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雷電常識(shí)
自然雷電波形分析
來(lái)源: | 作者:山西防雷檢測(cè) | 發(fā)布時(shí)間: 1265天前 | 4756 次瀏覽 | 分享到:

      b. 雷電傳導(dǎo)破壞:鐵路線、低壓供電電源線。

      c. 電磁感應(yīng)破壞:體現(xiàn)在建筑電器、電子設(shè)備、電子線路,繼后回?fù)魳O易造成電子元件熱積累損壞(如熔斷器、金屬氧化物壓敏電阻、半導(dǎo)體 PN 結(jié)等)。

      繼后回?fù)魧?shí)質(zhì)是雷電流電弧熄滅、重燃的過(guò)程,雷電流電弧熄滅、重燃是中和帶電粒子、電場(chǎng)重新分布的過(guò)程。雷電電弧在衰減振蕩中熄滅:回?fù)敉ǖ篱L(zhǎng),一個(gè)回?fù)羰闺妶?chǎng)強(qiáng)度迅速降低,雷電電弧不具備持續(xù)條件而熄滅;通道由 M 分量 (閃電通道瞬態(tài)過(guò)程中有連續(xù)電流發(fā)生時(shí)稱為 M 分量,可以看作是一種在連續(xù)電流上的脈沖過(guò)程) 維持溫度和氣體游離,云電荷迅速聚集而重燃,形成下一個(gè)繼后回?fù)簟?/span>

      繼后回?fù)舭殡S著振蕩,這個(gè)振蕩具有電磁破壞能力 (振蕩頻率和通道長(zhǎng)度有關(guān),通道長(zhǎng)度呈現(xiàn)電感特性、對(duì)地呈現(xiàn)電容特性,具備振蕩條件):振蕩時(shí)間變化率在納秒級(jí)。雷電流幅值高、波頭上升陡,能在所流過(guò)的路徑周圍產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬態(tài)脈沖磁場(chǎng)。根據(jù)電磁感應(yīng)定律,這種快速變化的脈沖磁場(chǎng)穿過(guò)導(dǎo)體回路時(shí),能在回路中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì),產(chǎn)生過(guò)電壓和過(guò)電流。

      脈沖磁場(chǎng)在回路中感應(yīng)出的電壓大小與回路尺寸、雷電流波頭陡度以及回路與載流導(dǎo)體之間的距離有關(guān),載流導(dǎo)體產(chǎn)生的脈沖磁場(chǎng)對(duì)其附近回路的電磁感應(yīng)作用可用兩者之間的互感系數(shù)來(lái)表征,借助于互感系數(shù),回路中的感應(yīng)電壓可表示為:



      如果把 3 次閃擊看作是首次雷擊,繼后回?fù)舫霈F(xiàn) 2 次 :46.4 ms 出現(xiàn)一次94.44 kA負(fù)極性回?fù)簦▓D1中b處),98.8ms出現(xiàn)第二次164.4 kA負(fù)極性回?fù)簦▓D 1 中 c 處)。首次雷擊到第 1 次回?fù)糸g隔45.07 ms;第 1 次回?fù)舻降?2 次回?fù)糸g隔 52.4 ms。不管是上行雷或下行雷,也不管是正極性或負(fù)極性雷閃都可能出現(xiàn)多重雷擊,尤以負(fù)極性下行雷為甚。多重雷擊定義為平均含有 3 ~ 4 個(gè)雷擊的雷閃,雷擊間隔時(shí)間約為 50 ms。

      為了進(jìn)一步分析首次閃擊過(guò)程,將圖 1 中首次閃擊 a 處解析展開如圖 3 所示,首次雷擊電流 12. 96 kA(圖 3 中 a - 1 處)。雷電電流進(jìn)入上升通道 1 μs 之前存在兩個(gè)先導(dǎo) (不連續(xù)的脈沖):第一個(gè)脈沖在 656 μs出現(xiàn) (負(fù)極性回?fù)綦娏?18. 75 kA,圖 3 中 a - 2 處),第二個(gè)脈沖過(guò)渡到 674 μs 過(guò)程后出現(xiàn) (負(fù)極性回?fù)綦娏?137. 64 kA,圖 3 中 a - 3 處),兩個(gè)先導(dǎo) / 回?fù)魰?huì)產(chǎn)生在同一個(gè)閃電通道中,它們之間的時(shí)間間隔短到只有 1 ms 或者更少,在回?fù)粜纬砷L(zhǎng)連續(xù)電流之前的擊間間隔顯示出比普通擊間間隔更短的傾向。