從危害角度考慮,雷電可分為直擊雷、感應雷(包括靜電感應和電磁感應)和球形雷.
直擊雷是帶電云層(雷云)與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象,并由此伴隨而產生的電效應、熱效應或機械力等一系列的破壞作用。
感應雷也稱為雷電感應或感應過電壓。它分為靜電感應雷和電磁感應雷。
球形閃電即球狀閃電,俗稱滾地雷,閃電的一種,通常都在雷暴之下發(fā)生,就是一個呈圓球形的閃電球。球狀閃電十分光亮,略呈圓球形,直徑大約是15~30厘米不等。通常它只會維持數(shù)秒,但也有維持了1-2分鐘的紀錄。顏色除常見的橙色和紅色外,還有藍色、亮白色,幽綠色的光環(huán)?;鹎虺尸F(xiàn)多種多樣的色彩。2014年,中國科學家公布了在2012年首次拍到在雷暴天氣出現(xiàn)的球狀閃電的視頻,閃電在地上穿行15米。
雷電分直擊雷、電磁脈沖、球型雷、云閃4種。其中直擊雷和球型雷都會對人和建筑造成傷害,而電磁脈沖主要影響電子設備,云閃由于是在兩塊云之間或一塊云的兩邊發(fā)生,所以對人類危害最小。
下面具體介紹幾個有代表性的雷電:
直擊雷
直擊雷是帶電云層(雷云)與建筑物、其他物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象,并由此伴隨而產生的電效應、熱效應或機械力等一系列的破壞作用。主要危害建筑物、建筑物內電子設備和人。
直擊雷的電壓峰值通??蛇_幾萬伏甚至幾百萬伏,電流峰值可達幾十千安乃至幾百千安,其之所以破壞性很強,主要原因是雷云所蘊藏的能量在極短的時間就釋放出來,從瞬間功率來講,是巨大的。
地球上每年若發(fā)生31億次閃電,直擊雷占1/5~1/6。直擊雷放電電流可達200千安以上,并有1兆伏以上的高電壓。雷云放電大多具有重復放電的性質,一次雷電的全部時間一般不超過500毫秒,大約50%的直擊雷每次雷擊有三四個沖擊,最多能出現(xiàn)幾十個沖擊。
電磁脈沖
電磁脈沖由核爆炸和非核電磁脈沖彈(高功率微波彈)爆炸而產生。核爆炸產生的電磁脈沖稱為核電磁脈沖,任何在地面以上爆炸的核武器都會產生電磁脈沖,能量大約占核爆炸總能量的1/100萬,頻率從幾百赫到幾兆赫。非核電磁脈沖彈則利用炸藥爆炸或化學燃料燃燒產生的能量,通過微波器件轉換成高功率微波輻射能,能發(fā)射峰值功率在吉瓦以上、頻率為1吉赫~300吉赫的脈沖微波束,在裸露的導電體(例如裸露的電線、印刷電路板的印制線)上急劇產生數(shù)千伏的瞬變電壓,對大量電子設備造成無法挽回的損壞。
電磁脈沖
電磁脈沖防護方法與雷電防護方法基本相同。用9.5毫米厚鋼板或4毫米厚銅板做成的屏蔽罩,可以提供很高的總體屏蔽效能。但是,這種屏蔽會由于存在檢修門和供電纜、連接器、開關等使用的小孔而減弱,這樣就必須用襯墊密封孔隙。如果必須開孔通氣,則應使用各種屏蔽柵(如蜂窩狀隔板、多孔金屬板和金屬絲網屏柵)把大孔分成許多小孔,孔與孔之間相交的地方必須熔合,以便確保最佳的屏蔽效果。電纜必須使用整體防護材料,最好的電纜防護材料是管道之類的導電固體材料。在協(xié)助降低易損性方面,合適的接地線路也很重要。若數(shù)據(jù)傳輸率低,可采用濾波方法抑制瞬時效應。若只靠濾波不足以把電磁脈沖降到安全水平,則需使用防護性抑制器,例如齊納二極管。
當前,國外指揮通信系統(tǒng)防電磁脈沖的具體方法主要有:選取最佳元器件;使用不易受電磁脈沖影響的元件,如電子管等;在連接器上安裝濾波器;使用外部防護元器件保護預先包裝的電路(如集成電路);使用引線防護裝置;使用分離濾波器,將耦合頻率限制在很窄的頻帶內;采用自動增益控制與增益限制技術;使用特種濾波器;使用電路隔離技術隔離電瞬變現(xiàn)象;屏蔽和接地;重新設計分系統(tǒng);探測由于電磁脈沖干擾而出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯誤,并拒絕這些數(shù)據(jù)。
云閃
云閃是指云層內部、云與云之間的放電現(xiàn)象,對微電子設備等極具殺傷力。
云閃
云閃是由于同一云層中不同部位電荷不一樣,在云層之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。雖然它也伴有雷聲,但由于中間有云層遮擋,雷聲衰減很快,所以我們往往只能看見“云閃”的“閃”,卻聽不到“云閃”的“雷”。
云閃包括云內閃電、云際閃電(兩塊云之間閃電)和云空閃電(云與云外大氣中的閃電)。由于云閃能在大氣中形成多條高溫高熱放電通道,閃電產生的瞬間強大電流可在這個放電回路里來回快速移動,比常規(guī)的“云地閃電(地閃)”頻率高,因此形成頻閃之勢。
利用閃電寬帶干涉儀系統(tǒng),對中國南方(廣東)地區(qū)云閃時空演變特征、輻射及其相應電場變化特征進行分析研究。根據(jù)云閃電場變化波形,云閃放電過程可劃分成活躍階段和最后階段。
云閃放電起始于向上發(fā)展的負擊穿過程,通道向上發(fā)展的速度約為3~3.3×10-5毫秒。云閃放電的主通道在活躍階段形成,該期間輻射源隨時間演變和相應電場變化表明,云內電荷結構具有上正下負的偶極性電荷結構。
云閃的最后階段輻射源主要在早期形成的通道內出現(xiàn),其輻射源活動特征與地閃的回擊過程比較相似;云閃輻射能量主要集中在2~3兆赫以下的低頻段,且輻射強度隨頻率增加迅速減弱。
從危害角度考慮,雷電可分為直擊雷、感應雷(包括靜電感應和電磁感應)和球形雷.
直擊雷是帶電云層(雷云)與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象,并由此伴隨而產生的電效應、熱效應或機械力等一系列的破壞作用。
感應雷也稱為雷電感應或感應過電壓。它分為靜電感應雷和電磁感應雷。
球形閃電即球狀閃電,俗稱滾地雷,閃電的一種,通常都在雷暴之下發(fā)生,就是一個呈圓球形的閃電球。球狀閃電十分光亮,略呈圓球形,直徑大約是15~30厘米不等。通常它只會維持數(shù)秒,但也有維持了1-2分鐘的紀錄。顏色除常見的橙色和紅色外,還有藍色、亮白色,幽綠色的光環(huán)?;鹎虺尸F(xiàn)多種多樣的色彩。2014年,中國科學家公布了在2012年首次拍到在雷暴天氣出現(xiàn)的球狀閃電的視頻,閃電在地上穿行15米。
�0�2�0�2�0�2 (1)直擊雷。直擊雷是帶電積云接近地面至一定程度時,與地面目標之間的強烈放電。直擊雷的每次放電含有先導放電、主放電、余光三個階段。大約50%的直擊雷有重復放電特征。每次雷擊有三、四個沖擊至數(shù)十個沖擊。一次直擊雷的全部放電時間一般不超過500ms。�0�2�0�2�0�2 (2)感應雷。感應雷也稱作雷電感應,分為靜電感應雷和電磁感應雷。靜電感應雷是由于帶電積云在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應出大量電荷,在帶電積云與其他客體放電后,感應電荷失去束縛,以大電流、高電壓沖擊波的形式,沿線路導線或導電凸出物的傳播。電磁感應雷是由于雷電放電時,巨大的沖擊雷電流在周圍空間產生迅速變化的強磁場在鄰近的導體上產生的很高的感應電動勢。 �0�2�0�2�0�2 (3)球雷。球雷是雷電放電時形成的發(fā)紅光,橙光、白光或其他顏色光的火球。從電學角度考慮,球雷應當是一團處在特殊狀態(tài)下的帶電氣體。 �0�2�0�2�0�2 此外,直擊雷和感應雷都能在架空線路或在空中金屬管道上產生沿線路或管道的兩個方向迅速傳播的雷電沖擊渡。
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