雷电防治技术.pptVIP

电气安全（Electric Safety） 东北大学火灾＆爆炸防治实验室 Fire Explosion Protection Laboratory (FEPL) 李　刚 第6章　雷电防治技术 雷电现象 雷电的形成 雷云的放电过程称为雷电现象 雷云形成理论 雨滴分裂作用（分裂时产生电荷，小水滴带负电，大水滴带正电） 摩擦荷电 雷云的形成必须具备以下三个条件 空气中有足够的水蒸气 有使潮湿的空气上升并凝结为水珠的气象和地形条件 使气流能强烈持久的上升 雷云放电 带负电的小微粒向上形成带负电的云层，大颗粒在下部带正电荷的雷云 当雷云电势增高，使附近的场强大到破坏附近空气绝缘强度（25~30kV/cm）时，就开始放电 雷云与大地之间和云层之间均会放电 雷云和大地之间的放电过程 从雷云开始向地面发展 形成导电通道，称为雷电先导（先驱） 雷电先导以阶梯形式（跳跃式）向地面发展 距离地面100~300m时，地面感应电荷集中开始由地面向空中发展，形成迎雷先导（流光） 雷电先导和迎雷先导接触时主放电开始，几个微秒内完成 余辉阶段 剩余电荷继续流向大地 雷电的基本形式 直击雷 雷云较低，周围无异性电荷云层，较高物体上感应出异性电荷，雷云通过这些物体直接放电，雷电流可达几十甚至几百千安；当雷击于对地绝缘的架空线路上可产生几千千伏高压 感应雷 雷电放电时数万安的电流和数百万伏的高电压，由于静电感应和电磁感应作用，会使周围物体产生过电压 雷电波侵入 输电线路上遭直击雷或感应雷，雷电波会沿着输电线路侵入变电所或用户 球雷 即球状雷，直径约10~20cm，温度5000°c以上，等离子体（离子化气体状态物质） 随气流滚动或漂行，v为2m/s，遇到障碍物会爆炸，也可能从烟囱、门窗进入 雷击的危害 雷电的危害 热效应 放电通道温度高达6000～20000° 机械效应 物体受热气化或分解出气体膨胀产生强大的机械力；通过电气设备时产生强大的电动力 雷电反击 防雷装置遭受雷击时产生高电位，当和建筑物内电气设备绝缘距离太小时会发生放电现象 雷电流的电磁感应 由于雷电流变化迅速会在周围感应出强大而变化的磁场，使得场内的导体感应出很高的电动势，对于闭合的导体就会产生巨大的感应电流 雷电流引起跨步电压 雷电参数（续） 雷暴日 表示雷电活动的频繁程度，年平均雷暴日 少雷区 年平均雷暴日少于15日 多雷区 年平均雷暴日多于15日 雷电流幅值 雷电冲击电流的最大值 雷电参数(续) 雷电流陡度 雷电流I随时间t上升的速度 斜角波 半余弦波 可以证明半余弦波波头最大陡度是斜角波的 /2倍 雷电参数(续) 冲击接地电阻Rch 表示防雷装置的泄流效果 接地装置上引出雷电流处的最大电压与流经该地的最大电流之比 Rch＝αRg α≦1，所以冲击接地电阻一般小于工频接地电阻 雷电参数(续) 直击雷冲击过电压 感应雷感应过电压 雷电活动规律 雷电活动总的规律 雷暴日数与纬度有关，赤道附近雷暴日多，两极最少 热而潮湿的地区比冷而干燥的地区雷暴日多 雷暴频数是山区大于平原，平原大于沙漠，陆地大于海洋 雷暴高峰都在雨季，我国在7~8月份，活动时间大约在14~22时 雷电活动规律（续） 同一地区雷电活动规律 从地质上看，土壤电阻率小的地区易遭雷击 易于雷云形成和相遇的地区，如山的南坡和东坡比北坡和西坡易遭雷击 工业装置遭雷击的频度随高度和面积的增加而增大 企业易遭雷击的建筑物 高建筑物，如烟囱，高炉，水塔等 屋顶为金属结构且地下埋有大量金属管道 排出导电粉尘的厂房（选矿厂，烧结厂） 悬挂有带电导体的构筑物（变电所） 建筑物雷击部位 屋角与屋檐的雷击率最高 随房顶坡度的增大（30°），屋脊的雷击率增大而屋檐的雷击率降低 当房顶坡度27°，长度30m时，雷击点多发生在山墙 防直击雷设备 接闪器： 用以接受雷云放电的金属导体叫接闪器 接闪器的类型： 避雷针，避雷线，避雷带，避雷网 联接要求： 所有接闪器都必须经过接地引下线与接地体相联。工频接地电阻≦10欧姆 避 雷 针 避雷原理 避雷针对雷云产生附加电场，使雷电场发生畸变，将雷云的放电通路有原来可能从被保护物通过的方向吸引到避雷针本身，经引下线和接地体把雷电流泄放到大地，故又称引雷针。 制作 一般由镀锌圆钢或镀锌钢管制成 安装 一般安装在支柱上或其他建筑物上。 避雷针的保护范围 避雷针的保护范围（续） 不同保护高度hx水平面上的保护半径rx 当hx≥h/2时， 当hxh/2时， 避 雷 线 避雷线一般用不小于35mm2的镀锌钢绞线架设在架空线路上方，以保护架空电力线路免受直击雷击，避雷线架空且接地，又称架空地