防雷基本知識:雷電流的破壞作用
- 發(fā)布時間:2019-04-03
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雷電流也是電流,它具有電流的一切效應(yīng),不同的是它在很短的時間內(nèi)以脈沖的形式通過強(qiáng)大的電流;尤其是直擊雷,它的峰值有幾十千安,乃至幾百千安。持續(xù)時間只有幾微秒到幾十微秒,使雷電流具有特殊的破壞作用。
1,雷電流熱效應(yīng)的破壞作用:強(qiáng)大的雷電流通過被擊穿的物體時會產(chǎn)生大量的熱量。并且作用的時間很短,散熱影響可以忽略,如果雷電擊在樹木或建筑物構(gòu)件上,被雷擊的物體瞬間將產(chǎn)生大量的熱量,又來不及散發(fā),以致物體內(nèi)部的水分大量秉承水蒸氣,并迅速膨脹,產(chǎn)生巨大的爆炸力,造成破壞;當(dāng)雷電流通過金屬體時,產(chǎn)生的溫度甚至可以使其熔化,因為通道的維度可達(dá)6000-10000度,甚至更高,因此,在雷電流通道上與懂啊易燃物質(zhì),可能引起火災(zāi),要特別注意。
2,雷電流沖擊波的破壞作用:雷電流通道的溫度高,空氣受熱急劇膨脹,并以超聲速度向四周擴(kuò)散,其外圍附近的冷空氣被強(qiáng)烈壓縮,形成“激波”。被壓縮空氣蹭的外界稱為“激波波前”,它到達(dá)的地方,空氣的密度,壓力和溫度在空氣中傳播,會使其附近的建筑物,人和動物損害一樣。還有一種就是次聲波,基本和上面的情況差不多,不再多作描述。
3,雷電流電動力效應(yīng)的破壞作用:由物理學(xué)可知,在載流導(dǎo)體周圍空間存在磁場,在磁場里的載流導(dǎo)體受到電磁力的作用,也就是我們高中學(xué)的電磁感應(yīng)原理。其中一根導(dǎo)體有電,附近挨著的一根導(dǎo)體也會感應(yīng)到電。這樣兩根載流導(dǎo)體相互間有作用力存在,我們把這種作用力叫做電動力。另外由安培定律推導(dǎo)可知,凡拐彎的導(dǎo)體或者金屬構(gòu)件,在拐彎部分將受到電動力作用,他們之間的夾角越小,受到的電動力越大,當(dāng)拐彎的夾角為銳角時,受到作用力最大,鈍角最小,因此在我們安裝避雷帶的轉(zhuǎn)彎的時候,不能出現(xiàn)銳角的拐彎,盡可能采用鈍角形式。
4,雷電流的靜電感應(yīng):當(dāng)空中有帶電的雷云出現(xiàn)時,雷云下的地面及建筑物等,都由于靜電感應(yīng)的作用而帶上相反的電荷。由于從雷云的出現(xiàn)到發(fā)生雷擊所需要的時間相對于主放電過程的時間要長的多,因此,大地可以有充分的時間積累大量電荷,然而當(dāng)雷擊發(fā)生后,雷云上所帶的電荷,通過閃擊與地面的異種電荷迅速中和,而某些局部,例如架空導(dǎo)線上的感應(yīng)電荷,由于與大地間的電阻比較大,而不能在同樣短的時間內(nèi)相應(yīng)小時,這樣就會形成局部地區(qū)感應(yīng)高電壓,高達(dá)300-400KV,一般低壓的可以達(dá)到100KV,電信線路也可以達(dá)到40-60KV,建筑物也可以產(chǎn)生相當(dāng)高的有危險的電壓。
5,雷電流的電磁感應(yīng):由于雷電流有極大峰值和陡度,在它周圍的空間有強(qiáng)大的變化的電磁場,處在變化的電磁場中的導(dǎo)體會感應(yīng)出較大的電動勢,電動勢會產(chǎn)生放電,產(chǎn)生火花,很容易引起易燃易爆物品著火并且爆炸,為了防雷感應(yīng)過電壓的發(fā)生,應(yīng)將建筑物的金屬屋頂,建筑物內(nèi)的大型金屬物品等,給以良好的接地處理,以便感應(yīng)電荷能迅速流向大地。
6,雷電流感應(yīng)過電壓分析:一般來說,感應(yīng)過電壓沒有直擊雷那么猛烈但他發(fā)生的幾率比直擊雷高的多,因為直擊雷只發(fā)生在雷云對滴閃擊時才會對地面造成災(zāi)害,而感應(yīng)過電壓則不論雷云對地閃擊,或者雷云對雷云之間閃擊,都可能發(fā)生并造成火災(zāi)。此外,直擊雷一次只能襲擊一兩個小范圍的目標(biāo),而一次雷閃擊可以在比較大范圍內(nèi)多個小局部同時發(fā)生感應(yīng)雷電過電壓現(xiàn)象,并且這種感應(yīng)過電壓可以通過電力線,通訊線路,電話線等金屬導(dǎo)線傳輸?shù)胶苓h(yuǎn),致使雷害范圍擴(kuò)大。
好了,我們分析了雷電流的一些具體形式之后,我們采取有效措施去預(yù)防就更加明朗了,從上面的可以看出來,雷電流產(chǎn)生最多的,我們看到最多的字眼就是感應(yīng),當(dāng)然也有直擊雷,因此,感應(yīng)雷的預(yù)防實在是必須要解決的問題,而我們目前采取最多的就是安裝電源防雷器,信號防雷,等電位連接,屏蔽等等措施來預(yù)防,這也獲得了很大的成功,減少了很多事故的發(fā)生。