《雷电知识讲座》PPT课件.ppt

雷电知识讲座,主讲：黄光华,什么是雷电,当天空乌云密布，雷雨云迅猛发展时，突然一道夺目的闪光划破长空，接着传来震耳欲聋的巨响，这就是闪电和打雷，亦称为雷电。雷属于大气声学现象，是大气中小区域强烈爆炸产生的冲击波形成的声波，而闪电则是大气中发生的火花放电现象。,闪电和雷声是同时发生的，但它们在大气中传播的速度相差很大，因此人们总是先看到闪电然后才听到雷声。光每秒能走30公里，而声音只能走340米。根据这个现象，我们可以从看到闪电起到听到雷声止，这一段时间的长短，来计算闪电发生处离开我们的距离。 假如闪电在西北方，隔10秒听到了雷声，说明这块雷雨距离我们约有3400米远。,雷云形成,雷电是带电荷的云所引起的放电现象。 夏季空气闷热，空气中的水蒸气接近饱和。太阳光的照射，接近地面的空气受热上升，形成气流。在高空中气压随高度增加而降低，而且十分寒冷。潮湿的空气中水蒸气大量凝结，与地面热气流冲击摩擦。 小水滴在上升热气流过程的快速分裂中带上正、负电荷，形成带负电荷的雷云。 一般情况下带负电荷的雷云较多。,雷电放电,雷电放电是雷云所引起的放电现象。 如果天空中两块带异号电荷的雷云互相接近时，会使两块云之间的空气绝缘击穿，这就是发生在空中的闪电和发出震耳的轰鸣。 如果雷云较低，雷云就会对地放电，特别是对地面上的高大树木或建筑物放电。,根据雷电观测资料，雷云对地放电大多数要重复2至3次，其中第一次放电过程是分级发展的（称为先导）。 第一次放电电流最大。主放电时间很短，只有50至100毫秒。第一次主放电电流能达几千安甚至几十、上百千安。 经过0.03至0.05秒会进行第二次放电,第二次放电不再是分级放电,而是连续出现主放电. 第二次放电称为余辉放电,余辉放电电流很小,因此发光微弱,但时间较长.,直接雷击过电压,雷云直接对电器设备或电力线路放电,雷电流流经设备时,在雷电流流通路径的阴抗(包括接电电阻)上产生冲击电压,引起过电压.这种过电压称为直接雷击过电压。,雷电反击过电压,雷云对电力架空线路的杆塔顶部放电，雷电流经杆塔入地，雷电流流经杆塔入地时，在杆塔阻抗和接地装置阻抗上存在电压降，因此杆塔顶部出现高电位。如果电压足够高，有可能产生击穿，对导体放电，这各情况称为雷电反击过电压。,感应雷过电压,感应雷过电压是指在电气设备（如架空线路）的附近不远处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束缚电荷，形成雷电过电压。 当雷云处于先导放电阶段，先导通道中的电荷对输电线路产生静电感应，将与雷云异性电荷靠近导线上成为束缚电荷。 雷云在主放电阶段先导通道中的电荷迅速中和，输电线路上原有束缚电荷立即转为自由电荷，自由电荷向导线两侧流动而造成的过电压为感应过电压。,雷电侵入波,直接雷击或感应雷击在输电线路导线中形成迅速流动的电荷称为雷电进行波。 当雷电侵入波前行时，来到变压器线圈尾端中性点处，则会产生进行波的全反射。反射与侵入波迭加，过电压增高一倍，极容易造成击穿事故。,防雷措施,常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。,以避雷针作为接闪器的防雷电原理是：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，随之泻入大地，达到避雷效果。实际上，避雷针是引雷针，可将周围的雷电引来并提前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。,避雷线、避雷带和避雷网有什么区别,避雷线是铁质的，避雷针是铜质（也可以是钢质的），避雷针顶端向天，避雷线连接避雷网埋地，避雷线连接避雷针，雷雨季节，雷电从天空从避雷针进入避雷线直至埋地的避雷网，是消除雷击保护建筑物或仪器的设施。,避雷线分圆截面和扁截面两大类型。接复层金属包基体金属的不同分为：铅包钢、铅包铜、铜包钢避雷线。,避雷针用于高层建筑、烟囱或油罐上。下引可用避雷线连接。避雷针由针体及安装类别结构件组成。针类采用不锈钢；针体须用铜包钢圆棒或钢管为基材,避雷带是指沿屋脊、山墙、通风管道以及平屋顶的边沿等最可能受雷击的地方敷设的导线。当屋顶面积很大时，采用避雷网。它是为了保护建筑的表层不被击坏，避雷网和避雷带宜采用镀锌圆钢或扁钢，应优先选用圆钢，其直径不应小于8mm，扁钢宽度不应小于12mm，厚度不应小于4mm。避雷线适用于长距离高压供电线路的防雷保护。架空避雷线和避雷网宜采用截面积大于35mm2的镀锌钢绞线。,避雷针,避雷针，是用来保护建筑物等避免雷击的装置。在高大建筑物顶端安装一个金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和地上的电逐渐中和。,避雷针的发明时间和发明人,17441750年富兰克林进行的关于一系列实验，例如著名的风筝实验，第一次向人们揭示了雷电只不过是一种大气火花放电现象的秘密。1749年富兰克林创议：接地的高耸的尖形铁棒可以用来保护建筑物，并设计了避雷针的实验。到18世纪末，避雷针获得公认，被普遍采用。,避雷针的保护原理是什么,当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。,避雷针冠以“避雷”二字，仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思，而其本身恰恰相反，是“引雷”上身。,提前放电避雷针,避雷针为什么要装在楼顶,带电的云,首先是从上往下运行,在高处安避雷针,就首先将云中的电放掉,以后到房子接触云的时候,就基本没有或只有少部分电而没有危险了。,避雷针的保护范围,避雷针的保护范围 1根避雷针的保护范围 当避雷针的高度hhr时 距地面hr处作一条平行于地面的平行线，以避雷针的针尖为圆心，hr为半径画弧，交水平线于A、B两点，又分别以A、B两点为圆心，hr为半径，从针尖向地面画弧。如下图所示，则图中曲线就是避雷针保护范围的边界，保护范围是一个对称的锥体。 Hr的取值 一类防雷建筑物为30米 二类防雷建筑物为45米 三类防雷建筑物为60米,避雷器,避雷器：能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。,避雷器的特点及作用：,避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。,保护间隙,保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在500KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。,间隙避雷器,间隙避雷器的工作原理：基于电弧放电技术，当电极间的电压达到一定程度时，击穿空气电弧在电极上进行爬电。,阀型隙避雷器,阀型隙避雷器工作原理：接于电力系统运行的阀型避雷器，同于火花间隙组具有足够的对地绝缘强度，正常运行时不会被工频电压击穿，阀片电阻盘也不会有电流通过。当电力系统出现危险过电压时，火花被击穿，雷电流通过火花间隙经阀片电阻引入大地。,户外避雷十法,1、雷雨天气时不要停留在高楼平台上，在户外空旷处不宜进入孤立的棚屋、岗亭等。 2、远离建筑物外露的水管、煤气管等金属物体及电力设备。 3、不宜在大树下躲避雷雨，如万不得已，则须与树干保持3米距离，下蹲并双腿靠拢。 4、如果在雷电交加时，头、颈、手处有蚂蚁爬走感，头发竖起，说明将发生雷击，应赶紧趴在地上，这样可以减少遭雷击的危险，并拿去身上佩戴的金属饰品和发卡、项链等。,5、如果在户外遭遇雷雨，来不及离开高大物体时，应马上找些干燥的绝缘物放在地上，并将双脚合拢坐在上面，切勿将脚放在绝缘物以外的地面上，因为水能导电。 6、在户外躲避雷雨时，应注意不要用手撑地，同时双手抱膝，胸口紧贴膝盖，尽量低下头，因为头部较之身体其他部位最易遭到雷击。 7、当在户外看见闪电几秒钟内就听见雷声时，说明正处于近雷暴的危险环境，此时应停止行走，两脚并拢并立即下蹲，不要与人拉在一起，最好使用塑料雨具、雨衣等。,8、在雷雨天气中，不宜在旷野中打伞，或高举羽毛球拍、高尔夫球棍、锄头等；不宜进行户外球类运动，雷暴天气进行高尔夫球、足球等运动是非常危险的；不宜在水面和水边停留；不宜在河边洗衣服、钓鱼、游泳、玩耍。 9、在雷雨天气中，不宜快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔，因为身体的跨步越大，电压就越大，也越容易伤人。 10、如果在户外看到高压线遭雷击断裂，此时应提高警惕，因为高压线断点附近存在跨步电压，身处附近的人此时千万不要跑动，而应双脚并拢，跳离现场。,双绞线信息线路保护器,雷电不是只有害处 也有它的好处,在地球对流层大气中,每一瞬间均有雷声隆隆,每一秒钟都有近百次雷电奔驰落地,每天都有800万次闪电释放着巨大的能量.在全国各地,年均40天以上的雷暴日,每平方公里有6次以上落地雷,雷电对人类生命财产会造成一定的危害,但事物总是一分为二的,雷电也不例外.,1.它是一种无污染的能源. 雷电一次放电能达1亿到10亿焦耳,利用这种巨大的冲击力,可以夯实松软的基地,从而为建筑工程节省大量的能源,根据高频感应加热原理,利用雷电产生的高温,可使岩石内的水分膨胀,达到破碎岩石、开采矿石之目的.,2.雷电能治病. 雷电发生后,每立方厘米空气中的负氧离子可达1万余个,而睛天里的闹市区,负氧离子仅几十个.实验表明,被称为“空气的维生