雷电的危害与防范.pdfVIP

雷电的危害与防范 概述 现代化的城市一座座高楼如雨后春笋般拔地而起 造成雷电击穿空气的距离缩短 因为雷击 的概率与建筑的高度成正比 所以 击概率加大 同时 由于全球气候变暖 城市热岛现象 增多 使城市的大气环流形势出现了新特点 夏季 暴期延长 而更重要的是 随着科技的 进步 微电设备被广泛应用 城市通信电源大幅增多 城市电磁场发生变化 特别是微电子 产品普遍绝缘强度低 过电压耐受力差 容易遭受雷电侵袭 其中电脑网络 通讯指挥系统 和公用天线都是重灾区 从某种意义上说 科技越发达 雷击对人们的威胁就越大 虽然在 绝大多数情况下 电子设备使用者在硬件方面的损失 可以从其保险公司得到补偿 然而软 件方面的损失 以及设备停机所造成的巨大财政负担都常常没有任何保障 特别是电子信息技术设备的普及和应用 其中借助计算机系统进行信息处理 数据处理 自 动化控制 网络通讯等 随着技术的进步这类电子产品中是采用大 规模及超大规模的电子集成电路技术 电路 集成越高 内部的线间距离就越小 则元器 件的耐压程度也就越低 受到过电压冲击后 即损坏 更经不起 电的强烈冲击 同时电 气系统的开关操作和静电放电所产生的瞬 态浪涌也对电子设备造成了极大的危害 另 一方面 各系统的网络化程度越来越高 如通讯系统 视频监控系统 工业自动化控 制系统 计算机网络系统等 它们的传输线 路 特别是在室外的长距离传输线以及电力 电源的输送线路等,在遭受雷击产生过电压时 将经过这些传输线路进入设备并将其击毁(图 一) 二 雷电和电涌危害 直接对设备和人身安全构成危害的雷电基本可分成直击 感 和电压浪涌三种. 1 直击 在雷暴活动区域内 云直接通过人体 建筑物或设备等对地放电所产生的电击现象称之为 直接雷击 此时雷电的 要破坏力在于电流特性而不在于放电产生的高电位 雷电击中人体 建筑物或设备时 强大的 电流转变成热能 雷击放电的电量大约为25- 100C 据此估算 雷击点的发热量大约500-2000J 该能量可以熔化50-200mm 的钢材 因此 电流的高温热 效 将灼伤人体, 引起建筑物燃烧,使设备部件熔化 在雷电流流过的通道上 物体水分受热 汽化而剧烈膨胀 产生强大的冲击性机械力.该机械力可以达到5000-6000N 因而可使人体 组织 建筑物结构 设备部件等断裂破坏, 从而导致人员伤亡 建筑物破坏以及设备毁坏 等 电流在闪击中直接进入金属管道或导线 时 它们沿着金属管道或导线传送到很远的 地方,除了沿管道或导线产生电或热效 破 坏其机械和电气连接之外 当它侵入与此相连 的金属设施或用电设备时 还会对金属设备或 用电设备的机械结构和电气结构产生破坏作 用 并危及有关操作和使用人员的安全 雷电 流从导线传送到用电设备 如电气或电子设备 时 将出现一个强大的雷电冲击波及反射分量 反射分量的幅值尽管没有冲击波大 但其破 坏力也大大超过半导体或集成电路等微电子器件的负荷能力 尤其是它与冲击波叠加 形成 驻波的情况下 便形成一种强大的破坏力 2 感 感 雷的破坏也称为二次破坏 雷电流变 化梯度很大 会产生强大的交变磁场 使 得周围金属构件产生感 电流 这种电流 可能向周围物体放电 如附近 可燃物就 会引发火灾和爆炸 而感应到正在联机 的导线上就会对设备产生强烈的破坏性 1 静电感 带 大量负电荷的 云所产生的电场E 将会在架空零 线上感生出被电场束缚的正电荷 当 云对地放电或对云间的放电时 云层中的负电荷在一 瞬间消失了 严格说是大大减弱 那么在线路上感 出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬 间失去了束缚 在电势能的作用下 这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击 从而对电器设 备产生不同程度的影响 2 电磁感 雷击发生的供电线路附近或击在避 针上会产生强大的交变电磁场 此交变电磁场的能量将 感 于线路并最 作用到设备上 对用电设备造成极大危害.