,将电磁场作用限制在规定的空间范围之内,即通过抑制耦合途径来减小干扰源对敏感设备的影响。对通信系统的雷电防护而言,屏蔽可分为建筑物的屏蔽、房间的屏蔽、设备的屏蔽和线缆的屏蔽。这里主要讨论线路的屏蔽。 常见的线路屏蔽方式主要有两类:其一、采用屏蔽套管或屏蔽槽等外部附加屏蔽;其二、采用屏蔽电缆。 屏蔽套管(金属管屏蔽)的主要优点是屏蔽效能良好,其主要缺点是柔软性差,施工不便。由于屏蔽槽存在较大的缝隙,其屏蔽效能比屏蔽套管的差。但由于其施工方便,如果在施工工程中做好接头和接缝处的处理,还是能取得一定的屏蔽效果。 采用屏蔽电缆是一种常用的线路屏蔽方式。尽管其屏蔽效能不如金属管屏蔽,但在线路不长(如小于 100m )、外界电磁场干扰不是太强烈时,仍具有较好的屏蔽效能。 在实施线路的屏蔽时应特别注意以下几个问题: 1 、电缆屏蔽层、屏蔽套管或屏蔽槽等屏蔽体的两端必须接地。由于感应过电压主要是由近区磁场感应所致,屏蔽体两端接地后,在屏蔽体与地回路间形成一个闭合的环路,该环路中所链接的磁场所感应出的电势在环路中形成感应电流,该电流产生的磁场方向与干扰磁场方向相反,从而抵消或减小外界干扰磁场对芯线的影响,大幅度降低芯线的感应过电压。 2 、为最大限度地利用屏蔽体的感应电流,任何影响电流流通的因素都应加以注意。如屏蔽体在整个电缆长度上必须是导电贯通的,并尽可能多点就近接地;做好屏蔽体接头和接缝处的连接,以期获得稳定的低阻抗电气连接;做好屏蔽体的接地,尽可能降低接地引线的阻抗等。 3 、在工程实际中,应充分利用现有的金属走线槽和走线架,屏蔽电缆和金属走线槽的配合使用可获得附加的屏蔽效能。 等电位连接和接地 适当的等电位连接和接地是减小反击过电压和地电位差的有效措施。 等电位连接是用连接导体或浪涌保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来导体、电气或电子设备等连接起来,其目的是减小需要防雷空间内的各金属部件以及各系统之间的电位差。通信局站的等电位连接和接地包括:由建筑物金属构架、防直击雷装置以及外来导体等相互连接而成的公共连接网,局站内各通信系统所建立的局部等电位连接网,以及上述各连接网间的连接和接地。 原则上讲,监控系统的外露导电部分所形成的局部等电位连接网可具有以下两种结构型式: S 型(星形结构)和 M 型(网型结构)。相应地,它们与公共连接网的连接方式应分别采用 Ss 型和 Mm 型。如图 1 所示。 星形结构一般适用于较小的闭环系统,系统内设备间以及设备与外界的连接线较少,容易与公共接地网隔离。当采用星形结构时,系统的所有金属组件除连接点外,应与公共连接网有足够的绝缘,即仅通过唯一的点连接到公共连接网中形成 Ss 型。此时,设备间的所有线缆应按照星型结构与等电位连接线平行敷设,以避免产生感应环路。 Ss 型等电位连接网的主要优点是能抑制外界的低频干扰。其缺点是维护和扩容比较麻烦,且在高频下易引入干扰。 网状结构一般适用于延伸较大的开环系统,系统内设备间以及设备与外界的连接线较多而且复杂。当采用网状结构时,系统的各金属组件应通过多点就近与公共接地网相连形成 Mm 型。 Mm 形等电位连接网的主要优点是在高频时可获得一个低阻抗网络,对外界电磁场有一定的衰减作用,且维护和扩容比较方便。其缺点是理论上可能会引入低频干扰。 由于监控系统的采集设备与其它设备间存在广泛的互连,监控设备间的连接线缆也比较多,而且采用了大量的屏蔽电缆。适合于采用 Mm 型等电位连接网。同时,通信局站的实际运行经验表明,合理设计和施工的 Mm 型等电位连接网一般不会引入低频干扰。 内部电路的合理设计 在采用了合理的线缆布置、有效的线路屏蔽以及适当的等电位连接和接地措施后,到达监控设备的浪涌能量会大幅度降低,从而减小雷电浪涌对监控设备的危害。但上述措施不能完全消灭达到监控设备的雷电浪涌,特别是当部分局站没有按照相关规范的要求采取整体防雷措施而导致站内监控设备所处的电磁环境比较恶劣时,雷电浪涌对监控设备的危害仍然存在。因此,在有效抑制雷电浪涌耦合途径的同时,应提高监控设备自身的浪涌耐受水平。 由于感应过电压和反击过电压或地电位差对设备造成损坏的主要原因是共模过电压,适当提高监控设备内模块的共模耐受水平可有效地防止此类损坏。 实际运行经验表明,监控设备的损坏大部分表现在设备的接口部分,因此应审慎地设计监控设备的接口部分电路,以提高其浪涌耐受能力。为达到这一目的,可采用的方法有:优选接口芯片、采用电气 / 光电隔离技术、内置浪涌吸收电路等。 接口防护(加装电涌保护器) 运行经验表明,在综合采用上述防护措施后,基本上可以防止绝大多数由感应过电压和反击过电压或地电位差造成的监控设备的损坏。但在以下两种情况下,监控设备仍有可能因雷电浪涌而损坏: 1 、对于需要将监控信号上报的无人值守站(特别是移动基站),外引线(如 E1 线、电话线或 RS422 等信号线)可能会将较大幅值的雷电侵入波引入监控系统。 2 、当通信局站遭受直接雷击且雷击强度较大时,在站区内的长距离监控线缆中可能还会感应出较大的过电压。 此时,可采用加装浪涌保护器( SPD )来降低雷击事故率。 信号线用 SPD 的选用应注意以下几个问题: 1 、 SPD 的保护水平应满足监控设备浪涌耐受水平的需要。 2 、 SPD 应满足信号传输速率及带宽的需要,其接口应与被保护设备兼容。 3 、 SPD 的插入损耗应满足监控设备的要求。 4 、 SPD 的标称放电电流应满足标准 [3] 的要求。 4 ENP 集中监控系统( PSMS )的防雷技术特点 在认真研究集中监控系统雷击损坏原因和失效机理的基础上,我们提出了 ENP 集中监控系统的雷电防护的整体方案,该方案具有以下主要技术特点: 1 、将监控系统作为整体进行考虑,综合采用线路屏蔽、合理布线、等电位连接和接地、加装 SPD 等措施,抑制了雷电浪涌与监控系统间的耦合路径,最大程度地减小了感应过电压、反击过电压以及雷电侵入波对监控系统的危害,大幅度地提高了监控系统的整体防护性能; 2 、通过内部电路的合理设计,提高了监控设备自身的浪涌耐受能力; 3 、对于雷击重点部位,采用有效的接口防护措施,极大地提升了监控系统的雷电防护能力。主要端口的标称放电电流达 5kA 以上,远高于 YD/T5098-2001 [3] 的相关要求。 参考文献 [1] ITU-T (1996) Protection against LEMP in telecommunications centres [2] ITU-T (1998) Resistibility of internal interfaces of telecommunication centres to surge overvoltages [3] YD/T 5098-2001 ,通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范 转帖]远动设备的防雷及过电压保护远动设备的防雷及过电压保护 (2004-5-31) 陈国俊,谭永忠 Lightning and over-voltage protection of telecontrol equipment CHEN Guo-jun,TAN Yong-zhong (Nanhai Power Bureau,Foshan,Guangdong 528200,China) Abstract:The urgency of strengthening lightning and over-voltage protection of telecontrol equipment is expounded with specific measures presented. Key words:telecontrol equipment;lightning protection;over-voltage protection 摘 要:阐述了加强远动设备防雷及过电压保护的紧迫性,并提出了具体的防护措施。 关键词:远动设备;防雷;过电压保护 中图分类号:;TM862 文献标识码:B 由于早期RTU所选用元器件的局限性,RTU对雷电等电磁脉冲和过电压的耐受能力很低。当雷电等过电压和伴随的电磁场达到某一阀值时,会导致元器件甚至设备的永久性损坏,严重影响RTU的可靠运行。 变电站都有比较完善的防雷系统,因而雷电直击远动设备的可能性不大,但是,雷击附近大地、架空线路和空中雷雨云放电时直接形成的,或者由于静电及电磁感应形成的冲击过电压,却可能通过与之相连的电源线路、信号线路或接地系统,穿过各种接口,以传导、耦合、辐射等形式,侵入远动设备并酿成严重的干扰或事故。 因此,加强和改进远动设备的防护,尽量减少其遭受雷电等冲击干扰的损害,已成为变电站实现无人值班亟待解决的问题。1 远动设备雷击损坏情况 南海电力局从1993年开展调度自动化工作,1996年开始试行无人值班。但是,在每年 的雷雨季节,具备四遥功能的变电站(RTU结构见图1),都发生多次雷电损坏RTU和当地监控电脑串行口的事故,最多的一年达二十多起。损坏的程度不一,其中最严重的一次,官窑110 kV变电站因雷电损坏遥信隔离板5块,通信扩展板1块,主板1块;110 kV海北、沙涌、东二等变电站共损坏通信扩展板、主板十多块;6台监控电脑串行口损坏,给远动维护护工作带来很大的麻烦。只有很好地解决变电站远动设备防雷击损坏问题,才能保证变电站无人值班安全运行。图1 RTU结构框图2 远动设备受雷电损坏的原因 变电站远动设备与外围设备相连接 RTU各功能模板以各种方式与其他设备直接相连。变电站中比较典型的RTU电气连接见图2, 其中与当地监控电脑及微机保护装置相连的串行通信电缆均处在控制室范围内,二次测量、控制及信号电缆一部分则直接与高压场地一次设备相连。图2 RTU在变电站中的电气连接 RTU受雷电损坏的原因 a)电源线引入雷电 雷电引起的瞬时高电压,如果不加遏制,直接由电源线引入RTU,会影响其电源模块正常工作,使各功能模块的工作电压升高而工作不正常,严重时甚至会损坏模块,烧坏元器件(IC) 。 b)通信线引入雷电 由雷电引起通信线两端设备之间电位差直接作用于相对脆弱的串行通信口,会损坏RTU及与 其通信的设备的串行口,严重时会损坏整个功能板。 c)二次电缆引入雷电 直接与一次设备相连的二次连接电缆感生的感应过电压作用于RTU的各隔离板,击穿隔离板 输入隔离器件,造成RTU板件损坏。 d)接地不规范 由于接地不规范,不同接地点之间雷电时易形成较高的电位差,产生的电磁干扰会影响RTU的运行,损坏RTU模板;同时,雷电引起的地电位升高,亦通过设备的接地线引入RTU,此过电压同样会损坏RTU模板。3 防护措施 电子设备的防雷和过电压保护是一个系统工程,必须贯彻综合防护思想。综合运用分流(泄流)、均压、屏蔽、接地和保护(箝位)等技术,构成一个完整的防护体系,它适用于电力系统、建筑防雷和各种电子设施的通用防护模式,而对于一个特定的电子系统(设备),例如远动系统的防护,则需根据远动设备的特点,结合变电站的实际情况,灵活应用,采用具体措施,构成一个完整的防护体系〔1〕。 近几年,我们通过对远动设备受雷击损坏的分析,在实际远行中采取了如下措施: a)远动设备的工作电源,可用直流电源的、优先采用直流供电; b)加装电源保护器。对于采用交流电源的远动设备(包括当地监控用电脑),在UPS前加装了CRITEC交流电源防雷器。该产品工作稳定,性能可靠,且能将输出电压箝位在240 V左右。即当防雷器输入端瞬时电压不超过6 kV时,其输出电压不会超过240 V。 c)加装光电隔离器。对于所有的串行通信口,加装9C4型光隔离长线收发器,使相互通信的两设备通信端口之间无直接的电联系,有效地防止通过通信线引入的过电压;对相互通信的两设备之间的电位差进行隔离,从而有效地保护被保护设备的串行口不被损坏。 d)解除RTU内部的信号接地点。将RTU内部的信号地与大地脱离开,防止地电位升高直接侵入 RTU而损坏RTU模块板件。 e)采用等电位连接。在需要防雷的空间遭遇雷电等过电压时,使所有各相关部分(电路板)不 存在明显电位差〔2〕,保护电路板不受损坏。4 结束语 从1997年开始,采用以上措施后,南海电力局运行中的RTU工作稳定,取得了理想的运行效果,保证了无人值班工作的顺利进行。 作者简介:陈国俊(1970-),男,湖北孝感人,助理工程师,工学学士, 主要从事变电站遥动设备的维护工作。作者单位:南海电力工业局,广东 佛山 528200 参考文献 〔1〕 张伟钹.仪征输油站仪表微机监测系统的防雷及过电压保护〔J〕.电网技术,1997. 〔2〕 苏邦礼.现代防雷技术最重要的是等电位连接〔J〕.广东电力,1998.
驳斥手机引雷的异端邪说 作者:原子弹炸东京2004年7月,居庸关长城数十游客钻在烽火台里避雨, 遭遇雷击,数十人被击倒,15名游客受伤住院。各大网站报社引用文章中,有如下一段文字:“据专家介绍,手机电磁波是雷电很好的导体,能在很大的一个范围内收集引导雷电。在使用手机时,如遇高空向下电流极易造成雷击;在雷雨天气,手机开通电源都极易引来感应雷,而在雷击区打手机,手机无疑就充当了避雷针的角色。而且据研究,如果手机信号过强,有时连避雷针也不起作用。”而且后来网络接着劝诫游客不要在雷雨天打电话。”目前GSM手机功率密度每平方厘米小于40微瓦,其电场强度小于12V/M,即,这与雷击需要的电场强度要求30000V/CM,相差250000倍,用的电场强度引发需要30000V/CM电场强度的雷击,这种说法的想象力太丰富了,使我想起流传于互联网上的一则笑话:蚂蚁在大象走的路上伸出一条腿,对兔子说:“嘘,别吱声,我要绊死这野仔”,真是可笑。按照这样的理论,微波塔强大的功率应该是比避雷器更能引雷,不过,你还能用得上手机么?手机真正的危害是它的高频电磁波对于微电子设备的损害。再说“电磁波导电”说,“据专家介绍,手机电磁波是雷电很好的导体”简直是胡说八道,概念错误!电磁波不是介质何来导电不导电之说,这就像有人说,“我的目光会放电”一样,这应该属于后现代的文学作品,而不是科学!如果电磁波导电我们就不需要再开采铜矿、铝矿做电缆了,发射一束电磁波就够了,多么可笑!“手机能够引来感应雷”更荒唐,感应雷是直击雷几万安培的强电流产生的电磁感应,或者带电云层在大地上产生静电感应,在直击雷在别处落地后,电荷来不及泄放出现的暂时高电压,没有直击雷就不会有感应雷,而报章竟然说手机引来感应雷,这不是说:“石头生了个猴子”神话故事么?!这种报道误导民众,祸害下一代! 还说“手机电磁波是雷电很好的导体,能在很大的一个范围内收集引导雷电”、“而且据研究,如果手机信号过强,有时连避雷针也不起作用。”让这些记者去捕捉些花边新闻、女网球运动员内裤漏光的照片还行,报道科学新闻简直瞎扯,手机如果有这么大作用我们让它作避雷针好了,全世界多少真正的电气专家学者研制避雷针、消雷器还不如用手机了。而且目前最好的消雷器也就能够向空中2米发射先导电晕,如果用手机产生的电磁波能够导电,岂不可以直接发射到1000米高的雷云层去了,还费那么样大的事么! 还有报载最近秘鲁发生一场雷击造成240只羊死亡, “据专家分析是因为羊脖子上的铃铛”,对于有人遭雷击就归因于耳环、项链,这种报道却过欠缺想象力了。如果是这样,木结构的塔不应该遭雷击吧,可是相反,山西的木塔基本上全是遭雷击焚毁的,因为即使木头在雷雨天气它也会积聚大量的电荷,只是它可能积聚的慢,但雷电不是M134速射机枪,有足够的时间来积聚电荷。国内目前只有应县木塔存留,应县木塔的结构特点是塔顶立一铁刹,全为铁杵制成,由迎莲覆钵、相轮火焰、仰目宝瓶及宝珠组成,中间有铁轴一根,插入梁架之内,有避雷针的功能,四周八条铁链,相当于引下线,也许是古人无意中做了避雷装置方才使木塔保存到现在。《生活时报》报道:巴西一名青年近日遭雷击身亡,他口腔内的金属牙套被怀疑是“死神”的帮凶。据报道,3月20日,巴西的老港市下起了大雨,22岁的克雷贝松正骑着自行车,车上还带着两个七八岁大的小孩。突然,一道闪电凌空劈来,克雷贝松应声倒地,脸部完全被烧焦,两个孩子也吓得大叫起来,但身体没有受伤。根据克雷贝松脸部烧焦的情况分析,可能是他戴的矫正牙齿用的金属牙套引来了雷电。从报道的情况看绝不是牙套引雷,牙套放在嘴里还能引雷那是缺少常识的表现,是雷电并非牙套引来,克雷贝是受到强烈的雷电电磁感应使牙套产生较高的感应电动势而致死。需要明确是,避雷针之所以能够引雷,不是因为它是金属,而是因为它站得高!你把避雷针放到室内它能引雷么?如果放室内还能引雷,那生产避雷针的工厂的工人可没法活了!我们知道树木没有金属,但是也经常招雷击,难道它有“铃铛”?它有“牙套”?不是,就是它长的高!我们的思维可以翻过来考虑这个问题,云地放电就是雷云与大地之间产生放电现象,我们也可以说大地的异性电荷同样轰击了云彩,雷云同样承受了巨大的电荷,我们能说某一片云彩把大地的电荷引来了?那是带有“铃铛”那的一片?不是的,应该是距离最近、电场强度最高的那片云彩开始的。避雷针之所以使用金属是因为它导电率高,能够快速将电流泄放,但是这种做法现在已经遭到质疑。1989年8月12日,与青岛市区相隔4海里的黄岛油库的原油罐群因雷击发生爆炸起火。这场事故造成5个油罐报废,4万吨原油燃烧,损失1401万元,19 人死亡,74人受伤。油库没有安装避雷针么?不是的,避雷针安装了并且起了作用,但是也正是避雷针接受的强大电流引起的强烈电磁感应触发了油料燃烧。如果在避雷针增加回路的阻抗装置,增加几条并联引下线分流,也许就不至于引起火灾了。有人说是“滚地雷”(球雷),那说法我认为是瞎摆乎总书记的,总书记日理万机,肯定也听不明白这不伦不类的术语就糊弄过去了,我在油库呆过,油罐都是密封的,那“滚地雷”还能钻到油罐里边不成,而且雷电击穿不了超过4mm厚度的钢板。所以现在新一代避雷针考虑的是增加避雷针的电阻,限制雷击电流,近年来出现半导体消雷器或高阻避雷针就是基于这种思想的产品。不过,网上还有许多人举例许多证实某人打手机被雷击,这种说法还是没有依据,在雷雨天你在外边小便也会遭雷击,能说你的命根子引来雷击?我认为手机引雷肯定是错误的,雷电的电磁场能够毁坏手机可是真的。居庸关雷击的真正原因可能是直击雷击中居庸关烽火台,使内部避雨的人受到跨步电压或者靠近墙壁遭受的接触电压,也可能还有直雷击产生的激波和次声波同时作用,使许多人同时被击倒、晕倒。因为巨大的雷击在闪道附近可产生10个大气压的冲击!另外还有网站上关于雷电性别选择的报道,如下:有趣的是雷电对于男人比女人更青睐,有关雷电选择性的最早记录见于1878年9月1日,法国博内勒地区。三个妇女和一个男人正在路上行走,忽然间雷电交加,他们只得躲到大树下避雨。女人们害怕把裙子弄脏,没有靠着树干,而那个男子则背靠大树站在那里。突然一道闪电从天而降,男子身上的衣服瞬间燃烧起来。女人们冲过去救他,却惊恐地发现,他已经死了。 这位男子的死亡似乎可以得到科学合理的解释,但还有更离奇的雷击选择性的记载。在英国,一对夫妇同样躲在树下避雨。冷风吹过,凉意袭人,他们搂抱着站在一起。忽然一道闪电过后,女人发现丈夫不见了,只在地面上看见一小堆灰烬。原来,她的丈夫已在瞬间被蒸发了:闪电的温度可达太阳表面温度的5倍。不过,这位可怜的女人自己则安然无恙。 这种说法也是有疑问,除非这个女人穿着金属屏蔽服。 1966年,日本发生了一起震惊全国的雷击事件。一群中学生在攀登一座不算高的山峰时,天空传来了轰隆隆的打雷声。老师用绳子把孩子们相互连接在一起,以免有人滑倒跌下山去。可是,就在此时,一道强烈的闪电刺过天空,三分之一的人被击倒。倒下的全部是男孩。雷电青睐男性的说法传奇有趣而且活跃气氛,但是却没有科学依据,缺乏事实,均是道听途说,雷击每年死那么多人,但是列举的事件确是一百多年前的事情,一百多年前,我们湖南的老表还能赶鬼回家,这有依据么!如果说存在这种事情可能是偶然事件也可能是由于男孩个子较高,而且脂肪少导电率高的原因。让我们再看以下报道:南方网-南方都市报报道广州一件雷击事件 :9月1日下午,一名广西女子骑单车行走时,在白云区人和镇东华工业区突遭雷击,当场昏死过去,随后在现场经医生抢救无效死亡,当时她身边的丈夫却毫发无损。2001年4月29日下午5时许,在琼山市三江镇黑牛山北合铺村后坡一果园里,一位年轻妇女肩背上背着小孩正在地里劳动。突然,一道刺眼的蓝电将其劈倒在地,孩子揪心撕肺的哭声惊来了正在附近劳作的农民,待他们奔来现场时,被吓得退倒在地:年轻母亲俯卧在地,身上的衣裤里里外外全被烧光,头发被烧焦,胸部左右乳房被雷电各击有一小洞。母亲已经死亡,但目击者说,当时母亲的右手弯向后背,仍紧紧地护住孩子的头部,孩子安然无恙。这次没有性别选择,我们能据此说雷电选择母亲不攻击幼子么?母亲临死时俯卧,右手弯向后护住孩子,这说明妇女不是立即死掉,在死去之前她还能有时间护住孩子,而且临死之前还有能力选择一种俯卧扑到的姿势以保护孩子,这说明雷击不是特别严重,只是烧了衣服,而没有肉体焚毁,而母亲可能劳作不可避免淋雨,而且劳作会有汗水加重了身体的导电能力,结果就发生悲剧,但是孩子可能有防雨措施,衣服没有湿,而免于劫难。母亲是伟大的,她凭强烈的母爱的意志俯卧,如果身体后仰可能会压死孩子。也许真正的专家、学者没有时间上网来理论这些新闻,我从事电气工程,但是也经常上网,上网我一般看新闻看库娃、看李玫。最近准备写一篇论文找一些文献看到这些文章,气得不行,这样的新闻误导民众而且言辞凿凿,“专家进行现场勘察”、“气象专家共赴现场分析”“某教授解释”,我觉得这有些误导,缺乏科普知识了,网站的新闻也只能看看库娃的裤衩或者黑社会的砍刀了!这些不需要分析,不需要理论,一看就明白!明天也不需要记住它!最后觉得要说一点就是雷击是神秘的大自然现象,到现在人们并未真正完全揭开它的真实面纱,即使揭开它的面纱人类也不一定能够彻底逃得了。最后给大家补充一点雷电知识。0. 前言我国每年雷击死亡约3000人,受伤致伤约6000人,由于雷击引发的火灾、设备损毁等带来的经济损失约70亿人民币。《重庆晚报》载2004年6~11月,仅重庆市因雷击损失2个亿,《江南时报》载南京市每年雷击损失1亿元。 闪电的平均电流是30KA,最大电流可达300KA;0. 2 闪电的电压约为一亿伏至十亿伏;0. 3 一般雷击分为3个阶段,即先导放电、主放电、余光放电,整个过程一般不会超过60μs;直击雷电流峰值时间通常负闪击只有5μs到15μs,雷电流变化梯度大,有的可达10kA/μs; 0. 4 一个中等强度雷暴的功率可达30亿千瓦,相当于1997年全世界发电机装机总容量之和,但只有短短几十μs,可以计算出闪击发出的能量约100兆焦耳,约30度电的能量,相当于2千克汽油所放出的能量。0. 5 雷击破坏范围可覆盖~2km;0. 6 雷电波的频谱位于几十HZ至一兆HZ之间,其能量主要集中于几十KHZ频段上; 闪电通道内的气压可达10个大气压以上,产生的冲击波以约3000米/秒的速度向外传播。0. 8 雷电通道的温度可达6000~10000°C(太阳表面的温度为6000°C),甚至更高,雷电流通过金属导体,当导体截面不够大时,甚至可使其熔化,遇到易燃物质,可能引起火灾;雷击点产生的热能足以熔化直径4~6mm的钢球,可以击穿厚度小于4mm的钢板。0. 10 在全世界范围内,每秒钟的雷击次数约为600 次。
248 浏览 3 回答
235 浏览 4 回答
226 浏览 2 回答
219 浏览 2 回答
179 浏览 3 回答
222 浏览 2 回答
320 浏览 3 回答
298 浏览 2 回答
312 浏览 2 回答
198 浏览 4 回答
194 浏览 2 回答
310 浏览 2 回答
233 浏览 3 回答
250 浏览 3 回答
128 浏览 3 回答