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直擊雷和感應雷的原理及危害

來源:德恩拓 發布時間:2013-8-15 10:35:43

由于城市具有熱島效應,當市區上空出現雷云時,由于雷云負電的感應,使附近地面或地面上的建筑物積聚正電荷,從而地面與雷云間形成強大的電場。當某處積聚的正電荷密度很大,激發的電場強度達到空氣游離的臨界值時,雷云便開始向下方階梯式放電,稱為下行先導放電。處于市區的高層建筑物周圍空間的電荷濃度較大,易形成向雷云方向的上行先導放電,當這個先導逐漸接近地面物體并達到一定距離時,地面物體在強電場作用下產生尖端放電,形成向雷云方向的先導并逐漸發展成上行先導放電,兩者會合形成雷電通路,引發直擊雷。因此,應對處于市區及其附近的建筑物的直擊雷防護引起特別重視。當避雷針引雷入地時,雷電流i將沿引下線泄放入大地,此時測試點的電位可用下式表示:防雷器

 Ux=Ul+Ur=Lo×h×di/dt+i(r+R)式中,Lo --引下線單位長度電感(μH/m) 通常L0=1.67μH/m

h --測試點離地面高度(m)

i --通過引下線的雷電流(KA)

r --測試點至接地體電阻(Ω)

R --接地電阻(Ω)

 di/dt --雷電流的陡度

Lo=1.67μH/m,r=0,R=10Ω,h=10m,di/dt=100KA/2.6μs

UL=1.67×10×100/2.6=642.3 (KV)

 UR=100×10=1000KV

UX=1.642MV

此時的地電位升高至1兆伏以上而測試點的電位高達1.642MV將對電子設備造成高電位反擊而損壞電子設備。

1)避雷針引雷時,由于接地體高電位在地面造成的跨步電壓對人體可能產生危害。

2)通過避雷針引下線上的大電流,使其附近平行金屬導線上產生的感應過電壓:防雷器

當避雷針引雷后, 在其引下線周圍產生的感應電磁場將波及到附近的平行導線上,從而產生感應過電壓Um,可表示為:

 Um=0.2(LN(1000/a)-1/2)×di/dt×10-6 (KV/m)

a=10m,di/dt=100KA/2.6μs
則 Um=31.6(KV/m)
以避雷針為中心的不同半徑范圍內的平行導線感應過電壓列于下表: a (m) 5 10 100 200 300 400 500 600Um kv 36.90 31.60 13.90 8.50 5.40 3.20 1.49 0.08防雷器

 

 

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