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雷電三大效應及其危害特點

發(fā)布日期:2012-08-09 15:07:18 5144

摘自:www.hsdz0371.com

    由于直擊雷具有熱效應、電效應和機械力效應三大特點,其破壞形式也通過這些特點具有不同的危害特性。
1雷電流的熱效應及其危害
    在雷云對地放電時,強大的雷電流從雷擊點注入被擊物體,由于雷電流幅值高達數(shù)十至數(shù)百千安,其熱效應可以在雷擊點局部范圍內(nèi)產(chǎn)生溫度高達6000~10000℃,甚至更高的溫度,能夠?qū)⒔饘偃刍瑯淠尽⒉荻岩迹划斃纂姴ㄇ秩虢ㄖ飪?nèi)低壓供配電線路時,可以使線路熔斷。這些由雷電流的巨大能量使被擊中物體燃燒或金屬材料熔化的現(xiàn)象都屬于典型的雷電流的熱效應破壞作用,如果防護不當,就會造成災害。
2雷電流的電效應及其危害
    雷電的直接破壞作用除了熱效應外,還有電效應和沖擊波。在雷云對地放電時,這種效應和熱效應一樣,均能使被擊物體造成造成嚴重損害。但從危害的方式來看,與前者有所不同,主要是雷擊時,雷電流通過載流導體產(chǎn)生電動力的破壞作用。
    由電磁學可知,在載流導體周圍的空間存在著磁場,而磁場中的載流導體又會受到電磁力的作用。由安培定則(也叫右手螺旋定則)可知兩根載有相同方向電流的長直導體,相互吸引,而載有相反方向電流的長直導體,將相互排斥。這是由于在這兩根平行載流導體之間存在著電磁力的相互作用,這種作用力稱為電動力。因此,由于雷電流強度很大(數(shù)十至上百千安),在雷電流的作用下,載流導體就有可能會變形,甚至會被折斷。
3 雷擊產(chǎn)生的機械效應及其危害
    雷電的機械效應所產(chǎn)生的破壞作用主要表現(xiàn)為兩種形式:一是雷電流注入樹木或建筑構(gòu)件時在它們內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)壓力;二是雷電流的沖擊波效應。在雷云對地放電時,這兩種效應亦能對地面被擊物體造成嚴重危害。
(1) 雷擊產(chǎn)生的內(nèi)壓力及其危害
    在被擊物體內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)壓力是雷電流機械效應破壞作用的一種表現(xiàn)形式。由于雷電流幅值很高,且作用時間又很短,在雷擊與樹木或建筑構(gòu)建時,在它們的內(nèi)部將瞬時地產(chǎn)生大量熱量。在短時間內(nèi)熱量來不及散發(fā)出去,以致使這些內(nèi)部的水分被大量蒸發(fā)成水蒸氣,并迅速膨脹,產(chǎn)生巨大的內(nèi)壓力。這種內(nèi)壓力是一種爆炸力,能夠使被擊樹木劈裂和使建筑構(gòu)件崩塌。
(2)雷擊產(chǎn)生的沖擊波效應及其危害
    雷云對地放電過程中的回擊階段,放電通道中既有強烈的空氣游離,又有強烈的異性電荷中和,通道中瞬時溫度非常高,這使得通道周圍的空氣急劇膨脹,以超聲波速度向四周擴散,從而形成沖擊波。同時,通道外圍附近的冷空氣被嚴重壓縮,在沖擊波波前到達的地方,空氣的密度、氣壓和溫度都會突然增大,產(chǎn)生的沖擊波是類似的,可以使其附近的建筑物、人、畜受到破壞或傷害。沖擊波向外傳播的速度遠大于聲波,但很快就會衰減,轉(zhuǎn)化為聲波,于是人們就能夠聽到雷鳴聲。沖擊波的強度與回擊時雷電流的大小有關,其破壞作用與波陣面氣壓和環(huán)境大氣壓有關。

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