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直击雷和感应雷的原理及危害

来源:德恩拓 发布时间:2013-8-15 10:35:43

由于城市具有热岛效应,当市区上空出现雷云时,由于雷云负电的感应,使附近地面或地面上的建筑物积聚正电荷,从而地面与雷云间形成强大的电场。当某处积聚的正电荷密度很大,激发的电场强度达到空气游离的临界值时,雷云便开始向下方阶梯式放电,称为下行先导放电。处于市区的高层建筑物周围空间的电荷浓度较大,易形成向雷云方向的上行先导放电,当这个先导逐渐接近地面物体并达到一定距离时,地面物体在强电场作用下产生尖端放电,形成向雷云方向的先导并逐渐发展成上行先导放电,两者会合形成雷电通路,引发直击雷。因此,应对处于市区及其附近的建筑物的直击雷防护引起特别重视。当避雷针引雷入地时,雷电流i将沿引下线泄放入大地,此时测试点的电位可用下式表示:防雷器

 Ux=Ul+Ur=Lo×h×di/dt+i(r+R)式中,Lo --引下线单位长度电感(μH/m) 通常L0=1.67μH/m

h --测试点离地面高度(m)

i --通过引下线的雷电流(KA)

r --测试点至接地体电阻(Ω)

R --接地电阻(Ω)

 di/dt --雷电流的陡度

Lo=1.67μH/mr=0R=10Ωh=10mdi/dt=100KA/2.6μs

UL=1.67×10×100/2.6=642.3 (KV)

 UR=100×10=1000KV

UX=1.642MV

此时的地电位升高至1兆伏以上而测试点的电位高达1.642MV将对电子设备造成高电位反击而损坏电子设备。

1)避雷针引雷时,由于接地体高电位在地面造成的跨步电压对人体可能产生危害。

2)通过避雷针引下线上的大电流,使其附近平行金属导线上产生的感应过电压:防雷器

当避雷针引雷后, 在其引下线周围产生的感应电磁场将波及到附近的平行导线上,从而产生感应过电压Um,可表示为:

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

a=10m,di/dt=100KA/2.6μs
则 Um=31.6(KV/m)
以避雷针为中心的不同半径范围内的平行导线感应过电压列于下表: 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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