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雷电的基本概念

发布时间:2011/11/1 10:14:08 访问次数:2450

    雷电是大自然中最宏伟和恐怖的气体放电现象,雷电放电对于现代航空、电力、通信、建筑等领域都有很大的影响。
    雷电是由雷云放电引起的,关于雷云的聚集和带电至今还没有令人满意的解释,目前较普遍的看法是:热气流上升时冷凝产生冰晶,气流中的冰晶碰撞后分裂导致较轻的部分带负电荷并被风吹走形成大块的雷云;较重的部分带正电荷并可能凝聚成水滴下降,或悬浮在空中形成一些局部带正电的云区。整块雷云可以有若干个电荷中心。负电荷中心位于雷云的下部,离地为500~10000m。它在地面上感应出大量的正电荷。
    平时常见的雷,大多数是线状雷,IMP706EPA其放电痕迹呈线形树枝状,有时也会出现带形雷、链形雷和球形雷等。云团与云团之间的放电称为空中雷,云团与大地之间的放电称为落地雷。实践证明,对电气设备经常造成危害的就是落地雷。
    1.雷电的特点
    (1)雷云中的场强极高。
    (2)雷云对地电位极高。
    (3)雷电放电的瞬间功率极大。
    (4)雷电的能量很小。
    (5)雷电的形状有线状、片状、球状。
    2.雷电的危害
    雷电的危害主要表现在:雷电的机械效应、热效应、电磁效应、闪络放电。
    3.雷电参数
    (1)雷电通道波阻抗。主放电时,雷击闪屯通道是一导体,故可看作和普通导体一样,对电流波呈现一定的阻抗。沿闪击通道运动的电压波幅值Uo与电流波幅值Io间的比值Uo/Io,就称为雷电通道波阻抗(Zo),在进行防雷计算时,可近似选取300Ω。
    (2)雷电流波形。主放电时的电流波形如图7-1所示,这种波形的电流(或电压)的表示方法是,绘出电流(或电压)的最大值,并以类似分数的形式,写出其波前、波长的数值等。根据实测,雷电流的波长约有半数为40~50μs;波前长度大多数为1~4μS。

                         
    (3)雷电流的幅值(I)雷电流一般是指雷击点接地电阻为零时通过被击点的电流,其幅值(kA)为
                                        I=2Uo/Zo    (7-1)
式中:Uo为雷电压幅值(kV);Zo为雷电通道波阻抗(Ω)。
    当雷直接击中地面时,被击点的电阻很高(约可达lOOΩ)。此时的雷电流只有R=O时的50%~70%。由于R=O时的雷电流最大值一般不超过200kA,当雷击地面时的Io一般不超过100~150A。
    (4)雷电流的极性。当雷云电荷为正时,所发生的雷云放电为正极性;反之电流极性为负。根据观察结果,75%~90%的雷电流是负极性的,其余为正极性,个别的雷电流还是振荡的。雷电流的极性可用磁钢棒测定。
    4.耐雷水平
    雷击线路时,线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称为耐雷水平。
    5.雷击跳闸率
    每百公里线路每年由雷击引起的跳闸次数称为线路的雷击跳闸率。
    6.雷电日和雷电小时
    一日内可听到雷声,不论几次,都统计为一个雷电日。同样,一个小时内听到雷声兢为一个雷电小时。用雷电小时衡量雷电活动情况更科学些。
    一般40个雷电日以上的地区称为多雷区,少于15个雷电小时的地区,称为少雷区。
    7.我国雷电活动的规律
    (1)南方多于北方。也就是说越靠近赤道和热带地区,雷电活动越强;越往北,也就是气温较冷、雨量较少的地区,雷电活动就较弱。
    (2)山地多于平原。例如云贵高原、康藏高原等地区的雷电活动就比同纬度的其他地区强。此外,我国山地的雨量一般比平原多。
    (3)在其他条件相同时,土壤电阻率较高的地区,雷电活动也较弱。例如,西北和内蒙古等沙漠地区,雷电活动就比同纬度的其他地区若华北、东北等地少很多。
    (4)我国雷电活动移动的方向,在华北多自西北向东南;华中和西南是由东向西,夏季有从东方来者,华南方向比较不确定。


 

    雷电是大自然中最宏伟和恐怖的气体放电现象,雷电放电对于现代航空、电力、通信、建筑等领域都有很大的影响。
    雷电是由雷云放电引起的,关于雷云的聚集和带电至今还没有令人满意的解释,目前较普遍的看法是:热气流上升时冷凝产生冰晶,气流中的冰晶碰撞后分裂导致较轻的部分带负电荷并被风吹走形成大块的雷云;较重的部分带正电荷并可能凝聚成水滴下降,或悬浮在空中形成一些局部带正电的云区。整块雷云可以有若干个电荷中心。负电荷中心位于雷云的下部,离地为500~10000m。它在地面上感应出大量的正电荷。
    平时常见的雷,大多数是线状雷,IMP706EPA其放电痕迹呈线形树枝状,有时也会出现带形雷、链形雷和球形雷等。云团与云团之间的放电称为空中雷,云团与大地之间的放电称为落地雷。实践证明,对电气设备经常造成危害的就是落地雷。
    1.雷电的特点
    (1)雷云中的场强极高。
    (2)雷云对地电位极高。
    (3)雷电放电的瞬间功率极大。
    (4)雷电的能量很小。
    (5)雷电的形状有线状、片状、球状。
    2.雷电的危害
    雷电的危害主要表现在:雷电的机械效应、热效应、电磁效应、闪络放电。
    3.雷电参数
    (1)雷电通道波阻抗。主放电时,雷击闪屯通道是一导体,故可看作和普通导体一样,对电流波呈现一定的阻抗。沿闪击通道运动的电压波幅值Uo与电流波幅值Io间的比值Uo/Io,就称为雷电通道波阻抗(Zo),在进行防雷计算时,可近似选取300Ω。
    (2)雷电流波形。主放电时的电流波形如图7-1所示,这种波形的电流(或电压)的表示方法是,绘出电流(或电压)的最大值,并以类似分数的形式,写出其波前、波长的数值等。根据实测,雷电流的波长约有半数为40~50μs;波前长度大多数为1~4μS。

                         
    (3)雷电流的幅值(I)雷电流一般是指雷击点接地电阻为零时通过被击点的电流,其幅值(kA)为
                                        I=2Uo/Zo    (7-1)
式中:Uo为雷电压幅值(kV);Zo为雷电通道波阻抗(Ω)。
    当雷直接击中地面时,被击点的电阻很高(约可达lOOΩ)。此时的雷电流只有R=O时的50%~70%。由于R=O时的雷电流最大值一般不超过200kA,当雷击地面时的Io一般不超过100~150A。
    (4)雷电流的极性。当雷云电荷为正时,所发生的雷云放电为正极性;反之电流极性为负。根据观察结果,75%~90%的雷电流是负极性的,其余为正极性,个别的雷电流还是振荡的。雷电流的极性可用磁钢棒测定。
    4.耐雷水平
    雷击线路时,线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称为耐雷水平。
    5.雷击跳闸率
    每百公里线路每年由雷击引起的跳闸次数称为线路的雷击跳闸率。
    6.雷电日和雷电小时
    一日内可听到雷声,不论几次,都统计为一个雷电日。同样,一个小时内听到雷声兢为一个雷电小时。用雷电小时衡量雷电活动情况更科学些。
    一般40个雷电日以上的地区称为多雷区,少于15个雷电小时的地区,称为少雷区。
    7.我国雷电活动的规律
    (1)南方多于北方。也就是说越靠近赤道和热带地区,雷电活动越强;越往北,也就是气温较冷、雨量较少的地区,雷电活动就较弱。
    (2)山地多于平原。例如云贵高原、康藏高原等地区的雷电活动就比同纬度的其他地区强。此外,我国山地的雨量一般比平原多。
    (3)在其他条件相同时,土壤电阻率较高的地区,雷电活动也较弱。例如,西北和内蒙古等沙漠地区,雷电活动就比同纬度的其他地区若华北、东北等地少很多。
    (4)我国雷电活动移动的方向,在华北多自西北向东南;华中和西南是由东向西,夏季有从东方来者,华南方向比较不确定。


 

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