浅谈雷电产生与防护连载五

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1、应用架桥芯片连通制造次；※高度为84米的美肯尼迪航天中心脐带塔：平均每年遭雷击2.1次。由此可见，离地面越高的物体被雷击的概率也越大。为了保护一些建筑物免遭雷击，一般都在这些建筑物的顶端安装避雷针。避雷针就是一根高度比建筑物高，且接地良好的金属导线。由于避雷针的高度比要保护的建筑物高，当雷云靠近建筑物附近时，避雷针附近的气体首先被电离击穿放电，强大的电流将通过避雷针流入大地，从而避免建筑物（或其它设备）遭受雷击。根据统计数据分析，雷云电容的容量大约在10～18微法之间，当雷云向地球放电时，相当于一个两端电压为数十亿伏的电容，通过电离气体对另一个大电容（地球）进行放电，雷云对地球放电的

2、最大电流大约为50～300kA。图7为我国雷电电流幅值的概率分布曲线图。I300280I260200240220雷电150200流P1800.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0幅100值中国雷电流幅值的概率曲线kA50P0102030405060708090100图7在避雷针遭受雷击之前，避雷针与雷云之间的气体首先要产生电离，在很强的电场强度之下，气体会极化带电，而后被分离带电变成电离子，电离子沿着电13应用架桥芯片连通制造力线的方向移动就产生位移电流，位移电流的大小与电场强度有关，还与电离子的迁移率有关。雷电的产生过程实际上就是位移电流的产生过程，根据避雷针周

3、边的电场分布或电离子分布就可以知道避雷针的防雷击的保护范围。图8是避雷针的防雷击的保护范围。避雷针的保护范围是指，通过避雷针的引雷作用，使避雷针周围低于避雷针的建筑物，免受或降低直接雷击的概率，这个免受雷击的概率也可称为绕击率。1%不同绕击率下的曲线0.1%避雷针的保护范围图8安装避雷针虽然可以保护建筑物（或其它设备）免遭直接雷击，但当避雷针直接遭受雷击时，几百千安培的入地电流脉冲将会在避雷针附近的地面产生很高的跨步电压。假设入地电流脉冲为200KA/50uS，入地电阻为4欧姆，则在避雷针附近的地面会产生80万伏的反击电压脉冲，在以避雷针为中心的30米内，平均跨步电压可达3万伏/米。

4、14应用架桥芯片连通制造c反击电压脉冲将按行波的方式沿着地表面传播，其传播速度v，其中，c为光速，和分别为地表面的电容系数与导磁率，显然反击电压脉冲波的传播速度与地表面的物质结构有关。一般地球表面的电容系数与导磁率均远远大于真空中的电容系数与导磁率，因此，反击电压脉冲波在地表面传播的00速度一般只有光速的几十分之一到几百分之一。由于反击电压脉冲的宽度一般都很窄，大多数只有几十微秒，因此，反击电压脉冲的传播的有效距离一般都很短，大约只有300~500米。图9是雷击避雷针时，反击脉冲电压在地面的分布曲线。u地面电位分布曲线P为扇型系数X＜Xd，P>1xX=Xd，P=1

5、1.43PxduUmeX>Xd,P＜1m0.5UXd为避雷针到最高雷电电压下降到一半处的距离OXdX雷电通过避雷针落地时地面的电位分布图9顺便指出，反击脉冲电压在地面传播时，其幅度随时间衰减的过程也是按指数规律分布，即图9曲线与反击脉冲电压幅度随时间衰减曲线基本相同。由此可知，当反击脉冲电压在地面传播的时间达到2.3倍雷电脉冲宽度时，其幅度衰15