爱上美丽的闪电(防雷小知识)

楼主:猎人小强 时间:2008-08-04 15:48:22 点击:302 回复:12
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   应政儿51278建议,发一些防雷的小知识,供大家对雷电的进一步了解,有想对雷电更进一步了解的,请回贴提问,谢谢!!
  

一、雷电的基本知识
   1、什么是雷电?
   雷电是自然界中一种极为雄伟壮观而又有点令人生畏的声、光、电现象,对人类的生产生活有着巨大的影响,因此,雷电现象一直为人们所关注。科学工作者通过对摸拟原始大气在放电的情况下产物的研究,证明雷电能造成有机物的合成,因此,从某种意义上来讲,雷电孕育了生命,没有雷电可能就没有人类。
   那么,雷电是怎么产生的呢?雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷。积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后(一般25—30kV/cm),就会产生放电,就形成“云间闪电”,这就是我们常见的闪电现象。如果有带负电荷的云层向下靠近地面时,地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷,随着电场的逐步增强,雷云向下形成下行先导,地面的物体形成向上闪流,二者相遇即形成对地放电 ,这种放电,我们就称之为云地闪电。在放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。这就是我们通常见到和听到的闪电雷鸣。
   2、雷电的能量
   闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率,曾经有科学工作者做过储蓄雷电的实验,但雷电的发生时间太短。地球上每秒钟约发出600次闪电,其中有100次袭击地球。闪电可将空气中的一部分氮变成氮化合物,借雨水冲下地面。一年当中,地球上每一公顷土地都可获得几千克这种从高空来的免费肥料。
   3、雷电闪击的分类
   关于闪电的分类,按形关分类,可以分为:线状闪电、带状闪电、片状闪电、联珠状闪电、球状闪电等。其中以线状闪电最多,人类对其研究了解也最多。
   线状闪电是雷击时人们看到象树枝分叉的线条状亮光。
   带状闪电是当闪电发生时,如果正巧有大风吹经闪电通道时,闪电通道变宽,成为带状闪电。
   片状闪电是线状闪电被云体遮住了,闪电的光照亮了上部的云,看起来像一片片的。
   联珠状闪电最少见,一般在强雷暴中出现,呈珠联状,认为是一串球状闪电。
   球状闪电简称球闪,俗称球雷,滚地雷。
   4、雷电的特点
   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。整个过程一般不会超过60微秒。
   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。
   5、雷电的危害
   我们了解了雷电后,那它又是怎么对我们进行危害的呢?雷电的放电对地面的入侵造成灾害的渠道很多。一般我们分为几种:
   直击雷破坏
    当雷电直接击在建筑物上,强大的雷电流使建(构)筑物水份受热汽化膨胀, 从而产生很大的机械力,导致建筑物燃烧或爆炸。另外,当雷电击中接闪器,电流沿引下线向大地泻放时,这时对地电位升高,有可能向临近的物体跳击,称为雷电“反击”,从而造成火灾或人身伤亡。
   感应雷破坏
    感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大,会产生强大的交变磁场,使得周围的金属构件产生感应电流,这种电流可能向周围物体放电,如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸,而感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。
   静电感应雷:
    带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时,云层中的负电荷在一瞬间消失了(严格说是大大减弱),那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚,在电势能的作用下,这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。 易燃易爆场所、计算机及其场地的防静电问题,应特别重视。
   电磁感应雷
    雷击发生在供电线路附近,或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场,此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在,建筑物上落雷机会反倒增加,内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了,对用电设备造成极大危害。因此,避雷针引下线通体要有良好的导电性,接地体一定要处于低阻抗状态。
   雷电波入侵的破坏
    当雷电接近架空管线时,高压冲击波会沿架空管线侵入室内,造成高电流引入,这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故。如果附近有可燃物,容易酿成火灾。
  
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楼主猎人小强 时间:2008-08-04 15:52:00

  二、如何防雷
   1、避雷针的发明
   1752年6月的一个下午,美国费城的上空乌云翻滚,不时闪烁着青白色的电光,一场大雷雨即将来临。美国科学家富兰克林和他的儿子一起乘着风势,将一只顶端绑着金属丝、金属丝连着细绳、细绳连着绸带、绸带和绳子之间挂有一把钥匙的风筝放上了天。然后,他俩躲在草棚的屋檐下,手中紧握着没有被雨水淋湿的绸带,观察着风筝的动静。
   突然,一道闪电掠过,只见风筝引绳上的金属丝一下子竖了起来,这说明雷电已通过风筝和引绳传导了下来。富兰克林于是用手去碰那钥匙,“哧”的一声,一个电火花在手指与钥匙之间闪过,同时他的手指感到了一阵刺痛。富兰克林顾不得疼痛,赶紧叫儿子拿来莱顿瓶(一种旧式电容器),并迅速把引绳上的钥匙和莱顿瓶连接起来,顿时,莱顿瓶火花四射,说明莱顿瓶充电了。这也就是著名的风筝实验。
   风筝实验使富兰克林了解到雷电的性质,于是他想,如果在建筑物上装上一根金属导线,导线下端接地,岂不是可以使云中的电荷同导线尖端的感应电荷慢慢中和,从而使建筑物免遭雷击吗?说干就干,他在家中做起了实验:在屋顶高耸的烟囱上安装一根3米长的尖端细铁棒;在细铁棒的下端绑上金属丝;沿着楼梯,把金属丝引导楼底的一个水泵上;将经过房间的那段金属丝分成两段,且将两股线相隔一段距离,各挂一个小铃。他设想,如果雷电从细铁棒进入,经过金属丝进入大地,那么两股绳受力,小铃因该晃荡,发出响声,结果自然如他所想。于是他把那根细铁棒称为“避雷针”。
   2、防雷的方式
   有了避雷针的出现,加上人类对雷电多年的摸索与实践得出,防雷就是要为雷电提供一条对地泄放的合理的低阻抗路径,而不能让其随机性选择放电通道。即要通过种种手段来控制雷电能量的泄放与转换。基本的方法有:接闪、分流、接地、均压等电位、屏蔽、避雷器。简单的说,就是用接闪器接下闪电,用设计好的引下线把雷电流引到地下,再用地及把雷电流泄放到大地。
  接闪器:接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。
   避雷针
    避雷针通过导线接入地下,与地面形成等电位差,利用自身的高度,使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变,开始电离并下行先导放电;避雷针在强电场作用下产生尖端放电;形成向上先导放电;两者会合形成雷电通路,随之泻入大地,达到避雷效果。
    实际上,避雷装置是引雷针,可将周围的雷电引来并提前放电,将雷电电流通过自身的接地导体传向地面,避免保护对象直接遭雷击。
  避雷线
    是通过防护对象的制高点向另外制高点或地面接引金属线的防雷电。
  避雷带防雷电
    是指在屋顶四周的女儿墙或屋脊、屋檐上安装金属带做接闪器的防雷电。
   避雷网
    避雷网分明网和暗网。明网防雷电是将金属线制成的网,架在建(构)筑物顶部空间,用截面积足够大的金属物与大地连接的防雷电。暗网是利用建(构)筑物钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电防护。
   避雷器
    避雷器又是怎么回事呢?因为我们的设备遭雷击受损通常有四种情况,一是直接遭受雷击而损坏;二是雷电脉冲沿着与设备相连的信号线、电源线或其他金属管线侵入使设备受损;三是设备接地体在雷击时产生瞬间高电位形成地电位“反击”而损坏;四是设备安装的方法或安装位置不当,受雷电在空间分布的电场、磁场影响而损坏。避雷器,又称做电涌保护器。避雷器防雷电主要是把因雷电感应而窜入电力线、信号传输线的高电压限制在一定范围内,保证用电设备不被击穿。加装避雷器可把电器设备两端实际承受的电压限制在安全电压内,起到保护设备的作用。
   非常规防雷
   以上所介绍的,我们称为常规防雷,在这里,我还要介绍一种非常规防雷,如激光引雷、火箭引雷、水柱引雷、放射性避雷针、排雷器等防雷装置进行雷电防护,这些防雷装置称为非常规防雷装置。但大多数非常规防雷装置还处于研究实验阶段,对新的更为有效的避雷技术的探索仍在继续。
   激光引雷
    用强度足够的激光束射向雷云,来定向引导雷电,起到主动截雷或引雷效果。
   火箭引雷
    用小火箭牵引一条金属丝直接发射到雷云中实现人工触发雷击而达到引雷目的。
   水柱引雷
    利用脉动加压式高压水枪将水柱射向雷云形成引雷通道的方法。
   放射性避雷针
    在避雷针等接闪装置顶部预先装上放射性物质或感应圈,加大空气电离程度提高引雷效率。起到增高避雷针高度的作用。
   排雷器
    在被保护物的顶部放置一个能生成与雷云同极性电荷的装置,使其下方形成一个排雷区,起到防雷作用。
  
楼主猎人小强 时间:2008-08-04 15:54:00
  三、防雷小常识
   在户外:
   1.雷雨天气时不要停留在高楼平台上,在户外空旷处不宜进入孤立的棚屋、岗亭等。
   2.远离建筑物外露的水管、煤气管等金属物体及电力设备。
   3.不宜在大树下躲避雷雨,如万不得已,则须与树干保持3米距离,下蹲并双腿靠拢。
   4.如果在雷电交加时,头、颈、手处有蚂蚁爬走感,头发竖起,说明将发生雷击,应赶紧趴在地上,这样可以减少遭雷击的危险,并拿去身上佩戴的金属饰品和发卡、项链等。
   5.如果在户外遭遇雷雨,来不及离开高大物体时,应马上找些干燥的绝缘物放在地上,并将双脚合拢坐在上面,切勿将脚放在绝缘物以外的地面上,因为水能导电。
   6.在户外躲避雷雨时,应注意不要用手撑地,同时双手抱膝,胸口紧贴膝盖,尽量低下头,因为头部较之身体其他部位最易遭到雷击。
   7.当在户外看见闪电几秒钟内就听见雷声时,说明正处于近雷暴的危险环境,此时应停止行走,两脚并拢并立即下蹲,不要与人拉在一起,最好使用塑料雨具、雨衣等。
   8.在雷雨天气中,不宜在旷野中打伞,或高举羽毛球拍、高尔夫球棍、锄头等;不宜进行户外球类运动,雷暴天气进行高尔夫球、足球等运动是非常危险的;不宜在水面和水边停留;不宜在河边洗衣服、钓鱼、游泳、玩耍。
   9.在雷雨天气中,不宜快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔,因为身体的跨步越大,电压就越大,也越容易伤人。
   10.如果在户外看到高压线遭雷击断裂,此时应提高警惕,因为高压线断点附近存在跨步电压,身处附近的人此时千万不要跑动,而应双脚并拢,跳离现场。
   在室内:
   1、雷雨天气,要关闭电视、音响、影碟机、电脑等室内的用电设备,并断开电源及信号线路。
    2、遇强雷暴时,不得在电表、电灯下逗留,不得触摸电视天线。不要到室外收取晾晒在铁丝上的衣物。
  
楼主猎人小强 时间:2008-08-04 15:57:00
  四、遭雷击后的抢救方法
     遭雷击不一定致命。许多人都曾逃过大难,只感到触电和遭受轻微烧伤而已。也有人遭雷击可能导致骨折(因触电引起肌肉痉挛所致),严重烧伤和其它外伤。所以,我们有必要懂得防雷的具体措施及遭雷击后的抢救方法。
     雷电伤人主要是强大的雷电电流的作用。它对人体的主要危险。往往不是灼伤。如果雷电击中头部,并且通过躯体传到地面,会使人的神经和心脏麻痹,就很可能致命。人受雷电电流冲击后,心脏不是停止跳动,就是跳动速率极不规则,发生颤动。这两种情况都使血液循环中止,造成脑神经损伤,人在几分钟内就可以死亡。遭雷击后抢救及时还是有可能复活的。有时即使感受不到受害者的呼吸和脉搏,也不一定意味着“死亡”。如能及时抢救(如人工呼吸),往往还能使“死者”恢复心跳和呼吸。此外,雷击可能使伤者的衣服着火,也可能会熔化伤者的金属饰物和表带。
     当人体被雷击中后,往往会觉得遭雷击的人身上还有电,不敢抢救而延误了救援时间,其实这种观念是错误的。如果出现了因雷击昏倒而“假死”的状态时,可以采取如下的救护方法如果触电者昏迷,把他安置成卧式,使他保持温暖、舒适。立即施行触电急救、人工呼吸是十分必要的。
     1.是进行口对口人工呼吸。雷击后进行人工呼吸的时间越早,对伤者的身体恢复越好,因为人脑缺氧时间超过十几分钟就会有致命危险。如果能在4分钟内以心肺复苏法进行抢救,让心脏恢复跳动,可能还来得及救活。
     2.对伤者进行心脏按摩,并迅速通知医院进行抢救处理。如果遇到一群人被闪电击中,那些会发出呻吟的人不要紧,应先抢救那些已无法发出声息的人。
     3.如果伤者衣服着火,马上让他躺下,使火焰不致烧及面部。不然,伤者可能死于缺氧或烧伤。也可往伤者身上泼水,或者用厚外衣、毯子把伤者裹住以扑灭火焰。伤者切勿因惊慌而奔跑,这样会使火越烧越旺,可在地上翻滚以扑灭火焰,或趴在有水的洼地、池中熄灭火焰。用冷水冷却伤处,然后盖上敷料,例如用折好的手帕清洁一面盖在伤口上,再用干净布块包扎。
    
  
作者:最老的顽童 时间:2008-08-04 17:15:00
  请问版主大人,避雷针对地电阻是多少才是最安全的?有人说:"避雷针"的正确名称是"引雷针"这又做如何解释?
作者:小小指点 时间:2008-08-04 17:58:00
  避雷针,实际上就是将灾祸吸引到自己身上,以达到保护别人。
作者:政儿51278 时间:2008-08-04 21:14:00
  精彩,听了小强老师授的讲,受益匪浅,你太有才了.这四年的大学的讲你没白学了。指点兄的回答正确,奖你100分。
作者:深圳澄迈 时间:2008-08-04 22:09:00
  装个避雷针在头上就什么都解决了.
楼主猎人小强 时间:2008-08-04 22:46:00
  作者:最老的顽童 回复日期:2008-8-4 17:15:00
   请问版主大人,避雷针对地电阻是多少才是最安全的?有人说:"避雷针"的正确名称是"引雷针"这又做如何解释?
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  1、理想的电阻是零,但这是我们做不到的,那就是越小越好了,规范上是一类、二类的防雷10欧以下,三类是30欧以下就可以了,我们海南一般是10欧以下就合格;
  2、避雷针的正确说法应该是截闪器,它不是避雷的,他是把雷引来打它,然后强大的雷电流从人们设计好的路线向大地释放,从而保护被其保护的建(构)筑物。
  
  
作者:南方求师 时间:2008-08-05 01:34:00
  为何被雷霹的往往都是男人?
作者:小小指点 时间:2008-08-05 07:14:00
  因为男人比较“坏”,回答完毕。
作者:南方求师 时间:2008-08-05 10:30:00
  男人不坏雷不劈
作者:exportwhkddqnet 时间:2017-10-10 14:12:42

  

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