3第2章雷电概述.ppt

极性效应 极性效应（续1） 极性效应（续2） 极性效应（续3） 工程实际中，输电线路外绝缘和高压电器的外绝缘都属于极不均匀电场分布，在交流电压下的击穿都发生在正半波。 因此，考核绝缘冲击特性时应施加正极性的冲击电压。 雷电概述 雷电，是伴随有闪电和雷鸣的一种可怖而雄伟壮观的自然现象。人们通常所说的雷雨，但有时出现了雷电现象而未必有雨，因此雷电这个名词要比雷雨来得确切一些。过去，人们既不能解释这种现象，更谈不上和它斗争，雷电被人们当神来崇拜。自18世纪弗兰克林著名的风筝实验以来，人们致力于雷电及其防护的研究实践已有200年的历史，对雷电的防护已经取得了很大成绩，积累了丰富的经验。??? 　 人类对雷电的认识 早在公元前776年左右，古希腊盛行每四年为祭祀雷电大神宙斯而举办奥林匹克竞技大会的风俗。历经2800多年断断续续的发展演变，这一古代庙会民俗竞技已经成为全球性的现代化奥林匹克运动会。 在十八世纪中期，人们对闪电有两种观念： 一种观念认为，雷电是上帝发怒；另一种观念认为，雷电是气体爆炸。这时，勇敢的富兰克林向自然界、向人们的传统观念做出了挑战。1749年，在富兰克林进行的一次 电学试验中，在旁观看的妻子不小心遭到了电击。因为当时人和建筑物遭到雷击的事件经常发生，这使他联想到了那两种观念。“莱顿瓶”现象也引导人们考虑到闪电与人工产生的电可能是同一种东西，在1749年11月的一封信中，富兰克林指出了七点根据：闪电和电火花产生相似的光和声，而且都是瞬时发生的；两者都能燃烧物体；它们都能杀伤生物；两者都有燃烧硫磺的臭味；都能流过导体，并且都集中在物体的尖端；它们都能破坏磁性或使磁体的极性倒过来；电火花和雷电都能熔化金属。并且在1749年底他写了一篇题为《论天空雷电与我们电气相同》的论文。他的论文在学术界引起了争论，受到了很多冷酷的批评。　　 富兰克林并没有灰心，他决心用事实来证明一切。1752年6月的一天，狂风漫卷，阴云密布。一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子威廉一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大，风筝很快就被放上高空。刹那，雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线躲入一个建筑物内。此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林的手上立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“我被电击了！我被电击了！”随即他用一串铜钥匙与风筝线接触，钥匙上立即放射出一串电火花；随后，他又将风筝线上的电引入“莱顿瓶”中。回到家里以后，富兰克林用从天上捕捉下来的雷电进行了各种电学实验，证明天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。富兰克林关于天上和人间的电是同一种东西的假说，在他自己的这次实验中得到了光辉的证实。 1989年８月1２日，我国青岛市黄岛油库遭雷击失火，燃烧104小时才勉强扑灭。伤亡人员近百名，烧毁原油3.6万吨，整个油库变成一片废墟。 我们电力系统的发电厂、变电站，特别是高压输电线路纵横交错地分布在旷野上，极易遭受雷击，引起停电事故。雷击引起线路跳闸一直是供电部门十分头疼的事情。有些供电局雷雨季节有时每天因雷击跳十几条线路，严重时不得不停电避雷，损失巨大。93年4月杨家坪双山变电站就因雷击造成停电十几天，直接经济损失250万元，间接损失无法估计。 可见雷害事故涉及邮电通信、广播通讯、计算机行业、电子工业、石油化工、航天航空、建筑、包括电力工业几乎的所有行业。 雷电的危害 雷电放电所产生的雷电流会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。从电力工程的角度来看，我们得注意两个方面： 雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一； 雷电放电所产生的巨大电流，有可能使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械损坏。 雷云的形成 雷电放电起源于雷云的形成，为了更好的理解雷电放电的某些特性，我们来大致地了解一下雷云的形成机理。 关于雷云的形成机理有很多的理论，它们或从微观的物理过程出发、或从宏观的大气现象出发，对雷云形成过程中的电荷分离、电荷的积聚分布、雷云电场的形成等进行分析、研究，其中比较有代表性的有感应起电、对流起电、温差起电、水滴分裂起电、融化起电、冻结起电等，但至今尚无定论。 气流摩擦使得水滴带电，一般而言云层上部带正电荷；云层下部带负电荷。 雷电放电过程 就其本质而言，雷电放电是一种超长气隙的火花放电，与金属电极间的长气隙放电是相似的。所不同的是由于雷云的物理性质毕竟与金属板不同，因而具有多次重复雷击等现象和特点。 雷云下部大部分带负电荷，所以大多数的雷击