雷电的形成及其危害毕业论文

《雷电的形成及其危害毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业论文（设计）雷电的形成及其危害姓名：xxx学号：1111111系别：建筑专业：年级：指导教师：122015年07月28日雷云结构雷电是自然界中雷云之间或是雷云与大地之间的一种放电现象。其特点是电压很高、电流很大、能量释放时间短，具有很大的危害性。雷电会造成电力系统大面积停电、森林大面积烧毁、建筑物毁坏、油库爆炸起火、通讯系统瘫痪以及家电设备损坏等等。一、　雷电理论1.　雷云结构和雷电的放电机理。雷云的典型结构是中部有强烈的上升气流，在这种气流的作用下，带正电的冰晶与带负电的水滴开始分离，形成一部分带正电荷，一部分带负电荷的雷

2、云。由于异性电荷的不断积累，不同极性的云块之间电场强度不断增大，当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时，就形成了云间放电。不同极性的电荷通过一定的电离通道互相中和，产生强烈的光和热，所发出的强光，称之为"闪"，所发出的热，使附近的空气突然膨胀，发出霹雳的轰鸣，称之为"雷"。12由于雷云负电荷的感应，使附近地面积聚正电荷，从而使地面与雷云之间形成强大的电场。当某处积聚的电荷密度很大，造成电场强度达到雷云与地面之间空气游离的临界值时，就为雷云对地放电的发展创造了条件。雷云对地放电打到地面上的闪电即为"落雷"。如果落雷击中人员、

3、建筑物、机电设备和森林树木而造成的危害，这种现象称为"雷击事故"。2.　雷电的放电特性。雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。用快速电子示波器测得的雷电流示波图，如图1所示。图1　雷电流示波图图1中雷电流由零增长到最大幅值这一部分称为"波头"，所需时间通常只有几微秒；电流下降的那部分称?quot;波尾"，时间长约数十微秒。可见雷电流是一种幅值极大，作用时间极短的瞬变过程。防雷设施的耐雷水平是按雷电流的大小确定的，因此，大致掌握雷电流的大小是十分必要的。雷电流幅值大小的变化范围很大，根据我国各地测得的统计数据，绘制出的雷电流幅值曲线，

4、如图2所示。12图2　雷电流幅值概率曲线图中纵座标I是雷电流幅值的大小(kA)，横座标是超过纵座标所示幅值的雷电流出现的概率(以百分数表示)，雷电流幅值超过I的概率，可按下式求得：IP=-I/108式中　P--雷电流幅值概率，%　　　I--雷电流幅值，kA另一重要参数是雷电流的上升速度，通常称为"雷电流陡度"，它与雷电感应的变化有着直接的关系，按每微秒千安计算。雷电流陡度与雷电流的关系如图3所示。它的数值是由雷电流i对时间t的微分求得：雷电流陡度a＝di/dt。图3　雷电流与雷电流陡度的关系12开始雷电流陡度的数值很快地增加，以

5、后逐渐变小，当雷电流达到最大幅值时，雷电流陡度变为零。3.　雷电活动强度。雷电活动的强度是因地区而异的，有的地区强，有的地区弱，某一地区的雷电活动强度通常用"年平均雷电日"这一数字表示。我国年平均雷电日分布大致可划分4个区域。年平均雷电日这一数字只能给人们提供某一地区雷电活动的大概情况，雷电活动的强弱程度与落雷概率是两个不同的概念。事实上，即使是在同一地区，雷电活动也是有所不同的，有些地方受局部气象条件的影响，雷电活动可能比邻近地区强得多。4.　雷击的选择性。雷害事故的统计资料说明，雷击的地点和建筑物遭受雷击的部位是有一定规律的

6、，这个规律称为"雷击的选择性"。地面上建筑物的性质和形状对雷电的发展是有影响的，当地面上电场不断增强时，在高大建筑物的尖顶和边缘上电场强度最大，构成雷电发展的良好条件。在旷野中，即使建筑物并不很高，但是由于它比较孤立、突出，因而较容易遭受雷击。金属结构的建筑物或内部有大型或大量金属物体的厂房，由于具有良好的导电性能，也较易遭受雷击。二、　雷电的危害性12根据雷电的产生和造成危害的不同特点，一般将雷电分为直击雷、感应雷、球形雷和雷电侵入波等几种。其中雷电感应和雷电侵入波是造成雷电危害的主要原因。一般人们对部分设施直击的防范针对性较

7、强，而对感应雷和雷电侵入波的防范却考虑得不够全面，措施上不尽完善，特别是目前大量的通讯系统、家用电器、电脑网络和其它控制设备等采用集成电路和高灵敏度的电子元器件，难以承受雷电造成突发的强磁场或雷电波的侵害，致使遭受雷击危害较为普遍。这里就以雷电感应和雷电侵入波为例，分析其危害原理。1.　雷电感应。雷电感应是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应造成的。（1）静电感应。当建筑物顶部或其他导体处于雷云与大地间所形成的电场中，建筑物顶部或导体上就会积聚与雷云下部电荷极性相反的大量电荷。雷云放电后，云与大地间的电场突然消

8、失，建筑物顶部或导体上的电荷来不及立即流散，因而产生很高的对地电位，这个对地电位差称为"静电感应电压"。当雷云与放电体间的电场强度超过两者之间空气的击穿强度时，雷云对放电体产生放电，正负电荷在电路中猛烈地中和，而楼顶的感应电荷却不能以相应的速度流散，于是将会产生