雷电的危害ppt课件.ppt

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1、Chapter3.0雷电的危害雷击的破坏作用雷击的危害雷电灾害，也是目前中国十大自然灾害之一。据统计，我国有21个省、区、市雷暴日在50天以上，最多的可达134天。仅1998年和1999年两年，中国因雷击造成的直接经济损失达百万元以上的有38起。每年因雷电灾害伤亡的人员约为3000-5000人，造成的财产损失在70—100亿元左右。我国的雷电灾害损失80%以上涉及电子、通讯和配电系统。如，证卷交易所、卫星地面站机房、通信机站遭雷击，不仅会造成巨大的经济损失，也给社会带来难以估量的间接损失，对社会影响很大。Chapter3.1雷电的破坏作用雷电的破坏作用主要表现为：一、雷电流热效应的

2、破坏作用二、雷电流冲击波的破坏作用三、雷电流机械效应的破坏作用四、雷电的静电感应和电磁感应的破坏作用五、雷电反击和引入高电位Chapter3.1.1雷电流热效应的破坏作用1、雷电流热效应的危害在雷云对地放电时，强大的雷电流从雷击点注入被击物体，由于雷电流幅值高达数十至数百千安，其热效应可以在雷击点局部范围内产生高达6000~10000C，甚至更高的温度，能够使金属熔化，树木、草堆引燃；当雷电波侵入建筑物内低压供配电线路时，可以将线路熔断。这些由雷电流的巨大能量使被击物体燃烧或金属材料熔化的现象都属于典型的雷电流的热效应破坏作用，如果防护不当，就会造成灾害。雷击树木起火雷击火灾烧毁

3、房屋现代建筑、高层、金属结构，兼作防雷装置，引导雷电流。雷电流作用，对金属物体的破坏作用必须考虑，雷击金属物时，雷电放电通道直接与金属物接触，在雷击点产生的热量可通过在雷电流持续时间内的积分来计算，即式中W—热量，J；UAR—金属物体上雷击点处电弧压降，其经验值取为20～30V；i—从雷击点注入金属物体的雷电流，A。上式中，考虑到UAR近似取为常数，并代入电荷表达式雷击点处热量式中Q——电荷量，C。则有由上式可知：在雷击点处产生的热量与雷电放电通道注入的电荷量成正比。雷云对地放电具有随机性，雷击时放电通道注入地面被击物体的电荷量也是个随机量，其概率分布如图3-1所示。

4、图3-1注入电荷的概率分布量—全部雷击过程；-----仅首次雷击1—正雷；2—负雷②雷击点处的温升由于雷电流的作用时间很短，在计算雷击点处的温升以及雷电流通过金属物体所产生的温升时，均可忽略散热的影响，于是温度可表示为式中ΔT——温升，℃；m——金属物体质量，㎏；λ——比热，J/（㎏·℃）。当温升值过高时，就会造成金属的熔化。由试验和理论计算，可估计出注入单位电荷作用下几种常用金属的熔化体积当量为：铝：12mm3/c；铜：5.4mm3/c；钢：4.4mm3/c。在通常情况下，雷电流幅值虽然很高，但其作用时间却很短，一般从雷击点还可能经过分流后，流过各导体通路的雷电流将减小，当雷电流

5、流过建筑体内较大面积的金属物体（如各种结构钢筋或铝合金导条等）时，所产生的热效应温升常不足以使这些导体熔化，只能产生局部瞬时的高温，使雷击点处局部小面积的金属发生熔化，雷电流热效应的熔化能力是相当有限的。如果金属屋面和金属罐等大型物体的钢板壁厚超过4mm时，则可直接承受雷击，即可用于接受直击雷电流。如果雷电流侵入建筑物内电气或电子线路时，往往会使它们熔断，因为这些线路的导体截面较小，难以耐受雷电流的热效应。在建筑物遭受雷击后，雷电流会沿建筑体内各种金属导体通路流入大地，由于金属体自身存在着电阻，雷电流流过它们时也会产生热量，这种热量可表示为式中R——金属导体电阻，；i——雷电流，

6、A。在防雷分析中，常用单位欧姆热量这一参数，其表达式为由于雷电流具有随机性，W/R也是个随机量，图3-2给出了它的概率分布。式中W/R——单位欧姆热量，J/。图3-2W/R的概率分布1——正雷；2——负雷（3-1）从式（3-1）还可以看出，严重的热效应还会出现在雷电流通路上有较高电阻的地方，特别是那些引流导体之间的接触不良处，在这些地方常可能产生很高的温升，使金属熔化，甚至出现熔体飞溅。这种飞溅熔体产生的火花对存储易燃易爆物品的建筑物来说，是极具危害性的。建筑物被雷击电子仪器被雷击雷击电流热效应使设备烧损的事例2、热效应的防护易燃、易爆场所、房屋和古建筑物、树木和电子线路等。接闪

7、、接地、等电位连接等疏导、分流的外防雷技方法。例：油罐区，金属罐体体的钢板壁厚要超过4mm，金属屋面厚度要求；古树安装避雷针，接地；连接电子设备的引线与通流导体之间的距离，引线的截面积等。Chapter3.1.2雷电流机械效应的破坏作用在发生雷击时，雷电的机械效应所产生的破坏作用表现为两种形式：（1）是雷电流流过金属物体时产生的电动力；(2)是雷电流注入树木或建筑构件时在它们内部产生的内压力。由电磁学可知，在载流导体周围的空间存在着磁场，而在磁场中的载流导体又会受到电