信号综合防雷讲义PPT课件
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• 3）由电阻性和电感性耦合产生的接触电压和跨步电 压对人身的伤害；
• 4）由于雷电电磁冲击（LEMP）使内部系统失效或 工作失常。
10
1989年8月12日上午9时55分，山 东黄岛油库5号罐遭雷击起火，引 爆了1至4号罐，大火共燃烧了104 个小时，19人死亡，78人受伤， 烧耗原油3.6万吨，直接经济损失 3540万元，间接经济损失8500万
5
雷电原理
雷电是一种自然现象，在中国，早在公 元前14世纪的殷代，甲骨文中就有关于 雷电的记录， “正月始雷”、“五月 迅雷”、“秋冬雷潜”。古人认识到 雷电是一种自然现象。到18世纪，为了 揭示雷电的本质，许多科学家开始进 行了观测和实验研究，并且提出了防 雷的措施。
6
最著名的是美国科学家富兰克林，他提出 了摩擦产生雷电的理论，发明了避雷针并 成功地用于建筑物的防雷。
18
雷电流大多数是重复的，通常一 次雷电包括3～4次放电
当先驱放电到达大地，或与大地放电迎面会合以后就开 始主放阶段，这就是雷击。在主放电中雷云与大地之间 所聚集的大量电荷，通过先驱放电所开辟的狭小电离通 道发生猛烈的电荷中和，放出能量，以至发出强烈的闪 光和震耳的轰鸣。在雷击中，雷击点有巨大的电流流过。 大多数雷电流峰值为几十KA，也有少数上百KA以至几 百KA的。
暴雨甚至伴隨有冰雹或龙卷风
出現，因此往往可造成災害。
云层之间的放电主要对飞行器
有危害，对地面上的建筑物和
人、畜没有很大影响。然而，
云层对大地的放电，则对建筑
物、电子电气设备和人、畜危
害甚大，这是我们研究的主要
对象。
16
直击雷、感应雷、球形雷
• 通常雷击有三种主要形式：其一是带电的 云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电 现象，叫做“直击雷”。其二是带电云层
－ －－－－－雷 云－－－－－－－－－－
的极性。 根据放电电
50 －
荷量进行的多次统
多岩石土壤 100+m+ + + ++++++++ + + + +
19
雷电的分类
云闪和地闪 大多数雷电放电发生 在云间或云内，只有 小部分是对地发生的
－+++－+－+－++－+－+ +雷－－+云－+－ +++－++－+－+－++－－+
－+++－+－+－++－+－++雷云－－+－+－+++－++－+－+－++－－+
。在对地的雷电放电
中，雷电的极性是指 雷云下行到地的电荷
• 一块直径为5公里的雷雨云， 下暴雨时，每5分钟从云中倾 下的水量约达到9万吨(仅以每 分钟降雨量为l毫米计)如此巨 量的水竟然能够在空中飘移， 可以想见雷雨云中上升气流之 强大了。
13
雷电产生的基本原理
雷电是一种自然现象。 它是由雷云 产生的。形成雷云必须具备以下三个 条件： 1)空气中含有足够的水蒸气； 2)大气中的空气形成温度差，以使潮湿 的空气形成强大的上升气流； 3)没有破坏或防碍强烈而持久的上升气 流形成的因素。
“球形雷”
17
球状雷电
• 科学家对球状雷电形成的机理有多种即假设性 解释。一般描述为约25直径的火球，常见的颜 色是橙色和红白色，有时沿着导线运动，有时 顺着风运动，或自由运动，存在时间数秒，最 后爆炸消失。一种意见认为这是闪电时强烈的 电磁过程所形成的等离子团，也有意见认为是 在此过程中空气的氧和氮的化学反应所形成的 一个高温气团。目前对于此种雷电的防护尚无 统一的说法，有学者提出关上门窗，这不失为 一种方法，可以阻挡球雷随风进入建筑物内。
由于静电感应作用，使地面某一范围带上
异种电荷。当直击雷发生以后，云层带电
迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻 大，以致出现局部高电压，或者由于直击
雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的
导线或金属物产生电磁感应出极高电压以
致发生闪击的现象，叫做“雷电电磁脉冲 感应”以上俗称“感应雷”，它是二次雷
击。所以也有称为“二次雷”。其三是
雷电流大多数是重复的，通常一次雷电包括3～4次 放电。重复放电都是沿着第一次放电通路发展的。雷电 之所以重复发生，是由于雷云非常之大，它各部分密度 不完相同，导电性能也不一样，所以它所包含的电荷不 能一次放完，第一次放电是由雷云最低层发出的，随后 放电是从较高云层、或相邻区发出的。一次放电全部时 间可达十分之几秒。
7
电气电子设备受损
8
高压避雷器被雷击损坏
稳压器被雷击损坏
感应过电压造成信号线对机壳放电
9
光缆终端盒被雷击打掉
雷电的破坏作用：
1）由于雷电电弧本身炽热或者由雷电流在导体上产生 的电阻热（过热导体）以及由电弧侵蚀（熔化金属） 引起的电荷产生的即刻的机械损害、火灾和/或爆炸；
• 2）由电阻性和电感性耦合以及部分雷电流通路上过 电压引起的火花所诱发的火灾和/或爆炸；
14
所谓雷击就是一部分带电的云层与另一部分带异种电荷 的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这 种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。
15
云地放电对电子设备影响最大。云间放电数量最多
• 雷和雨总是关联，在空气极端
不稳定状况下，云层强烈对流，
产生的剧烈天气現象，雷云放
电形成的閃电、雷击伴随強风、
元。
火灾和爆炸
11
对现代防雷工程应有的认识
防护对象： 防护类型：
避雷针
人、建筑物、森林
雷电防护系统
人、建筑物、森林 电气、电子设备
强电
弱电
雷电袭击物本身的经济价值，包括雷电引
雷害损失评估： 起火灾造成的经济损失
雷灾造成的巨大影响及其后果。
12
雷电的形成
• 雷雨是在空气极端不稳定状况 下，所产生的剧烈天气現象， 它常挾帶強风、暴雨、閃电、 雷击，甚至伴隨有冰雹或龙卷 风出現，因此往往可造成災害。
信号设备综合防雷
1
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总体概述
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2
主要内容
一、雷电的基本知识 二、主要电气设备防雷技术 三、信号综合防雷
3
雷电防护基本知识
雷电产生的基本原理 雷电对电气设备的影响及其危害
4
雷电灾害是最严重的十种自然灾害之 一，全世界每年因雷电灾害造成的人员伤 亡、财产损失不计其数，特别是进入信息 时代以来，雷电灾害造成的经济损失和社 会影响更为严重，并呈现逐年递增趋势。 防御雷电灾害已成为全人类的共同任务！
• 4）由于雷电电磁冲击（LEMP）使内部系统失效或 工作失常。
10
1989年8月12日上午9时55分，山 东黄岛油库5号罐遭雷击起火，引 爆了1至4号罐，大火共燃烧了104 个小时，19人死亡，78人受伤， 烧耗原油3.6万吨，直接经济损失 3540万元，间接经济损失8500万
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雷电原理
雷电是一种自然现象，在中国，早在公 元前14世纪的殷代，甲骨文中就有关于 雷电的记录， “正月始雷”、“五月 迅雷”、“秋冬雷潜”。古人认识到 雷电是一种自然现象。到18世纪，为了 揭示雷电的本质，许多科学家开始进 行了观测和实验研究，并且提出了防 雷的措施。
6
最著名的是美国科学家富兰克林，他提出 了摩擦产生雷电的理论，发明了避雷针并 成功地用于建筑物的防雷。
18
雷电流大多数是重复的，通常一 次雷电包括3～4次放电
当先驱放电到达大地，或与大地放电迎面会合以后就开 始主放阶段，这就是雷击。在主放电中雷云与大地之间 所聚集的大量电荷，通过先驱放电所开辟的狭小电离通 道发生猛烈的电荷中和，放出能量，以至发出强烈的闪 光和震耳的轰鸣。在雷击中，雷击点有巨大的电流流过。 大多数雷电流峰值为几十KA，也有少数上百KA以至几 百KA的。
暴雨甚至伴隨有冰雹或龙卷风
出現，因此往往可造成災害。
云层之间的放电主要对飞行器
有危害，对地面上的建筑物和
人、畜没有很大影响。然而，
云层对大地的放电，则对建筑
物、电子电气设备和人、畜危
害甚大，这是我们研究的主要
对象。
16
直击雷、感应雷、球形雷
• 通常雷击有三种主要形式：其一是带电的 云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电 现象，叫做“直击雷”。其二是带电云层
－ －－－－－雷 云－－－－－－－－－－
的极性。 根据放电电
50 －
荷量进行的多次统
多岩石土壤 100+m+ + + ++++++++ + + + +
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雷电的分类
云闪和地闪 大多数雷电放电发生 在云间或云内，只有 小部分是对地发生的
－+++－+－+－++－+－+ +雷－－+云－+－ +++－++－+－+－++－－+
－+++－+－+－++－+－++雷云－－+－+－+++－++－+－+－++－－+
。在对地的雷电放电
中，雷电的极性是指 雷云下行到地的电荷
• 一块直径为5公里的雷雨云， 下暴雨时，每5分钟从云中倾 下的水量约达到9万吨(仅以每 分钟降雨量为l毫米计)如此巨 量的水竟然能够在空中飘移， 可以想见雷雨云中上升气流之 强大了。
13
雷电产生的基本原理
雷电是一种自然现象。 它是由雷云 产生的。形成雷云必须具备以下三个 条件： 1)空气中含有足够的水蒸气； 2)大气中的空气形成温度差，以使潮湿 的空气形成强大的上升气流； 3)没有破坏或防碍强烈而持久的上升气 流形成的因素。
“球形雷”
17
球状雷电
• 科学家对球状雷电形成的机理有多种即假设性 解释。一般描述为约25直径的火球，常见的颜 色是橙色和红白色，有时沿着导线运动，有时 顺着风运动，或自由运动，存在时间数秒，最 后爆炸消失。一种意见认为这是闪电时强烈的 电磁过程所形成的等离子团，也有意见认为是 在此过程中空气的氧和氮的化学反应所形成的 一个高温气团。目前对于此种雷电的防护尚无 统一的说法，有学者提出关上门窗，这不失为 一种方法，可以阻挡球雷随风进入建筑物内。
由于静电感应作用，使地面某一范围带上
异种电荷。当直击雷发生以后，云层带电
迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻 大，以致出现局部高电压，或者由于直击
雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的
导线或金属物产生电磁感应出极高电压以
致发生闪击的现象，叫做“雷电电磁脉冲 感应”以上俗称“感应雷”，它是二次雷
击。所以也有称为“二次雷”。其三是
雷电流大多数是重复的，通常一次雷电包括3～4次 放电。重复放电都是沿着第一次放电通路发展的。雷电 之所以重复发生，是由于雷云非常之大，它各部分密度 不完相同，导电性能也不一样，所以它所包含的电荷不 能一次放完，第一次放电是由雷云最低层发出的，随后 放电是从较高云层、或相邻区发出的。一次放电全部时 间可达十分之几秒。
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电气电子设备受损
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高压避雷器被雷击损坏
稳压器被雷击损坏
感应过电压造成信号线对机壳放电
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光缆终端盒被雷击打掉
雷电的破坏作用：
1）由于雷电电弧本身炽热或者由雷电流在导体上产生 的电阻热（过热导体）以及由电弧侵蚀（熔化金属） 引起的电荷产生的即刻的机械损害、火灾和/或爆炸；
• 2）由电阻性和电感性耦合以及部分雷电流通路上过 电压引起的火花所诱发的火灾和/或爆炸；
14
所谓雷击就是一部分带电的云层与另一部分带异种电荷 的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这 种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。
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云地放电对电子设备影响最大。云间放电数量最多
• 雷和雨总是关联，在空气极端
不稳定状况下，云层强烈对流，
产生的剧烈天气現象，雷云放
电形成的閃电、雷击伴随強风、
元。
火灾和爆炸
11
对现代防雷工程应有的认识
防护对象： 防护类型：
避雷针
人、建筑物、森林
雷电防护系统
人、建筑物、森林 电气、电子设备
强电
弱电
雷电袭击物本身的经济价值，包括雷电引
雷害损失评估： 起火灾造成的经济损失
雷灾造成的巨大影响及其后果。
12
雷电的形成
• 雷雨是在空气极端不稳定状况 下，所产生的剧烈天气現象， 它常挾帶強风、暴雨、閃电、 雷击，甚至伴隨有冰雹或龙卷 风出現，因此往往可造成災害。
信号设备综合防雷
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总体概述
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主要内容
一、雷电的基本知识 二、主要电气设备防雷技术 三、信号综合防雷
3
雷电防护基本知识
雷电产生的基本原理 雷电对电气设备的影响及其危害
4
雷电灾害是最严重的十种自然灾害之 一，全世界每年因雷电灾害造成的人员伤 亡、财产损失不计其数，特别是进入信息 时代以来，雷电灾害造成的经济损失和社 会影响更为严重，并呈现逐年递增趋势。 防御雷电灾害已成为全人类的共同任务！