雷电灾害与预防_激光引雷技术课件.ppt

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1、雷电灾害与预防——激光引雷技术1>雷电的形成及危害2>常规防雷电3>非常规防雷电雷电灾害与预防——激光引雷技术雷电是自然中最宏伟壮观的现象也是最普遍的现象之一，它对人类的生活环境、工作条件等都造成了很大的影响，因此对雷电的研究和防护意义重大。早在18世纪初，富兰克林等物理学家已经揭示了闪电就是电的本质，随着物理学的进一步发展，人们对雷电这一自然现象有了更深刻的认识。1.1雷电的形成积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生放电，也

2、就是人们平常所说的“闪电”1.1雷电的形成1.2雷电的危害直击雷雷电直接击在建筑物上，产生电效应、热效应和机械力者。感应雷当“雷电”发生后，云层带电迅速消失，而地面某些范围内由于地电阻或导体电阻的存在，当瞬间大电流流过时，就会导致小范围或局部的瞬间过电压。瞬间过电压损坏的常是电子设备和电器。感应雷瞬间过压电流(2KV~20KV)雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电，它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。2.常规防雷电技术（1）防直击雷电（2）防感应雷电（3）综合性防雷电接地体引下线接闪器防直击雷电

3、装置结构2.常规防雷电技术避雷针避雷线避雷带避雷网2.常规防雷电技术避雷针防雷电以避雷针作为接闪器，通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身高度，使电场强度增加到极限的雷电电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成上行先导放电，两者汇合形成雷电通路，随之泻入大地，达到避雷效果。避雷针原理图防感应雷电电涌保护器避雷器将感应电的高电圧限制在一定的范围2.常规防雷电技术2.常规防雷电技术传统的避雷针虽然能有效地保护人员和设备免遭直击雷的打击，但随着时代的发展其弱点和不足之处也越来越明显。例如，在防范雷电电磁脉冲

4、方面避雷针起了“引雷入室”的反作用，因为越靠近闪电区域，电磁脉冲越强。3.非常规防雷电为了解决这一问题，科学家们提出了“主动引雷”的新概念。所谓主动引雷方法就是在雷击形成之前采取措施以避免雷害，其关键是要在空气中产生可导电的通道，使雷电通过预定的路径在远离被保护对象的地方释放出来，这样既避免了直击雷和感应雷的危害，又大幅度降低了雷电电磁脉冲的影响。3.非常规防雷电（1）火箭引雷（2）水柱引雷（3）激光引雷火箭引雷示意图火箭引雷对能源和材料的消耗很大，特别是它不能处在准连续工作状态，因此其成功率只有50％左右。3.非常规防雷电激光引雷原理3.非常

5、规防雷电上世纪70～80年代，科学家们主要利用大能量，脉冲宽度为微秒量级的CO₂激光在空气中产生电离通道。日本的一个研究组利用反射镜将激光分成三束，在空中拼成“Z”字形的等离子体通道，在世界上首先成功地实现了自由空间的Z字形放电。3.非常规防雷电激光引雷的优点：1.无污染2.安全灵活，不受地点限制3.可以连续工作3.非常规防雷电激光引雷的技术瓶颈：1.激光器的造价过高2.等离子通道的品质有待进一步提高3.激光引雷的物理机制尚未完全揭晓激光引雷属于激光物理、大气物理学与高电压技术之间的交叉学科,具有很重要的学术价值和应用价值。激光引雷的核心物理过

6、程是激光等离子通道对高压放电的诱发和引导，在高压电控制技术等方面也具有很大的应用前景。同时激光引雷的研究对高电压技术，激光技术的发展也有着巨大的牵引作用，对我国的自然灾害预防、经济和科技事业的发展具有重要的学术和应用意义。3.非常规防雷电激光引雷研究的意义谢谢大家!ThankU