雷電的形成及危害

《企業(yè)供電系統(tǒng)與運(yùn)行》

任務(wù)3：雷電的形成及危害知識(shí)點(diǎn)1雷電的形成及危害

雷云的形成雷電危害雷電放電過(guò)程

雷電的表現(xiàn)形式從電力工程的角度來(lái)看，最值得我們注意的兩個(gè)方面是：雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過(guò)電壓，它是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一產(chǎn)生巨大電流，使被擊物體炸毀、燃燒、使導(dǎo)體熔斷或通過(guò)電動(dòng)力引起機(jī)械損壞。

雷電放電：一種超長(zhǎng)氣隙的火花放電，它所產(chǎn)生的雷電流高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)百千安，從而會(huì)引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。1、防雷保護(hù)的實(shí)質(zhì)是什么？2、雷電的危害體現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？3、雷電是怎么產(chǎn)生的？4、雷電的表現(xiàn)形式有哪幾種？提出問(wèn)題

（一）過(guò)電壓的形式過(guò)電壓：電氣線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過(guò)正常工作電壓要求的電壓。過(guò)電壓內(nèi)部過(guò)電壓操作過(guò)電壓諧振過(guò)電壓外部過(guò)電壓直接雷擊間接雷擊一過(guò)電壓及雷電的有關(guān)概念二雷電的危害雷擊放電產(chǎn)生高達(dá)幾萬(wàn)伏甚至幾十萬(wàn)伏的沖擊電壓，產(chǎn)生的沖擊電流幅值也可達(dá)幾十萬(wàn)安，可擊穿電氣設(shè)備的絕緣、燒斷電線，輕者使設(shè)備使用壽命降低或者毀壞，重者可以使人員傷亡、燒毀大量系統(tǒng)設(shè)備導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，經(jīng)濟(jì)損失不可估量。雷電危害的對(duì)象：供配電線路電氣設(shè)備建筑物人其它物體（動(dòng)植物）

雷電災(zāi)害是聯(lián)合國(guó)公布的最嚴(yán)重的十大自然災(zāi)害之一。統(tǒng)計(jì)表明，全世界平均每10個(gè)重大事故，有3個(gè)是由雷擊直接或間接引起的。雷電災(zāi)害已成為危害程度僅次于暴雨洪澇、滑坡塌方的一大氣象災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著我國(guó)社會(huì)公眾安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。*我國(guó)每年因雷擊造成人員傷亡達(dá)三四千人，財(cái)產(chǎn)損失有50—100億元人民幣。*美國(guó)每年因雷電造成的損失約50—60億美元，造成的火災(zāi)3萬(wàn)多起。

二雷電的危害電力系統(tǒng)故障建筑物損壞火災(zāi)、爆炸二雷電的危害雷云的形成機(jī)理獲得比較廣泛認(rèn)同的是水滴分裂起電理論：大水滴分裂成水珠和細(xì)微的水沫，出現(xiàn)電荷分離現(xiàn)象，大水珠帶正電，小水沫帶負(fù)電，細(xì)微水沫被上升氣流帶往高空，形成大片帶負(fù)電的雷云。雷云下部局部正電荷區(qū)。三雷電的形成

天空中密集的云塊團(tuán)因流動(dòng)而產(chǎn)生摩擦，從而帶有負(fù)電荷或正電荷，形成雷云。因靜電感應(yīng)作用，在雷云下面的大地將感應(yīng)出異性電荷，二者形成一巨大電容器，當(dāng)雷云附近的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到25kV/cm～30kV/cm時(shí)，空氣開(kāi)始游離，形成導(dǎo)電性的通道，叫做先導(dǎo)放電通道。雷云對(duì)大地放電，形成一段先導(dǎo)通路，稱雷電先導(dǎo)。當(dāng)雷電先導(dǎo)達(dá)到離地約100m～300m時(shí)，大地感應(yīng)的異性電荷更加集中，特別易于聚集在較突起部分或較高的地面，形成迎雷先導(dǎo)。

1．直擊雷過(guò)電壓

四雷電的表現(xiàn)形式當(dāng)雷電先導(dǎo)與迎雷先導(dǎo)接觸時(shí)，氣隙被強(qiáng)電場(chǎng)瞬時(shí)擊穿，電荷發(fā)生強(qiáng)烈中和，出現(xiàn)極大的電流并發(fā)出聲和光，即出現(xiàn)電閃雷鳴（雷鳴是由雷電流加熱周圍空氣使之驟然膨脹所致），這就是主放電階段。此時(shí)，電流可達(dá)數(shù)十萬(wàn)安，電壓達(dá)數(shù)百萬(wàn)伏，時(shí)間約50～100μs。主放電結(jié)束后，雷云中的殘余電荷繼續(xù)經(jīng)放電通道入地，稱為余輝放電階段。余輝放電電流不大于數(shù)百安，持續(xù)時(shí)間為0.03s～0.05s。

四雷電的表現(xiàn)形式

1、先導(dǎo)放電階段2、迎面先導(dǎo)階段3、主放電階段4、余輝放電階段四雷電的表現(xiàn)形式

二、雷電放電過(guò)程先導(dǎo)放電電流0.005~0.01s主放電電流50~100μs余輝放電電流0.03~0.05sti雷云放電三個(gè)階段雷電流波形示意圖雷電的主要特點(diǎn)是：電壓高，電流大，釋放能量的時(shí)間短。雷電流流過(guò)地面的被擊物時(shí)，其電壓可達(dá)幾百萬(wàn)至幾千萬(wàn)伏，電流達(dá)幾十萬(wàn)安，因而它產(chǎn)生的破壞性大。當(dāng)雷云來(lái)臨時(shí)，雷云攜帶著大量的電荷，它們將產(chǎn)生靜電場(chǎng)。靜電感應(yīng)將在架空線相應(yīng)位置上積累大量異性束縛電荷。當(dāng)雷云在架空線附近對(duì)地放電時(shí)，特別是主放電階段，由于主放電電流很大且放電速度很快，因而在放電通道周圍產(chǎn)生很強(qiáng)的空間變化磁場(chǎng)，使導(dǎo)線上產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓。主放電結(jié)束，線路上的束縛電荷釋放而形成自由電荷。自由電荷以電磁波的速度向?qū)Ь€兩邊流動(dòng)，形成雷電流，從而在線路上形成感應(yīng)沖擊波，使所到之處電壓升高，這就是感應(yīng)過(guò)電壓。2．感應(yīng)雷過(guò)電壓導(dǎo)線上束縛電荷失去束縛開(kāi)始向兩側(cè)自由流動(dòng)，其電流在導(dǎo)線波阻抗上形成過(guò)電壓主放電發(fā)生后下行先導(dǎo)中負(fù)電荷全部被中和 感應(yīng)雷過(guò)電壓主要威脅到35kV及以下輸電線路雷云雷云放電(a)(b)圖9-2架空線上的感應(yīng)過(guò)電壓的形成（a）線路上感應(yīng)束縛電荷；（b）雷云放電后的感應(yīng)沖擊波感應(yīng)過(guò)電壓的幅值一般不300kV，個(gè)別可達(dá)50