中国高铁事故与10/350波形有关吗?

在世界各地的每个行业,发生了数以千计雷击损坏了电子设备的事故,中国的高速铁路就是其中之一,这些电子设备是基于10/350波形的标准而被“保护”的。

Damages

在有人跳出来宣称IEC 62305系列的应用范围不包括铁路系统以前,我们先予以承认。但是,非常不幸的是,这不能使10/350波形逃脱责任,绝对不能。

点击此处查看中国铁道部修饰过的一些展示页。 这些展示页是2008年受过10/350波形专业训练的一些防雷专家展示给铁道部的一部分。演讲的题目是铁道数据设备的综合防雷技术方案。

我们已经诠释了它想传递的意思:“只有充分理解及应用10/350波形、雷电保护区域以及火花间隙防雷器,才有可能使铁路的信号机控制系统免遭雷电的破坏”

防雷专家们以此说教因为他们就是这样受训的,最终防护措施也是如此进行实施的。

2012年12月在北京举办的第一届国际车联网研讨展览会上,提出了一个观点,就是简单而有效的雷电防护,不是建立在受到10/350波形控制的标准上的,上面所提到的中国高铁大灾难本应可以避免。此次会议是由IEEE发起的。关于上面雷电保护的陈述是真实的。

电信

1995年,IEC61312-1被投放,带着它那华丽的10/350波形、雷电保护区域理论以及火花间隙技术。该标准覆盖了电信网站。一个典型的电信基站有一个小型建筑物或一个房间,装备着与相邻的天线塔相连接的电子设备,通信线缆敷设在室外。由于这些基站经常受到直击雷或附近区域的雷击,因此它们为10/350雷电保护分区理论提供了近乎完美的测试场地。 从1995年到2005年期间,IEC标准的国家,电信基站的雷电防护严格地按照这些理论实施。您想知道保护效果有多好吗?在2005年,中国的一项研究(包括上万个根据10/350-LPZ理论保护的电信基站)显示超过7%的基站受到雷击的破坏,请注意这比IEC61312-1标准所预测的超出了700%不止。尽管记录如此的糟糕,TC81还是坚持将之从61312-1中全盘照搬到62305新的系列里来。 (关于这个有段故事您可点击此处阅读) 公正地说,可能不止一个委员会成员想到过将问题提出来,或许10/350 LPZ 模型有什么不妥的地方,但不知道是什么原因,这个疑问从来没有在协会里被讨论过。

中国联通处理这种情况的方法有些不同。他们在海南岛的基站曾遭受过比平均水平更严重的雷击破坏。(海南是中国的雷电之都,雷击情况与佛罗里达州相仿。)为了希望改善他们网络的生存能力,他们找出了50个雷击最严重的基站,都至少被雷击破坏过一次,其中多个站多次受雷击,放弃了火花间隙,取而代之全部换上了MOV电涌保护器,从那以后基站被有效地保护了起来。有趣的是,中国联通注意到向这些基站供电的变压器受到雷击破坏的几率也明显地减少了,即使那些MOV 电涌保护器是安装在变压器的低压端。 点击阅读海南联通10年情况使用报告。 这是否使您怀疑,IEC62305的10/350-雷电保护区域理论的问题呢? 关于IEC62305 LPZ 系统的更多数据可点击此处查阅。

海事及气象设施

中国海事安全管理局(MSA)在中国的海岸运作着通信及导航网络,包括D/GPS、AIS及灯塔等。这些基站绝大部分都位于海岬的高处或离岸的海岛山顶上,都是些难以置信的雷击高危区域,遭到过无数的高等量级的直接雷击或邻近的雷击。2003年以前,MSA的基站年损坏率是30%,而这些基站都在以10/350波形为基础的标准防雷设施的保护下,有些基站每年都会遭到破坏,其它的,每年多于一次的雷击破坏。孤注一掷的情况下,MSA找到一个机会拆除了所有的火花间隙并安装上了MOV技术的电涌保护器。在过去的10年里,这些基站里的设备没有一个再受到雷击的破坏,一个都没有。

( 点击此处可查阅海事安全管理局的报告 )

 

左边的内陆气象雷达站,以10/350为基础的标准、受火花间隙保护器保护时,每年都被雷击破坏。除了多次更换火花间隙防雷器之外,它的接地系统被整体重做了3次,希望藉此能改善防护效果,所有的努力都是徒劳的,雷电持续地破坏雷达站的设备。在5年以前,在摈弃了火花间隙并使用MOV保护器以后,所有的雷击破坏都终止了。

同类型“火花间隙”的残障造成的破坏案例可点击此处查阅。

 

雷电防护等级:一个导致灾难的处方

在眼见这些10/350为基础的破坏案例的地方,用户们不再相信雷电防护是可行的。这不能责怪他们,只是他们看到了太多的失败。不容乐观的是,造成损坏的多重因素筑成了IEC62305标准 。除了10/350波形,还有火花间隙避雷器、雷电保护区域、以及“雷电保护等级”系统。

用户“选择”雷电保护等级,根据“雷电保护等级”(LPLs)1到3进行选择。

根据62305标准, LPL1 为需要抵御的雷电流的等级、电荷量及比能,它理应保护您的结构/设备从而抵御99%的雷击。正如本网站其它地方所展示的,这个断言无从证实并无耻地被夸大。暂且不谈,如果这是真实的,99%是个相当好的结果。但是, 点击此处您能看到,LPL2将承诺“保护比率”降低到了75%,而LPL3,下降到了50%。

想象一下一个“刹车系统”只工作50%的时间,或者一个“救生圈”扔向一个遭溺者只能浮起50%,或者一架“飞机”承载能力只有他的承载量的50%。一个“潜水呼吸装置”在什么样的故障率的情况下, 失去其被称之为名的权力?

这是否就是以欺骗的方式让这个世界接受IEC 62305 LPL系统完全不工作的雷电保护等级制?

是改变态度的时候了,如果您对提供给病人的药丸,承诺不到50%的效果,就请转行做精神病学家或去拉斯维加斯好了。

对工程师的期望更高。

洗脑

面对严峻的事实是,强制使用10/350波形及火花间隙避雷器标准的并非只是无辜的旁观者,恰恰是他们在导致电子设备及系统的损坏。

没有证据显示上面所提到的对中国铁道部的报告有任何恶意。我们认为报告人真诚地相信他们讲的是正确的,问题更多的在于“洗脑”。整整一代的雷电防护专业人员们被调教成信服于与10/350波形相关的一堆伪科学。这可能不是他们的错,老实说,他们就知道这些。这些10/350 –LPZ的口头禅可能在政治上是正确的,但确实在电子设备上是刻薄的。

IEC也许要考虑在标准改革期间赞助一些再培训计划,承担一部分责任,防止进一步的灾难性后果的发生,如同上面所示的一样。

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