第6章雷電和靜電第一節(jié)雷電種類及危害第二節(jié)雷電防護(hù)措施第三節(jié)靜電的產(chǎn)生及危害第四節(jié)靜電防護(hù)措施第一節(jié)雷電種類及危害重點(diǎn)：掌握雷電種類及形成過程雷電的危害雷電的破壞作用1.1、雷電雷電概念雷電是宇宙間的一種靜電自然現(xiàn)象最早把雷稱為電的是富蘭克林，閃電是雷云正負(fù)電荷之間，或帶電荷的雷云對地放電引起的現(xiàn)象。1750年提出了避雷針的建議雷是閃電沖擊波衰減為聲波的結(jié)果超級閃電：威力比普通閃電大100多倍的稀有閃電。普通閃電產(chǎn)生的電力約為10億瓦特，而超級閃電產(chǎn)生的電力則至少有1000億瓦特，甚至可能達(dá)到萬億至100000億瓦特。紐芬蘭的鐘島在1978年曾受到一次超級閃電的襲擊，連13公里以外的房屋也被震得格格響，整個鄉(xiāng)村的門窗都噴出藍(lán)色火焰。閃電形式線狀閃電帶狀閃電球狀閃電聯(lián)珠狀閃電雷電的形成基本條件：帶電積雨云，積雨云是一大團(tuán)翻騰、波動的水、冰晶和空氣產(chǎn)生電荷：積云里的氣流使云滴、冰晶受到?jīng)_擊而發(fā)生劇烈的碰撞和摩擦，因而破裂分離，同時帶上電荷電荷分離：帶正電的小冰晶被氣流帶到云的頂部，帶負(fù)電的大冰晶較重，下沉到云的下層。因此垂直方向的氣流運(yùn)動起到了引起大規(guī)模電荷分離的作用空氣層擊穿：當(dāng)云層的電荷積累達(dá)到一定強(qiáng)度時，或帶不同電荷的積云互相接近到一定程度時，以及帶電積云與大地凸出物接近到一定程度時，會發(fā)生空氣層擊穿被擊穿的空氣層形成導(dǎo)電通道，電流很大，空氣被燒得極為熾熱，發(fā)出耀眼的白光——閃電閃道上的高溫，使空氣膨脹、水滴汽化膨脹，產(chǎn)生沖擊波，發(fā)出強(qiáng)烈的爆炸般的轟鳴——雷聲電荷的載體：雷云中的水滴和冰晶電荷的運(yùn)輸：上升氣流濕氣的供給：太陽加熱空氣層雷電系統(tǒng)可以看作是包括供給能源的太陽在內(nèi)的一個巨大的靜電發(fā)電機(jī)雷電種類直擊雷帶電積云接近地面至一定程度時，與地面目標(biāo)之間的強(qiáng)烈放電感應(yīng)雷也稱作雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓球雷（球閃）球形閃電，民間稱為滾地雷1、直擊雷直擊雷的每次放電含有先導(dǎo)放電、主放電、余光三個階段直擊雷的形成過程負(fù)電荷聚集，達(dá)到104V/cm，大氣擊穿并游離產(chǎn)生大量離子，形成導(dǎo)電介質(zhì)（流光或流柱）在電場作用下，電子雪崩，碰撞氣體分子，使導(dǎo)電氣體沿著電場作用力方向向下發(fā)展。同時由于慣性和碰撞概率，并不是垂直向下，加之隨機(jī)因素，呈現(xiàn)出彎曲有分叉的折線段折線段光柱逐級向下方推進(jìn)，稱為梯級先導(dǎo)或梯式先導(dǎo)（1.5*105m/s，長度50m左右）。各梯級間平均間歇時間50ms具有負(fù)電荷的梯式先導(dǎo)到達(dá)離地3-5m時，形成強(qiáng)烈的地面大氣電場，會引起地面空氣產(chǎn)生向上的流光，稱為回?fù)簦涣鞴馀c下行的先導(dǎo)接通，形成直通云中負(fù)電荷區(qū)的導(dǎo)電通道，地面感應(yīng)正電荷迅速流入，沖向云中，形成巨大的電流和很亮的光柱，此即為主放電或主閃擊主放電結(jié)束后，繼續(xù)有微弱的余光第一次閃擊后，由于積云中電荷互相被空氣絕緣分隔，其電荷遷移聚積需要時間，因此過幾十毫秒后，重新聚集到負(fù)電荷中心后，會循已有離子的原通道再次放電，出現(xiàn)第二次閃擊。平均每次雷擊有三四個閃擊。第一次閃擊的先導(dǎo)放電是梯級式先導(dǎo)放電，之后的先導(dǎo)放電是循原通道再次放電，不再逐級推進(jìn)，而是順利快捷完成，稱其為箭形先導(dǎo)放電2、感應(yīng)雷靜電感應(yīng)雷、電磁感應(yīng)雷靜電感應(yīng)雷是由于帶電積云在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷，在帶電積云與其他客體放電后，感應(yīng)電荷失去束縛，以大電流、高電壓沖擊波的形式，沿線路導(dǎo)線或?qū)щ娡钩鑫锏膫鞑ダ纂姺N類靜電感應(yīng)雷的產(chǎn)生靜電感應(yīng)雷在長導(dǎo)體上時，一旦電荷可以移動，會以光速向?qū)Ь€兩端傳播，形成感應(yīng)過電壓波（脈沖波）梯級式先導(dǎo)放電時，先導(dǎo)通道里的電荷在架空長導(dǎo)線產(chǎn)生異號電荷，回?fù)舴烹姾?，通道電荷消失，長導(dǎo)線電荷失去束縛，產(chǎn)生感應(yīng)過電壓波沿低壓架空線路侵入高電位造成的事故占雷害事故的70%以上電磁感應(yīng)雷雷電的電磁感應(yīng)效應(yīng)引起的電磁感應(yīng)雷是由于雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場，在鄰近的導(dǎo)體上產(chǎn)生的很高的感應(yīng)電動勢，閉合回路則產(chǎn)生很大的沖擊電流避雷裝置附近，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的迅變脈沖電磁場，形成一種干擾源（雷電電磁脈沖、雷擊電磁脈沖），對電子設(shè)備和系統(tǒng)產(chǎn)生干擾或永久性破壞雷電種類3、球雷（球閃）雷電放電時形成的發(fā)紅光、橙光、白光或其他顏色光的火球。從電學(xué)角度考慮，球雷應(yīng)當(dāng)是一團(tuán)處在特殊狀態(tài)下的帶電氣體出現(xiàn)概率大約為雷電放電次數(shù)的2%球閃壽命1~5s，長的可達(dá)數(shù)分鐘多數(shù)消失時伴有爆炸，并產(chǎn)生硫黃、臭氧或二氧化氮?dú)馕肚蜷W機(jī)理渦旋-孤子理論：有電磁效應(yīng)的球閃是等離子體孤子，孤子是物質(zhì)非線性效應(yīng)的一種特殊產(chǎn)物，孤子具有出奇的穩(wěn)定性，與非線性系統(tǒng)遵守?zé)o窮多個守恒定律有關(guān)化學(xué)反應(yīng)模型：靠內(nèi)部含有的混合氣體的化學(xué)反應(yīng)釋放出的熱量來維持長壽命球閃互預(yù)防預(yù)防球滑閃主要仇方法是哭關(guān)閉門鐮窗，防艦備球形舞閃電飄抖進(jìn)室內(nèi)序；如果織球形閃運(yùn)電意外最飄進(jìn)室看內(nèi)，千濕萬不要符跑動，棗因?yàn)榍蚵伍W電諸一般跟脾隨氣流黑飄動。犁如果在摩野外遇銹到球形潮閃電，恰也不要膀動，可血拾起身繩邊的石遇塊使勁赴向外扔滴去，將看球形閃治電引開宵，以免陳誤傷人焰群。1.2、雷礙電參框數(shù)防雷設(shè)擺計(jì)的重僑要依據(jù)雷暴籮日、泳雷電獨(dú)流幅階值、著雷電射流陡吹度、茂沖擊學(xué)過電雄壓雷電參墾數(shù)1.雷暴日表征務(wù)雷電娃活動駕的頻僅繁程刪度，旅一般久用年雷暴芹日數(shù)來衡侍量，基即一絨年之旬內(nèi)能緒聽到并雷聲殘的天吩數(shù)雷暴覆日數(shù)猶與緯模度有碧關(guān)：鼓赤道川附近棚大，框兩極啄?。豢嵘降睾檀?，滿平原活小（3:1）廣東雷賢州半島率、海南貴一帶，80d旋/a長江盞流域魯以南40-彈80d汗/a長江標(biāo)以北駛大部再分地橡區(qū)20憶-4蠶0d曬/a西北吉地區(qū)20d葛/a以下西藏地挎區(qū)50各-8鏡0d稈/a以下雷暴頌日等做級我國繭雷暴商日等脾級劃叢分：少雷婦區(qū)：眾年平帶均雷志暴日邊不超加過15d滲/a的地獄區(qū)多雷區(qū)僑：超過40d即/a的地耳區(qū)強(qiáng)雷區(qū)擁：超過90d田/a的地區(qū)電子掏信息痰系統(tǒng)壓中，甩雷暴頂日等姿級劃廚分：少雷區(qū)忌：20d恥/a及以寺下多雷低區(qū)：20-滑40d濫/a高雷區(qū)盛：40-蜻60d卵/a強(qiáng)雷區(qū)那：60d鍛/a以上雷電參風(fēng)數(shù)2、雷電商流幅值主放電填時沖擊扭電流的的最大值與氣象車、自然萍條件有遵關(guān)，可垂達(dá)數(shù)十丟至數(shù)百傍千安我國的芳雷電流斧幅值概慌率計(jì)算映公式：P：幅值莊超過I的概能率，%ISM：雷培電流京幅值躁，kA大于20d祥/a的地?fù)韰^(qū)不超魄過20語d/哥a的地區(qū)3、雷應(yīng)電流平陡度雷電流墾隨時間我上升的趁速度，焦受雷電血流幅牲值和秘雷電薦流波憤頭時炕間決定防雷設(shè)糟計(jì)時，地要求將雷易電流夢波形處典型均化等班值，使恐其可僅用公憂式表脫達(dá)，肅便于撕計(jì)算賺，常瞎用斜角濫波和半余駁弦波作為等支值波形斜角屈波：半余哄弦波笨：最大趙陡度脾：4、雷梁擊沖特?fù)暨^童電壓u—直擊雷少沖擊過博電壓，kVi—雷電流信，kARi—防雷接暖地裝置姜的沖擊槽接地電扁阻，Wdi/dt—雷電流舒陡度，kA臉/msL色—雷電流扯通路的約電感，mH1.霜3、雷電藝的危害雷電艇特點(diǎn)曉：電陰流大棵、電顏壓高餅、沖水擊性傾強(qiáng)雷電姿效應(yīng)誼：高累電壓喇、靜婆電感竟應(yīng)效波應(yīng)、察電磁重感應(yīng)仆效應(yīng)惱、熱析效應(yīng)暢、機(jī)早械效層應(yīng)、拖沖擊旅波效亂應(yīng)、睛電動責(zé)力效婚應(yīng)人身劫傷害換、大減規(guī)模憑停電釣、設(shè)竄備設(shè)爸施的祖損壞襲、森扇林大逢火、嚇干擾乳通訊率等雷電的輸破壞作釋用1.電性卷質(zhì)的僻破壞熊作用沖擊程電壓吩破壞亭電力隆系統(tǒng)剖設(shè)備舉絕緣宗，大恥規(guī)模李停電絕緣損刻壞導(dǎo)致壤火災(zāi)、漸爆炸二次放脅電，引贊發(fā)火災(zāi)龍爆炸和棟電擊高壓竄釘入低壓統(tǒng)，大范賣圍觸電電磁效偶應(yīng)使弱燥電系統(tǒng)夜永久破越壞或電正磁干擾墻發(fā)生誤畝