彭術(shù)靜
【摘 要】雷電是自然界中一種常見的自然現(xiàn)象,雷電放電常危及人類和動物的生命安全,引發(fā)森林和油庫大火,毀壞各類建筑物和家用電器等弱點設(shè)備,以及在電力系統(tǒng)中導致絕緣破壞后造成的各種災(zāi)害等。因此,我們有必要認識雷電的形成及其危害,加強防雷意識,采取有效的防雷措施,以便最大限度地降低和消除雷電對人類正常工作和生活的危害。
【關(guān)鍵詞】雷電放電;雷云;防雷保護措施
1 防雷的重要性
1.1 雷電的危害
據(jù)有關(guān)資料顯示,全世界每年由于雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)百億美元,因此雷電一直是人類研究的一項重要內(nèi)容。雷電是自然界中一種常見的自然現(xiàn)象,雷電放電常危及人類和動物的生命財產(chǎn)安全、引發(fā)森林和油庫等失火,毀壞各類建筑物和家用電器等弱點設(shè)備,以及在電力系統(tǒng)中導致絕緣遭破壞后造成的各種災(zāi)害。雷電以其強大的破壞力給人類社會帶來慘重的災(zāi)難,特別是近十幾年來,我國家用電器日漸普及,功能齊全的新產(chǎn)品不斷涌向居民家中,再加上高層、超高層建筑日益增多,金屬建筑物高聳入云,雷電災(zāi)害也頻繁發(fā)生,雷擊對國民經(jīng)濟和人民生活造成直接和間接危害日趨嚴重,給人類敲響了防雷保護的警鐘。
1.2 雷電災(zāi)害的主要特點
1)遭受災(zāi)害的范圍大大擴展;
2)雷電危害從二維空間入侵升級為三維空間入侵;
3)雷電造成的危害和經(jīng)濟損失大大增加;
4)雷電災(zāi)害的主要對象已集中到微電子元器件上;
5)對電力系統(tǒng)來說,雷電放電可能在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生很高的過電壓,稱為雷電過電壓或大氣過電壓,如果對它不加限制,將造成輸電線路和發(fā)電廠、變電站配電裝置等的絕緣發(fā)生故障,從而引發(fā)停電事故。
此外,雷電放電所產(chǎn)生的巨大電流,也會因感應(yīng)效應(yīng)和熱效應(yīng)造成機電設(shè)備損傷或毀壞。
可見,防雷減災(zāi)對保障國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活安寧顯得特別重要,而且迫在眉睫。
2 雷電的形成和雷擊的幾種形式
2.1 雷電的形成
雷電放電是由雷云引起的放電現(xiàn)象;所謂雷云,就是帶電荷的云,但雷云又是怎樣形成的呢?夏秋季的午后或傍晚,地面附近的熱空氣攜帶大量的水蒸汽不斷上升到高空,當然氣流上升到一定高度后,由于溫度的下降,水蒸汽凝結(jié)成水滴,在足夠的冷的高空,水滴會進一步冷卻成冰晶,水滴和冰晶因其復(fù)雜的電荷分離過程及強烈氣流的作用,便形成帶電的雷云。關(guān)于雷云的帶電原理有多種說法,到目的為止尚無定論。比較有科學性的理論是冰結(jié)起電和水滴分裂起電,前者認為水滴凍結(jié)時首先從表面開始,表面形成冰殼后,內(nèi)部在溫度作用下,水中的正離子移向水滴的表面而使它帶正電,留在水滴中心部分的水分子則為負離子;當水滴的中心部分也結(jié)冰時,因膨脹會使早先已結(jié)冰的表層破裂,帶正電的碎片被氣流帶到云的上部,帶負電的核心部分則留在云的中、下部;而后者認為,強氣流使云中水滴吹裂時,較大的水滴帶正電,而較小的水滴帶負電,小水滴同時被氣流帶到云的上部。實測表明:在5~10KM的高空主要是帶正電荷的云層,而在1~5KM的高空主要是帶負電荷的云層。雷電放電可能在雷云之間、雷云與地面之間以及同一雷云內(nèi)部發(fā)生;雷云對地的放電是造成雷電災(zāi)害的主要因素,它會對地面建筑物、電子電器設(shè)備和人畜造成很大的危害,因此需要認真研究應(yīng)對措施。
2.2 雷擊的幾種常見形式
1)直擊雷:當雷云與地面突起物(比如高建筑物、構(gòu)筑物、輸電線和高大樹木等)之間帶電性質(zhì)不同時,就會發(fā)生放電現(xiàn)象并形成很強的電場把大氣擊穿,從而擊壞放電通路上的建(構(gòu))筑物、輸電線路等,擊死或擊傷人畜和引發(fā)建(構(gòu))筑物、輸電線路被毀和森林大火。由于這種云層與大地間的迅猛放電直接擊打在物件上,它的熱效應(yīng)、電磁感應(yīng)效應(yīng)直接傳遞,因此稱為直擊雷。
2)感應(yīng)雷:感應(yīng)雷是間接雷,是感應(yīng)電荷放電時造成的;但直擊雷發(fā)生后,云層中所帶電荷迅速消失,而地面某些范圍由于散流電阻較大,以致出現(xiàn)局部高電壓,或者由于直擊雷在放電過程中,其強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物件產(chǎn)生電磁感應(yīng)效應(yīng)而引發(fā)高電壓,以致發(fā)生雷擊現(xiàn)象,這種雷擊叫做“感應(yīng)雷”,又稱為“二次雷”。
3)球形雷:球狀閃電是一種危害較大的閃電;它是閃電形態(tài)中的一種,也稱為球閃,民間常稱其為“滾地雷“。球形雷閃電時的平均直徑為25CM,大多數(shù)在10~100CM之間,最小的只有0.5CM,最大的直徑達數(shù)米;球狀閃電偶爾也有環(huán)狀或中心向外延伸的藍色光暈,發(fā)出火花或射線;其顏色常見的有橙紅色或紅色,當它以特別明亮并使人目眩的強光出現(xiàn)時,也可看到黃、藍、綠和紫色,其壽命只有1~5秒,最長可達幾分鐘。球狀閃電至今仍是人類不能解釋清楚的奇怪自然現(xiàn)象,由于球狀閃電較為罕見,所以研究它十分困難,至今仍然是人類對自然界的一個謎。
3 常用防雷措施
盡管雷電的危害很大,但只要我們從思想上加強防雷意識,并在日常生產(chǎn)、工作和生活中,在各種電氣設(shè)備和電氣線路及建(構(gòu))筑物上采取有效的防雷措施,雷電災(zāi)害是完全可以減輕和預(yù)防的。
3.1 電氣設(shè)備和電氣線路的防雷措施
1)用避雷針和避雷線防止電氣設(shè)備和電氣線路受到直擊雷的危害。
2)用各種不同形式的避雷器和放電間隙,防止電氣設(shè)備和電氣線路受到感應(yīng)雷的危害。
3.2 住宅樓的防雷措施
住宅樓防雷保護有兩種情況:第一種是低層或多層住宅樓建筑,可采取在屋頂女兒墻壓頂上焊接避雷帶作為接閃器,引下線可與框架柱或構(gòu)造柱內(nèi)的兩根主筋焊接;第二種是小高層、高層和超高層建筑,則應(yīng)設(shè)避雷針、避雷帶系統(tǒng),其中一、二類建筑的接地電阻R≥10Ω(歐姆),三類建筑R≤30Ω,與其他接地合用電阻R≤1Ω;凡是突出層面的金屬物體、構(gòu)架等,均應(yīng)與避雷器(帶)連接,采用框架柱內(nèi)兩根主筋做引下線;所有引上線與引下線均應(yīng)作可靠焊接;引下線組數(shù)及位置由具體設(shè)計確定;進出建筑物的埋地金屬管道、入戶電纜金屬外皮及建筑物內(nèi)主干金屬管道,均應(yīng)與防雷裝置相連,以防引入雷電磁波;接地裝置可利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋網(wǎng)主筋作可靠焊接;在距離室外地坪1.8M處做測試端子。除此以外,還應(yīng)特別注意以下三點:
1)當雷電來臨之際,應(yīng)立即關(guān)閉有外接天線的家用電器設(shè)備,并將插頭拔離插座(如電視機、收音機、太陽能熱水器等),以免引雷入室、釀成火災(zāi)。
2)不要觸摸外墻內(nèi)壁、暖氣管(或暖氣片)、自來水管等。
3)不要使用其他形式的淋浴器,因為自來水管與防雷接地引下線相連,雷雨天氣時淋雨,極易引起觸電事故的發(fā)生。
3.3 常用的避雷設(shè)備
1)避雷針:避雷針是一種保護電器設(shè)備不受直擊雷危害的有效設(shè)備。
2)避雷線:避雷線也是一種保護電器設(shè)備不受直擊雷危害的設(shè)備,只是它的結(jié)構(gòu)和使用場合與避雷針不同而已。
3)避雷器:避雷器是一種用來預(yù)防感應(yīng)雷的裝置。
[責任編輯:侯天宇]