《雷电防护知识》PPT课件

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1、雷电及防护云南希普防雷工程有限公司2006年4月雷电雷电是一种大气中的放电现象。雷击是指:一部分带电云层与另一部分带异种电荷的云层,或者是带电云层对大地之间的迅猛放电过程。这种迅猛放电过程产生强烈的闪光和巨响。雷电的产生在大气层中,云层间或云和地之间的电位差增大达到一定程度时,即发生猛烈放电现象(闪电)。雷电的产生首先与大气层中的云有关,如层积云、雨层云、积云、积雨云等,最重要的则是积雨云,气象专业书中讲的积雨云就是指雷雨云。雷电的产生在积雨云的生成与发展的同时,云体会带有大量电荷,一般云体上部带正电荷,中部和下部带负电荷,底部又有一部分带正电荷。有的区

2、域电位梯度大到每厘米几千伏特,甚至上万伏特时,才会有闪电发生。每次放电时的电流强度平均有2万安培左右,放电时间很短,总的持续时间一般为0.2秒;个别的可达1.5秒。闪电有枝状、球状、片状、条状等多种形状,但经常见到的是枝状闪电,其平均长度是2-3公里,也有可达20-30公里的。在闪电的同时,放电的路径上空气的温度瞬息间可以增高几万度,空气因急剧增热而膨胀就会引起空气的剧烈振动、冲击、爆炸,产生强烈的雷鸣(打雷),亦称雷暴。由于光速比声速快,故先见闪电,后闻雷声。雷暴在气象学里,分锋面雷暴、气团雷暴、对流性雷暴、平流性雷暴。2、雷(雨)云中电荷分布结构受地

3、理位置影响(1)电荷分布状况不相同;(2)集中区高度不相同;(3)温度分布不相同;(4)云体尺寸大小不相同。1、感应起电学说:雷(雨)云的起电机制1、感应起电学说:水滴(也可能是冰晶、雹粒)在垂直大气电场中感应电荷,下端为正、上端为负,与大气中上升的负离子的电荷中和,使水滴带负电,形成雷(雨)云起电后的电荷分布。2、温差起电学说:冰块中同时存在氢离子(H+)和氢氧根离子(OH),由于冰块两端温度不同,会产生发生离子扩散现象。氢离子质量轻,扩散快,冷端呈现带正电。在对流气流和重力的作用下,形成雷(雨)云起电后的电荷分布。雷(雨)云的起电机制破碎起电学说由

4、于大气电场的感应极化,大水滴下降时,受到气流作用发生破碎形成许多小水滴和几个较大水滴。小水滴带负电,较大水滴带正电。由于云中的电荷增多,大气电场又增大,如此循环,形成雷(雨)云起电后的电荷分布。冻结起电学说云中冷水滴与雹粒接触时,过冷水滴有了凝结核,发生相变,迅速变成冰。释放的潜热又使冰的外壳破裂成冰屑,冰屑带正电随气流上升,较大的水滴带负电留在原地或约下降,形成雷(雨)云起电后的电荷分布。雷(雨)云中部温度在0~-100C,是过冷水滴最多的区域,所以中部负电荷较多。闪电及分类1、闪电:指雷(雨)云中不同部分之间聚集的电荷形成的电场(可达几百万伏/米),

5、把云内或云外的大气层击穿,产生的强火花放电。按闪电方式分类(1)云内闪电:带电云层内部击穿放电。(2)云际闪电:一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层之间的击穿放电。(3)云地闪电:带电的云层对大地之间的击穿放电。按闪电形状分类(1)线状闪电:常发生在云地之间。(2)带状闪电:线状闪电的特殊情形。(3)片状闪电:发生在云际之间的线状闪电的特殊情形。(4)联珠闪电:强线状闪电中偶尔出现的一种特殊现象。(5)球状闪电:具有强烈的电磁效应和穿透金属能力,形如火球,也称球闪或滚地雷。线状闪电云内闪电联珠状闪电球状闪电雷电入侵途径▲直击雷▲雷电感应▲雷电反击▲

6、雷电波侵入▲雷击电磁脉冲直击雷及危害雷电直接击在建筑物上,雷电放电的极高能量产生的电效应、热效应和机械力将对建筑物及其实施造成极大的损害。雷电感应雷电放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花。雷电波侵入由于雷电对架空线路或金属管道的作用,雷电波可能沿着这些管线侵入屋内,危及人身安全或损坏设备。雷击电磁脉冲直接雷击和附近雷击所产生的强大的空间电磁脉冲。如果建筑物和金属管线无防护,空间电磁脉冲将在连接的金属管线上感应产生雷电流,进入建筑内部,使建筑内的某些部位电位升高,达到有害的数值,干扰甚至损坏电气设备特别是信息设备。雷灾

7、新特点●受灾面大大扩大从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业,特别是与高新技术关系最密切的领域,如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等●空间范围扩大,从二维空间入侵变为三维空间入侵除闪电直击和过电压波沿线传输外,空间闪电的脉冲电磁场可从三维空间入侵到任何角落,无孔不入地造成灾害,因而防雷工程已从防直击雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲(LEMP)●灾害的经济损失和危害程度大大增加雷电袭击对象本身的直接经济损失有时并不太大,而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。●产生上述特点的根本原因雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备上。

8、雷电的本身并没有变,而是科学技术的发展,使得人类社会的生产生活状况变了。微电子技

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