防雷电知识讲座
一、雷电的形成
雷电是发生在雷雨云中的电学现象,并且,也只有雷雨云才可能造成雷电。因此,雷雨云的存在就成了雷电发生的先决条件。在大多数情况下,雷雨云在产生雷电的同时,还伴随着降水,雷雨云在气象学里叫积雨云。只有发展成熟并伸展得很高的积雨云才有雷电现象出现。
在发展成熟的积雨云里,正电荷集中在云的上部,负电荷集中在云的中下部,但在云的底部,还有一个范围不大的带正电荷的区域,这里上升气流有局部的极大值。云中电荷的产生和分布,与雷雨云形成的客观过程以及云中所发生的微物理过程有关。
在雷雨云的不同部位,聚集了两种不同极性的电荷,当聚集的电荷达到一定的数量时,在云内不同部位之间或云与地面之间就形成了很强的电场。这电场的强度平均可以达到几千伏特/厘米,局部区域可以高达1万伏特/厘米。这么强的电场,足以把云内外的大气层击穿。于是,在云与地面之间,或者云的不同部位之间,以及不同云块之间激发出耀眼的闪光,这就是闪电。
人们经常看见的闪电形状是线状闪电或枝状闪电,它有耀眼的光线。整个闪电像横向或向下悬挂的枝叉纵横的树枝,又像地图上支流很多的河流。线状闪电多数是云对地的放电,它是对人类危害最大的一种闪电。被闪电击中的地方,瞬时能量极大,会使所触及的树木房舍炸裂起火,就像命中一枚炸弹一般。 二、雷电的危害
1.雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压,如此巨大的电压瞬间冲击电气设备,足以击穿绝缘使设备发生短路,导致燃烧、爆炸等直接灾害。
2.雷电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流,并产生大量热能,在雷击点的热量会很高,可导致金属熔化,引发火灾和爆炸。
3.雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡。
4.雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷,当雷电消失来不及流散时,即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾。
5.雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场,其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。
6.雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路断路而燃烧导致火灾。 三、预防措施
1.防雷装置
防雷装置由接闪器、引下线和接地体三部分组成,其作用是防
止直接雷击或将雷电流引入大地,以保证人身及建(构)筑物安全。 接闪器包括避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器等,是直接接受雷击的金属部分。避雷针一般设在高层建筑物的顶端和烟囱上,保护建筑物兔受直接雷击;避雷线常用来架设在高压架空输电线路上,以保护架空线路免受直接雷击,也可用来保护较长的单层建(构)筑物。避雷网和避雷带普遍用来保护建筑物免受直接雷击和感应雷。
引下线是避雷保护装置的中段部分。上接接闪器,下接接地装置。一般敷设在建筑物的外墙,并经最短线路接地。每座建筑物的引下线一般不少于两根。
接地装置包括埋设在地下的接地线和接地体,在腐蚀性较强的土壤中,应采取镀锌等防腐措施或加大截面。
避雷器是防止雷电过电压侵袭配电和其他电气设备的保护装置。避雷器安装在被保护设备的引入端,其上端接在架空输电线路上,下端接地。其中阀型避雷器是保护变、配电装置常用的一种避雷装置;管型避雷器一般是用于线路上;保护间隙是最简单最经济的防雷装置,俗称简单避雷器,一般安装在线路的进户处,用来保护电度表等设备。
2.避雷器是怎样防雷的
捷径人人爱走,电也是这样,要走电阻最小的通路。避雷针就是竖立在建筑物最高处的一根与地相通的金属杆。杆的上端是尖的,尖端容易放电,形成电阻小的通路。云中的电荷可经避雷针入地,建筑物即可免受雷击。
这种避雷方法是富兰克林发明的,所以叫富兰克林避雷针。这种避雷针的保护范围有似一把没有撑足的伞,它的保护半径只有避雷针安装高度的1-1.5倍。因此,当建筑物很大时,就要在上面装许多支避雷针。特别是平顶的大建筑群,避雷针排列成行,宛如针林一般。 如何提高避雷针的效能,早在1914年,匈牙利物理学家爱尔·齐拉特已发现利用放射性物质能使空气电离的原理可以增强避
雷效能。近年来随着同位素技术应用日益普及,许多先进国家,研制出了放射性同位素避雷针。
3.生活中防雷电要注意: 不要在雷雨天气中在树下躲雨; 不要在雨中或者在窗前打手机; 不要使用外露金属尖雨伞。