从危害角度考虑,雷电可分为直击雷、感应雷(包括静电感应和电磁感应)和球形雷.
直击雷是带电云层(雷云)与建筑物、其它物体、大地或防雷装置之间发生的迅猛放电现象,并由此伴随而产生的电效应、热效应或机械力等一系列的破坏作用。
感应雷也称为雷电感应或感应过电压。它分为静电感应雷和电磁感应雷。
球形闪电即球状闪电,俗称滚地雷,闪电的一种,通常都在雷暴之下发生,就是一个呈圆球形的闪电球。球状闪电十分光亮,略呈圆球形,直径大约是15~30厘米不等。通常它只会维持数秒,但也有维持了1-2分钟的纪录。颜色除常见的橙色和红色外,还有蓝色、亮白色,幽绿色的光环。火球呈现多种多样的色彩。2014年,中国科学家公布了在2012年首次拍到在雷暴天气出现的球状闪电的视频,闪电在地上穿行15米。
雷电分直击雷、电磁脉冲、球型雷、云闪4种。其中直击雷和球型雷都会对人和建筑造成伤害,而电磁脉冲主要影响电子设备,云闪由于是在两块云之间或一块云的两边发生,所以对人类危害最小。
下面具体介绍几个有代表性的雷电:
直击雷
直击雷是带电云层(雷云)与建筑物、其他物体、大地或防雷装置之间发生的迅猛放电现象,并由此伴随而产生的电效应、热效应或机械力等一系列的破坏作用。主要危害建筑物、建筑物内电子设备和人。
直击雷的电压峰值通常可达几万伏甚至几百万伏,电流峰值可达几十千安乃至几百千安,其之所以破坏性很强,主要原因是雷云所蕴藏的能量在极短的时间就释放出来,从瞬间功率来讲,是巨大的。
地球上每年若发生31亿次闪电,直击雷占1/5~1/6。直击雷放电电流可达200千安以上,并有1兆伏以上的高电压。雷云放电大多具有重复放电的性质,一次雷电的全部时间一般不超过500毫秒,大约50%的直击雷每次雷击有三四个冲击,最多能出现几十个冲击。
电磁脉冲
电磁脉冲由核爆炸和非核电磁脉冲弹(高功率微波弹)爆炸而产生。核爆炸产生的电磁脉冲称为核电磁脉冲,任何在地面以上爆炸的核武器都会产生电磁脉冲,能量大约占核爆炸总能量的1/100万,频率从几百赫到几兆赫。非核电磁脉冲弹则利用炸药爆炸或化学燃料燃烧产生的能量,通过微波器件转换成高功率微波辐射能,能发射峰值功率在吉瓦以上、频率为1吉赫~300吉赫的脉冲微波束,在裸露的导电体(例如裸露的电线、印刷电路板的印制线)上急剧产生数千伏的瞬变电压,对大量电子设备造成无法挽回的损坏。
电磁脉冲
电磁脉冲防护方法与雷电防护方法基本相同。用9.5毫米厚钢板或4毫米厚铜板做成的屏蔽罩,可以提供很高的总体屏蔽效能。但是,这种屏蔽会由于存在检修门和供电缆、连接器、开关等使用的小孔而减弱,这样就必须用衬垫密封孔隙。如果必须开孔通气,则应使用各种屏蔽栅(如蜂窝状隔板、多孔金属板和金属丝网屏栅)把大孔分成许多小孔,孔与孔之间相交的地方必须熔合,以便确保最佳的屏蔽效果。电缆必须使用整体防护材料,最好的电缆防护材料是管道之类的导电固体材料。在协助降低易损性方面,合适的接地线路也很重要。若数据传输率低,可采用滤波方法抑制瞬时效应。若只靠滤波不足以把电磁脉冲降到安全水平,则需使用防护性抑制器,例如齐纳二极管。
当前,国外指挥通信系统防电磁脉冲的具体方法主要有:选取最佳元器件;使用不易受电磁脉冲影响的元件,如电子管等;在连接器上安装滤波器;使用外部防护元器件保护预先包装的电路(如集成电路);使用引线防护装置;使用分离滤波器,将耦合频率限制在很窄的频带内;采用自动增益控制与增益限制技术;使用特种滤波器;使用电路隔离技术隔离电瞬变现象;屏蔽和接地;重新设计分系统;探测由于电磁脉冲干扰而出现的数据错误,并拒绝这些数据。
云闪
云闪是指云层内部、云与云之间的放电现象,对微电子设备等极具杀伤力。
云闪
云闪是由于同一云层中不同部位电荷不一样,在云层之间发生的放电现象。虽然它也伴有雷声,但由于中间有云层遮挡,雷声衰减很快,所以我们往往只能看见“云闪”的“闪”,却听不到“云闪”的“雷”。
云闪包括云内闪电、云际闪电(两块云之间闪电)和云空闪电(云与云外大气中的闪电)。由于云闪能在大气中形成多条高温高热放电通道,闪电产生的瞬间强大电流可在这个放电回路里来回快速移动,比常规的“云地闪电(地闪)”频率高,因此形成频闪之势。
利用闪电宽带干涉仪系统,对中国南方(广东)地区云闪时空演变特征、辐射及其相应电场变化特征进行分析研究。根据云闪电场变化波形,云闪放电过程可划分成活跃阶段和最后阶段。
云闪放电起始于向上发展的负击穿过程,通道向上发展的速度约为3~3.3×10-5毫秒。云闪放电的主通道在活跃阶段形成,该期间辐射源随时间演变和相应电场变化表明,云内电荷结构具有上正下负的偶极性电荷结构。
云闪的最后阶段辐射源主要在早期形成的通道内出现,其辐射源活动特征与地闪的回击过程比较相似;云闪辐射能量主要集中在2~3兆赫以下的低频段,且辐射强度随频率增加迅速减弱。
从危害角度考虑,雷电可分为直击雷、感应雷(包括静电感应和电磁感应)和球形雷.
直击雷是带电云层(雷云)与建筑物、其它物体、大地或防雷装置之间发生的迅猛放电现象,并由此伴随而产生的电效应、热效应或机械力等一系列的破坏作用。
感应雷也称为雷电感应或感应过电压。它分为静电感应雷和电磁感应雷。
球形闪电即球状闪电,俗称滚地雷,闪电的一种,通常都在雷暴之下发生,就是一个呈圆球形的闪电球。球状闪电十分光亮,略呈圆球形,直径大约是15~30厘米不等。通常它只会维持数秒,但也有维持了1-2分钟的纪录。颜色除常见的橙色和红色外,还有蓝色、亮白色,幽绿色的光环。火球呈现多种多样的色彩。2014年,中国科学家公布了在2012年首次拍到在雷暴天气出现的球状闪电的视频,闪电在地上穿行15米。
�0�2�0�2�0�2 (1)直击雷。直击雷是带电积云接近地面至一定程度时,与地面目标之间的强烈放电。直击雷的每次放电含有先导放电、主放电、余光三个阶段。大约50%的直击雷有重复放电特征。每次雷击有三、四个冲击至数十个冲击。一次直击雷的全部放电时间一般不超过500ms。�0�2�0�2�0�2 (2)感应雷。感应雷也称作雷电感应,分为静电感应雷和电磁感应雷。静电感应雷是由于带电积云在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷,在带电积云与其他客体放电后,感应电荷失去束缚,以大电流、高电压冲击波的形式,沿线路导线或导电凸出物的传播。电磁感应雷是由于雷电放电时,巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场在邻近的导体上产生的很高的感应电动势。 �0�2�0�2�0�2 (3)球雷。球雷是雷电放电时形成的发红光,橙光、白光或其他颜色光的火球。从电学角度考虑,球雷应当是一团处在特殊状态下的带电气体。 �0�2�0�2�0�2 此外,直击雷和感应雷都能在架空线路或在空中金属管道上产生沿线路或管道的两个方向迅速传播的雷电冲击渡。
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