防雷基本知识:雷电流的破坏作用
- 发布时间:2019-04-03
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雷电流也是电流,它具有电流的一切效应,不同的是它在很短的时间内以脉冲的形式通过强大的电流;尤其是直击雷,它的峰值有几十千安,乃至几百千安。持续时间只有几微秒到几十微秒,使雷电流具有特殊的破坏作用。
1,雷电流热效应的破坏作用:强大的雷电流通过被击穿的物体时会产生大量的热量。并且作用的时间很短,散热影响可以忽略,如果雷电击在树木或建筑物构件上,被雷击的物体瞬间将产生大量的热量,又来不及散发,以致物体内部的水分大量秉承水蒸气,并迅速膨胀,产生巨大的爆炸力,造成破坏;当雷电流通过金属体时,产生的温度甚至可以使其熔化,因为通道的维度可达6000-10000度,甚至更高,因此,在雷电流通道上与懂啊易燃物质,可能引起火灾,要特别注意。
2,雷电流冲击波的破坏作用:雷电流通道的温度高,空气受热急剧膨胀,并以超声速度向四周扩散,其外围附近的冷空气被强烈压缩,形成“激波”。被压缩空气蹭的外界称为“激波波前”,它到达的地方,空气的密度,压力和温度在空气中传播,会使其附近的建筑物,人和动物损害一样。还有一种就是次声波,基本和上面的情况差不多,不再多作描述。
3,雷电流电动力效应的破坏作用:由物理学可知,在载流导体周围空间存在磁场,在磁场里的载流导体受到电磁力的作用,也就是我们高中学的电磁感应原理。其中一根导体有电,附近挨着的一根导体也会感应到电。这样两根载流导体相互间有作用力存在,我们把这种作用力叫做电动力。另外由安培定律推导可知,凡拐弯的导体或者金属构件,在拐弯部分将受到电动力作用,他们之间的夹角越小,受到的电动力越大,当拐弯的夹角为锐角时,受到作用力最大,钝角最小,因此在我们安装避雷带的转弯的时候,不能出现锐角的拐弯,尽可能采用钝角形式。
4,雷电流的静电感应:当空中有带电的雷云出现时,雷云下的地面及建筑物等,都由于静电感应的作用而带上相反的电荷。由于从雷云的出现到发生雷击所需要的时间相对于主放电过程的时间要长的多,因此,大地可以有充分的时间积累大量电荷,然而当雷击发生后,雷云上所带的电荷,通过闪击与地面的异种电荷迅速中和,而某些局部,例如架空导线上的感应电荷,由于与大地间的电阻比较大,而不能在同样短的时间内相应小时,这样就会形成局部地区感应高电压,高达300-400KV,一般低压的可以达到100KV,电信线路也可以达到40-60KV,建筑物也可以产生相当高的有危险的电压。
5,雷电流的电磁感应:由于雷电流有极大峰值和陡度,在它周围的空间有强大的变化的电磁场,处在变化的电磁场中的导体会感应出较大的电动势,电动势会产生放电,产生火花,很容易引起易燃易爆物品着火并且爆炸,为了防雷感应过电压的发生,应将建筑物的金属屋顶,建筑物内的大型金属物品等,给以良好的接地处理,以便感应电荷能迅速流向大地。
6,雷电流感应过电压分析:一般来说,感应过电压没有直击雷那么猛烈但他发生的几率比直击雷高的多,因为直击雷只发生在雷云对滴闪击时才会对地面造成灾害,而感应过电压则不论雷云对地闪击,或者雷云对雷云之间闪击,都可能发生并造成火灾。此外,直击雷一次只能袭击一两个小范围的目标,而一次雷闪击可以在比较大范围内多个小局部同时发生感应雷电过电压现象,并且这种感应过电压可以通过电力线,通讯线路,电话线等金属导线传输到很远,致使雷害范围扩大。
好了,我们分析了雷电流的一些具体形式之后,我们采取有效措施去预防就更加明朗了,从上面的可以看出来,雷电流产生最多的,我们看到最多的字眼就是感应,当然也有直击雷,因此,感应雷的预防实在是必须要解决的问题,而我们目前采取最多的就是安装电源防雷器,信号防雷,等电位连接,屏蔽等等措施来预防,这也获得了很大的成功,减少了很多事故的发生。