雷电形成与防雷机理

《雷电形成与防雷机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、肇蒁蚀蚈羃蒀莀袃罿肇薂螆袅肆蚄羂膄肅莄螅肀肄蒆羀羆肃蕿螃袂膃蚁薆膁膂莁螁肇膁薃薄肃膀蚅衿罿腿莅蚂袅膈蒇袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅芆莂虿袁芅蒄袄螇芄蚆蚇膆芃莆羃肂节蒈螅羈节薀羁袄芁蚃螄膂芀莂薆肈荿蒅螂羄莈薇薅袀莇芇螀袆莆葿蚃膅莆薁衿肁莅蚄蚁羇莄莃袇袃莃蒆蚀膁蒂薈袅肇蒁蚀蚈羃蒀莀袃罿肇薂螆袅肆蚄羂膄肅莄螅肀肄蒆羀羆肃蕿螃袂膃蚁薆膁膂莁螁肇膁薃薄肃膀蚅衿罿腿莅蚂袅膈蒇袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅芆莂虿袁芅蒄袄螇芄蚆蚇膆芃莆羃肂节蒈螅羈节薀羁袄芁蚃螄膂芀莂薆肈荿蒅螂羄莈薇薅袀莇芇螀袆莆葿蚃膅莆薁衿肁莅蚄蚁羇莄莃袇袃莃蒆蚀膁蒂薈袅肇蒁蚀蚈羃蒀莀袃罿肇薂螆袅肆蚄羂膄肅莄螅肀肄蒆羀羆肃蕿螃袂膃蚁薆

2、膁膂莁螁肇膁薃薄肃膀蚅衿罿腿莅蚂袅膈蒇袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅芆莂虿袁芅蒄袄螇芄蚆蚇膆芃莆羃肂节蒈螅羈节薀羁袄芁蚃螄膂芀莂薆肈荿蒅螂羄莈薇薅袀莇芇螀袆莆葿蚃膅莆薁衿肁莅蚄蚁羇莄莃袇袃莃蒆蚀膁蒂薈袅肇蒁蚀蚈羃蒀莀袃罿肇薂螆袅肆蚄羂膄肅莄螅肀肄蒆羀羆肃蕿螃袂膃蚁薆膁膂莁螁肇膁薃薄肃膀蚅衿罿腿莅蚂袅膈蒇袈膃膈薀蚁聿膇蚂袆羅芆莂虿袁芅蒄袄螇芄蚆蚇膆芃莆羃肂节蒈螅羈节薀羁袄芁蚃螄膂芀莂薆肈荿蒅螂羄莈薇薅袀莇芇螀袆莆葿蚃膅莆薁衿肁莅蚄 雷电形成与防雷机理             摘要本文对雷电的形成及防雷机理进行论述，分析富兰克林避雷针存在的问题，并对防雷技术和“消雷”技术的探讨中，提

3、出从古人的自然消雷系统及地磁场、空间电场及大气空间场去研究和完善防雷技术。　　关键词雷云、引雷、消雷、探讨概述　　雷电这一自然现象，瞬变万千。古人以阴阳平衡之理论来认识这一自然现象，其理论与之千年的实践，与现代实证性科学相比，有着相当的科学内涵。随着人类社会的进步，科学技术的发展，人们对雷电这一自然现象有了新的认识，其理论和防雷实践都在不断的完善。自从240年前富兰克林避雷针问世，其顺应雷云放电规律，创造优先放电条件，使防雷实用技术进入一个崭新的阶段。在几百年的应用中，均取得了良好的效果，但随着科学技术的进步，富兰克林避雷针在实际应用中，因其自身仍存在不完善和难以解决的

4、诸多问题。针对其存在的问题，国内外的防雷专家进行了大量的研究工作，研制诸多种防雷装置去完善富兰克林避雷针的不足，就其实用性和可靠性，仍需在今后的实践中去完善。因此国内外部分防雷专家从“消雷”这一课题入手去研究防雷技术，并进行了一定的工程实验，取得大量的技术数据，也为该项技术的研究起到一定的推动作用，但至今其仍是一种研究中的技术，仍有待在今后工作中从理论和实践中去研究和探索，以创新和发展防雷技术。　　1．雷电形成　　在讨论雷电形成之前，首先讨论雷云的产生。当太阳把地面晒得很热时，地面水份部分转化为蒸汽，同时地面空气受热变轻而上升，上升汽流中的水蒸汽在上空遇冷凝成小水滴。此

5、外，当水平移动的冷暖气流相遇时，冷气团下降，暖气团上升，水汽在高空中凝成水滴，形成宽度达几公里的锋面积云。这种积云易形成较大范围的雷害，当云中悬浮的水滴很多时便成为乌云。乌云的起电机理有三种理论，各能解释一定的现象。其三种理论分别为，水滴破裂效应，水滴冻冰效应，吸收电荷效应。笔者认为前两种解释有其一定的局限性，而从火花放电发展机理去解释，乌云起电机理采用吸收电荷效应理论来阐述更容易理解。由于宇宙射线或地面大气层的放射使气体分子游离，在大气中存在着两种离子，由于大气空间场的作用，使云层上部积聚正电荷，下部积聚负电荷，在空间场的作用下云层分离从而带电。　　雷云中电荷的分布是

6、不均匀的，而是形成许多堆积中心。因而不论是在云中或是在云对地之间，电场强度是不一致的，当云中电荷密集处的电场强度达到25-30kv/cm时，就会由云向地开始先导放电（对于高层建筑，雷电先导可由地面向上发出，称为上行雷），当先导通道的顶端接近地面时，可诱发迎面先导（通常起自地面的突出部分），当先导与迎面先导会合时，即形成了从云到地面的强烈电离通道，这时即出现极大的电流，这就是雷电的主放电阶段，此时雷呜和电闪都伴随着出现。主放电存在的时间极短，约50-100/us，主放电过程是逆着先导通道发展的，速度约为光速的1/21～1/2,主放电的电流可达数十万安，是全部雷电电流中最主

7、要部分。主放电到达云端时就结束了，然后云中的残余电荷经过主放电通道流下来称为余光阶段，由于云中电阻较大，余光阶段对应的电流不大（约数百安），持续时间却较长（0.03-0.15s）。由于云中可能同时存在几个电荷中心，所以第一个电荷中心的上述放电完成之后，可能引起第二个、第三个中心向第一通道放电。因此雷电往往是多重性的，每次放电相隔600us-800us，放电的数目平均为2-3次。　　2防雷机理　　国内外防雷专家致力于防雷研究，在传统的富兰克林避雷针，、避雷带和法拉第笼的基础上，由澳大利亚E·F公司研制的system3000动力球型避雷针和放