1、雷电的成因
雷电的成因很多,分为四步步走,这样更明确。
①积云。一般来说是由于地面潮湿的空气受热,水汽上升,水汽与空中冷热气团交替,凝结成冰晶或水滴,形成积云。
②雷云。积云在流动中会遇到强气流,在它的作用下,进而形成带正负电荷的两部分积云,而这种带电积云叫做雷云。
③运动。这种雷云在上下气流强烈撞击摩擦下,雷云中所带电荷量逐渐累积,那么问题来了!一方面在空中形成不同雷云间强大电厂,而另一方面接近地面的雷云(负极性雷云),让大地或建筑物感应出(静电感应)与其极性相反的电荷,这样的话两者之间形成强大电场。
④放电。地面雷云附近电场强度达到一定阈值,使得空气绝缘破坏(约25~30Kv/cm)时,空气被电离,游离的空气成为导电的通道,向地面发展到放电这个过程成为先导放电。
2、瞬态过电压——雷电过电压
雷云
瞬态过电压分为雷击过电压和操作过电压。
而雷击过电压又称为大气过电压或外部过电压,因为变配电系统中设备或建筑物遭受到大气中雷击或雷电感应引起的过电压。
雷电过电压分为两种基本形式:
一种是雷电直接击中建筑物、电气设备、供电线路,过电压通过电压引起强大的雷电流通过它们导入大地,进而产生破坏力极强的热效应和机械效应,伴随产生电磁效应和闪络放电,称为直接雷击。
另一种雷电过电压称为雷电感应或感应雷,是雷电对设备、线路或其他物体静电感应引起的过电压。
3、雷电的危害
雷电的热效应和机械效应
雷电乌云
遭受直接雷击的数目、电杆、房屋等,因通过强大的雷电流会产生很大的热量。但在极短的时间内又不易散发出来,所以会使金属融化,使树木烧焦。同时由于物体的水分受高热而气化膨胀,将产生强大的机械力而爆炸,使得建筑物遭受严重的破坏。
雷电的磁效应
雷电流流过,将会产生强大电磁场,使得附近导体和金属结构和电力装置中产生很高的感应电压,达几十万伏特,强大到足可以破坏电气设备的绝缘层。接触不良或有空隙的地方,将产生火花放电,引起爆炸或火灾。