防雷课件

离子浓度大 ⊕ ⊕ ⊕ 热 ⊕ 端 ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ 离子浓度小 ⊕ 向冷端扩散 ⊕ ⊕ ⊕ 冷 块 剖 面 （a） ⊕表示较轻的正氢离子 冷 块 剖 面（b） 表示较重的负氢氧根离子 16 冷热 端端 ⊕⊕ ⊕⊕ 带正电荷 ⊕⊕ 电场 方向 ⊕⊕ ⊕⊕ 冷 端 带负电荷 ⊕⊕
冷的热电起电效应
2.破碎起电学说 2.破碎起电学说
6.近代防雷的发展动态： 近代防雷的发展动态： 近代防雷的发展动态
军事领域的防雷：1961年意大利“丘比特”导弹 年意大利“ 年意大利 丘比特”
武器的一系列雷击事故。 武器的一系列雷击事故。
航天航空领域的雷击特殊防护：69年“阿波罗” 年 阿波罗”
载人飞船”、87“大力神”雷击。 载人飞船” “大力神”雷击。
教堂的启示：尖端带电。 尖端带电。
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3.富兰克林的实验 富兰克林的实验
认识过程： 年宣布发明避雷针。 认识过程：1753年宣布发明避雷针。 年宣布发明避雷针 人们的接受过程 唯心主义认识：教堂内堆放炸药 ， 去掉避雷 唯心主义认识 ： 教堂内堆放炸药， 造成雷击灾害。 针，造成雷击灾害。1767年，威尼斯，3000多人 年 威尼斯， 多人 丧生； 多人丧生。 丧生；1856年，Rhodes岛，4000多人丧生。 年 岛 多人丧生 科学认识错误，拒绝避雷针，造成雷击事故。 科学认识错误 ， 拒绝避雷针 ， 造成雷击事故 。 东印度公司的在苏门答蜡岛事例。 东印度公司的在苏门答蜡岛事例。
（2）片状闪电 ）
片状闪电是出现在云的表面上的闪光，它有时 可能是被云块遮没的火花闪电的延光，也可能是在 云的上部发出来的丛集的、若隐若现的一种特殊的 放电作用的光。这种闪电，表示云中电场的能量虽 然已经足够产生放电作用，但是新加入的电量却太 少，以致在闪烁放电尚未转变到火花（线状）放电 以前，原有的储电量已经用完了。仅仅伴随有片状 闪电的雷暴是属于弱的一类，对电力系统一般只会 引进不大的感应过电压。
4.积雨云的起电学说： 4.积雨云的起电学说：
积雨云如何带电，是弄清楚雷电如何产生 的重要科学课题，得到了众多大气物理学家的关 注，先后提出几上十种积雨云起电 机制的理论。 然而，由于到积雨云中去观测、实验的困难以及 在实验作模拟实验的局限性，关于积雨云的起点 机制迄今为止仍然处于探索阶段。下面简单介绍 目前比较流行的几种理论。
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1.大气带电粒子的形成
大气：由物理性能不同的暖层（电离层）、中间层、
平流层、对流层组成。雷电发生在10Km以下的 对流层。低层大气带电离子的形成对大气中的 雷电发生有着重要作用。
大气带电粒子形成的电离源：
大气中放射性物质辐射的射线 宇宙射线 波长小于1000A°的紫外线 闪电、火山爆发、森林火灾、尘暴和雪暴 火箭、飞机、工厂产生的离子
4.积雨云的电结构
8 高度（KM KM）
6
+24C
-30℃
4 -20C 2 +4C -8℃ 1.5℃ L
0 图1.2 典型的雷雨云中的电荷分布，左端是按理论归纳 的理想模式，右面是雷云常见的电荷实际分布 H-相对地面的高度;L-水平距离；C-库伦
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5. 雷电的分类
根据闪电出现位置、形状、声音 和危害分类
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（4）链形闪电、球形闪电
链形闪电比较罕见，是一条发光的虚线，像一条链子 一样，在云与大地间放电或云与云间放电时均可能出现。 似乎是介于线状闪电与球形闪电之间的一种过渡形式。 球形闪电是最奇妙、最罕见和最神秘莫测的一种闪电， 由拳头般大小到足球那样大的球形发光体所组成，活动速 度不大，可以看到移动，它走的路径极不规则，往往与风 向一致，它出现时，常有尖哨声或嗡嗡声，有时会安然地 消失，但有时也会发生可怖的爆炸。它消失时，往往留下 具有刺激性的轻烟雾。球形闪电存在的时间可由几秒到几 分钟，它能在一个地方停留一些时候，一面冒烟，一面发 出火花，目前，国际上对于球形闪电也还没有很完善的解 24 释，科学家们仍在研究中。
线状闪电带状ຫໍສະໝຸດ 电球状闪电联珠状闪
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地闪的结构类型
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地闪的典型结构
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预击穿
梯级先导
连接过程
首次回击
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击间过程
直窜先导--继后回击 连续电流
击间过程
闪电照片
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人工引发雷电静态照片
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雷电活动
(1)雷电活动及雷电活动日 雷电活动从季节来讲以夏季最活跃，冬季最少，从 地区分布来讲是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少， 极地最少。 评价某一地区雷电活动的强弱，通常用两种方法。 其中一种是习惯使用的“雷电日” ，即以一年当中该 地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣来表示该地区的雷电 活动强弱，雷电日的天数越多，表示该地区雷电活动越 强，反之则越弱。我国平均雷电日的分布，大致可以划 分为四个区域，西北地区一般15日以下；长江以北大部 分地区（包括东北）平均雷电日在15~40日之间；长江 以南地区平均雷电日达40日以上；北纬23°以南地区平 均雷电日达80日。广东的雷州半岛地区及海南省，是我 国雷电活动最剧烈的地区，年平均雷电日高达120--130 日。总的来说，我国是雷电活动很强的国家。 34
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2.大气电离率：单位体积和单位时间内大气分子 被电离为正、负离子对的数目， 单位：离子对/cm3·s。
各种电离源产生 的大气电离率随高度的分布
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3.大气电流的产生 3.大气电流的产生
大气分子 被射线电离 大气电离子。 大气电离子随时间、地点、大气离子移动而变 化，使大气离子的空间分布不均匀。若同一浓度 分布区： 正、负离子均匀分布，混合在一起，宏观大 气不显电性。 实际上， 除电离源产生的正负离子对外，有云、 雾、降水，树枝、花草、尖端放电产生的电荷， 火山爆发、沙暴、雪暴、输电线路电晕放电、工 厂排烟释放的带电离子等等。 受电场、重力、 对流等因素的非对称作用，大气中各处，正、负 电荷分布不均匀，使任何局部空间都不是中性， 13 显示有净的体电荷分布。
雷电与雷电防护基础讲座
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第一章
防雷的探索历史
1.雷电与静电。
英国科学家Fransis Hauksbee对闪电的认识：
根据摩擦起电产生的火花，想到雷电发生的原因。 根据摩擦起电产生的火花，想到雷电发生的原因。
美国科学家富兰克林的科学实验：在室内进行一
系列实验，论证了实验室内静电放电现象与天空闪电的种种类似性。 系列实验，论证了实验室内静电放电现象与天空闪电的种种类似性。
6.积雨云的电结构
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（1）无声放电 ）
最常出现的一种无声放电是被叫做"爱尔马圣 火"的。由于暴风雨等原因，大气中的电场强度大 大地增长起来，在地球表面的突出物体附近，电场 强度很容易达到30kV/cm的强度，导致在突出部分 发生静寂放电。这是一种并非雷云与大地间放电和 没有雷声的闪光现象，实际上就是尖端电晕放电。 放电时，突出物周围会呈冒烟状或光膜状的放电现 象。当电场强度很强时，就会形成单独束状放电， 由物体周围放射出来。这种放电现象对电讯系统有 21 干扰。
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4.现代设备的发明与防雷的发展： 现代设备的发明与防雷的发展： 现代设备的发明与防雷的发展
1876年贝尔发明电话，架空长线出现电话通信设 备和人员成为闪电袭击的新对象，于是出现了最原始的 避雷器----导电器。 1887年伦敦建立电力公司，为了保护直流电力设 施，经过发展，与1901年发明了磁吹间隙避雷器
地面的端头放电
这一学说最早是由Grenet（1947）和Vonnegut（195提出的。 在这种机智中，云的的对流运动反抗着电场施加的力，输送 和集聚起电的云粒子。最终集聚的正、负电荷会要增加现有 电场的强度和范围，因而增加它的能量。对此过程所需的正、 负电荷，都取自云外。约为1安培的传导电流（已知其由云上 18 的洁净高层大气流入）将小的