防感应雷避雷针论证2

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1、▲防感应雷避雷针（计算机信息系统专用避雷针）防感应雷避雷针111.感应雷雷电脉冲磁场分析1.1感应雷击是雷击灾害的一种常见的雷击现象。在大气对流层中，当雷暴天气发生、发展时。由于大气电场的作用，在活跃的雷雨中，经常产生强烈的电荷分离和电荷凝聚现象。雷暴云中电荷凝聚到一定程度就会发生放电。大气放电过程：先由数次上行或下行先导放电，击穿空气电离通道，然后发生雷电首次主放电。主放电结束后，又有多次后续放电，最后完成闪电全过程。雷电闪电发生时，由于闪电的瞬时间内产生强大的脉冲放电电流，会在闪电通道周围会

2、产生强大的雷电脉冲磁场。在雷电脉冲磁场中的所有的导体、计算机信息系统设备、通信网络设备和微电子设备等都会不同程度的受到雷电脉冲磁场的影响。发生感应雷击灾害。见下图是雷电脉冲磁场分布示意图。图1、防直击雷避雷针接闪时雷电脉冲磁场分布图1.2美国某研究所的一项实验表明：当磁感应强度时计算机出现误动作；当磁感应强度时计算机出现假性损坏；当磁感应强度时计算机元件完全损坏。雷电脉冲磁场估算结果显示，雷电通道附近半径1.5公里范围内，雷电脉冲磁场很容易对计算机信息系统设备和微电子设备造成危害。雷电脉冲磁场直

3、接波及周围计算机信息系统网络设备、监控设备等微电子器件。致使计算机信息系统停止运行，数据丢失，造成不可挽回的经济损失。1.3雷电脉冲磁场分布服从电磁场的理论，遵循法拉第、麦克斯韦定律。按着电磁场的理论,雷电磁场的变化规律应遵循法拉第、麦克斯韦理论：其中，：是环绕着导线的闭合回路，：是磁场，：是微小线元素矢量，：是11磁常数，：是此处磁介质的磁导率（如果是真空的话，其值为1），:是雷电电流。雷电流闪络时雷电周围的雷电脉冲磁场磁通量应是：其中，：是磁场，：和平面面积法矢量的夹角.。按着法拉第电磁感应

4、定律理论。在雷电脉冲磁场环境中，任一线导体内会产生磁感应电动势，会有感应电流流通。其中：：为电动势：为通过开曲面的磁通量，这一开曲面的边界为：为一个随时间变化的闭曲线：为电场：为磁场在上述公式中，电动势的生成可以有两种解释：由洛伦兹力引起的电荷在闭合曲线上的运动；通过开曲面的磁通量。这一公式即是发电机的原理。综上所述：按着电磁场的理论，感应雷击是在雷电脉冲磁场环境下的所有导体都能产生感应电动势。按着电磁感应原理，感应电动势的大小，也取决于两个因素，一个是雷电电流强度Imax，一个是雷电脉冲电流的

5、变化速度。雷电脉冲电流的强度越强，磁场的变化速度越快，导体内产生的感应电动势就会越大：所以，当雷电脉冲产生放电时，在LPZ0B、LPZ1雷电防护区域内的开路导体的两端的雷电感应电压为：忽略导体的阻值，在导体上的雷电感应电流：雷电脉冲电流前沿的上升时间速度T1和雷电放电电流的强度Imax，直接制约了感应雷击的强度大小。112.雷电脉冲磁场的危害评估2.1距离雷电通道10米处的雷电脉冲磁场强度的基本估算。按着线性的雷电脉冲磁场简易计算方法：其中：是真空导磁率；：是距离假设：最大雷电脉冲的电流是：I=

6、100KA；距离避雷针距离r=10米则：计算结果表明：距离雷电放电通道10米处，标准雷电电流的雷电脉冲磁场强度是：B=20GS。远大于可见，距离避雷针10米处的雷电脉冲磁场，足以使避雷针附近的微电子设备破坏。所以，对气象观测站、环保监测站、水文水利测试站，露天监控探测头、野外各种探测仪等场所的避雷针安装都必须考虑防感应雷的问题。2.2雷电脉冲磁场预防问题，应重点考虑首次雷电流的冲击。因为首次雷击电流幅度较大，雷电最大雷电流都是出现在首次雷击。首次雷击电流幅度是后续雷击电流幅度的数倍以上。所以，预

7、防感应雷击，减弱雷电脉冲磁场。主要考虑的是首次雷电的脉冲电流的冲击。对于防直击雷避雷针而言，雷电脉冲阻抗是线性的。防直击雷避雷针的电阻很小，可以忽略不计。为了能够量化说明问题，抛开接地电阻的影响，可以假设为：0.1Ω至1Ω之间。2.3雷电脉冲磁场环境下的线导体中感应电动势分析。雷电脉冲磁场环境下的线导体中感应电动势可以简化为：可以看出，雷电脉冲电流对时间的变化率越快，则导体感应电动势就会越大。换言之，雷电脉冲电流强度越强，雷电脉冲电流的前沿上升速度越快，上升时间T1越短，则导体感应电动势就会越大

8、，感应雷击就会越严重。从另一个角度分析考虑，雷电脉冲电流放电时，虽然短时间内雷电流强度很大，但是雷电电荷数量是固定，雷电能量是有限的。避雷针能够将云地间的异性电荷中和掉。福克兰林避雷针的功能，就是将聚集在云中异性电荷在短时间内放掉。保障云地间的电场平衡。2.4避雷针功能分析。福克兰林避雷针声称谓之避雷针，实质上是引雷针，用自身导电功能将云地之间异性电荷迅速中和掉，牺牲自己保护别人。也起到了重要的直击雷防护作用。至今还是预防直击雷的唯一主要工具。福克兰林避雷针虽然能够引雷、泄流、防雷。但是，避雷针