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自然雷电波形分析
来源: | 作者:山西防雷检测 | 发布时间: 2021-12-22 | 3074 次浏览 | 分享到:

      b. 雷电传导破坏:铁路线、低压供电电源线。

      c. 电磁感应破坏:体现在建筑电器、电子设备、电子线路,继后回击极易造成电子元件热积累损坏(如熔断器、金属氧化物压敏电阻、半导体 PN 结等)。

      继后回击实质是雷电流电弧熄灭、重燃的过程,雷电流电弧熄灭、重燃是中和带电粒子、电场重新分布的过程。雷电电弧在衰减振荡中熄灭:回击通道长,一个回击使电场强度迅速降低,雷电电弧不具备持续条件而熄灭;通道由 M 分量 (闪电通道瞬态过程中有连续电流发生时称为 M 分量,可以看作是一种在连续电流上的脉冲过程) 维持温度和气体游离,云电荷迅速聚集而重燃,形成下一个继后回击。

      继后回击伴随着振荡,这个振荡具有电磁破坏能力 (振荡频率和通道长度有关,通道长度呈现电感特性、对地呈现电容特性,具备振荡条件):振荡时间变化率在纳秒级。雷电流幅值高、波头上升陡,能在所流过的路径周围产生很强的瞬态脉冲磁场。根据电磁感应定律,这种快速变化的脉冲磁场穿过导体回路时,能在回路中感应出电动势,产生过电压和过电流。

      脉冲磁场在回路中感应出的电压大小与回路尺寸、雷电流波头陡度以及回路与载流导体之间的距离有关,载流导体产生的脉冲磁场对其附近回路的电磁感应作用可用两者之间的互感系数来表征,借助于互感系数,回路中的感应电压可表示为:

      如果把 3 次闪击看作是首次雷击,继后回击出现 2 次 :46.4 ms 出现一次94.44 kA负极性回击(图1中b处),98.8ms出现第二次164.4 kA负极性回击(图 1 中 c 处)。首次雷击到第 1 次回击间隔45.07 ms;第 1 次回击到第 2 次回击间隔 52.4 ms。不管是上行雷或下行雷,也不管是正极性或负极性雷闪都可能出现多重雷击,尤以负极性下行雷为甚。多重雷击定义为平均含有 3 ~ 4 个雷击的雷闪,雷击间隔时间约为 50 ms。

      为了进一步分析首次闪击过程,将图 1 中首次闪击 a 处解析展开如图 3 所示,首次雷击电流 12. 96 kA(图 3 中 a - 1 处)。雷电电流进入上升通道 1 μs 之前存在两个先导 (不连续的脉冲):第一个脉冲在 656 μs出现 (负极性回击电流 18. 75 kA,图 3 中 a - 2 处),第二个脉冲过渡到 674 μs 过程后出现 (负极性回击电流 137. 64 kA,图 3 中 a - 3 处),两个先导 / 回击会产生在同一个闪电通道中,它们之间的时间间隔短到只有 1 ms 或者更少,在回击形成长连续电流之前的击间间隔显示出比普通击间间隔更短的倾向。