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《雷電、雷電危害及防護(hù)技術(shù)簡介》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、（一）雷電機(jī)理1、雷云的形成由于大氣的劇烈運(yùn)動(dòng)，引起靜電摩擦和其他電離作用，使云團(tuán)內(nèi)部產(chǎn)生了大量的帶正、負(fù)電荷的帶電離子，又因空間電場力的作用，這些帶電離子定向垂直移動(dòng)，使云團(tuán)上部積累正電荷，下部積累負(fù)電荷（情況也可以相反），云團(tuán)內(nèi)產(chǎn)生分層電荷，形成產(chǎn)生雷電的雷云。雷云的成因主要來自于大氣的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)雷云在天空移動(dòng)時(shí)，在其下方的地面上會(huì)靜電感應(yīng)出一個(gè)帶相反電荷的地面陰影。如圖：2、尖端放電與雷擊如果有一個(gè)帶尖鋒的金屬球，讓它帶上負(fù)電，由于電荷同性相斥的作用，球體尖鋒部分的電子受到同性電荷排斥力最強(qiáng)，最容易被排斥而離開金屬球，這就是“尖端放電”。 地面
2、上相對較高的建筑物，有時(shí)是避雷針，就好比金屬球上的尖鋒。雷擊最容易在這些地方發(fā)生。 如圖所示:3、雷云放電著名的雷云放電理論是“長間隙放電”理論，該理論認(rèn)為雷云對地放電的過程可以分為四個(gè)階段：即云中放電、對地先導(dǎo)、定向閃擊和回閃四個(gè)階段。具體過程是這樣的：雷云形成前，首先是云內(nèi)放電和云間放電頻繁，云中放電造成云中電荷的重新分布和電場畸變，當(dāng)云中電荷密集處的電場強(qiáng)度達(dá)到25-30KV/cm的，就會(huì)由云團(tuán)向地開始先導(dǎo)放電。先導(dǎo)放電是步進(jìn)的，發(fā)展的平均速度為105~106m/s，各脈沖間隔約30~90?s，每階段推進(jìn)約50m，跳躍著逐步向下延伸，當(dāng)先驅(qū)
3、放電距地50m左右，可誘發(fā)迎面先導(dǎo)，通常迎面先導(dǎo)來自地面上最突出的部分（尖端放電最易發(fā)生處），當(dāng)對地先導(dǎo)和地面的迎面先導(dǎo)會(huì)合時(shí)，就形成了從云團(tuán)到地面的強(qiáng)烈電離通道。步進(jìn)放電轉(zhuǎn)為定向閃擊。定向閃擊是沿最短路徑進(jìn)行的，緊接著回閃，這時(shí)出現(xiàn)極大的電流，開始雷電的主放電階段，即雷擊，在主放電中雷云與大地之間所聚集的大量電荷，通過先驅(qū)放電所開辟的狹小電離通道發(fā)生猛烈的電荷中和，放出能量，引發(fā)強(qiáng)烈的閃光和雷鳴。主放電的時(shí)間極短，約50~100?s，主放電過程是逆著先導(dǎo)通道發(fā)展的，速度約為光速的1/20~1/2，主放電電流可達(dá)數(shù)十KA，是全部雷電流的主要部分。主
4、放電到達(dá)云端時(shí)就結(jié)束。然后殘余電荷經(jīng)過主放電通道流過來，產(chǎn)生短暫的余光。由于云中電阻較大，余光階段的電流只有數(shù)百安培。持續(xù)時(shí)間0.03~0.15秒之間通常一次雷電過程包括3~4次放電。重復(fù)放電都是沿著第一次放電通路發(fā)生的。3、雷云放電4、雷電的波形及參數(shù)雷電波形及參數(shù)是防雷工程設(shè)計(jì)中的重要依據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)才可能正確估算電子系統(tǒng)頻帶范圍內(nèi)雷電沖擊的幅度和能量大小，進(jìn)而確定避雷措施。圖1是標(biāo)準(zhǔn)雷電流波型圖?？梢赃@樣描述一個(gè)雷電波，幅值為Im，波頭為T1，波長為T2的電流波，記為T1/T2?s。圖1是標(biāo)準(zhǔn)雷電流波型圖。圖2標(biāo)準(zhǔn)雷電壓波形圖圖2標(biāo)準(zhǔn)雷電壓
5、波形圖 與標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形圖不同之處為,圖中A點(diǎn)在0.3倍Vm處，且T1=1.67T也可以這樣描述一個(gè)雷電波，幅值為Vm，波頭為T1，波長為T2的電壓波，記為T1/T2?s。（二）雷電的危害1、雷電熱效應(yīng)的破壞作用閃電表面上看只閃一次，實(shí)際上是一系列閃光，在閃光發(fā)生的瞬間，雷電流在極短的時(shí)間內(nèi)，以連續(xù)的、尖峰脈沖形式通過強(qiáng)大電流。尤其是直擊雷，它的放電電流平均達(dá)2.5萬到4.5萬安培間，大雷暴時(shí)最高達(dá)20萬安培。如果雷電擊在樹木或建筑物件上，被雷擊的物體瞬間將產(chǎn)生大量熱能，由于雷電流很大，通過的時(shí)間又極短（50~100?s），根本來不及散發(fā)，以致物
6、體內(nèi)部的水份大量變成蒸氣，并迅速膨脹，產(chǎn)生巨大的爆炸力，造成破壞。與雷電通道直接接觸的金屬因高溫而熔化的可能性很大，因?yàn)橥ǖ赖臏囟瓤筛叽?000~10000℃，甚至更高。因此在雷電流通道上遇到易燃物質(zhì)，會(huì)引起火災(zāi)。2、雷電沖擊波的破壞作用閃電時(shí)，由于空氣受熱急劇膨脹，產(chǎn)生一種叫“激波波前”的沖擊波。又由于龐大體積的雷云迅速放電而突然收縮，電應(yīng)力突然解除，會(huì)產(chǎn)生一種次聲波。這兩種沖擊波都會(huì)引起附近的建筑物、人、畜受到破壞和傷亡。就仿佛炸彈在附近爆炸一樣。3、雷電流電動(dòng)力的破壞作用如果雷擊的瞬間兩根平行架設(shè)的導(dǎo)線的電流I1和I2都等于100KA。兩導(dǎo)線
7、的間距為50cm，計(jì)算結(jié)果表明，這兩根導(dǎo)線每米要受到408kg的電動(dòng)力。408kg/m的力完全有可能將導(dǎo)線折斷。 折成銳角的導(dǎo)體間也受電動(dòng)力作用。4、雷電的靜電感應(yīng)作用當(dāng)空間有帶電的雷云時(shí)，雷云下的架空導(dǎo)線等處會(huì)由于靜電感應(yīng)的作用而帶上相反的電荷。當(dāng)閃電發(fā)生后，由于架空導(dǎo)線與大地間的電阻較大，導(dǎo)線上積累的大量電荷不能與大地的異種電荷迅速中和，這就形成了局部地區(qū)的感應(yīng)高電壓。這類高電壓在高壓架空線上可達(dá)300~400KV，一般低壓架空線路可達(dá)100KV，電信線路可達(dá)40~60KV，建筑物也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的危險(xiǎn)高壓。這種過電壓對接地不良的電氣系統(tǒng)有很大的
8、破壞作用，它可以在其路徑上的任何金屬間隙中產(chǎn)生電弧打火，如果電弧打火發(fā)生于易燃場所中（如汽油庫、瓦斯廠、火藥庫等場所），會(huì)
