《雷电过电压》ppt课件

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1、第2章雷电及其防护装置概述雷电是大气中集声、光、电、热极为壮观的自然现象。它对人类的生活、生产都有着重大影响。雷闪放电促使无机物合成为氨基酸等有机物质导致孕育地球生命，在生命起源占有相当的地位；大气层中的电离层也起着防止太阳和宇宙各种射线进入地面，保护地球上的生命，而雷电就起着补充电离层电荷，平衡电荷总量的作用；也正是雷电放电引起森林大火可能启发了远古人类对火的发现和利用，从而结束了茹毛饮血的生活，加快了人类的进化。但是现代生活中，雷电也给人类各行各业带来了巨大的灾害。据统计，现今全球平均每年因雷电灾害造成的直接经济损失就超过10亿美元，死亡

2、人数在三千人以上，这个统计没有包括中国。我国根据气象部门和劳动部门的估算，每年雷击伤亡人数均超过1万，其中死亡3000多人。雷电灾害被国际电工委员会（IEC）称为“电子化时代的一大公害”。据美国的保守估计，主要由于雷电冲击导致计算机网络系统失效或损坏，平均每年约占全部故障的70％。据我国一些省市统计，因雷害作用，电子设备的直接损失约占雷电灾害总损失的80％，造成了巨大的直接经济损失和无法估量的间接经济损失与社会影响。北京地区1980-1996年造成经济损失上亿元的数百起事故中，微电子占54.8％。广东地区1997年雷害事故共计1465起，其中

3、电子电器设备雷害事故705起，共计直接经济损失1亿6770万元，间接经济损失5亿1730万元。1989年８月1２日，我国青岛市黄岛油库遭雷击失火，燃烧104小时才勉强扑灭。伤亡人员近百名，烧毁原油3.6万吨，整个油库变成一片废墟。电力系统的发电厂、变电站，特别是高压输电线路纵横交错地分布在旷野上，极易遭受雷击，引起停电事故。雷击引起线路跳闸一直是供电部门十分头疼的事情。有些供电局雷雨季节有时每天因雷击跳十几条线路，严重时不得不停电避雷，损失巨大。93年4月杨家坪双山变电站就因雷击造成停电十几天，直接经济损失250万元，间接损失无法估计。可见雷

4、害事故涉及邮电通信、广播通讯、计算机行业、电子工业、石油化工、航天航空、建筑、包括电力工业几乎的所有行业。由于雷电破坏性极大，所以必须研究雷闪放电的机理、发展过程、放电特点及参数。目前雷闪放电还不能控制，只能进行防护，采取一些防雷措施和装置，以确保电力系统安全可靠经济地运行。雷电现象从古代以来就为人们关注。我们知道两百多年前美国著名科学家富兰克林的风筝试验。实际我国对雷电现象观察与研究已很久了。三千五百年前的殷商甲骨文已有“雷”字，周朝青铜器上已有“电”；东周时《庄子》上就有“阴阳分争故为电，阴阳交争故为雷”；宋代沈括“梦溪笔谈”从实践经验中

5、总结对雷电的三个重要性质①雷电沿金属通过并熔化金属而周围的一般物体没有损坏②雷对建筑物的易击点是建筑物突出部分－鸱③大地参与雷电活动（下安于地）我国劳动人民总结出大量与雷电活动有关的谚语“立春一声雷，一月不见天”“雷打秋，一半收”“立夏无雷声，粮食少几升”“立夏无雷动，谷米皆成空”“雷鸣惊蛰后，一镰割不透”“惊蛰闻雷米如泥”“先打雷不下，后打雷不晴”“电先行，后跟雷，大风大雨即将临”“冬暖春雷多”“梅里有雷主大水”“雷打清明后，平地种成豆”“先雷不下，有雨不大”随着科技的进步，上世纪以来对雷电的认识有了很大进展，全球许多地方都建立了雷电观测站

6、，采用了高速摄像、雷达、卫星、雷电定向定位仪等许多先进的设备，获得了大量雷电参数，同时在实验室进行了大量的人工雷闪放电（长间隙放电）研究。对雷闪放电的发展过程有了很多认识，基本弄清了雷电作用于电气设备时产生过电压的机理、幅值、波形，同时也找到了与雷害作斗争的防雷措施和防雷装置（避雷针、避雷线、避雷器、接地装置等）雷电具有几至几百kA的冲击电流，通过被击电气设备时由于电磁效应，形成幅值很高的冲击电压波，使电气设备绝缘破坏，电动力的机械效应使物体炸裂，冲击电流的热效应使金属熔化。2.1雷电放电过程一、雷云的形成雷闪放电←带电荷的雷云云局部地形雷云

7、锋面雷云范围小，危害小范围广，危害大地面水蒸气上升凝结成小水滴季风（冷气团、暖气团）云带电（综合过程）瀑布起电（水滴破裂效应）空气中被强烈的气流吹裂的水滴较大残滴带正电，细微的水沫带负电，水沫被气流带走，于是云中各部带有不同的电荷冰雹效应（水滴冻冰效应）水结冰时，冰粒上带有正电，被风吹走残余的水带负电实测表明：5－10km高度主要是正电荷的云层，1－5km高度主要是负电荷云层，云底部往往有一块区域不大的正电荷聚集区。云中的电荷分布不均匀，形成几个0.1－1库仑的电荷密集中心，雷云对地电位可高达几万千伏－亿伏。当云中电荷密集区电场强度达到（25

8、－30）kV/m时，就会放电，大部分放电是在云间或云中进行的，只有小部分对地放电。二、放电过程据测：对地放电的雷云绝大多数（75－90）％是带负电荷，雷电流为负极性