雷电安全知识
雷电形成
雷电这一自然现象,瞬变万千。古人以阴阳平衡之理论来认识这一自然现象,其理论与之千年的实践,与现代实证性科学相比,有着相当的科学内涵。随着人类社会的进步,科学技术的发展,人们对雷电这一自然现象有了新的认识,其理论和防雷实践都在不断的完善。自从240年前富兰克林避雷针问世,其顺应雷云放电规律,创造优先放电条件,使防雷实用技术进入一个崭新的阶段。在几百年的应用中,均取得了良好的效果,但随着科学技术的进步,富兰克林避雷针在实际应用中,因其自身仍存在不完善和难以解决的诸多问题。针对其存在的问题,国内外的防雷专家进行了大量的研究工作,研制诸多种防雷装置去完善富兰克林避雷针的不足,就其实用性和可靠性,仍需在今后的实践中去完善。因此国内外部分防雷专家从“消雷”这一课题入手去研究防雷技术,并进行了一定的工程实验,取得大量的技术数据,也为该项技术的研究起到一定的推动作用,但至今其仍是一种研究中的技术,仍有待在今后工作中从理论和实践中去研究和探索,以创新和发展防雷技术。
1.雷电形成
在讨论雷电形成之前,首先讨论雷云的产生。当太阳把地面晒得很热时,地面水份部分转化为蒸汽,同时地面空气受热变轻而上升,上升汽流中的水蒸汽在上空遇冷凝成小水滴。此外,当水平移动的冷暖气流相遇时,冷气团下降,暖气团上升,水汽在高空中凝成水滴,形成宽度达几公里的锋面积云。这种积云易形成较大范围的雷害,当云中悬浮的水滴很多时便成为乌云。乌云的起电机理有三种理论,各能解释一定的现象。其三种理论分别为,水滴破裂效应,水滴冻冰效应,吸收电荷效应。笔者认为前两种解释有其一定的局限性,而从火花放电发展机理去解释,乌云起电机理采用吸收电荷效应理论来阐述更容易理解。由于宇宙射线或地面大气层的放射使气体分子游离,在大气中存在着两种离子,由于大气空间场的作用,使云层上部积聚正电荷,下部积聚负电荷,在空间场的作用下云层分离从而带电。
雷云中电荷的分布是不均匀的,而是形成许多堆积中心。因而不论是在云中或是在云对地之间,电场强度是不一致的,当云中电荷密集处的电场强度达到25-30kv/cm时,就会由云向地开始先导放电(对于高层建筑,雷电先导可由地面向上发出,称为上行雷),当先导通道的顶端接近地面时,可诱发迎面先导(通常起自地面的突出部分),当先导与迎面先导会合时,即形成了从云到地面的强烈电离通道,这时即出现极大的电流,这就是雷电的主放电阶段,此时雷呜和电闪都伴随着出现。主放电存在的时间极短,约50-100/us,主放电过程是逆着先导通道发展的,速度约为光速的1/21~1/2,主放电的电流可达数十万安,是全部雷电电流中最主要部分。主放电到达云端时就结束了,然后云中的残余电荷经过主放电通道流下来称为余光阶段,由于云中电阻较大,余光阶段对应的电流不大(约数百安),持续时间却较长(0.03-0.15s)。由于云中可能同时存在几个电荷中心,所以第一个电荷中心的上述放电完成之后,可能引起第二个、第三个中心向第一通道放电。因此雷电往往是多重性的,每次放电相隔600us-800us,放电的数目平均为2-3次。
二、单位应该怎样进行雷电灾害防范?
1. 单位应定期由有资质的专业防雷检测机构检测防雷设施,评估防雷设施是否符合国家规范要求,比如:学校、区级以上医院、四星级以上宾馆、特区内高度在45米以上的高层建筑需两年检测一次。
2. 单位应设立防范雷电灾害责任人,负责防雷安全工作,建立各项防雷安全工作,建立各项防雷设施的定期检测,雷雨后的检查和日常的维护。如,雷雨过后,安装在电话程控交换机、电脑等电器设备电源上和信号线上的过压保护器应检查有无损坏,发现损坏时应及时更换。
3. 建设单位在防雷设施的设计和建设时,应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点,雷电活动规律等因素综合考虑,采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工。
4. 应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材、避免使用非标准防雷产品和器件。
5. 新增加建设和新增加安装设备应同时对防雷系统进行重新设计和建设,如:重新铺设电脑网络线、室外天线的移位和加高等等都应该重新设计和建设防雷设施。
6. 雷灾发生时应及时向市防雷所上报情况,以便及时处理,避免再次雷击。