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(gè)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(shí)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(shí)，或帶不同電荷的積云互相接近到一定程度時(shí)，以及帶電積云與大地凸出物接近到一定程度時(shí)，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(gè)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(shí)，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(gè)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(shí)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(shí)間50ms具有負(fù)電荷的梯式先導(dǎo)到達(dá)離地3-5m時(shí)，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(shí)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(gè)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)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(shí)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(gè)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拌預(yù)防預(yù)防球墓閃主要囑方法是園關(guān)閉門旗窗，防錦備球形孕閃電飄磁進(jìn)室內(nèi)光；如果庸球形閃懼電意外蛙飄進(jìn)室鴉內(nèi)，千紅萬不要隊(duì)跑動，享因?yàn)榍螂p形閃電活一般跟昨隨氣流枝飄動。劈燕如果在非野外遇冒到球形昂閃電，畏也不要獸動，可狐拾起身涌邊的石另塊使勁艙向外扔秒去，將夢球形閃捧電引開膀，以免撕誤傷人山群。1.2、雷電礙參數(shù)防雷設(shè)斗計(jì)的重起要依據(jù)雷暴砌日、酬雷電關(guān)流幅逼值、牌雷電組流陡牲度、煎沖擊旗過電讀壓雷電參潮數(shù)1.雷暴日表征紅雷電珍活動色的頻乞繁程威度，龜一般民用年雷暴喚日數(shù)來衡量估，即一廳年之內(nèi)產(chǎn)能聽到數(shù)雷聲的屠天數(shù)雷暴而日數(shù)近與緯完度有節(jié)關(guān)：馳赤道射附近里大，灣兩極勉小；箱山地嶄大，前平原昏?。?:球1）廣東雷撒州半島躬、海南菜一帶，80d直/a長江灰流域今以南40-舅80d斯/a長江斑以北艙大部思分地赤區(qū)20-粉40d潮/a西北貴地區(qū)20私d/辛a以下西藏捉地區(qū)50擱-8擠0d躲/a以下雷暴日堡等級我國雷羨暴日等經(jīng)級劃分捷：少雷惱區(qū)：權(quán)年平左均雷勿暴日謊不超蘆過15d鮮/a的地區(qū)多雷區(qū)亮：超過40鏡d/喪a的地區(qū)強(qiáng)雷佳區(qū)：妖超過90d耍/a的地區(qū)電子華信息誤系統(tǒng)劇中，乳雷暴理日等寬級劃乒分：少雷區(qū)扯：20杏d/碗a及以下多雷贏區(qū)：20困-4川0d樹/a高雷區(qū)貝：40-儲60d宅/a強(qiáng)雷區(qū)蛇：60畢d/活a以上雷電網(wǎng)參數(shù)2、雷電海流幅值主放電她時(shí)沖擊待電流的緊最大值與氣崖象、肝自然收條件撞有關(guān)痛，可眼達(dá)數(shù)膊十至稈數(shù)百遺千安我國睜的雷萍電流哲幅值旗概率踢計(jì)算磁公式可：P：幅植值超灶過I的概率播，%ISM：雷介電流樹幅值捉，kA大于20汽d/南a的地獸區(qū)不超毫過20饑d/綠a的地莖區(qū)3、雷電嗓流陡度雷電篩流隨賠時(shí)間沿上升享的速凝度，饑受雷電流示幅值和種雷電流垂波頭時(shí)也間決定防雷設(shè)數(shù)計(jì)時(shí)，煌要求將雷電胳流波形垂典型化巡壽等值，使限其可迅用公蒸式表今達(dá)，縫便于時(shí)計(jì)算話，常精用斜角六波和半余弦海波作為洞等值攻波形斜角喇波：半余議弦波狀：最大陡鬼度：4、雷擊秧沖擊過歪電壓u—直擊雷古沖擊過饅電壓，kVi—雷電愿流，kARi—防雷接火地裝置買的沖擊圣接地電群阻，Wdi/dt—雷電流燙陡度，kA/msL疼—雷電禽流通悲路的揚(yáng)電感形，mH1.3、雷電絮的危害雷電亞特點(diǎn)腫：電括流大端、電婚壓高素、沖洞擊性稅強(qiáng)雷電效暢應(yīng)：高辜電壓、徐靜電感俗應(yīng)效應(yīng)仔、電磁及感應(yīng)效等應(yīng)、熱工效應(yīng)、昨機(jī)械效煮應(yīng)、沖拉擊波效芝應(yīng)、電頌動力效植應(yīng)人身傷武害、大灑規(guī)模停抖電、設(shè)坊備設(shè)施彈的損壞券、森林老大火、們干擾通狡訊等雷電梨的破尿壞作店用1.電性質(zhì)苗的破壞膜作用沖擊械電壓淚破壞裂電力糾系統(tǒng)貝設(shè)備找絕緣壯，大劍規(guī)?？韧ｋ娊^緣夜損壞芝導(dǎo)致泡火災(zāi)縱、爆崇炸二次均放電污，引啟發(fā)火顆災(zāi)爆魔炸和啊電擊高壓把竄入踏低壓還，大時(shí)范圍拾觸電電磁姥效應(yīng)鏟使弱循電系眉統(tǒng)永困久破們壞或