防雷与静电.ppt

第五章　防雷、防静电、防电磁辐射 电气信息工程学院　陈亦鲜 内容 防雷 雷电的形成及种类 1752年美国科学家富兰克林通过在雷雨天气将风筝放入云层，第一次揭示了雷电只不过是大气中的空气间隙放电现象。 根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器。通常大地稳定地带负电荷50万C左右，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300KV左右，并且场强为上正下负。 防雷 雷电的形成及种类 当地面含水蒸汽的空气受到炽热的地面烘烤受热而上升，或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。 上升气流上升时温度逐渐下降形成雨滴、冰雹（称为水成物)，这些水成物在地球静电场的作用下被极化。 防雷 雷电的形成及种类 积云在运动中分离出电荷。当其积聚到足够数量时，就形成带电雷云。 同性电荷的汇集就形成了一些带电中心。当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时，就形成云间放电。 当带负电荷的云层向下靠近地面时，地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷，随着电场的逐步增强，雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流 ，二者相遇即形成对地放电。 防雷 雷电的形成及种类 直击雷 接近地面的雷云，当其附近没有带电荷的雷云时，就会在地面凸出物上感应出异性电荷。当雷云同地面凸出物之间的电场强度达到空气击穿强度时，就会发生击穿放电。这种雷云对地面凸出物直接击穿放电称为直击雷。 防雷 雷电的形成及种类 雷电感应 雷电感应分静电感应和电磁感应两种。 静电感应的形成是由于雷云接近地面时，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷。当雷云与其他雷云或其他物体放电后，凸出物顶部积聚的电荷顿时失去束缚，呈现出高电压，以雷电波的形式高速传播。 电磁感应的形成是由于雷击后，雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场，在附近的金属物上感应出高电压。 防雷 雷电的形成及种类 雷电侵入波 由于雷击，在架空线路或金属管道上产生高压冲击波，沿线路或管道的两个方向迅速传播，侵入室内，称为雷电侵入波成高电位侵入。 球形雷 球形雷的形成，还没有完整的结论。通常认为这种闪电是一个温度极高的发光体。球形雷通常在电闪后滚动或在空气中飘行，而且还会发出口哨响声和嗡嗡声。 防雷 雷电的特点及其危害 雷电的特性 雷电流放电电流大，幅值高达数十至数百kA； 放电时间极短。一般雷击分为三个阶段，即先导放电、主放电、余光放电。整个过程大约只有50～100μs。； 频率高。雷电流变化梯度大，可达50kA/μs，属于高频冲击波。 雷电感应所产生的电压可高达300～500kV。直击雷冲击电压高达MV级。 防雷 雷电的特点及其危害 雷电的危害 机械效应。表现为被击物遭到破坏，甚至炸裂成碎片。因为雷击时，被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，水分充分汽化，导致被击物破坏或炸裂。 热效应。雷电流通过导体时，在极短时间产生大量热能，可烧断导线、烧坏设备，引起金属熔化等而造成火灾及停电事故。 电气效应。雷电引起的大气过电压，使得电气设备和线路的绝缘破坏，产生闪络放电，以致开关跳闸、线路停电，甚至高压窜入低压，造成人身伤亡。高压冲击波还可能与附近金属导体或建筑物间发生反击放电，产生火花，造成火灾和爆炸事故。同时雷电流流入地下或雷电侵入波行进室内时，在相邻的金属构架或地面上产生很高的对地电压，可能直接造成接触电压和跨步电压升高，导致电击危险。 防雷 雷雨中的安全措施 总的原则：一是人体的位置尽量降低，以减少直接雷击的危险；二是人体与地面的接触部分如双脚要尽量靠近，与地面接触越小愈好，以减少“跨步电压”。 在雷电交加时，感到皮肤刺痛或头发竖起，是雷电将至的先兆，应立即躲避。 如果身处树木、楼房等高大物体，就应该马上离开。如果来不及离开高大的物体，应该找些干燥的绝缘物放在地下，坐在上面，采用下蹲的避雷姿势，注意双脚并拢。 防雷 雷雨中的安全措施 远离铁栏及其他金属物体。并非直接的电击才足以致命，闪电击中导电体，射出的电弧远达好几米。此外，炽热的电光使四周空气急剧膨胀，产生冲击波。 如果你在江、河、湖泊或游泳池中游泳时，遇上雷雨则要赶快上岸离开。 如在驾车，应留在车内。车壳是金属的，有屏蔽作用。 如在家中，应把电视的户外天线插头和电源插头拔掉。尽可能远离电灯、电线、电话线等引入线，在没有装避雷装置的建筑内则要避开钢柱、自来水管和暖气管道，以防雷电电流经它们窜入人体。 防雷 防雷的基本措施 防雷措施一般分为主动和被动两种。主动措施是将雷电引入大地、在进入建筑物前予以堵截。被动的措施则为提高绝缘水平和装设自动重合闸。 覆盖和引流 采用避雷针、避雷带或避雷网将所保护的建筑物、电气设备和线路覆盖在其保护范围内，并用引下线和接地设施将雷电流引入大地，以免在其保护范围之内的物体遭受雷击。 堵截 在所保护设备的