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防雷科普

  • 发布时间:2023-05-05 11:23:15
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    夏季雷电灾害频繁发生,属于气象灾害的一种,是世界公认的十大自然灾害之一。雷击会造成人员伤亡、建筑物损坏、森林火灾、电力和通讯设备损坏、造成空难等,并可能对人民生命财产造成巨大损失。根据全球闪电的卫星观测结果,估计全世界每秒约有46次雷击。

    闪电的形成

    闪电是积雨云剧烈发育过程中产生的闪电和雷电现象。它是云与云之间、云与地面之间、云与空气之间电位差增大到一定程度后的放电现象。它经常伴有强风,雨,冰雹和龙卷风,这是一种局部但非常猛烈的自然灾害天气。

    当某处的电场强度超过空气由于电荷积累而可以承受的击穿强度时,就会发生云间放电。这种云对云的放电(高射炮闪电)约占闪电现象的95%。一般来说,它不会对建筑物构成威胁,但它产生的雷电电磁脉冲对电气系统构成强烈威胁。在全球范围内,人们认识到雷击的破坏半径约为2公里。 [雷击损伤半径的计算 r=λ/2π=c/2πf=3×108/(2×3.14×25×103)≈2km(雷电主频约为25KHZ,传播速度c=3×108m/s,λ=c/f,λ:波长,f:频率,π: PI)]。此范围内的任何电子系统都可能受到破坏性攻击。

    由于雷云负电荷的静电感应,附近的地面积累了正电荷。当电场强度达到空气解离的临界值时,云与地面之间有放电(线性雷声),约占雷电现象的5%,对地面建筑物和信息系统构成强烈威胁。当地球被闪中时,雷云上的负电荷大部分排放到地球,只有10%的雷云上的正电荷排放到地球。在闪电的主要放电过程中,其闪电通道中的电流约为10,000安培,有时高达100,000安培或更多。

    它向太空产生强烈的电磁辐射,导致通道温度飙升,高达数万摄氏度。变暖引起的空气膨胀会引起强烈的冲击波。这些物理效应可以在瞬间造成巨大的破坏,摧毁建筑物和设备,中断供配电系统和计算机信息系统,引起森林火灾和石化、天然气、仓储等场所的燃烧甚至爆炸,危及人们的生命财产安全。

    闪电的频率和电流

    带负电的雷云对地的放电为负闪光,带正电的雷云向地球的放电为正闪光,雷云对地的放电多为负闪光,雷云对地的放电峰值多为20至50ka。正闪比负闪强,其电流幅度往往在100kA以上。

    雷电频率和峰值电流:几率为99%,90%,50%,10%,1%

    峰值雷电流:

    ≥3kA ≥8kA ≥28kA ≥80kA ≥200kA

    闪电活动区域

    闪电活动区域根据雷暴的平均天数划分。雷暴日是指发生雷暴的那一天。换句话说,如果一天内听到一次或多次雷声,则算作雷暴日。

    平均雷暴日数是反映一个地区雷暴活动强度的长时间观测数据,是研究雷灾的重要参数之一。雷暴天数分为:

    雷暴较少地区:年平均雷暴日数少于20天的地区;

    雷暴地区较多:年平均雷暴天数<20天≤40天;

    高雷暴区:年平均雷暴天数<40天≤60天的地区;

    强雷暴区:年平均雷暴日数超过60天的地区。

    闪电的破坏性形式

    直接闪电

    闪电可以直接作用于架空线、室外天线、数据传输线,并将电力直接排放到地面上的建筑物、架空输电线路或通信电缆。当雷电直接作用在建筑物或建筑物顶部时,雷电流被引入接地装置,使地电位上升,导致一部分雷电通过地线流入建筑物内的电气设备。如果建筑物没有得到适当的保护,释放出高能闪电会损坏各种设施,并可能引起火灾。

    间接闪电

    建筑物附近的雷击会释放大电流并在雷击现场产生强磁场,这也会导致建筑物中的设备过电压或浪涌电压。距离数据线或建筑物 100m 的雷电放电可能会在数据电缆上引起 6kV/3kA 浪涌。如果受影响的电气设备没有受到地凯科技SPD浪涌保护器的保护,则可能会损坏或禁用,从而导致意外事故,并造成重大损失。

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