朱木美（1903～1969），山西山阴人。高电压技术专家。1929年毕业于北京师范大学，1934年至1939年留学德国，1939年回国后先后任教于同济大学、武汉大学、华中工学院（现华中科技大学），教授，研究生导师。长期从事电力系统输电线路防雷基础理论的教学与研究工作，为国家培养了一批高电压技术领域的杰出人才。他参加了我国第一个十二年科学技术规划的制定工作，为我国电工领域的科技发展贡献了力量。1960年由他负责承担了“输电线路高塔杆防雷”国家电力重点科研，并于1962年发表了论文《有关山岳地区线路防雷的几个问题》。1963年，提出了以“电气—几何”模型为基础的、新的输电线路“雷电绕击或然率”的计算方法，直观明了地说明和计算了“绕击率和保护角、塔杆高度”的关系，并据此提出“雷击电流大小不同，地线的保护范围也不同，小雷电流易绕击”，以及“美国OVEC线路等国外高压输电线路的异常雷击闪络主要是由绕击引起的”等重要的概念和理论。1981—1983年，有关单位应用他提出的“电气—几何”模型，对我国第一条500KV超高压输电线路高塔杆防雷性能进行了计算。专家鉴定认为，朱木美提出的“电气—几何”模型比国外同类方法时间早，且物理意义更明确，该成果获湖北省科技一等奖。
一、生平概要
1903年8月6日（夏历癸卯年六月十四日），朱木美出生于山西省山阴县的一个农民家庭。幼年时家境并不富裕，六岁上村中私塾，八岁时父亲去世，九岁便回到家里从事农业劳动。十二岁时出外当了半年学徒（学织布），其余时间仍从事农作活。十四岁到区上办的新式小学念书，读了两年，因家贫不能继续念书，又回家劳动。1919年进入省立七中，因学费不高，能维持至毕业。在中学时，他的成绩很好，得到同学的称许。1923年中学毕业，同学们凑了30多元资助他到北京。当年他考上了北京师范大学。由于大学学费较高，他是在亲戚、老师以及山西省津贴的资助下加上自己教家馆和借债，才把大学念完。1929年，朱木美自北师大物理系毕业。
朱木美年轻时主张正义，追求进步。在北京师范大学读书期间，阅读了许多进步书刊，如《响导》周报，《觉悟》周报，《新青年》等，吸收了新思潮，同时也与进步人士有较多的接触，思想上接受了共产主义。1925年，朱木美加入了共产党，担任过支部组织工作，参加党所领导的各项活动。1929年，朱木美从北京师范大学毕业后，在河北通县女师教书，后兼教务主任，喜峰口战事起后，随校迁至北京。因学生反对校长克扣伙食费，校长要他关说，被他拒绝，因而与校长不合，遂辞职。1933年到河南第二高中教书，1934年5月间考取公费去德国留学，在德国学习五年。先后在柏林工业大学电机系和西门子、霭益吉工厂学习和实习。朱木美在德国期间，曾参加进步学生组织，主要作号召支持抗日的工作，以及印发抗日宣传品等活动。1939年夏，朱木美回国，先在同济大学任教，后兼电机系系主任。因参与反对专制的校长丁文渊，被当时的“三青团”学生告他是共产党，而在该校不能继续工作。1944年，朱木美经人介绍，到迁至四川乐山的在武汉大学电机系任教，抗战胜利后，随校到武汉。1951年任武汉大学电机系系主任。
1952年，全国高校开始院系调整。1953年华中工学院成立。朱木美随武汉大学电机系电力类专业组转到华中工学院电力系，并任电力系主任。朱木美长期从事电力系统输变电工程方面的教学和科研工作，对输电线路防雷的基础理论尤为关注。他参加了1956年开始的我国十二年科学技术规划的制定工作，为制定中国电工领域的科研规划贡献了力量。1960年，朱木美作为负责人，承担了“输电线路高杆塔防雷”国家电力重点科研项目。作为教授，他在教学上兢兢业业，认真负责地教育学生。在他的带领下，华中工学院电机系为国家培养了一批适应国家需要的高电压技术领域的人才和骨干力量。
1969年2月6日，朱木美因原来就有胃病，糖尿病等疾病，后因故去世，逝世时仅66岁。
二、执教三十年，为国育英才
朱木美在高校执教近三十年。在教学工作中，认真负责，一丝不苟。他非常注意对学生进行基本理论的训练和培训。特别难能可贵的是，在当时十分封闭、反对崇洋媚外的政治环境中，他还经常利用收集到的资料向学生介绍国外先进技术。他言传身教，经常用切身经历的新旧对比，教育学生要爱惜国家财产，充分利用现实条件，开展学术研究，结合身边生动的具体事例，对学生进行思想教育，关心学生的全面发展。
1962年，中国正式招收第一批研究生，朱木美是被教育部审查批准为研究生导师的少数几位教授之一。朱木美对研究生的培养更是倾注了全部心血。对于所研究的课题，他亲自查阅大量资料文献，细致地教导学生如何进行科学研究工作。他告诫学生：“任何理论都不是天衣无缝的，阅读文献就是一种调查研究的方式，不能走马观花，一定要充分理解，有分析有比较，才能找出已有答案的不足，从而站在前人的肩上，有所前进。”对学生的科学论文，他逐字批改，要求务必严谨精确；引用别人观点，必须逐一注明出处，这样既尊重了前人的劳动，使论文言之有据，也可以清楚分清作者本人的创新与贡献。他认为，论文要求精而不在多，每篇论文一定要有新的内容和贡献……这些语重心长的教诲，看似普通，却体现了严格踏实的科学作风和科学道德。
朱木美为人十分平易近人，在学术上提倡“百花齐放，百家争鸣”，使当时在他领导下的老中青结合的研究梯队思想活跃，充满朝气。1966年以前，华中工学院是国内几所设有高电压技术专门化的高校之一。50至60年代，国家对各方面人才需求迫切。朱木美的学生中，有的是中国工程院院士，有的是知名大学的校长、教授，有的是国内主要高压技术研究所及工厂的所长、总工或技术负责人等。他们在各自的工作岗位上，为中国电力工业的发展作出了不可忽视的的贡献。
二十世纪50年代末至60年代初，国内外许多高压及超高压输电线路雷击跳闸率超过设计值数十倍，严重影响了电力系统的安全运行，引起国内外广泛注意。朱木美长期从事电力系统输电线路防雷基础理论的研究工作，对此十分关注。1960年他作为负责人承担了“输电线路高塔杆防雷”的国家电力重点科研。朱木美领导的研究梯队，分别从绕击，反击和建立试验装置等方面展开工作。1960至1962年是中国三年经济困难时期，物质条件十分紧张，每人每月只有24斤粮食、半斤肉及半斤油（最困难时仅二两半油）供应，缺衣少食，吃不饱饭，人们营养极度不良。朱木美在原有胃病、糖尿病之外，又患上了浮肿病，但他仍然兢兢业业坚持工作，经常在实验室和大家在一起“干活”。在他的影响下，实验室工作人员不怕苦不怕累，努力在经费有限的情况下，安装试验设备，建设着实验室。为了工作，有的教师就住在实验室，利用晚上时间进行设备调试或继续试验，半夜饿了就冲上辣椒面酱油水，聊以充饥。当时由于西方封锁和与苏联关系破裂，与国外交流的活动完全中断，外国期刊难于及时完整的进口。在这样的情况下，大家仍然刻苦钻研所能找到的国内外文献，了解世界水平和动态。同时，对国内高压线路的运行情况进行调查，以明确研究方向。朱木美在自己的计算研究中，对每一个求得的数据都详细校核，亲自用计算尺，圆规，直尺一点一点进行计算。他时常对学生和研究的助手说：“科学研究一定要有三老四严的精神，作结论一定要慎之又慎，研究成果都要经受得起时间和历史的考验”。
三、潜心研究雷电，提出朱氏“电气—几何”模型
在1962年召开的全国山区线路保护学术会议上，朱木美提出了《有关山岳地区线路防雷的几个问题》的论文（论著1）。1963年，他在长期从事雷电机理研究的基础上，提出了以“电气—几何”模型为基础的、新的输电线路“雷电绕击率”的计算方法，在当年的华中工学院科学报告会和全国电机工程学会上作了报告。1965年9月，他将论文《架空地线的保护范围及绕击率的计算》，发表于1965年底华中工学院学报（论著2）。在此文中，朱木美用“电气—几何”模型将空间分为击中地线、相线及地面三个区域，计算了雷头电压、雷先导定位击距与雷电流幅值的关系曲线，并将相导线与地线垂直平分线与到相线及地面距离之比为1：1.1的二次曲面所围区域，作为击中相线的绕击区，用“电气—几何”模型求出了一定塔杆结构下可产生绕击的最大绕击电流。他用此种方法对国内外多条线路进行了计算，计算结果与运行经验基本相符。他使用该方法，直观明了地说明和计算了“绕击率和保护角、塔杆高度”的关系，并根据此方法，提出了“各种雷击电流的保护范围不同，小雷电流易绕击，以及美国OVEC高压输电线路的异常雷击闪络是由绕击引起的”等重要的概念和理论。特别是“雷电流大小不同，绕击率不同，小雷电流易绕击”的概念，是以前未曾有人提出过的。
用朱木美的“电气—几何”模型计算绕击率时，具体做法上是用放电按最短距离进行的方法来确定的。这似乎与自然界中雷放电现象具有很大分散性的观察不尽相符。实际上这是一种包含着考虑了放电分散性的等值的简化方法。为了说明这一问题，朱木美指导研究生作了论证性的研究（论著3、4、参考文献1）。研究中用计算和模拟实验相结合的方法，在模拟实验中采用对比性试验的设计思想，考虑各种因素的影响，在实验电压相对较低的条件下，发现了模拟中影响火花击中点统计分布规律的主要因素，是“上电极”到“目的物”的几何击距之比（或考虑间隙系数的等值几何击距之比），以及“目的物”接地的相对状况。由试验得出了模拟中输电线路绕击率的空间分布曲线；并由分布曲线得知，朱木美提出的“电气—几何”模型中所定的击中相线区域，实质上是由击中“地线—相线”和“相线—大地”各为50%击中率的曲线所围成；在计算中，首先提出了考虑放电分散性的计算输电线路绕击数的一般方法；通过模拟实验，对于所用的高压、超高压塔杆结构的条件下（α角较大，高度不是很高）进行了计算，计算表明，用模拟求得的空间绕线率曲线，按考虑放电分散性的一般方法所得的结果，与按朱氏“电气—几何”模型所作计算的结果，相差小于10%。这就说明，朱木美所提的“电气—几何”模型并非没有考虑放电分散性，而是用对相线击中率为50%的曲线所围区域作为等效的100%击中概率区，以简化计算。这种“电气—几何”模型是一种简化考虑放电分散性的等值方法，此种简化方法是有物理基础的（论著3、4）。1965年底完成了上述工作后，根据朱木美的安排，1966年3月份，由研究组青年教师和毕业学生到电力设计院进行实地调查，将此方法结合工程实际，具体考虑地形因素，使之实用化。遗憾的是，1966年4月，武汉发生流行性脑膜炎，派出人员不得不返校。1966年5月16日，所有教学和研究工作全部因大学校园停课中止。
除了上述在绕击方面的成果外，在朱木美的领导下，反击研究和试验测量方面也取得可喜的阶段成果，反映阶段成果的一组论文发表在1965年华中工学院学报上。（论文5）文中首次提出了输电线路A—φ方程，该方程修正了前苏联Разевиг采用非齐次波动方程计算雷电感应过电压的不足，无须对周围电磁场的特性作特殊假定，具有普适性。（论文6）中对测量杆塔波阻抗的各种方法作出了评价，并提出了测量塔杆波阻时引线的布置方案。
十年动乱结束后，翻阅国外期刊，令人惊奇地发现，国外从现场观测试验和运行资料的分析出发，也进行了与朱木美几乎完全相同的工作，所提出的方法结果等也几乎完全相同。1977年在上海召开的全国高塔杆防雷会议和在广州召开的全国高电压专业会议，以及随后的全国建筑电气学术会议，均对朱木美长期从事防雷基础理论工作所做的贡献作出了应有的评价和肯定。1981—1983年应用朱木美的“电气—几何”模型对中国第一条500kV线路高塔杆防雷性能进行计算，专家鉴定肯定了朱木美的“电气—几何”模型比国外同类方法时间早，且物理意义更明确。
详细比较国内外对这一问题的研究过程，也许会给我们某些启发。
20世纪五十年代，美国第一条345KV超高压OVEC线路投入运行后，发生远超过设计值的异常雷击闪络跳闸，严重影响了电力系统安全运行，引起各国学者的广泛关注，并从绕击与反击两方面展开了大量的研究。但由于运行资料只有线路总雷击跳闸次数，不能区分到底是绕击还是反击引起的跳闸，因而争论激烈，莫衷一是。1962年美国爱迪生电工研究所建议进行输电线路雷闪机制的研究。1963年Young等人提出了分析线路绕击数的初级“电气—几何”模型（EGM）。在Whitchead教授的领导下，进行了大规模的名为“开拓计划”的研究。1965—1971年，他们在高压与超高压线路上安装了他们研制的4615个能区分绕击与反击闪络的线路“寻迹器”，经过六年的运行，取得大量实测数据，确切地证明了OVEC 345KV线路异常雷击跳闸主要是由绕击产生。Whitchead的博士研究生Brown（1965-1967年）根据雷电机理和现场实测以及线路运行资料的分析，完善和发展了分析输电线路屏蔽性能的电气—几何模型，被称为Whitechead理论，或华氏“电气—几何”模型。该模型因为有确切的现场实际数据为依据，因而在高压及超高压输电线路的防雷屏蔽设计中得到了广泛的应用。后来，很多国外研究者和IEE工作组，在EGM的完善和推广应用中作了大量的工作（参考文献6）。在此基础上，上世纪九十年代形成的现代EGM及由之派生的“滚球”理论，不仅用于输电线路、变电站及建筑物防雷的工程实际中，也反映在IEC的标准中。
以确切的现场实际数据和世界各国输电线路运行资料为基础的现代EGM和朱木美提出的以雷电机理与模拟实验为基础的“电气—几何”模型，二者从不同途径独立提出，但在作图形式、定位击距、间隙系数、绕击电流等参数选取和计算等方面，均基本相似，说明了二者强力相互印证，表明该模型在一定范围内的正确性。朱木美的“电气—几何”模型，因为是从雷电机理和模拟实验入手，因而反映了清晰地物理图景，而不仅仅是一种工程实用的方法。参考文献2指出White head模型中的先导入射角函数，实质上是朱木美模型中的分散性函数。该文还指出，所有EGM中的定位击距所确定的先导定位点，是下行雷先导演化过程中的临界分岔点，而雷先导定位点到目的物的几何击距之比，或考虑间隙系数后的等值几何击距之比，则是决定放电点选择概率的主要宏观参数之一。“电气—几何”模型巧妙运用了上述两种击距概念，简明直观地描述了下行雷先导这一复杂的非线性演化问题。
雷电是自然界中宏伟而复杂的现象之一，人们对雷电现象的认识经历了漫长的过程。自十八世纪富兰克林采用避雷针防护雷击以来，保护范围一直是人们沿用的重要概念。二十世纪末期发展起来的“电气—几何”模型（EGM），以及由之派生的“滚球法”，不仅广泛用于高压及超高压输电线路，也广泛用于各种建构筑物的防雷设计中，对防雷工程实施及人类生活发生了重要影响，而且也使人们对雷电屏蔽或雷击现象的物理图景有了进一步的深化。朱木美在极其艰难的条件下，独立深入研究并取得了与国外完全类似的成果，应该作为一段历史的巧合与科学史上的佳话，给予充分积极的评价与肯定。
四、朱木美及其课程组主要论著
1.朱木美，关于雷电参数的测量和防雷计算问题，电力技术，1962年No.10 P84。
2.朱木美，架空地线的保护范围及绕击率的计算，华中工学院学报，1965年，5（8），1～14。
3.李家镕、李正瀛、张绍坚、王小渝（执笔），输电线路绕击的模拟实验研究，华中工学院学报，1965年，5（8），45～48。
4.王小渝，输电线路绕击问题的研究，研究生毕业论文，华中工学院，1965年。
5. 张金如，平行无损失导线的A—φ方程式，华中工学院学报，1965年，5（8），45～48。
6.招誉颐，线路杆塔冲击响应的测量问题，华中工学院学报，1965年，3（8），38～44。
五、参考文献
⒈ 王晓瑜，雷电屏蔽性能的模拟实验和分析模型的研究，高电压技术，1994年，Vol.20 No.2: 48～54。
⒉ 王晓瑜，几种雷电屏蔽分析模型物理基础的研究，高电压技术，1994年，Vol.20 No.1: 12～16。
⒊ 王晓瑜，500KV平武线路高杆塔防雷计算及分析，电力技术，1984年，17（3），14～20。
⒋ Armstrong H. R, Whitehead E. R, Field and analytical studies of transmission line shielding，IEEE Trant, 1968, Vol.Pas-87, No.1:270～281.
⒌ Brown G. W, Whitehead E. R , Field and analytical studies of transmission line shielding Part Ⅱ，IEEE Trant,1969, Vol.Pas-88, 617～626.
⒍ Mousa A. M, Srivastava K.D, Modeling of power line in lightning incidence Calculation, IEEE Trans—TPWRD, 1990, 5（1）, 303～310.
⒎ Brown G. W,“The electrogeometry of shielding against lightning”，Ph .D. Clissertation, Illinois Institute of Technology, Chicago, 1967.
撰稿人：
王晓瑜，华中科技大学电气学院退休教授，朱木美的研究生。
姚宗干，华中科技大学电气学院退休教授，原华中理工大学副校长，朱木美的学生。
朱耀明，中南大学材料学院退休教授，朱木美次子。
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