浅谈雷电静电感应现象产生原因及防御方法.pdfVIP

201 1年福建省气象学会学术年会——省科协第十一届学术年会卫星会议 防霄论文集 浅谈雷电静电感应现象产生的原因及防御方法 李衣长1卜银军1吴林锋2 (1．三明市防雷减灾管理局，三明365000；2．将乐县气象局，将乐353300) 雷电静电感应现象，人们对它知之甚少，但它的存在给人类带来的破坏有时却是非常严重的， 本文主要针对雷电静电感应现象产生的原因和防御方法谈一些看法。 1．前言 雷电是一种极为宏伟壮观的自然现象，雷电通常通过：直击雷、侧击雷(实际也是直击雷的一 种)、感应雷、过电压(电流)侵入等雷电现象给人类造成损失的，人们对雷电现象的直观认识就 是有闪电、雷声、产生强大的雷电流和释放巨大的能量等现象，但实际上，一次雷电的发生、发展 过程中还包含有静电感应、电磁感应、冲击波、次声波等许许多多鲜为人知的现象。下面，就雷电 静电感应作用产生的原因及防御方法谈点自己的看法。 2．静电感应现象、雷电静电感应作用 2．1静电、静电感应现象：当两种不同物质互相磨擦或接触时，由于它们对电子的吸引力大小 各不相同，而在两种物质表面发生电子转移，一种物体因表面失去一部分电子而带正电荷，另一物 体则因得到一部分电子而带负电荷，如果磨擦后分离的物体对大地绝缘，则电荷无法泄放，这种停 留在物体内部或表面呈相对静止状态的电荷称为静电。某一物体带上一定单位的静电后，另一不带 电物体与它接近时，不带电物体表面就会感应上与该带电物体等量的异种电荷．我们把这种现象称 为静电感应现象。 2．2静电感应作用产生的翻感应雷”现象：如果上空有带电的雷云，由于雷云的作用使雷云下 的地面、建筑物及相关设施感应带电，这种现象就是雷电的静电感应现象。当某地区有雷云形成(或 是从其它地区移至该地区的雷云)，由于雷雨云在逐渐形成、发展过程中电荷量会不断聚积，雷云 底部会聚积大量的电荷，该地区雷云下的地面、建筑物与相关设施就会感应上与雷雨云底部带电极 性相反的电荷，由于从雷云的形成到发生雷击所需时间，相对于雷击过程要长得多，所以雷云下的 地面、建筑物与相关设施就有足够时间聚积大量的电荷；或由于雷雨云的先导作用，闪电时强大的 脉冲电流使云中电荷与地迅速中和，从而引起静电场的强烈变化，使附近建筑物、有关设施或导体 上感应上与先导通道极性相反的大量电荷，于是就在雷云下的地面、建筑物与相关设施产生了“感 应雷”现象。 3．雷电静电感应作用产生的“感应雷”的危害 3．1雷电静电感应作用产生的“感应雷”现象，会给我们的生产、生活及人类的其它活动带来 什么影响呢?由于静电感廊作用，从雷云的形成到发生雷击过程，雷云下的地面、建筑物与相关设 施带上大堑的电荷，当雷云发生雷击(即雷云主放电过程)后，雷云中所带的电荷会通过闪击与地 面(或其它云块也或是同一云块的不同部位之间)的异种电荷迅速中和，使雷云所带的电荷迅速减 少直至消失．而雷云下的某些无防雷装置(或防雷装置有缺陷)的建筑物与相关设施上感应的人量 f73 2011年福建省气象学会学术年会——省科协第十一届学术年会卫星会议 防雷论文集 电荷，如果这些建筑物及设施与大地间的电阻比较大，而不能在同样短的时间内随即消失，这样就 会在这些建筑物与设施上形成感应高电压。雷电静电感应作用形成的局部地区感应高电压：在高压 电压会对这些建筑物，及其内部的工作人员与电器设备构成严重的安全隐患，这些建筑物内部接地 不良的金属构架、金属设备与金属器件之间很容易发生放电现象，引起火花，这对存放易燃易爆物 品的建筑物，如：汽油、瓦斯、火药库以及有大量可燃性微粒飞扬的场所等有引起爆炸的危险；这 么高的危险电压，还会对接地不良的金属线缆、管道及与线缆、管道相连的各种金属设施、电器设 备造成严重的破坏。 4．防御雷电静电作用产生“感应雷”危害的方法 目前，气象部门防雷减灾机构主要采用屏蔽、等电位联接、浪涌抑制器、接地装置等技术方法 来防御这种“感应雷”带来的危胁。 4．1屏蔽通常是利用建筑物内钢筋混凝土结构内的顶板、圈梁、柱等使它们构成一个六面体 的“法拉弟笼”，使整个建筑物达到屏蔽的效果：同时，将电器设备的室外联接电缆、电源线、电 话线、网络信号线等安装屏蔽金属套管，并将屏蔽套管两端接地。 4．2等电位联接：把从建筑物外引入的所有金属管道、电缆金属屏蔽层、电力系统重复接地、 建筑物防雷