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第二十三期(一):防雷监管与防护专题讲座
2018-03-09 | 阅:  转:  |  分享 
  
一、雷电成因及其危害雷电是发生在大气中的声、光、电物理现象,是自然界最壮观和重要的大气现象之一。一、雷电成因及其危害
通常,我们是先看到闪电,后听到雷声。其实,闪电和雷声是同时发生的。为什么先看到闪电,后听到雷声呢?
因为闪电是光现象,光的速度是300000000米/秒,而人听到的声音的速度是340米/秒。我们看到的光和听到
的雷声之间的时间间隔的秒数,乘于声音的速度340米/秒,就是闪电发生的地方距你所在的位置的距离。一、雷电成因及其危害雷电是生命
起源的基础。雷电的出现早于生物和人类的起源。雷电可将无机物合成11种氨基酸,这些物质是事物进化过程中不可或缺的一环。生命起源学说认
为,是雷电孕育了地球上的生命。它可以制造氮肥。发生雷电时可以产生大量的二氧化氮。生成的二氧化氮溶解于雨水中,变成浓度不高的硝酸,
落入土壤中,又和其它物质化合变成硝石,是大自然对人类无偿的恩赐!雷电能净化大气环境。雷电产生时,强烈的光化学作用会在空气中生
成具有漂白和杀菌作用的臭氧,再加上雨滴对空气灰尘的冲涮,人们会感到空气格外地清新舒畅。生态平衡。雷电引燃林火,只要不过度,也会对
森林生态平衡起到良好的调节作用,抑制某些植物的过度生长,又保持土壤肥力。一、雷电成因及其危害雷电一般产生于对流发展
旺盛的积雨云中。大气中总是含有大量气体正、负离子。积雨云形成过程中,在大气电场以及温差起电效应、破碎起
电效应的同时作用下,正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度,就会在云与云之间或云与地之间发生放电,也就是人们平常所说
的“闪电”。在雷电出现时,常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷。一、雷电成因及其危害根据雷电出现位置
、形状和危害分类:一、雷电成因及其危害线状闪电是雷击时人们看到象树枝分叉的线条状亮光。当闪电发生时,如果正巧有大风吹经闪
电通道时,闪电通道变宽,成为带状闪。闪电照片雷电与生活用电的比较雷电的主要特点冲击电流大其电流高达几万-几
十万安培。时间短一般雷击分为三个阶段,即先导放电、主放电、余光放电。雷电流变化梯度大雷电流变化梯度大,有的可
达10千安/微秒。冲击电压高强大的电流产生的交变磁场,其感应电压可高达上亿伏。据统计全世界每年约
有10亿次雷暴发生,每秒钟的地闪就有30~100次,平均每天发生闪电800万次。正是全球有如此多的雷暴发生,才维持了地球与大气的电
平衡,同时也给人类活动带来了巨大危害。我国年平均雷暴日河北省雷电分布情况我省雷电期是3—11月份,主要集中于夏季6—8月份,
其中7月份最多。最早的初雷日期是在3月份,最晚的终雷日期是在11月份。除了隆冬季节(12月、1月、2月)以外,我省在一年中的绝大
多数时间里是可以听到雷声的。河北省闪电监测网资料分析结果河北省雷电灾害的时空分布直击雷产生的强大电流、灼
热高温和剧烈的冲击性机械力,可以导致被击物体结构性破坏、损毁、燃烧、熔化、爆炸和人员伤亡。例如:2003年8月1日1
5时40分,某花炮厂中转药仓库被雷击中引发爆炸,强大的冲击波带着泥、石飞向四周,方圆1000米范围内门窗皆碎,数十间房子被损,共有
20位村民受伤,直接经济损失约50万元。所幸的是当时工厂正好停工,否则后果不堪设想。直击雷对无外部防雷系统的建筑物的危害
直击雷对高压架空线缆的危害直击雷对装有外部防雷系统建筑物的危害直击雷对树木放电的危害(邻近雷击)雷
电机械效应破坏作用的三种主要表现形式:一是雷电流流过金属物体时产生的电动力;二是雷电流注入树木或建筑构件时在它们内部产生的内压
力。三是冲击波效应内压力的破坏作用冲击波的破坏作用a、在雷云对地放电过程中,通道中瞬时温度非常高,这使得通道周围的空气急
剧膨胀,以超声波速度向四周扩散,从而形成冲击波。b、通道外围附近的冷空气被严重压缩,在冲击波波前到达的地方,空气的密度、气压和温
度都会突然增大,产生剧烈振动,这种冲击波与爆炸时产生的冲击波是类似的,可以使其附近的建筑物、人、畜受到破坏或伤害。c、冲击波向外
传播的速度远大于声速,但很快就会衰减,转化为声波,于是人们就能够听到雷鸣声。如房屋、围墙的倒塌等。
当金属屋顶、输电线路或其他导体处于雷云和大地之间所形成的电场中时,导体上就会感应出与雷云性质相反的大量电荷(简称束缚电荷)。雷
云放电后,云与大地间的电场突然消失,导体上的电荷来不及立即流散,因而产生很高的对地电位。这种对地电位称为“静电感应电压”。
当雷击发生后,雷云上所带的电荷,通过闪击与地面的异种电荷迅速中和,而某些局部,例如架空导线上的感应电荷,由于与大地间的电阻
比较大,不能在短的时间内消失,这样就会形成局部感应高电压。一是直击雷:雷暴直接击中目标,使房屋倒塌,烟囱蹦毁,引起森林起火
,油库、火药爆炸,造成飞行事故、人畜伤亡等。二是雷电感应:即雷电的电磁感应效应使仪器设备、电气线路内产生数千伏的高电压而损坏计
算机等弱电设备,又称为二次雷击。雷电引入高电位,主要是指直接雷击或通过雷电感应从电源线路、数据传送线路、天馈
信号线路、金属管道引入高电压到建筑内,发生闪击而造成的雷击事故。注:架空或埋地引入的线路都有可能引入。雷电
的高电位反击是指受直接雷击的金属体(包括避雷针、引下线、接地体),由于本身阻抗的存在,在接闪的瞬间,会引起接闪点对地或其他部位的电
位瞬间抬升很高并与附近的其他金属体发生的闪击现象,有称旁侧闪络。当这种高电压在不采用共用地网的地网之间或设备内部发生的闪击称地
电位反击。感应与耦合现象操作过电压?直接雷击
:在雷电现象发生时,闪电直接袭击到人畜体,高达几万到十几万安培的雷电电流,由人畜的头顶部一直通过人畜肢体,流入到大地。人畜因此而遭
到雷击,受到雷电的击伤,严重的甚至死亡。接触电压:当雷电电流通过高大的物体,强大的雷电电流,会在高大导体上产生高达几万到几十万伏
的电压。人畜不小心触摸到这些物体时,作用在人的手和脚间的电压(称为接触电压)可达很高的数值,会危及人的生命。受到这种触摸电压的袭击
,发生触电事故。旁侧闪击:当雷电击中一个物体时,如果人畜就在这雷击中的物体附近,雷电电流就会在人畜头顶高度附近,将空气击穿,再经
过人畜体泄放下来,使人畜遭受袭击。二、雷击事故与安全法航空客遭雷击燃烧爆炸300多人死里逃生机身两次爆炸中部破裂机上3
00多人幸免于难????法国航空公司一架空中客车A340客机北京时间(2005年8月3日凌晨4时左右)降落多伦多皮尔逊国际机场
过程中被闪电击中,滑行冲出跑道,起火燃烧。机上12名机组人员与297名乘客及时撤离机舱,24人受轻伤,无人死亡。大约1小时后,飞机
大火被扑灭。黄岛油库1989.8.121989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8500万元。2
002年5月27日下午3点48分,河南省新乡市获嘉县中和镇中学遭受雷击,造成28名学生受伤,其中重伤9人。重庆开县2007.5.
23雷电灾害事故2007年5月23日16时10分左右,重庆市开县义和镇兴业村小学发生雷击人员伤亡事故,共造
成7人死亡,44人受伤。人员伤亡发生在该学校四年级、六年级教室所在的一栋简易房屋内。2007年5月23日重庆开县小学雷灾?
中国球员新加坡遭遇雷击18岁小将江涛殒命他乡(2004年3月10日)搜狐体育讯参加新加坡职业足球联赛新麒队的一名
中国籍青年球员江涛,在训练的时候,不幸被雷劈中,当场丧命。图为江涛的资料图片截屏图。以下为他的简历:出生:1985年9月
年龄:18岁身高:1.88米籍贯:吉林司职:后卫效力球队:新加坡新麒队球衣号:25号
雷击引发的爆炸事故图例雷击引起的火灾加油站遭雷击烧毁的图例雷击事故实例二、雷击事故与安全“5.23”雷击事故分析1
重庆开县被雷击小学的窗户上安了钢筋,这些钢筋都没有接地,遭到雷击后,电流不能通过接地线导出,靠窗户的学生在瞬间成了电流释放的导体
;二、雷击事故与安全二、雷击事故与安全绿水康城雷击现场其它雷击现场某农田雷击现场2008年8月4日下午6时许
,广东省东莞市长安镇沙头村一中年妇女蔡某冒雨在田里割菜,一声雷响后,相隔百米左右的邻居,望见蔡某倒在田中,急忙招呼村民相救,后经医
院抢救无效死亡。死者头戴竹帽有烧焦痕迹,上身衣服被烧坏,小腹部裤子穿出一个洞,其所处田块约有一平方米蔬菜被烧焦。2009
年8月4日上午9:15左右,石家庄市长安区西兆通镇南石家庄村自建房屋遭雷击坍塌,17人死亡、3人受伤。雷击事故实例二、雷击事故
与安全雷击现场全貌坍塌房屋是一处正在施工的临街2层自建楼房,长约60米,宽约11米。水泥圈梁,砖混结构。房屋
主体已完工,尚未安装门窗,一层临街房屋敞开,无围挡。房屋大部分已坍塌,坍塌面积约800平方米。二、雷击事故与安全未坍塌
部分楼层及屋面均有圈梁一道,圈梁面尺寸为240mm×240mm;已坍塌部分地圈梁及以下墙体完好无损。雷击现场未坍塌部分楼层雷击
现场临近厂房有大块砌砖飞至相应临近厂房屋顶。二、雷击事故与安全雷击现场临近厂房东墙被坍塌房屋挤出一个大窟窿,坍
塌房屋的未倒圈梁向临近厂房方向变形弯曲。二、雷击事故与安全雷击现场2009年10月30日18:30左右廊坊市安次区
马头乡南壕村发生雷击。全村共损坏电视机34台、电话机12部、计算机2台、冰箱5台、电扇1台、稳压器1台、DVD机4台,房屋1座。村
中多处电源线、电话线被烧断。二、雷击事故与安全雷击现场烧毁的家具、衣物二、雷击事故与安全2004年6月26日,浙
江省临海县发生特大雷击伤亡事件,共造成17人死亡、13人受伤。雷击事故实例二、雷击事故与安全人们将当场已死亡的人抬出
2004年6月26日下午14:00时左右,在浙江临海市杜桥镇杜前村有30位农民在一块约100m2的闲置宅基地上的5棵大树
下避雨,不幸惨遭雷击,当场击死11人,死者被强大的气流推出3米多远。截至27日傍晚,死亡人数达17人。同时在雷击点附近民宅内的家用
电器也遭到不同程度的损坏,不完全统计直接经济损失达上百万元。为了给姜涛以精神上的慰藉,新加坡足总和俱乐部为姜涛定
位称:“新加坡足球的一大损失”、“那一天是新加坡足球史上最黑暗的一天”。在本周,各场职业联赛开始前,队员们都为姜涛默哀一分钟。俱乐
部将姜涛定为“因公殉职的烈士”。十余年来闪电夺取多名足球运动员性命2002-2008年河北省雷灾
事件分布图各月雷灾比例特征:闪电密度分布与雷灾频次分布基本一致,闪电密度高的地方雷灾事件也相对较多,且我省的
雷灾主要集中在6、7、8月份。一、雷电成因及其危害一、雷电成因及其危害石家庄市全年雷暴日数地理分布图一、雷电成因及其危害
直击雷热效应危害在雷云对地放电时,强大的雷电流从雷击点注入被击物体,由于雷电流幅值高达数十至数百千安,其热效应可
以在雷击点局部范围内产生高达6000~10000?C甚至更高的温度,能够使金属熔化,树木、草堆引燃;当雷电波侵入建筑物内低压供配电
线路时,可以将线路熔断。直击雷机械力效应危害机理一、雷电成因及其危害由于雷电流的温度很高,当其通过树木或墙壁时,其内部水分受
热急剧汽化,产生强大的机械力,即内压力。一、雷电成因及其危害一、雷电成因及其危害直击雷电效应危害雷电放电
时,在附近的导体上产生静电效应和电磁感应,使导体产生火花引起爆炸或火灾。①静电感应一、雷电成因及其危害由于雷电流有极大峰
值和陡度,在它周围的空间有强大的变化的电磁场,处在这电磁场中的导体会感应出较大的电动势。由于雷电流有极大峰值和陡度,在它周围的空间
出现瞬变电磁场,处于这瞬变电磁场之中的导体会感应出较大的电动势。一个5m5m的开口金属框,在雷电流峰值为100
kA时,距离雷击点200M处也可以感应到1kV左右的电压。微电子设备内一个很小的开口金属环,在紧靠避雷针引下线处放
置,当雷电流通过引下线入地时,在小金属环开口处可感应出高达数kV的高电压,足以击坏附近的电子元器件。直击雷电效应危害①电磁
感应一、雷电成因及其危害造成雷击的常见形式一、雷电成因及其危害三是雷电引入高电位入侵一、雷电成因及其危害四是雷电的高
电位反击一、雷电成因及其危害承德平泉雷灾现场一、雷电成因及其危害直击雷对生命危害形式一、雷电成因及其危害直击雷对生命
危害形式一、雷电成因及其危害直击雷对生命危害形式3kV直击雷对生命危害形式跨步电压:当雷电从云中泄放到大地时,就会产生
一个电位场。如果在雷击时,人畜站的地点电位不同,这种电位差在人畜肢体间就产生电压,也就有电流通过人畜的肢体。距离越大,跨步电压也就
越大。跨步电压对于赤脚或穿湿布鞋的人特别危险。一、雷电成因及其危害保定阜平县海沿村自2002年村里建
起奶牛养殖场后,到2006年底,4年里竟遭受8次严重雷击,一位村民被击伤,6头奶牛被击死,16头奶牛被击伤。2003年
5月12日中午,十几个奶农把奶牛拴到公司的挤奶大厅的架子里挤奶,这时屋外正下着小雨,隐隐有雷声传来,大家有说有笑,谁都没有在意。突
然,“喀嚓”一声,刺眼的电光中,一个球状的火团从奶厅顶上落下来,一瞬间,奶农们惊呆了,他们眼看着大厅里36头奶牛齐刷刷地倒了下去,
都瘫在了地上……几分钟后,惊魂未定的奶农们把奶牛一头头抬起来,许多牛还浑身打着哆嗦,惊恐地“哞哞”乱叫,值得庆幸的是,人都没事。
2009年8月16日下午,在浙江省温岭市滨海镇团结塘边,东楼村村民颜连方、颜永辉、颜玲海等正在承包的鱼塘里打捞被
雷电击死的乌鱼。8月16日下午,剖开乌鱼,可以看到乌鱼的脊柱骨已被雷电震断。雷击点一、雷电成因及其危害
某点雷击可能危害的范围示意图二、雷击事故与安全从雷电机理及其危害可见,无论是直击雷,还是雷电电磁脉冲(感应雷)都可能
对人类生产生活造成极大破坏。因此,如果没有采取科学有效的防雷减灾措施,雷电灾害就可能造成人员伤亡、财产损失,甚至引发大范围的安全生
产事故。雷击导致安全事故主要原因防雷装置未安装防雷装置安全性能不合格防雷装置的设计、安装不符合法规和技术标准防雷安
全知识缺乏、意识淡薄、责任意识不强近年来一些重大雷电灾害、灾难二、雷击事故与安全近年来一些重大雷电灾害、灾难二、雷击事故与
安全2010年8月16日凌晨1点49分左右,一架载有131人的哥伦比亚客机在该国圣安德烈斯岛降落时不幸遭雷击坠
毁。幸运的是,这架波音737-700型飞机上只有1人死亡,其余130人全部生还。出事客机遭雷击后摔成三截。近年来一些重大雷电灾害
、灾难雷击事故实例二、雷击事故与安全二、雷击事故与安全雷电监管与防护专题讲座2013年8月一、雷电成因及其危害
雷电现象雷电现象雷电现象雷电成因一、雷电成因及其危害积雨云的电结构根据科学工作者的大量观测结果统计,典型
雷雨云中的电荷分布如图所示。一次自然闪电(高速摄像记录)一、雷电成因及其危害一、雷电成因及其危害雷电分类按出现位置分
按可见形状分按造成危害分晴天闪电雷云闪电云内闪电云际闪电云地闪电线状闪电带状闪电球状闪电直击雷雷击电磁脉冲(
感应雷)当带有正负不同电荷的两块云之间的电场达到可击穿强度时,在两块云之间发生的放电现象。云际闪电一、雷电成因及其
危害在同一块云中,不同云区带有正负不同的电荷,在正负荷电区之间的电场达到可击穿强度时,在同一块云中同样可发生放
电现象,此现象称之为云内放电。云内闪电:一、雷电成因及其危害发生在云层和大地之间的放电现象。云地闪电一、雷电成因及其危害
一、雷电成因及其危害形状各异的雷电形状各异的雷电一、雷电成因及其危害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,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,是一种较弱放电现象,通常会对电力系统引入日较弱的感应过电压。片状闪电一、雷电成因及其危害线状闪电一、雷电成因及其危害
带状闪电一、雷电成因及其危害球形闪电一、雷电成因及其危害一、雷电成因及其危害2010.7.26雅典上空密集闪电形成罕见闪电森林一、雷电成因及其危害30262218106214K/过电压系数1500(I)2500II4000(III)6000(IV)?rv雷击浪涌电压操作过电压短时电压抬升电压谐波电压波动电压下降与中断一、雷电成因及其危害一、雷电成因及其危害DMSP午夜卫星观测闪电:61681978.6~8、某个夜晚用DMSP卫星观测到的全球闪电分布全球雷电规模一、雷电成因及其危害风暴1%其它27%疏忽23%雷电和过电压浪涌31%失窃7%水灾6%火灾5%根据某保险公司9000例损失报告的分析包括直接雷击和雷击产生的效应导致的损坏一、雷电成因及其危害一、雷电成因及其危害一、雷电成因及其危害一、雷电成因及其危害分布特征:在太行山迎风坡闪电活动较频繁,燕山南麓也是闪电活动较多的地区。河北省闪电密度分布图(2005-2008年)一、雷电成因及其危害
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(本文系化学之狼首藏)