高電壓防雷保護(hù)的探討

1、渤海石油職業(yè)學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文高電壓防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 史靈曦專業(yè)班級(jí)： 2013級(jí)機(jī)電指導(dǎo)教師： 李仕衛(wèi)完稿日期： 2016.01.02目 錄摘 要 ······························ · - 1 - 1雷電的基礎(chǔ)知識(shí) ··

2、························· -1.1雷電形成及放電過(guò)程 ······················ 1.

3、1.1雷云形成 ························ 1.1.2雷電原理 ·······················

4、;·1.1.3雷云放 ························ 1.2雷電形成相關(guān)聯(lián)的原理 ·····················

5、; 1.3 雷電的波形及參數(shù) ······················· 1.4雷電的危害 ·······················

6、;··· 1.4.1雷電熱效應(yīng)的破壞作用 ·················· 1.4.2雷電流電動(dòng)力的破壞作用 ················· 1.5雷電的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng) ···&

7、#183;··············· 1.5.1雷電的靜電感應(yīng)作用 ··················· 1.5.2雷電的靜電感應(yīng)原理圖 ·········

8、3;········ 1.5.3雷電的電磁感應(yīng)原理 ··················· - 6 - 2電力系統(tǒng)防雷的基本知識(shí) ················

9、3;······ 2.1雷擊分類 ··························· 2.2變電站防雷保護(hù) ·············&

10、#183;·········· 2.3架空線路的防雷保護(hù) ······················ 2.4避雷針 ·············

11、83;·············· 2.5關(guān)于避雷針、避雷線運(yùn)行中注意的問(wèn)題 ·············· 2.6 線路的耐雷性測(cè)定 ···············

12、83;······· 2.7線路防雷設(shè)計(jì)的選定原則 ···················· - 9 - 3雷電流壓降導(dǎo)致的高電壓 ················

13、83;····· 3.1接觸電壓 ·························· 3.2跨步電壓 ···············

14、83;·········· 3.3地電位分布不均與地電位的反擊 ················3.3.1直接雷擊傷害 ··················&#

15、183;·· 3.3.2感應(yīng)電壓的傷害 ···················· 3.3.3感應(yīng)電流的傷害 ···················· 3.3.4旁側(cè)閃擊的傷害 &#

16、183;··················· 3.3.5接觸電壓的傷害 ···················· 3.3.6跨步電壓的傷害 ·····

17、3;·············· 致謝參考文獻(xiàn)摘 要隨著我國(guó)電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展，高電壓防雷保護(hù)也不斷的擴(kuò)大。高電壓防雷保護(hù)是電力事業(yè)的一項(xiàng)的重要工作。高電壓在現(xiàn)有技術(shù)的條件下仍然出現(xiàn)遭雷擊的現(xiàn)象。從某種程度上說(shuō)，雷電是影響高壓設(shè)備可靠穩(wěn)定性的重要因素之一。雷電的物理本質(zhì)就是高電壓。認(rèn)識(shí)雷電的高電壓本質(zhì)，認(rèn)識(shí)雷電高電壓的產(chǎn)生與來(lái)源，認(rèn)識(shí)雷電高電壓的各種屬性，我們才能正確的制定和設(shè)計(jì)防雷保護(hù)的方案，才能正確的分析雷害事故的原因和防止對(duì)策，才能正確的開(kāi)發(fā)和研制防

18、雷保護(hù)的產(chǎn)品。一句話，只有正確認(rèn)識(shí)雷電的高電壓本質(zhì)，才能做好防雷。 不了解雷電的本質(zhì)，在做防雷保護(hù)措施與方案時(shí)，在開(kāi)發(fā)研制防雷保護(hù)的產(chǎn)品時(shí)，在分析雷害事件的原因與結(jié)論時(shí)就把握不到防雷的核心與關(guān)鍵。在防雷工程上要么保護(hù)不到位，要么造成工程的浪費(fèi)。在研制開(kāi)發(fā)的防雷產(chǎn)品上就會(huì)華而不實(shí)，捕風(fēng)捉影甚至流于概念抄著，忽悠市場(chǎng)。在分析雷害事件的原因時(shí)，就容易提出一些錯(cuò)誤的觀點(diǎn)或解釋。我國(guó)防雷界，近年廣為流傳的諸如“球形雷”、“手機(jī)引雷”、“絕緣避雷”、“電荷避雷”、“等離子避雷”，以及“物理防雷”和“微波爐效應(yīng)”等等說(shuō)法與言論，都是沒(méi)有搞清雷電的高電壓本質(zhì)而出現(xiàn)的誤解與錯(cuò)誤。高電壓的絕緣應(yīng)能承受各種高電壓的

19、作用，包括交流和直流工作電壓、雷電過(guò)電壓和內(nèi)部過(guò)電壓。結(jié)合實(shí)際情況分析了現(xiàn)實(shí)中防雷保護(hù)存在的問(wèn)題，并展望了未來(lái)高壓設(shè)備發(fā)展的方向。關(guān)鍵詞：高壓電;防雷;電力事業(yè)1雷電的基礎(chǔ)知識(shí)1.1雷電形成及放電過(guò)程1.1.1雷云形成由于大氣的劇烈運(yùn)動(dòng)，引起靜電摩擦和其他電離作用，使云團(tuán)內(nèi)部產(chǎn)生了量的帶正、負(fù)電荷的帶電離子，又因空間電場(chǎng)力的作用，這些 帶電離子定向垂直移動(dòng)，使云團(tuán)上部積累正電荷，下部積累負(fù)電荷（情況也可以相反），云團(tuán)內(nèi)產(chǎn)生分層電荷，形成產(chǎn)生雷電的雷云。雷云的成因主要來(lái)自于大氣的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)雷云在天空移動(dòng)時(shí)，在其下方的地面上會(huì)靜電感應(yīng)出一個(gè)帶相反電荷的地面陰影。如圖： 1.1.2雷電原理尖端放電與雷

20、擊如果有一個(gè)帶尖鋒的金屬球，讓它帶上負(fù)電，由于電荷同性相斥的作用，球體尖鋒部分的電子受到同性電荷排斥力最強(qiáng)，最容易被排斥而離開(kāi)金屬球，這就是“尖端放電”。地面上相對(duì)較高的建筑物，有時(shí)是避雷針，就好比金屬球上的尖鋒。雷擊最容易在這些地方發(fā)生。如圖所示：XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.1.3雷云放電著名的雷云放電理論是“長(zhǎng)間隙放電”理論，該理論認(rèn)為雷云對(duì)地放電的過(guò)程可以分為四個(gè)階段：即云中放電、對(duì)地先導(dǎo)、定向閃擊和回閃四個(gè)階段。具體過(guò)程是這樣的：雷云形成前，首先是云內(nèi)放電和云間放電頻繁，云中放電造成云中電荷的重新分布和電場(chǎng)畸變，當(dāng)云中電荷密集處的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到25-30KV/cm的，就會(huì)由云團(tuán)向

21、地開(kāi)始先導(dǎo)放電。先導(dǎo)放電是步進(jìn)的，發(fā)展的平均速度為105-106m/s，各脈沖間隔約30-90s，每階段推進(jìn)約50m，跳躍著逐步向下延伸，當(dāng)先驅(qū)放電距地50m左右，可誘發(fā)迎面先導(dǎo)，通常迎面先導(dǎo)來(lái)自地面上最突出的部分（尖端放電最易發(fā)生處），當(dāng)對(duì)地先導(dǎo)和地面的迎面先導(dǎo)會(huì)合時(shí)，就形成了從云團(tuán)到地面的強(qiáng)烈電離通道。步進(jìn)放電轉(zhuǎn)為定向閃擊。定向閃擊是沿最短路徑進(jìn)行的，緊接著回閃，這時(shí)出現(xiàn)極大的電流，開(kāi)始雷電的主放電階段，即雷擊，在主放電中雷云與大地之間所聚集的大量電荷，通過(guò)先驅(qū)放電所開(kāi)辟的狹小電離通道發(fā)生猛烈的電荷中和，放出能量，引發(fā)強(qiáng)烈的閃光和雷鳴。主放電的時(shí)間極短，約50-100s，主放電過(guò)程是逆著先

22、導(dǎo)通道發(fā)展的，速度約為光速的1/20-1/2，主放電電流可達(dá)數(shù)十KA，是全部雷電流的主要部分。主放電到達(dá)云端時(shí)就結(jié)束。然后殘余電荷經(jīng)過(guò)主放電通道流過(guò)來(lái)，產(chǎn)生短暫的余光。由于云中電阻較大，余光階段的電流只有數(shù)百安培。持續(xù)時(shí)間0.03-0.15秒之間。通常一次雷電過(guò)程包括 3-4 次放電。重復(fù)放電都是沿著第一次放電通路發(fā)生的。1.2雷電形成相關(guān)聯(lián)的原理雷云放電原理1.3 雷電的波形及參數(shù)1.3.1、雷電波形及參數(shù)是防雷工程設(shè)計(jì)中的重要依據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)才可能正確估算電子系統(tǒng)頻帶范圍內(nèi)雷電沖擊的幅度和能量大小，進(jìn)而確定避雷措施。1.3.2、可以這樣描述一個(gè)雷電波，幅值為Im，波頭為T1，波長(zhǎng)為T2的

23、電流波，記為T1/T2s。1.3.3、與標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形圖不同之處為, 圖中A點(diǎn)在0.3倍Vm處，且T1=1.67T也可以這樣描述一個(gè)雷電波，幅值為 Vm，波頭為T1，波長(zhǎng)為T2的電壓波，記為T1/T2s。1.4雷電的危害1.4.1雷電熱效應(yīng)的破壞作用閃電表面上看只閃一次，實(shí)際上是一系列閃光，在閃光發(fā)生的瞬間，雷電流在極短的時(shí)間內(nèi)，以連續(xù)的尖峰脈沖形式通過(guò)強(qiáng)大電流尤其是 直擊雷，它的放電電流平均達(dá)2.5萬(wàn)到4.5萬(wàn)安培間，大雷暴時(shí)最高達(dá)20萬(wàn)安培。如果雷電擊在樹(shù)木或建筑物件上，被雷擊的物體瞬間將產(chǎn)生大量熱能，由于雷電流很大，通過(guò)的時(shí)間又極短（50100s），根本來(lái)不及散發(fā)，以致物體內(nèi)部的水份大量

24、變成蒸氣，并迅速膨脹，產(chǎn)生巨大的爆炸力，造成破壞。與雷電通道直接接觸的金屬因高溫而熔化的可能性很大，因?yàn)橥ǖ赖臏囟瓤筛叽?00010000，甚至更高。因此在雷電流通道上遇到易燃物質(zhì)，會(huì)引起火災(zāi)。1.4.2雷電流電動(dòng)力的破壞作用如果雷擊的瞬間兩根平行架設(shè)的導(dǎo)線的電流I1 和I2都等于100KA。兩導(dǎo)線的間距為50cm，計(jì)算結(jié)果表明，這兩根導(dǎo)線每米要受到408kg的電動(dòng)力。408kg/m的力完全有可能將導(dǎo)線折斷。折成銳角的導(dǎo)體間也受電動(dòng)力作用。1.5雷電的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)1.5.1雷電的靜電感應(yīng)作用當(dāng)空間有帶電的雷云時(shí)，雷云下的架空導(dǎo)線等處會(huì)由于靜電感應(yīng)的作用而帶上相反的電荷。當(dāng)閃電發(fā)生后，由于

25、架空導(dǎo)線與大地間的電阻較大，導(dǎo)線上積累的大量電荷不能與大地的異種電荷迅速中和，這就形成了局部地區(qū)的感應(yīng)高電壓。這類高電壓在高壓架空線上可達(dá)300400KV，一般低壓架空線路可達(dá)100KV，電信線路可達(dá)4060KV，建筑物也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的危險(xiǎn)高壓。這種過(guò)電壓對(duì)接地不良的電氣系統(tǒng)有很大的破壞作用，它可以在其路徑上的任何金屬間隙中產(chǎn)生電弧打火，如果電弧打火發(fā)生于易燃場(chǎng)所中（如汽油庫(kù)、瓦斯廠、火藥庫(kù)等場(chǎng)所），會(huì)引起火災(zāi)和爆炸，如果電弧打火發(fā)生在電路板上，則電路板將被破壞。1.5.2雷電的靜電感應(yīng)原理圖1.5.3雷電的電磁感應(yīng)原理由于雷電流有極大的峰值和陡度，可能在附近空間形成強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)，一個(gè)5m

26、×5m的開(kāi)口金屬管，在雷電流峰值為100KA時(shí)，距離雷擊點(diǎn)200m也可以感應(yīng)到1000V左右的高壓。零點(diǎn)幾毫米的氣體間隙就可能被擊破，發(fā)生有害火花，損壞電氣系統(tǒng)中的電氣元件。2電力系統(tǒng)防雷的基本知識(shí)2.1雷擊分類雷擊分直擊雷、雷電波侵入和雷電感應(yīng)三種。與直擊雷相比，其最大的特點(diǎn)悄然發(fā)生，但范圍可達(dá)10公里以上。有以下幾點(diǎn)：雷直擊于變電站的導(dǎo)線或設(shè)備上。變電站的避雷針落雷時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓。沿線路傳來(lái)的雷電波。2.2變電站防雷保護(hù)變電站的防雷保護(hù)采用：避雷針、避雷器。變電站防侵入波保護(hù)的主要措施是在變電站內(nèi)采用避雷器，在母線和進(jìn)線處加裝避雷器。對(duì)于直擊雷的防護(hù)采用避雷針。避雷針和避雷線這兩

27、種裝置都是通過(guò)攔截措施，改變雷電波的入地路徑，從而起到防雷保護(hù)的作用。小變電所多采用獨(dú)立避雷針，大變電所多在變電站構(gòu)架上采用避雷針或避雷線?；蛘咭部梢詢烧呦嘟Y(jié)合。2.3架空線路的防雷保護(hù)常用到的儀器有避雷線、避雷器、自動(dòng)重合閘。相對(duì)應(yīng)的作用：避雷線是防止線路遭受直擊雷，避雷器是防止雷電入侵波，自動(dòng)重合閘是提高線路遭雷擊后能夠避免瞬時(shí)性故障。2.4避雷針作用及分類：引雷、泄流、限幅及均壓。防直擊雷避雷針、避雷線。2.5關(guān)于避雷針、避雷線運(yùn)行中注意的問(wèn)題反擊問(wèn)題：當(dāng)雷電流通過(guò)引下線和接地裝置入地時(shí)，會(huì)在接地引下線和接地電阻上形成很高的電位升高，當(dāng)避雷針和被保護(hù)物間的空氣間隙Sa不夠大時(shí)，避雷針上的

28、高電位可擊穿空氣間隙而將高電位傳遞到被保護(hù)物上稱為反擊，同樣當(dāng)避雷針的接地裝置和被保護(hù)物接地裝置間的距離Se不夠大時(shí)，高電位可擊穿土壤反擊到被保護(hù)物的接地裝置上。一般Sa不應(yīng)小于5m; Se不應(yīng)小于3m接觸電壓和跨步電壓的問(wèn)題：當(dāng)雷擊避雷針或桿塔時(shí)，如果有人站在地面上而手去接觸塔什塔身或引下線時(shí)，作用在人的手和腳間的電壓（稱為接觸電壓）又由于雷電流在地中擴(kuò)散時(shí)會(huì)在地面沿半徑各點(diǎn)形成不同的電位，當(dāng)人在附近行走時(shí)，人的兩腳間將會(huì)有電壓作用（稱為跨步電壓）根據(jù)計(jì)算： r=7.7m內(nèi)都有可能有跨步電壓危及的可能。一般規(guī)定“避雷針及其接地裝置與道路或出入口的距離不宜小于3m”，即使如此，這一要求仍不滿足

29、要求。高電位引入的問(wèn)題：如果在避雷針的桿塔上有低壓線或通信線，則將沿這些線路傳入相應(yīng)的低壓設(shè)備或通信設(shè)施，造成雷擊。感應(yīng)的問(wèn)題：當(dāng)雷擊避雷針而使針體電位抬高時(shí)，在針體附近有限長(zhǎng)的孤立導(dǎo)體上將出現(xiàn)靜電感應(yīng)過(guò)電壓。2.6 線路的耐雷性測(cè)定衡量線路耐雷性能的主要指標(biāo) ：耐雷水平定義：雷擊時(shí)線路絕緣不發(fā)生沖擊閃絡(luò)的最大雷電流幅值， kA。表1各級(jí)電壓送電線路的耐雷水平額定電壓 35 66 110 220 (kV)耐雷水平 20-30 30-60 40-75 75-110 (kA)雷擊跳閘率定義：雷電活動(dòng)強(qiáng)度都折算為40個(gè)雷日、線路長(zhǎng)度折算至100km條件下，每年雷擊引起的線路跳閘次數(shù)，次(/100km

30、年)。跳閘率越高，耐雷性能越差。2.7線路防雷設(shè)計(jì)的選定原則（1）提高耐雷水平，降低雷擊跳閘率，既避免線路因雷擊而頻繁跳閘，又不使線路防雷投資過(guò)于增加。（2）線路具體的防雷措施應(yīng)根據(jù)電壓等級(jí)、負(fù)荷性質(zhì)、系統(tǒng)運(yùn)行方式、雷電活動(dòng)強(qiáng)弱、地形地貌和土壤電阻率等條件，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后合理選定。3雷電流壓降導(dǎo)致的高電壓當(dāng)雷擊于接閃器或目標(biāo)物后，雷電流將流經(jīng)引下線或構(gòu)筑物，再通過(guò)接地網(wǎng)流入大地中，雷電流將在引下線或構(gòu)筑物上，在接地網(wǎng)上產(chǎn)生電壓降。此電壓降也是二次雷電壓。3.1接觸電壓接觸電壓是指接閃器的引下線的以及諸如鐵塔或構(gòu)筑物在下泄雷電流時(shí)的某個(gè)電壓。它是根據(jù)人身體的特點(diǎn)來(lái)定義的。人站在

31、接地網(wǎng)里，在引下線、鐵塔或構(gòu)筑物旁，腳步離引下線、鐵塔或構(gòu)筑物0.8m，人的手伸出在離地高度為1.8m的地方接觸引下線、鐵塔或構(gòu)筑物，則在人手與腳步之間的電壓稱為“接觸電壓”。接觸電壓不僅與雷電流的大小有關(guān)，還與人體的電阻和腳底與地之間的電阻有關(guān)。需要指出，接觸電壓是加在人的手與腳之間，接觸電壓產(chǎn)生的電流將流過(guò)人體軀干，對(duì)人來(lái)說(shuō)是很危險(xiǎn)的。如果是一側(cè)的手與腳遭受接觸電壓，雷電流流過(guò)一側(cè)身體，那又稍好，如果遭受接地觸電壓的手與腳不在同側(cè)，那雷電流就要流過(guò)心臟，危險(xiǎn)就大了。3.2跨步電壓跨步電壓是指下泄雷電流的接地網(wǎng)或相鄰大地上相距0.8m兩點(diǎn)之間的電壓，因?yàn)槿俗呗返牟骄嗥骄鶠?.8m?？绮诫妷翰?/p>

32、僅與雷電流的大小有關(guān)，還與離開(kāi)引下線（即電流注入點(diǎn)）的距離有關(guān)。離引下線越近，跨步電壓越大；離引下線越遠(yuǎn)，跨步電壓也越小。具體分析人（畜）的跨步電壓時(shí)，還與跨步的位置與大小有關(guān)。人的跨步稍小，就是0.8m左右吧，而畜的跨步就大多了，因此牲畜受到有跨步電壓的傷害比人大很多。此外，人遭受跨步電壓的襲擊時(shí)，雷電流是從一支腳底進(jìn)，而從另一支腳底出，只是人的下胯受到傷害，但雷電流不流過(guò)軀體與心臟，因此對(duì)生命的威脅又稍輕。但對(duì)于牲畜來(lái)說(shuō)，一方面由于它們的跨步大于0.8m，另一方面，雷電流將流過(guò)心臟，因此跨步電壓對(duì)牲畜的傷害更嚴(yán)重，往往導(dǎo)致它們的死亡。3.3地電位分布不均與地電位的反擊當(dāng)雷電流通過(guò)接地網(wǎng)擴(kuò)散

33、到大地中去時(shí)，由于接地網(wǎng)有接地電阻，因此接地網(wǎng)與大地?zé)o窮遠(yuǎn)之間會(huì)有電壓降；同時(shí)由于接地網(wǎng)自身也有電阻和電感，因此在接地網(wǎng)上還將有電壓降與電壓分布不均。第一章 從雷害認(rèn)識(shí)高電壓雷害，就是雷電高電壓造成的危害，因此，在分析雷害的原因時(shí)，應(yīng)首先抓住高電壓這個(gè)關(guān)鍵。不懂高電壓，或離開(kāi)了高電壓，就不能正確的分析雷害事件。如果硬是要分析，給雷害事件提出這樣或那樣的解釋，那就只能是違反科學(xué)的胡吹亂說(shuō)了。雷害事件分析的思路應(yīng)該是堅(jiān)持嚴(yán)格的因果關(guān)系，從可見(jiàn)的傷害現(xiàn)象與結(jié)果分析與判斷高電壓的來(lái)龍去脈。在分析過(guò)程中，應(yīng)保持嚴(yán)格的邏輯思維，科學(xué)的判斷，不得以猜測(cè)，估計(jì)代替科學(xué)的判斷。下面結(jié)合幾種主要的雷害類型介紹其對(duì)

34、應(yīng)的高電壓的性質(zhì)與來(lái)龍去脈。3.3.1直接雷擊傷害直接雷擊就是雷電直接打在人畜身體（或物體）上，雷電放電電流的全部或大部流經(jīng)受害人畜的身體（或物體）。在所有雷電傷害中這是最嚴(yán)重的傷害。當(dāng)人（或物體）在一個(gè)局部范圍內(nèi)處于（或位于）比周圍環(huán)境和建筑物高時(shí)，就成為一個(gè)比周圍物體高的突出目標(biāo)，特別是在人手持或肩抬著長(zhǎng)形物體時(shí)，更容易形成雷電襲擊的尖端。因?yàn)樵诶纂娤葘?dǎo)臨近時(shí)，那些比周圍環(huán)境高的突出的人或物，其頂上或尖端處的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，高電壓的放電最容易在這些頂上或尖端處形成。一旦高電壓的放電形成，人（或物體）就立即成為雷電的接閃器而遭到雷電的直接襲擊和傷害。特別需要指出，不僅人（物）處于對(duì)天空直接暴露

35、的突出位置容易遭受雷擊，當(dāng)人處于山頭上的，或田間地頭上的簡(jiǎn)易窩棚中也常遭受雷擊。因?yàn)榇罱ㄟ@些簡(jiǎn)易窩棚的材料乃是一些樹(shù)枝、柴草、塑料或紙板，它們幾乎不會(huì)，或很少影響雷電先導(dǎo)與人體之間的雷電電場(chǎng)，即是說(shuō)，在棚內(nèi)的人的頭部仍將是與直接暴露于天空時(shí)的處境相似，在雷電到來(lái)時(shí)仍有可能遭受直接襲擊。如果棚內(nèi)還有長(zhǎng)形的金屬物體或農(nóng)具，這些金屬物體也將成為雷電的接閃器。當(dāng)雷直擊于窩棚時(shí)，其中的人也就同時(shí)受害。雷電主放電電流很大，其數(shù)量級(jí)為幾十kA到百千安以上。那么強(qiáng)大的電流流過(guò)受害者的軀體，首先傷害的是受害者的大腦和心臟。因?yàn)槿祟惖男呐K只要幾毫安的電流就足以使它發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)，停搏，雷電流也會(huì)致使呼吸系統(tǒng)麻

36、痹而停止呼吸，從而致人喪命。此外雷電流的極大的機(jī)械效應(yīng)足以撕裂受害者的皮膚和肌肉，而強(qiáng)烈的熱效應(yīng)也足以燒焦受害者的軀體。除直擊雷強(qiáng)大的電壓和電流對(duì)人身體的傷害外，伴隨而來(lái)的還有強(qiáng)烈的震蕩聲波和強(qiáng)烈的電光刺激對(duì)人體的傷害。遭受直接雷擊的人十有八九會(huì)死亡。但也有少數(shù)例外，受直接雷擊而沒(méi)有死亡。一般來(lái)說(shuō)，雷電壓很大，通常具有百萬(wàn)伏級(jí)，甚至更高。這么大的電壓擊于人的頭部時(shí)，在頭部皮膚還未來(lái)得及擊穿之前，雷電壓就在人的軀體之外造成閃絡(luò)，閃絡(luò)的發(fā)生使頭部承受的電壓突然降低。閃絡(luò)形成的電弧長(zhǎng)度約為人體的高度。電弧中的電壓降不大，通常只有20V/cm。假若人體的高度以1.7米計(jì)，那么人體從上到下的電壓降就將立

37、即降至3.4kV左右。人體的電阻通常只有約1000歐姆，這樣一來(lái)，通過(guò)人體的電流也立即降至34安培。如果人穿著汗?jié)竦囊路?，或人體被雨水淋濕，人體表面的電阻會(huì)降低得更小。這使通過(guò)人體的雷電流更小。此電流的持續(xù)時(shí)間與閃電的時(shí)間相同，在大多數(shù)情況下可能不超過(guò)百分之幾毫秒。如果人是處于單腳觸地，這個(gè)電流雖然通過(guò)人體，但有可能沒(méi)有直接流過(guò)心臟，在這個(gè)電流和這個(gè)持續(xù)時(shí)間之下，不一定能引起心臟的損壞，這就是為什么有少數(shù)受到直接雷擊的人還能僥幸活著的原因。3.3.2感應(yīng)電壓的傷害雷電感應(yīng)電壓通常是指室外架空線路（包括電源線、通信線以及各種低壓信號(hào)和控制線路）受到雷電的感應(yīng)或直接襲擊后產(chǎn)生的雷電電壓沿線路傳輸入

38、室內(nèi)，造成對(duì)人或電氣設(shè)備的傷害和損害。在雷雨天人在室內(nèi)接電話受擊，人在靠近電燈或電線處受擊，電氣設(shè)備的電源變壓器受擊損害等等，都是屬于沿線路傳入的感應(yīng)電壓，或稱浪涌電壓造成的傷害和損害。一般說(shuō)來(lái)，在人畜的身上應(yīng)留下有兩個(gè)受擊點(diǎn)。一個(gè)是雷電壓的擊點(diǎn)，即雷電流進(jìn)入身體的點(diǎn)或部位；另一個(gè)是電流的流出點(diǎn)或部位。通常受擊點(diǎn)在頭部或上身，而流出點(diǎn)在腳底或身體下部。3.3.3感應(yīng)電流的傷害當(dāng)雷電先導(dǎo)發(fā)展臨近地面時(shí)，先導(dǎo)頭部中積聚了大量的因熱游離和碰撞游離產(chǎn)生的電荷，這些電荷與雷云內(nèi)的電荷同極性。同時(shí)，先導(dǎo)頭部的體積也增長(zhǎng)得很大。先導(dǎo)頭部的體積最后可能達(dá)到多大，取決于雷云中原來(lái)的電荷量。先導(dǎo)頭部與大地和地面上

39、所有物體之間都有電容，此電容上的電壓就是先導(dǎo)頭部的對(duì)地電壓。比較典型的例子如：（1）2001年首都機(jī)場(chǎng)遭受雷擊，七名飛機(jī)維修人員受傷，某教授錯(cuò)誤地解釋為“微波爐效應(yīng)”。其實(shí)，七名維修人員正是受到雷電電容感應(yīng)電流的傷害。（2）2004年浙江省臨海發(fā)生的雷擊致十余人死亡，多數(shù)人受傷的事件。在死傷者中，有被雷直擊的，有遭從樹(shù)桿擊來(lái)的旁側(cè)閃擊，更多的僥幸未死的人就是受到雷電電容感應(yīng)電流的傷害。（3）2004年發(fā)生在居庸關(guān)長(zhǎng)城的雷擊群傷事件，在鋒火臺(tái)內(nèi)避雨受擊的所有人都受到這種雷電電容感應(yīng)電流的傷害。（4）2007年重慶開(kāi)縣義和小學(xué)的雷擊群死群傷事件，除死亡的學(xué)生外，其他座在教室中間的學(xué)生，以及老師，都

40、受了到這種雷電電容感應(yīng)電流的沖擊。受到雷電電容感應(yīng)電流傷害的人，感到震驚，麻痹，多數(shù)跌倒在地，并出現(xiàn)短暫的失意，但隨后能自行醒來(lái)，身體也無(wú)大礙。對(duì)于這樣的電容感應(yīng)電流，普通的磚石、草木結(jié)構(gòu)的房屋是不能保護(hù)的，因?yàn)檫@樣的材料不能隔離位移電流的通過(guò)。只有接地的金屬屋面才能屏蔽和隔離電容的感應(yīng)，阻止位移電流的流過(guò)。3.3.4旁側(cè)閃擊的傷害當(dāng)一個(gè)高的物體，如塔、墻壁、煙囪以及樹(shù)木等遭受雷擊時(shí)，強(qiáng)大的雷電流沿物體下泄，這樣在物體表面就會(huì)有很大的電壓降。對(duì)于金屬塔、避雷針或金屬引下線，在1.8米高的地方，就有對(duì)地電壓180kV，這個(gè)電壓足以擊穿0.4米的空氣間隙。而對(duì)于樹(shù)木、墻壁等非金屬物體，在同樣高度的

41、地方，對(duì)地電壓更高。如果人（畜）在此物體近旁避雨，即使沒(méi)有伸手觸及此物體，但由于站立的位置很靠近此物體，就有可能遭受此電壓從側(cè)面的閃擊，稱作旁側(cè)閃擊旁側(cè)閃擊對(duì)人的傷害主要在上部，特別是在頭、肩或臂部位。因?yàn)槔纂妷憾鄵粲谌梭w的頭、肩、臂部，雷電流從上部進(jìn)入身體，而從腳底出來(lái)。3.3.5接觸電壓的傷害接觸電壓的傷害與旁側(cè)閃擊相類似，只是這時(shí)人手或人體接觸到了塔身或墻壁，雷電壓直接襲擊人體，而不是通過(guò)一個(gè)空氣間隙擊于人體。當(dāng) 人體靠在塔身或墻壁上時(shí)，所受到的襲擊也是接觸電壓。3.3.6跨步電壓的傷害當(dāng)雷電流經(jīng)過(guò)一個(gè)接地極或接地網(wǎng)泄放入大地時(shí)，在接地極或接地網(wǎng)上會(huì)出現(xiàn)電壓分布不均3。這時(shí)靠近引下線（雷

42、電流入地點(diǎn)）的地方，電壓越高，而遠(yuǎn)離引下線的地方，電壓越低。當(dāng)人（或畜）的兩支腳位于接地極附近或接地網(wǎng)上時(shí)，在兩支腳之間就會(huì)有電壓降，人（畜）就會(huì)遭受此電壓降的襲擊而在兩腳之間流過(guò)電流?？绮诫妷菏侵冈诮拥貥O附近或接地網(wǎng)上相距0.8m 兩點(diǎn)之間的電壓。因人的步長(zhǎng)大體上為0.8m?？绮诫妷簩?duì)人體的傷害主要在兩支腳之間，因?yàn)殡娏鳑](méi)有經(jīng)過(guò)人的心臟，一般不會(huì)致人于死地。但對(duì)于大牲畜，如牛、馬或羊，因它們的步長(zhǎng)較大，受到的跨步電壓也比人體大得多。并且，當(dāng)電流在前、后腳之間流過(guò)時(shí)，會(huì)傷及它們的心臟，因此，跨步電壓常將大牲畜擊死。雷擊人（畜）死傷事件的調(diào)查，首先應(yīng)從死傷者身上著手，從他們身體上的傷情開(kāi)始進(jìn)行。

43、通過(guò)身體上的傷情觀察，主要是皮膚和衣服的損壞和損傷，顏色的變化等現(xiàn)象的觀察，找到受雷擊點(diǎn)（部位）在哪里，雷電流流出點(diǎn)（部位）在哪里。進(jìn)一步觀察雷電流如何從受擊點(diǎn)進(jìn)入身體，如何流過(guò)身體，再如何從身體的流出點(diǎn)流出來(lái)。再進(jìn)一步觀察受擊點(diǎn)和流出點(diǎn)與周圍墻壁、電線、家具以及地面等物件之間的關(guān)系。判斷雷電壓是從什么物體或地方襲擊到人體的受擊點(diǎn)的。雷電流從流出點(diǎn)又擊到什么地方和物件。即是說(shuō)，調(diào)查分析首先要找到和弄清雷電高電壓的來(lái)龍去脈。 雷害事件的調(diào)查，首先是對(duì)受害人受雷電襲擊情況的調(diào)查，次之是對(duì)雷電電壓侵入的路徑進(jìn)行的分析。對(duì)死者的調(diào)查，就是要從死者身上找尋雷電高電壓的襲擊點(diǎn)和雷電流的流出點(diǎn)。即是說(shuō)，如果

44、是二次雷電壓，二次雷電壓比一次雷（即直接雷擊）電壓小很多。因此，在人的身體上只留下很小的雷擊通道的痕跡。如果是受到的直接雷擊，由于雷壓很高，雷電流很大，被擊人肯定會(huì)皮開(kāi)肉綻。人受雷擊后，只有很小的雷電流通過(guò)身體，從人的頭或背部進(jìn)入身體，而從腳底出來(lái)，再通過(guò)（擊穿）鞋底，進(jìn)入地面。人的身體上沒(méi)有顯著的傷痕，只留下很小的放電痕跡。不注意，或無(wú)經(jīng)驗(yàn)，往往難于發(fā)現(xiàn)。建筑物受到的雷擊一般來(lái)說(shuō)是直接雷擊。直接雷擊的電壓很高，對(duì)建筑物的破壞也比較明顯，對(duì)受雷擊點(diǎn)的觀察和判斷比較容易確定。對(duì)雷擊事件的分析主要在于建筑物在防護(hù)直接雷擊的方法與措施上有無(wú)缺陷，并據(jù)此進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)室內(nèi)設(shè)備的雷擊損壞事件的分析比較復(fù)雜

45、一些。首先應(yīng)觀察與分析有些什么設(shè)備受損，受損的部位在哪里，受損程度如何等。通常室內(nèi)設(shè)備受雷擊損壞主要有三種可能：（1）沿線路傳入的感應(yīng)雷高電壓，受損的部位主要在線路的入口處。設(shè)備中的電路有短路，開(kāi)關(guān)跳閘，并伴有電弧燒灼痕跡，（2）電磁輻射干擾的襲擊。有的電子設(shè)備，如電腦，整天工作很好，可第二天開(kāi)機(jī)就發(fā)現(xiàn)不行?？蓮耐庥^上又難找到損壞的痕跡。這有可能是頭天晚上打雷，雷電電磁輻射干擾損壞了設(shè)備中的微電子部件。（3）電氣設(shè)備的電源變壓器燒毀，可明顯看到受損的變壓器及與它的接線的燒灼痕跡。這多是接地系統(tǒng)因電壓升高造成的反擊。結(jié) 論常規(guī)的防雷保護(hù)措施僅能部分的減少線路雷擊跳閘次數(shù),為大幅度降低或消除線路雷

46、害事故,必須采取更有效的新措施。高電壓防雷用金屬氧化物避雷器可以防止雷直擊導(dǎo)線或雷擊塔頂、避雷線后絕緣子的沖擊閃絡(luò),從而可以根本上消除線路雷擊跳閘。為充分利用有限資金以求得最佳效益,應(yīng)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),力爭(zhēng)較準(zhǔn)確的選擇線路防雷避雷器的安裝地點(diǎn)。據(jù)線路雷擊特點(diǎn),建議線路避雷器優(yōu)先安裝在下列桿塔：山區(qū)線路易擊段易擊點(diǎn)的桿塔;山區(qū)線路桿塔接地電阻超過(guò)100且發(fā)生過(guò)閃絡(luò)的桿塔;水電站升壓站出口線路接地電阻大的桿塔;大跨越高桿塔;多雷區(qū)雙回路線路易擊段易擊點(diǎn)的一回線路。高電壓在現(xiàn)有技術(shù)的條件下仍然出現(xiàn)遭雷擊的現(xiàn)象。從某種程度上說(shuō)，雷電是影響高壓設(shè)備可靠穩(wěn)定性的重要因素之一。雷電的物理本質(zhì)就是高電壓。認(rèn)識(shí)雷電的高電壓本質(zhì)，認(rèn)識(shí)雷電高電壓的產(chǎn)生與來(lái)源，認(rèn)識(shí)雷電高電壓的各種屬性，我們才能正確的制定和設(shè)計(jì)防雷保護(hù)的方案，才能正確的分析雷害事故的原因和防止對(duì)策，才能正確的開(kāi)發(fā)和研制防雷保護(hù)的產(chǎn)品。一句話，只有正確認(rèn)識(shí)雷電的高電壓本質(zhì)，才能做好防雷。致 謝非常感謝XXX老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段到畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給我的指導(dǎo)，從最初的定題、到資料收集，到寫(xiě)作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無(wú)私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，他放棄了自己的休息時(shí)間，她這種無(wú)私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她表示我誠(chéng)摯的謝意。同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這三年來(lái)給我的指導(dǎo)和幫助，是他們