雷電過程與雷電參數(shù)

雷電過程與雷電參數(shù)目前一頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點目前二頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點目前三頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點

歐美雷電科學(xué)的建立著名的風(fēng)箏試驗（17世紀(jì)，富蘭克林）：240米長的纏繞鋼絲的麻繩上產(chǎn)生20cm的電火花著名科學(xué)家GWRichman（1711－1753）（彼得堡科學(xué)院院士）觀察雷電而死亡高速攝影、記錄示波器、雷電定向定位儀等現(xiàn)代化測量技術(shù)（豐富人類對雷電的認(rèn)識）目前四頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點從電力工程的角度來看，最值得我們注意的兩個方面是：雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過電壓，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)體熔斷或通過電動力引起機(jī)械損壞。雷電放電實質(zhì)上是一種超長氣隙的火花放電，它所產(chǎn)生的雷電流高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)百千安，從而會引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。目前五頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點雷云的形成雷電放電過程雷電參數(shù)雷電過電壓的形成第一節(jié)雷電過程與雷電參數(shù)目前六頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點雷云的形成機(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)。一、雷云的形成

目前七頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點雷電放電就其本質(zhì)而言是一種超長氣隙的火花放電。二、雷電放電過程負(fù)極性棒板不能順利向前發(fā)展目前八頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點雷電放電過程基本過程：先導(dǎo)放電階段；主放電階段；余輝放電階段目前九頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點主放電：先導(dǎo)靠近地面時，進(jìn)入主放電階段，強(qiáng)烈的電荷中和過程，伴隨著雷鳴和閃光。主放電的時間極短，只有50~100微秒，放電發(fā)展速度50~100m/微秒。電流幅值高達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百千安；余輝階段：主放電完成后，云中剩余電荷沿著導(dǎo)電通道開始流向大地，這一階段稱放電的余輝階段，電流數(shù)百安。先導(dǎo)放電：雷云中的電荷分布是不均勻的，當(dāng)雷云中的某個電荷密集中心的電場強(qiáng)度達(dá)到空氣擊穿場強(qiáng)（25~30kV/cm，有水滴時僅為10kV/cm）時，空氣便開始電離，形成指向大地的一段電離的微弱導(dǎo)電通道；目前十頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點分級先導(dǎo)：多次先導(dǎo)主放電的重復(fù)過程，每次間歇時間為幾十毫秒，放電次數(shù)一般為2~3次，最多為４０次雷云中可能存在多個電荷中心，當(dāng)?shù)谝粋€電荷中心完成上述放電過程后，可能引起其他電荷中心向第一個中心放電，并沿著第一次放電通路發(fā)展。目前十一頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點

理解以下幾點：雷云對地放電的實質(zhì)是雷云電荷向大地的突然釋放被擊物體的電位取決于雷電流和被擊物體阻抗的乘積從電源性質(zhì)看，相當(dāng)于一個電流源的作用過程人們能夠測知的電量，重要是流過被擊物體的電流雷電放電由帶電荷的雷云引起大多數(shù)的放電發(fā)生在雷云之間－不危險少數(shù)的放電發(fā)生在雷云和大地之間－危險對地放電的雷云大多數(shù)帶負(fù)電荷目前十二頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點(一)雷電活動頻度——雷暴日及雷暴小時

雷暴日Td是一年中發(fā)生雷電的天數(shù)，以聽到雷聲為準(zhǔn)，在一天內(nèi)只要聽到過雷聲，無論次數(shù)多少，均計為一個雷暴日。雷暴小時Th是一年中發(fā)生雷電放電的小時數(shù)，在一個小時內(nèi)只要有一次雷電，即計為一個雷電小時。一個雷暴日折合三個雷暴小時。雷暴日與該地區(qū)所在緯度、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、地形地貌有關(guān)Td<15，少雷區(qū)；>40，多雷區(qū)；>90，強(qiáng)雷區(qū)三、雷電參數(shù)雷暴日和雷暴小時的統(tǒng)計中，并沒有區(qū)分雷云之間的放電和雷云對地的放電。但是，只有落地雷才有可能產(chǎn)生對電力系統(tǒng)造成危害的過電壓。目前十三頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點(二)地面落雷密度()和雷擊選擇性

表示每平方公里地面在一個雷暴日受到的平均雷擊次數(shù)。

我國標(biāo)準(zhǔn)對Td＝40的地區(qū)，?。?.07

(三)雷道波阻抗（Z0）雷電通道長度數(shù)千米，主放電時如同導(dǎo)體，類似于一條分布參數(shù)線路，具有某一等值波阻抗，稱為雷道波阻抗。主放電過程可看作是一個電流波沿著波阻抗為Z0的雷道投射到雷擊點的波過程。我國有關(guān)規(guī)程建議取Z0≈300Ω目前十四頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點負(fù)極性雷擊均占75～90%，對設(shè)備絕緣危害較大,防雷計算中一般均按負(fù)極性考慮。(五)雷電流幅值（）

通常定義雷電流為雷擊于低阻接地電阻(≤30Ω)的物體時流過雷擊點的電流。它近似等于電流入射波的兩倍，即

一般地區(qū)，雷電流幅值超過的概率可按下式計算(四)雷電的極性目前十五頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點波前陡度的最大極限值一般可取50kA/us左右。(六)雷電流的波前時間、陡度及波長雷電流的波前時間T1處于1～4us的范圍內(nèi)，平均為2.6us。波長T2處于20～100us的范圍內(nèi)，多數(shù)為40us左右。我國防雷設(shè)計采用2.6/40us的波形；在絕緣的沖擊高壓試驗中，標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓的波形定為1.2/50us雷電流波前的平均陡度(kA/us)目前十六頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點(七)雷電流的計算波形1、雙指數(shù)波2、斜角波3、斜角平頂波4、半余弦波在防雷計算中，按不同要求采用不同的計算波形目前十七頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點(八)雷電的多重放電次數(shù)及總延續(xù)時間有55％的對地雷擊包含兩次以上的重復(fù)沖擊；3～5次沖擊者有25%；10次以上者有4%。平均重復(fù)沖擊次數(shù)取3次。(九)放電能量A=QU=107V×20C＝20×107W.s（200MW秒），放電能量不大，但是在極短時間內(nèi)放出的，因而功率很大。目前十八頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點四、雷電過電壓的形成(一)雷電放電的計算模型目前十九頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點(三)感應(yīng)雷擊過電壓雷擊于線路附近大地或接地的線路桿塔頂部等，在絕緣的導(dǎo)線上引起感應(yīng)過電壓。(二)直接雷擊過電壓

雷擊于地面上接地良好的物體雷擊于導(dǎo)線或檔距中央避雷線目前二十頁\總數(shù)二十一頁\編于二十點先導(dǎo)放電階段：雖然有束縛電荷的存在，但是由于負(fù)電荷移動較慢，故線路上