第5讲 闪电的效应.ppt

* 第5讲 闪电的危害 主讲人：王身云 现代防雷技术基础 办公室：学科楼2#N301室 电 话：025 邮 箱：wangsy2006@126.com * 重点掌握：（1） 了解雷电危害的分类； （2）掌握磁感应电压估算； （3）掌握雷电反击条件的计算； （4）掌握暂态电位的计算； （5）了解暂态电位升高的危害 学习目标 * 雷电危害有哪些？ * 1.雷电流的热效应危害 大电流从雷击点注入被击物体，数值可达数十至数百千安，可以雷击点局部范围内产生6000~10000OC的高温，可使金属溶化，草木燃烧；侵入低压供配电线时，可将其熔断； 雷击点处的热量估算：（雷电流持续时间的积分计算） UAR为雷击点处电弧压降，取经验值20~30V 因为： 所以有： 第1节 直击雷的危害 * 1.雷电流的热效应危害 由于雷电流的作用时间很短，雷击点及雷电流通过金属物体所产生的温升可以忽略散热作用： 是比热（J/kg.0C） 所以 单位电荷产生的热效应熔化能力是有限的（铝：12mm3/C、 铜：5.4mm3/C、钢：4.4mm3/C），金属屋面钢板壁厚超过4mm时，可直接承受雷击。 第1节 直击雷的危害 * 1.雷电流的热效应危害 针对建筑受雷击，雷电流通过建筑体内各种金属通路流入大地，金属体电阻为R，则： 在防雷分析中，常用单位欧姆热这一参数： 第1节 直击雷的危害 * 2.雷电流的电动力效应危害 由物理学可知，在载流导体周围空间存在磁场时，载流导体会受到电磁力的作用，这种作用力叫电动力。 第1节 直击雷的危害 * 3.雷电流的内压力效应危害 雷电流经过物体途径，焦耳－楞次热效应导致物体内的水份剧烈蒸发，产生气体，气体膨胀的机械作用可使树木劈裂、房屋破坏，器物爆裂焊爆炸等。 第1节 直击雷的危害 * 4.闪电的冲击波效应 闪电回击通道的初始平均温度和气压很高，使得通道周围的空气急剧膨胀，以超声波速度向四周扩散，从而形成冲击波。与爆炸时产生的冲击波类似，可以使附近的建筑物、人、畜受到破坏或伤害。 第1节 直击雷的危害 * 1.雷电的静电感应及危害 静电感应与电磁感应所产生的暂态过电压具有更大的危害范围，它能损坏建筑内的信息系统与电气设备，甚至造成人员伤亡。 例1. 金属顶建筑物的静电感应 建筑物上空有雷云生成并向下 发展下行先导时，雷云或先导 通道电荷感应作用，在建筑物 顶部金属体上出现反极性电荷。 第2节 感应雷的危害 * 1.雷电的静电感应及危害 例1. 金属顶建筑物的静电感应 回击发生时，负电荷立即消失， 屋顶正电荷失去束缚，变为自 由电荷，将金属体与大地等效 为一电容器，RC放电过程： 第2节 感应雷的危害 * 1.雷电的静电感应及危害 例2. 架空导线上的静电感应 回击前，先导附近感应正电荷，回 击后，正电荷将向两侧运动，形成 过电压波，速度较快（过电压波幅 值较大）。 此外，回击通道与导线垂直，互感 较小，这种磁感应电压可以不考虑。 第2节 感应雷的危害 * 2.雷电的电磁感应及危害 由于雷击的电磁干扰辐射，周围区域听雷击在设备环路 上感应出浪通电压或电流。 第2节 感应雷的危害 * 2.雷电的电磁感应及危害 脉冲磁场在回路中感应出的电压大小 与回路尺寸、雷电流波头陡度 以及回路与载流导体之间的距 离有关，载流导体产生脉冲电 磁场对其附近回路的电磁感应 作用可用两者互感系数来表征：