雷電的危害ppt課件.ppt

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1、Chapter3.0雷電的危害雷擊的破壞作用雷擊的危害雷電災害，也是目前中國十大自然災害之一。據(jù)統(tǒng)計，我國有21個省、區(qū)、市雷暴日在50天以上，最多的可達134天。僅1998年和1999年兩年，中國因雷擊造成的直接經(jīng)濟損失達百萬元以上的有38起。每年因雷電災害傷亡的人員約為3000-5000人，造成的財產(chǎn)損失在70—100億元左右。我國的雷電災害損失80%以上涉及電子、通訊和配電系統(tǒng)。如，證卷交易所、衛(wèi)星地面站機房、通信機站遭雷擊，不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，也給社會帶來難以估量的間接損失，對社會影響很大。Chapter3.1雷電的破壞作用雷電的破壞作用主要表現(xiàn)為：一、雷電流熱效應的

2、破壞作用二、雷電流沖擊波的破壞作用三、雷電流機械效應的破壞作用四、雷電的靜電感應和電磁感應的破壞作用五、雷電反擊和引入高電位Chapter3.1.1雷電流熱效應的破壞作用1、雷電流熱效應的危害在雷云對地放電時，強大的雷電流從雷擊點注入被擊物體，由于雷電流幅值高達數(shù)十至數(shù)百千安，其熱效應可以在雷擊點局部范圍內(nèi)產(chǎn)生高達6000~10000?C，甚至更高的溫度，能夠使金屬熔化，樹木、草堆引燃；當雷電波侵入建筑物內(nèi)低壓供配電線路時，可以將線路熔斷。這些由雷電流的巨大能量使被擊物體燃燒或金屬材料熔化的現(xiàn)象都屬于典型的雷電流的熱效應破壞作用，如果防護不當，就會造成災害。雷擊樹木起火雷擊火災燒毀

3、房屋現(xiàn)代建筑、高層、金屬結構，兼作防雷裝置，引導雷電流。雷電流作用，對金屬物體的破壞作用必須考慮，雷擊金屬物時，雷電放電通道直接與金屬物接觸，在雷擊點產(chǎn)生的熱量可通過在雷電流持續(xù)時間內(nèi)的積分來計算，即式中W—熱量，J；UAR—金屬物體上雷擊點處電弧壓降，其經(jīng)驗值取為20～30V；i—從雷擊點注入金屬物體的雷電流，A。上式中，考慮到UAR近似取為常數(shù)，并代入電荷表達式雷擊點處熱量式中Q——電荷量，C。則有由上式可知：在雷擊點處產(chǎn)生的熱量與雷電放電通道注入的電荷量成正比。雷云對地放電具有隨機性，雷擊時放電通道注入地面被擊物體的電荷量也是個隨機量，其概率分布如圖3-1所示。

4、圖3-1注入電荷的概率分布量—全部雷擊過程；-----僅首次雷擊1—正雷；2—負雷②雷擊點處的溫升由于雷電流的作用時間很短，在計算雷擊點處的溫升以及雷電流通過金屬物體所產(chǎn)生的溫升時，均可忽略散熱的影響，于是溫度可表示為式中ΔT——溫升，℃；m——金屬物體質量，㎏；λ——比熱，J/（㎏·℃）。當溫升值過高時，就會造成金屬的熔化。由試驗和理論計算，可估計出注入單位電荷作用下幾種常用金屬的熔化體積當量為：鋁：12mm3/c；銅：5.4mm3/c；鋼：4.4mm3/c。在通常情況下，雷電流幅值雖然很高，但其作用時間卻很短，一般從雷擊點還可能經(jīng)過分流后，流過各導體通路的雷電流將減小，當雷電流

5、流過建筑體內(nèi)較大面積的金屬物體（如各種結構鋼筋或鋁合金導條等）時，所產(chǎn)生的熱效應溫升常不足以使這些導體熔化，只能產(chǎn)生局部瞬時的高溫，使雷擊點處局部小面積的金屬發(fā)生熔化，雷電流熱效應的熔化能力是相當有限的。如果金屬屋面和金屬罐等大型物體的鋼板壁厚超過4mm時，則可直接承受雷擊，即可用于接受直擊雷電流。如果雷電流侵入建筑物內(nèi)電氣或電子線路時，往往會使它們?nèi)蹟啵驗檫@些線路的導體截面較小，難以耐受雷電流的熱效應。在建筑物遭受雷擊后，雷電流會沿建筑體內(nèi)各種金屬導體通路流入大地，由于金屬體自身存在著電阻，雷電流流過它們時也會產(chǎn)生熱量，這種熱量可表示為式中R——金屬導體電阻，?；i——雷電流，

6、A。在防雷分析中，常用單位歐姆熱量這一參數(shù)，其表達式為由于雷電流具有隨機性，W/R也是個隨機量，圖3-2給出了它的概率分布。式中W/R——單位歐姆熱量，J/?。圖3-2W/R的概率分布1——正雷；2——負雷（3-1）從式（3-1）還可以看出，嚴重的熱效應還會出現(xiàn)在雷電流通路上有較高電阻的地方，特別是那些引流導體之間的接觸不良處，在這些地方?？赡墚a(chǎn)生很高的溫升，使金屬熔化，甚至出現(xiàn)熔體飛濺。這種飛濺熔體產(chǎn)生的火花對存儲易燃易爆物品的建筑物來說，是極具危害性的。建筑物被雷擊電子儀器被雷擊雷擊電流熱效應使設備燒損的事例2、熱效應的防護易燃、易爆場所、房屋和古建筑物、樹木和電子線路等。接閃

7、、接地、等電位連接等疏導、分流的外防雷技方法。例：油罐區(qū)，金屬罐體體的鋼板壁厚要超過4mm，金屬屋面厚度要求；古樹安裝避雷針，接地；連接電子設備的引線與通流導體之間的距離，引線的截面積等。Chapter3.1.2雷電流機械效應的破壞作用在發(fā)生雷擊時，雷電的機械效應所產(chǎn)生的破壞作用表現(xiàn)為兩種形式：（1）是雷電流流過金屬物體時產(chǎn)生的電動力；(2)是雷電流注入樹木或建筑構件時在它們內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)壓力。由電磁學可知，在載流導體周圍的空間存在著磁場，而在磁場中的載流導體又會受到電