雷電知識講座

關(guān)于雷電知識講座什么是雷電當(dāng)天空烏云密布，雷雨云迅猛發(fā)展時，突然一道奪目的閃光劃破長空，接著傳來震耳欲聾的巨響，這就是閃電和打雷，亦稱為雷電。雷屬于大氣聲學(xué)現(xiàn)象，是大氣中小區(qū)域強烈爆炸產(chǎn)生的沖擊波形成的聲波，而閃電則是大氣中發(fā)生的火花放電現(xiàn)象。第2頁,共51頁，2024年2月25日，星期天閃電和雷聲是同時發(fā)生的，但它們在大氣中傳播的速度相差很大，因此人們總是先看到閃電然后才聽到雷聲。光每秒能走30公里，而聲音只能走340米。根據(jù)這個現(xiàn)象，我們可以從看到閃電起到聽到雷聲止，這一段時間的長短，來計算閃電發(fā)生處離開我們的距離。假如閃電在西北方，隔10秒聽到了雷聲，說明這塊雷雨距離我們約有3400米遠。第3頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共51頁，2024年2月25日，星期天雷云形成雷電是帶電荷的云所引起的放電現(xiàn)象。夏季空氣悶熱，空氣中的水蒸氣接近飽和。太陽光的照射，接近地面的空氣受熱上升，形成氣流。在高空中氣壓隨高度增加而降低，而且十分寒冷。潮濕的空氣中水蒸氣大量凝結(jié)，與地面熱氣流沖擊摩擦。小水滴在上升熱氣流過程的快速分裂中帶上正、負電荷，形成帶負電荷的雷云。一般情況下帶負電荷的雷云較多。第5頁,共51頁，2024年2月25日，星期天雷電放電雷電放電是雷云所引起的放電現(xiàn)象。如果天空中兩塊帶異號電荷的雷云互相接近時，會使兩塊云之間的空氣絕緣擊穿，這就是發(fā)生在空中的閃電和發(fā)出震耳的轟鳴。如果雷云較低，雷云就會對地放電，特別是對地面上的高大樹木或建筑物放電。第6頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共51頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)雷電觀測資料，雷云對地放電大多數(shù)要重復(fù)2至3次，其中第一次放電過程是分級發(fā)展的（稱為先導(dǎo)）。第一次放電電流最大。主放電時間很短，只有50至100毫秒。第一次主放電電流能達幾千安甚至幾十、上百千安。經(jīng)過0.03至0.05秒會進行第二次放電,第二次放電不再是分級放電,而是連續(xù)出現(xiàn)主放電.第二次放電稱為余輝放電,余輝放電電流很小,因此發(fā)光微弱,但時間較長.第8頁,共51頁，2024年2月25日，星期天直接雷擊過電壓雷云直接對電器設(shè)備或電力線路放電,雷電流流經(jīng)設(shè)備時,在雷電流流通路徑的陰抗(包括接電電阻)上產(chǎn)生沖擊電壓,引起過電壓.這種過電壓稱為直接雷擊過電壓。第9頁,共51頁，2024年2月25日，星期天雷電反擊過電壓雷云對電力架空線路的桿塔頂部放電，雷電流經(jīng)桿塔入地，雷電流流經(jīng)桿塔入地時，在桿塔阻抗和接地裝置阻抗上存在電壓降，因此桿塔頂部出現(xiàn)高電位。如果電壓足夠高，有可能產(chǎn)生擊穿，對導(dǎo)體放電，這各情況稱為雷電反擊過電壓。第10頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共51頁，2024年2月25日，星期天感應(yīng)雷過電壓感應(yīng)雷過電壓是指在電氣設(shè)備（如架空線路）的附近不遠處發(fā)生閃電，雖然雷電沒有直接擊中線路，但在導(dǎo)線上會感應(yīng)出大量的和雷云極性相反的束縛電荷，形成雷電過電壓。當(dāng)雷云處于先導(dǎo)放電階段，先導(dǎo)通道中的電荷對輸電線路產(chǎn)生靜電感應(yīng)，將與雷云異性電荷靠近導(dǎo)線上成為束縛電荷。雷云在主放電階段先導(dǎo)通道中的電荷迅速中和，輸電線路上原有束縛電荷立即轉(zhuǎn)為自由電荷，自由電荷向?qū)Ь€兩側(cè)流動而造成的過電壓為感應(yīng)過電壓。第12頁,共51頁，2024年2月25日，星期天雷電侵入波直接雷擊或感應(yīng)雷擊在輸電線路導(dǎo)線中形成迅速流動的電荷稱為雷電進行波。當(dāng)雷電侵入波前行時，來到變壓器線圈尾端中性點處，則會產(chǎn)生進行波的全反射。反射與侵入波迭加，過電壓增高一倍，極容易造成擊穿事故。第13頁,共51頁，2024年2月25日，星期天防雷措施第14頁,共51頁，2024年2月25日，星期天雷擊的防護第15頁,共51頁，2024年2月25日，星期天常規(guī)防雷電可分為防直擊雷電、防感應(yīng)雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器、引下線和接地體；接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)。第16頁,共51頁，2024年2月25日，星期天以避雷針作為接閃器的防雷電原理是：避雷針通過導(dǎo)線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場強度增加到極限值的雷電云電場發(fā)生畸變，開始電離并下行先導(dǎo)放電；避雷針在強電場作用下產(chǎn)生尖端放電，形成向上先導(dǎo)放電；兩者會合形成雷電通路，隨之瀉入大地，達到避雷效果。實際上，避雷針是引雷針，可將周圍的雷電引來并提前放電，將雷電電流通過自身的接地導(dǎo)體傳向地面，避免保護對象直接遭雷擊。第17頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷線、避雷帶和避雷網(wǎng)有什么區(qū)別避雷線是鐵質(zhì)的，避雷針是銅質(zhì)（也可以是鋼質(zhì)的），避雷針頂端向天，避雷線連接避雷網(wǎng)埋地，避雷線連接避雷針，雷雨季節(jié)，雷電從天空從避雷針進入避雷線直至埋地的避雷網(wǎng)，是消除雷擊保護建筑物或儀器的設(shè)施。第18頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第19頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷線分圓截面和扁截面兩大類型。接復(fù)層金屬包基體金屬的不同分為：鉛包鋼、鉛包銅、銅包鋼避雷線。第20頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷針用于高層建筑、煙囪或油罐上。下引可用避雷線連接。避雷針由針體及安裝類別結(jié)構(gòu)件組成。針類采用不銹鋼；針體須用銅包鋼圓棒或鋼管為基材第21頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷帶是指沿屋脊、山墻、通風(fēng)管道以及平屋頂?shù)倪呇氐茸羁赡苁芾讚舻牡胤椒笤O(shè)的導(dǎo)線。當(dāng)屋頂面積很大時，采用避雷網(wǎng)。它是為了保護建筑的表層不被擊壞，避雷網(wǎng)和避雷帶宜采用鍍鋅圓鋼或扁鋼，應(yīng)優(yōu)先選用圓鋼，其直徑不應(yīng)小于8mm，扁鋼寬度不應(yīng)小于12mm，厚度不應(yīng)小于4mm。避雷線適用于長距離高壓供電線路的防雷保護。架空避雷線和避雷網(wǎng)宜采用截面積大于35mm2的鍍鋅鋼絞線。第22頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷針避雷針，是用來保護建筑物等避免雷擊的裝置。在高大建筑物頂端安裝一個金屬棒，用金屬線與埋在地下的一塊金屬板連接起來，利用金屬棒的尖端放電，使云層所帶的電和地上的電逐漸中和。第24頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷針的發(fā)明時間和發(fā)明人1744～1750年富蘭克林進行的關(guān)于一系列實驗，例如著名的風(fēng)箏實驗，第一次向人們揭示了雷電只不過是一種大氣火花放電現(xiàn)象的秘密。1749年富蘭克林創(chuàng)議：接地的高聳的尖形鐵棒可以用來保護建筑物，并設(shè)計了避雷針的實驗。到18世紀(jì)末，避雷針獲得公認(rèn)，被普遍采用。第25頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷針的保護原理是什么當(dāng)雷云放電接近地面時它使地面電場發(fā)生畸變，在避雷針的頂端，形成局部電場強度集中的空間，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針放電，再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。第26頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷針冠以“避雷”二字，僅僅是指其能使被保護物體避免雷害的意思，而其本身恰恰相反，是“引雷”上身。第27頁,共51頁，2024年2月25日，星期天提前放電避雷針

第28頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷針為什么要裝在樓頂帶電的云,首先是從上往下運行,在高處安避雷針,就首先將云中的電放掉,以后到房子接觸云的時候,就基本沒有或只有少部分電而沒有危險了。第29頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷針的保護范圍避雷針的保護范圍1根避雷針的保護范圍

當(dāng)避雷針的高度h≤hr時

距地面hr處作一條平行于地面的平行線，以避雷針的針尖為圓心，hr為半徑畫弧，交水平線于A、B兩點，又分別以A、B兩點為圓心，hr為半徑，從針尖向地面畫弧。如下圖所示，則圖中曲線就是避雷針保護范圍的邊界，保護范圍是一個對稱的錐體。

Hr的取值

一類防雷建筑物為30米

二類防雷建筑物為45米

三類防雷建筑物為60米第30頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷器避雷器：能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過電壓能量，保護電工設(shè)備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過電壓值達到規(guī)定的動作電壓時，避雷器立即動作，流過電荷，限制過電壓幅值，保護設(shè)備絕緣；電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。第32頁,共51頁，2024年2月25日，星期天避雷器的特點及作用：避雷器的作用是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一個電器。避雷器的類型主要有保護間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。第33頁,共51頁，2024年2月25日，星期天保護間隙保護間隙主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進線段保護。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護，在500KV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制內(nèi)過電壓或作內(nèi)過電壓的后備保護。第34頁,共51頁，2024年2月25日，星期天間隙避雷器

間隙避雷器的工作原理：基于電弧放電技術(shù)，當(dāng)電極間的電壓達到一定程度時，擊穿空氣電弧在電極上進行爬電。第35頁,共51頁，2024年2月25日，星期天閥型隙避雷器

閥型隙避雷器工作原理：接于電力系統(tǒng)運行的閥型避雷器，同于火花間隙組具有足夠的對地絕緣強度，正常運行時不會被工頻電壓擊穿，閥片電阻盤也不會有電流通過。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)危險過電壓時，火花被擊穿，雷電流通過火花間隙經(jīng)閥片電阻引入大地。第36頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共51頁，2024年2月25日，星期天戶外避雷十法

1、雷雨天氣時不要停留在高樓平臺上，在戶外空曠處不宜進入孤立的棚屋、崗?fù)さ取?、遠離建筑物外露的水管、煤氣管等金屬物體及電力設(shè)備。3、不宜在大樹下躲避雷雨，如萬不得已，則須與樹干保持3米距離，下蹲并雙腿靠攏。4、如果在雷電交加時，頭、頸、手處有螞蟻爬走感，頭發(fā)豎起，說明將發(fā)生雷擊，應(yīng)趕緊趴在地上，這樣可以減少遭雷擊的危險，并拿去身上佩戴的金屬飾品和發(fā)卡、項鏈等。第39頁,共51頁，2024年2月25日，星期天5、如果在戶外遭遇雷雨，來不及離開高大物體時，應(yīng)馬上找些干燥的絕緣物放在地上，并將雙腳合攏坐在上面，切勿將腳放在絕緣物以外的地面上，因為水能導(dǎo)電。6、在戶外躲避雷雨時，應(yīng)注意不要用手撐地，同時雙手抱膝，胸口緊貼膝蓋，盡量低下頭，因為頭部較之身體其他部位最易遭到雷擊。7、當(dāng)在戶外看見閃電幾秒鐘內(nèi)就聽見雷聲時，說明正處于近雷暴的危險環(huán)境，此時應(yīng)停止行走，兩腳并攏并立即下蹲，不要與人拉在一起，最好使用塑料雨具、雨衣等。第40頁,共51頁，2024年2月25日，星期天8、在雷雨天氣中，不宜在曠野中打傘，或高舉羽毛球拍、高爾夫球棍、鋤頭等；不宜進行戶外球類運動，雷暴天氣進行高爾夫球、足球等運動是非常危險的；不宜在水面和水邊停留；不宜在河邊洗衣服、釣魚、游泳、玩耍。9、在雷雨天氣中，不宜快速開摩托、快騎自行車和在雨中狂奔，因為身體的跨步越大，電壓就越大，也越容易傷人。10、如果在戶外看到高壓線遭雷擊斷裂，此時應(yīng)提高警惕，因為高壓線斷點附近存在跨步電壓，身處附近的人此時千萬不要跑動，而應(yīng)雙腳并攏，跳離現(xiàn)場。第41頁,共51頁，2024年2月25日，星期天雙絞線信息線路保護器第42頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第44頁,共51頁，2024年2月25日，星期天雷電不是只有害處也有它的好處

在地球?qū)α鲗哟髿庵?每一瞬間均有雷聲隆隆,每一秒鐘都有近百次雷電奔馳落地,每天都有800萬次閃電釋放著巨大的能量.在全國各地,年均40天以上的雷暴日,每平方公里有6次以上落地雷,雷電對人類生命財產(chǎn)會造成一定的危害,但事物總是一分為二的,雷電也不例外.第45頁,共51頁，2024年2月25日，星期天1.它是一種無污染的能源.

雷電一次放電能達1億到10億焦耳,利用這種巨大的沖擊力,可以夯實松軟的基地,從而為建筑工程節(jié)省大量的能源,根據(jù)高頻感應(yīng)加熱原理,利用雷電產(chǎn)生