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雷擊放電及雷電流波形-點(diǎn)擊這里了解【易造防雷】

雷擊放電及雷電流波形,出現(xiàn)雷暴雨的前提條件是在高空中要有足夠的、高濕度的熱空氣流動。這種流動可以以不同的方式進(jìn)行。對于熱氣流形成的雷暴雨,地面經(jīng)太陽暴曬后溫度上升,靠近地面空氣層升溫并上升。對于鋒面雷暴雨,作為部分侵入的寒流前沿的冷空氣層將移至熱空氣層的下方,并強(qiáng)迫這部分空氣層上升。對于由于山岳形態(tài)而形成的雷暴雨,地面附近的熱空氣層通過逐漸上升的地勢而向上攀升。通過其它的物理效應(yīng),對空氣的垂直提升作用還會進(jìn)一步加強(qiáng)。它形成了一個(gè)上升氣流管道,其速度高達(dá)100公里/小時(shí),產(chǎn)生強(qiáng)大的向上翻卷的積雨云,其典型參數(shù)為:高度:5-12公里、直徑:5-10公里。通過靜電電荷分離過程例如:摩擦和濺射,小水滴和冰粒將積聚在云層里。

積雨云的上部將堆積帶正電荷的顆粒,而下部將堆積帶負(fù)電荷的顆粒。另外在云層底端還存在一個(gè)小的正電荷中心。這zui初是由于電暈放電而形成的,從積雨云下部的向地面物體(如:植物)濺射,通過風(fēng)力還會向更高處流動。

如果在一個(gè)雷暴云單體里,由于空間電荷密度的隨機(jī)存在,當(dāng)大地的電場強(qiáng)度達(dá)到幾百千伏/米,就會產(chǎn)生先導(dǎo)放電,即引發(fā)了一個(gè)雷電放電過程。云對云的放電導(dǎo)致在正、負(fù)云層電荷中心之間形成電荷平衡,而不會直接擊中地面上的任何物體。但由于它輻射雷擊電磁脈沖,對電氣和電子系統(tǒng)形成危害,卻要予以考慮。

對地放電致使在云層電荷和地面感應(yīng)的電荷之間形成電荷平衡。其中要區(qū)分兩種對地放電類型:

→ 下行放電(云對地放電)

→上行放電(地對云放電)


雷擊放電及雷電流波形-放電類型


2.1.1下行閃電


雷擊放電及雷電流波形-復(fù)合電荷


2.1.2帶負(fù)電荷的下行先導(dǎo)放電機(jī)理      圖2.1.3 帶正電荷的下行先導(dǎo)的放電機(jī)理

當(dāng)下行放電時(shí),雷電將通過下行先導(dǎo)從云到地引導(dǎo)放電。它們多出現(xiàn)在平原地帶,及較低建筑物附近。云對地放電可通過對地方向伸展的分枝來辨認(rèn)(2.1.1)。經(jīng)常出現(xiàn)的是帶負(fù)電荷的下行放電,這時(shí)積雨云帶負(fù)電荷,從云端向地面逐漸移動,形成一個(gè)電荷通道(先行放電)(2.1.2)。這些先導(dǎo)以300公里/小時(shí)的速度,每步幾十米地集聚增長。兩步之間的時(shí)間間隔大約為幾十微秒。一旦先導(dǎo)接近地面(幾百米至幾十米),地面物體(:樹木、建筑物頂端)上靠近先導(dǎo)部分的電場強(qiáng)度升高。一旦場強(qiáng)達(dá)到一定程度,空氣絕緣被擊穿,則從該點(diǎn)起上行先導(dǎo)開始反相增長,直至與下行先導(dǎo)相遇,主放電過程開始。

正電荷的下行放電是由積雨云下端的正電荷區(qū)域產(chǎn)生的。(2.1.3)極化電荷比例大約是90%的負(fù)閃對10%的正閃,這個(gè)比例與地理位置有關(guān)。

在極高、暴露的物體上(:無線電桅桿、通信塔、教堂)或者在山頂上,可能產(chǎn)生上行放電(地對云放電)。這可從向上方向伸展的分枝來辨認(rèn)它們(2.1.4)。當(dāng)上行放電時(shí),引起先導(dǎo)放電所必需的強(qiáng)大的電場強(qiáng)度不是來自于云層,而是來自于暴露物體上的電場畸變,以及與此相聯(lián)的強(qiáng)電場強(qiáng)度。從這些地點(diǎn),先導(dǎo)及其放電通道向云層移動。上行放電既有負(fù)極極化(2.1.5)、也有正極極化(2.1.6)。因?yàn)樵谏闲蟹烹姇r(shí),先行從地面上暴露的物體向云端成長,當(dāng)雷電發(fā)生時(shí),高處的物體有可能多次被雷電擊中物體被雷電擊中時(shí)受到的壓力,在下行放電(云對地放電)時(shí)比上行放電(地對云放電)時(shí)更為嚴(yán)重。因而在確定雷電保護(hù)措施時(shí),應(yīng)將下行放電的參數(shù)作為基準(zhǔn)值來考量。

 

雷擊放電及雷電流波形-上行放電

2.1.4 上行放電


 雷擊放電及雷電流波形-放電機(jī)理

2.1.5 帶負(fù)電的上行先導(dǎo)的放電機(jī)理     圖2.1.6 帶正電荷的上行先導(dǎo)的放電機(jī)理


根據(jù)雷電的類型,閃電由一次或多次雷擊組成。它分為小于2毫秒的沖擊電流(短時(shí)間雷擊)和大于2毫秒的持續(xù)電流(長時(shí)間雷擊)。其它的識別特征有:極性(正極性或負(fù)極性),和在雷電放電中的時(shí)間次序(首次雷擊、后續(xù)雷擊或者重復(fù)雷擊)

2.1.7展示了下行放電中可能的雷擊組合,圖2.1.8為上行放電的情況。

由沖擊電流和持續(xù)電流組成的雷電流為負(fù)載獨(dú)立電流,這意味著被擊中的物體不能對雷電流實(shí)施反作用。從圖2.1.7和圖2.1.8所示的雷電流曲線可推斷出四個(gè)對于雷電防護(hù)技術(shù)有重要意義的參數(shù):

= 雷電流I的峰值


 雷擊放電及雷電流波形-組成部分

2.1.7 下行閃電可能組成部分


 雷擊放電及雷電流波形-上行組成部分

2.1.8 上行閃電可能的組成部分


-End-


易造科技是浙江省科技型企業(yè),專注防雷產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售,提供浪涌保護(hù)器風(fēng)電電涌保護(hù)器、直流電涌保護(hù)器、后備保護(hù)器、信號防雷器??電場儀、雷電預(yù)警系統(tǒng)、智能防雷系統(tǒng)、防雷器等防雷產(chǎn)品,擁有自動化生產(chǎn)設(shè)備和全功能檢測實(shí)驗(yàn)室,日產(chǎn)30000P防雷模塊。產(chǎn)品通過了TUV、CE、CQC等認(rèn)證,為提供客戶"零"維護(hù)產(chǎn)品。

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2020-07-21

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