雷電的基本概念
發(fā)布時間:2011/11/1 10:14:08 訪問次數(shù):2399
雷電是大自然中最宏偉和恐怖的氣體放電現(xiàn)象,雷電放電對于現(xiàn)代航空、電力、通信、建筑等領域都有很大的影響。
雷電是由雷云放電引起的,關于雷云的聚集和帶電至今還沒有令人滿意的解釋,目前較普遍的看法是:熱氣流上升時冷凝產(chǎn)生冰晶,氣流中的冰晶碰撞后分裂導致較輕的部分帶負電荷并被風吹走形成大塊的雷云;較重的部分帶正電荷并可能凝聚成水滴下降,或懸浮在空中形成一些局部帶正電的云區(qū)。整塊雷云可以有若干個電荷中心。負電荷中心位于雷云的下部,離地為500~10000m。它在地面上感應出大量的正電荷。
平時常見的雷,大多數(shù)是線狀雷,IMP706EPA其放電痕跡呈線形樹枝狀,有時也會出現(xiàn)帶形雷、鏈形雷和球形雷等。云團與云團之間的放電稱為空中雷,云團與大地之間的放電稱為落地雷。實踐證明,對電氣設備經(jīng)常造成危害的就是落地雷。
1.雷電的特點
(1)雷云中的場強極高。
(2)雷云對地電位極高。
(3)雷電放電的瞬間功率極大。
(4)雷電的能量很小。
(5)雷電的形狀有線狀、片狀、球狀。
2.雷電的危害
雷電的危害主要表現(xiàn)在:雷電的機械效應、熱效應、電磁效應、閃絡放電。
3.雷電參數(shù)
(1)雷電通道波阻抗。主放電時,雷擊閃屯通道是一導體,故可看作和普通導體一樣,對電流波呈現(xiàn)一定的阻抗。沿閃擊通道運動的電壓波幅值Uo與電流波幅值Io間的比值Uo/Io,就稱為雷電通道波阻抗(Zo),在進行防雷計算時,可近似選取300Ω。
(2)雷電流波形。主放電時的電流波形如圖7-1所示,這種波形的電流(或電壓)的表示方法是,繪出電流(或電壓)的最大值,并以類似分數(shù)的形式,寫出其波前、波長的數(shù)值等。根據(jù)實測,雷電流的波長約有半數(shù)為40~50μs;波前長度大多數(shù)為1~4μS。
(3)雷電流的幅值(I)雷電流一般是指雷擊點接地電阻為零時通過被擊點的電流,其幅值(kA)為
I=2Uo/Zo (7-1)
式中:Uo為雷電壓幅值(kV);Zo為雷電通道波阻抗(Ω)。
當雷直接擊中地面時,被擊點的電阻很高(約可達lOOΩ)。此時的雷電流只有R=O時的50%~70%。由于R=O時的雷電流最大值一般不超過200kA,當雷擊地面時的Io一般不超過100~150A。
(4)雷電流的極性。當雷云電荷為正時,所發(fā)生的雷云放電為正極性;反之電流極性為負。根據(jù)觀察結果,75%~90%的雷電流是負極性的,其余為正極性,個別的雷電流還是振蕩的。雷電流的極性可用磁鋼棒測定。
4.耐雷水平
雷擊線路時,線路絕緣不發(fā)生閃絡的最大雷電流幅值稱為耐雷水平。
5.雷擊跳閘率
每百公里線路每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)稱為線路的雷擊跳閘率。
6.雷電日和雷電小時
一日內(nèi)可聽到雷聲,不論幾次,都統(tǒng)計為一個雷電日。同樣,一個小時內(nèi)聽到雷聲兢為一個雷電小時。用雷電小時衡量雷電活動情況更科學些。
一般40個雷電日以上的地區(qū)稱為多雷區(qū),少于15個雷電小時的地區(qū),稱為少雷區(qū)。
7.我國雷電活動的規(guī)律
(1)南方多于北方。也就是說越靠近赤道和熱帶地區(qū),雷電活動越強;越往北,也就是氣溫較冷、雨量較少的地區(qū),雷電活動就較弱。
(2)山地多于平原。例如云貴高原、康藏高原等地區(qū)的雷電活動就比同緯度的其他地區(qū)強。此外,我國山地的雨量一般比平原多。
(3)在其他條件相同時,土壤電阻率較高的地區(qū),雷電活動也較弱。例如,西北和內(nèi)蒙古等沙漠地區(qū),雷電活動就比同緯度的其他地區(qū)若華北、東北等地少很多。
(4)我國雷電活動移動的方向,在華北多自西北向東南;華中和西南是由東向西,夏季有從東方來者,華南方向比較不確定。
雷電是大自然中最宏偉和恐怖的氣體放電現(xiàn)象,雷電放電對于現(xiàn)代航空、電力、通信、建筑等領域都有很大的影響。
雷電是由雷云放電引起的,關于雷云的聚集和帶電至今還沒有令人滿意的解釋,目前較普遍的看法是:熱氣流上升時冷凝產(chǎn)生冰晶,氣流中的冰晶碰撞后分裂導致較輕的部分帶負電荷并被風吹走形成大塊的雷云;較重的部分帶正電荷并可能凝聚成水滴下降,或懸浮在空中形成一些局部帶正電的云區(qū)。整塊雷云可以有若干個電荷中心。負電荷中心位于雷云的下部,離地為500~10000m。它在地面上感應出大量的正電荷。
平時常見的雷,大多數(shù)是線狀雷,IMP706EPA其放電痕跡呈線形樹枝狀,有時也會出現(xiàn)帶形雷、鏈形雷和球形雷等。云團與云團之間的放電稱為空中雷,云團與大地之間的放電稱為落地雷。實踐證明,對電氣設備經(jīng)常造成危害的就是落地雷。
1.雷電的特點
(1)雷云中的場強極高。
(2)雷云對地電位極高。
(3)雷電放電的瞬間功率極大。
(4)雷電的能量很小。
(5)雷電的形狀有線狀、片狀、球狀。
2.雷電的危害
雷電的危害主要表現(xiàn)在:雷電的機械效應、熱效應、電磁效應、閃絡放電。
3.雷電參數(shù)
(1)雷電通道波阻抗。主放電時,雷擊閃屯通道是一導體,故可看作和普通導體一樣,對電流波呈現(xiàn)一定的阻抗。沿閃擊通道運動的電壓波幅值Uo與電流波幅值Io間的比值Uo/Io,就稱為雷電通道波阻抗(Zo),在進行防雷計算時,可近似選取300Ω。
(2)雷電流波形。主放電時的電流波形如圖7-1所示,這種波形的電流(或電壓)的表示方法是,繪出電流(或電壓)的最大值,并以類似分數(shù)的形式,寫出其波前、波長的數(shù)值等。根據(jù)實測,雷電流的波長約有半數(shù)為40~50μs;波前長度大多數(shù)為1~4μS。
(3)雷電流的幅值(I)雷電流一般是指雷擊點接地電阻為零時通過被擊點的電流,其幅值(kA)為
I=2Uo/Zo (7-1)
式中:Uo為雷電壓幅值(kV);Zo為雷電通道波阻抗(Ω)。
當雷直接擊中地面時,被擊點的電阻很高(約可達lOOΩ)。此時的雷電流只有R=O時的50%~70%。由于R=O時的雷電流最大值一般不超過200kA,當雷擊地面時的Io一般不超過100~150A。
(4)雷電流的極性。當雷云電荷為正時,所發(fā)生的雷云放電為正極性;反之電流極性為負。根據(jù)觀察結果,75%~90%的雷電流是負極性的,其余為正極性,個別的雷電流還是振蕩的。雷電流的極性可用磁鋼棒測定。
4.耐雷水平
雷擊線路時,線路絕緣不發(fā)生閃絡的最大雷電流幅值稱為耐雷水平。
5.雷擊跳閘率
每百公里線路每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)稱為線路的雷擊跳閘率。
6.雷電日和雷電小時
一日內(nèi)可聽到雷聲,不論幾次,都統(tǒng)計為一個雷電日。同樣,一個小時內(nèi)聽到雷聲兢為一個雷電小時。用雷電小時衡量雷電活動情況更科學些。
一般40個雷電日以上的地區(qū)稱為多雷區(qū),少于15個雷電小時的地區(qū),稱為少雷區(qū)。
7.我國雷電活動的規(guī)律
(1)南方多于北方。也就是說越靠近赤道和熱帶地區(qū),雷電活動越強;越往北,也就是氣溫較冷、雨量較少的地區(qū),雷電活動就較弱。
(2)山地多于平原。例如云貴高原、康藏高原等地區(qū)的雷電活動就比同緯度的其他地區(qū)強。此外,我國山地的雨量一般比平原多。
(3)在其他條件相同時,土壤電阻率較高的地區(qū),雷電活動也較弱。例如,西北和內(nèi)蒙古等沙漠地區(qū),雷電活動就比同緯度的其他地區(qū)若華北、東北等地少很多。
(4)我國雷電活動移動的方向,在華北多自西北向東南;華中和西南是由東向西,夏季有從東方來者,華南方向比較不確定。
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