《第1章：雷电基础知识ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章：雷电基础知识ppt课件（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识主要内容简介主要内容简介 1 1 1 1、雷电基础知识、雷电基础知识、雷电基础知识、雷电基础知识 2 2 2 2、雷电的危害作用、雷电的危害作用、雷电的危害作用、雷电的危害作用 6 6 6 6、风电场防雷方案、风电场防雷方案、风电场防雷方案、风电场防雷方案 3 3 3 3、直击雷及其防护、直击雷及其防护、直击雷及其防护、直击雷及其防护 4 4 4 4、接地
2、系统、接地系统、接地系统、接地系统 5 5 5 5、风电机组防雷方案、风电机组防雷方案、风电机组防雷方案、风电机组防雷方案 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 一、雷与电一、雷与电 1、关于雷电的记载、关于雷电的记载 2、 “道听途说道听途说”话雷电话雷电 雷电专爱劈男人？雷电专爱劈男人？ 雷击老树结异果雷击老树结异果 千年千年“紫薇王紫薇王”遭雷击遭雷击 天生天生“痒病痒病”被祛除被祛除 美一男子遭雷击美一男子遭雷击 自觉年轻一百岁自觉年轻一百岁 冰箱变烤箱冰箱变烤箱 雷电击菜碟雷电击菜碟 雷电治顽症雷电治顽症 婴儿
3、遭雷击变成发光体婴儿遭雷击变成发光体 雷电触发火箭雷电触发火箭 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 一、雷与电一、雷与电 3、 雷电学说的建立雷电学说的建立 富兰克林放风筝富兰克林放风筝 莱莱顿顿瓶瓶 （1）感应起电学说）感应起电学说（2）破碎起电学说）破碎起电学说（3）温差起电学说）温差起电学说（4）对流起电学说）对流起电学说 四种雷电学说四种雷电学说 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 一、雷与电一、雷与电 3、 雷电学说的建立雷电学说的建
4、立 （1）感应起电学说）感应起电学说 大量测试结果表明，地球带负电，其电荷量大量测试结果表明，地球带负电，其电荷量约为约为50万万C，而在地球的上空存在着一个，而在地球的上空存在着一个带正电荷带正电荷的电离层的电离层，于是在电离层与地面之间就形成了一，于是在电离层与地面之间就形成了一个电力线指向地面的大气电场。在大气电场的作个电力线指向地面的大气电场。在大气电场的作用下，云中的水滴将被激化，其上部出现负电荷，用下，云中的水滴将被激化，其上部出现负电荷，下部出现正电荷。同时在大气宇宙射线的作用下，下部出现正电荷。同时在大气宇宙射线的作用下，空气发生电离，产生正、负离子。空气发生电离，产生正、负离
5、子。 激化的水滴在下落过程中与空气中离子相激化的水滴在下落过程中与空气中离子相遇，水滴下部将俘获负离子，而正离子则被排遇，水滴下部将俘获负离子，而正离子则被排斥而上升，这样整个水滴就带上了负电荷。斥而上升，这样整个水滴就带上了负电荷。 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识 第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 一、雷与电一、雷与电 3、 雷电学说的建立雷电学说的建立 （2）破碎起电学说）破碎起电学说 云中的水滴在强烈的气流作用云中的水滴在强烈的气流作用下，往往会形成一个由上升气流下，往往会形成一个由上升气流支撑的、不断扩大的、以液体圆支撑的、不断扩大的、以
6、液体圆环为外边界的、环状大口袋，当环为外边界的、环状大口袋，当口袋破裂时产生许多小水滴，较口袋破裂时产生许多小水滴，较大的水滴带正电荷，较小的水滴大的水滴带正电荷，较小的水滴带负电荷，由于较小的水滴质量带负电荷，由于较小的水滴质量轻，会被气流携带走，于是会在轻，会被气流携带走，于是会在云的各个部分可能会出现不同的云的各个部分可能会出现不同的电荷。电荷。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 一、雷与电一、雷与电 3、 雷电学说的建立雷电学说的建立 （3）温差起电学说）温差起电学说 实实验验表表明明冰冰具具有有热热电电效效应
7、应，冰冰晶晶中中总总存存在在带带正正电电的的氢氢离离子子和和带带负负电电的的氢氢氧氧根根离离子子，离离子子浓浓度度随随温温度度升升高高而而增增大大，冰冰晶晶两两端端温温度度有有差差异异时时，热热端端离离子子浓浓度度高高，冷冷端端低低，发发生生扩扩散散现现象象，两两种种离离子子都都会会从从热热端端向向冷冷端端运运动动，氢氢离离子子质质量量小小，速速度度快快，先先到到达达冷冷端端从从而而导导致致冷冷端端带带正正电电，建建立立起起静静电电场场，形形 成成 冷冷 正正 热热 负负 的的 电电 偶偶 极极 子子 。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电
8、基础知识雷电基础知识 一、雷与电一、雷与电 3、 雷电学说的建立雷电学说的建立 （4）对流起电学说）对流起电学说 认为云的对流运动反抗电场认为云的对流运动反抗电场力而起输送和聚集荷电云滴力而起输送和聚集荷电云滴和冰晶的作用。上升气流携和冰晶的作用。上升气流携带云底正离子向云中运动，带云底正离子向云中运动，直至上部形成正电荷区。由直至上部形成正电荷区。由于高空传导电流使大量负离于高空传导电流使大量负离子来到云的上表面并附在云子来到云的上表面并附在云滴或冰晶上（见地空电流），滴或冰晶上（见地空电流），然后由云周围强烈的下沉气然后由云周围强烈的下沉气流带下来。到达云下的负电流带下来。到达云下的负电荷
9、增强了地面电场，使地面荷增强了地面电场，使地面感应，产生尖端放电，从而感应，产生尖端放电，从而产生更多的正离子，这种正产生更多的正离子，这种正反馈过程最终将造成雷雨云反馈过程最终将造成雷雨云中常见的电荷分布。中常见的电荷分布。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 1 1、雷云带电、雷云带电威尔逊假说威尔逊假说 （1 1）雷云形成的三个基本条件：）雷云形成的三个基本条件： 空气中必须有足够的水汽；空气中必须有足够的水汽； 有使潮湿水气强烈上升的气流；有使潮湿水气强烈上升的气流； 有使潮湿空
10、气上升凝结成水珠或有使潮湿空气上升凝结成水珠或冰晶的气象条件。冰晶的气象条件。（2 2）威尔逊假说）威尔逊假说 中部聚集了中部聚集了大量的负电大量的负电荷荷积雨云的上部集中积雨云的上部集中了大量的正电荷了大量的正电荷底部还分布了底部还分布了少量的正电荷少量的正电荷风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 2 2、雷电放电（闪电）分类、雷电放电（闪电）分类 闪电形状闪电形状 线状线状 云闪云闪 地闪地闪 云内闪云内闪 云际闪云际闪 云空闪云空闪 放电位置放电位置 带状带状 球状球状 连珠状连珠
11、状 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 3 3、地闪的过程、地闪的过程 初始阶段初始阶段 通常在含云大气开始击穿的初期，通常在含云大气开始击穿的初期，在积雨云的下部有一负电荷中心与在积雨云的下部有一负电荷中心与其底部的正电荷中心附近局部地区其底部的正电荷中心附近局部地区的大气电场达到的大气电场达到104V/cm左右时，则左右时，则该云雾大气会初始击穿，负电荷中该云雾大气会初始击穿，负电荷中和掉正电荷，这时从云下部到云底和掉正电荷，这时从云下部到云底部全部为负电荷区。部全部为负电荷区。风
12、电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 3 3、地闪的过程、地闪的过程 梯级先导阶段梯级先导阶段 随大气电场的进一步加强，随大气电场的进一步加强，进入起始击穿的后期，电子与空进入起始击穿的后期，电子与空气的分子发生碰撞，形成天空中气的分子发生碰撞，形成天空中带电的雷雨云的云粒（或水成物）带电的雷雨云的云粒（或水成物）向地面延伸，在雷雨云下形成从向地面延伸，在雷雨云下形成从云层向下的流光，表现为一条暗云层向下的流光，表现为一条暗淡的光柱，即先导注流。也叫注淡的光柱，即先导注流。也叫注流先导。流
13、先导。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 3 3、地闪的过程、地闪的过程 闪电通道形成闪电通道形成 梯级先导不断地向地面发展过梯级先导不断地向地面发展过程是一电离过程，在电离过程中生程是一电离过程，在电离过程中生成成对的正、负离子，其正离子被成成对的正、负离子，其正离子被云中向下输送的负电荷不断中和。云中向下输送的负电荷不断中和。从而形成多枝状的充满负电荷（对从而形成多枝状的充满负电荷（对负地闪）的通道，其中有一枝是充负地闪）的通道，其中有一枝是充满负电荷（对负地闪）的主通道，满负电荷
14、（对负地闪）的主通道，称为电离通道或闪电通道。称为电离通道或闪电通道。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 3 3、地闪的过程、地闪的过程 连接先导形成连接先导形成 当具有负电位的梯式先导当具有负电位的梯式先导到达地面附近，离地约到达地面附近，离地约550m时，可形成很强的地面大气电时，可形成很强的地面大气电场，使地面在正电荷向上运动，场，使地面在正电荷向上运动，并产生从地面向上发展的正流并产生从地面向上发展的正流光，这就是连接先导。连接先光，这就是连接先导。连接先导大多发生于地面凸起物
15、处。导大多发生于地面凸起物处。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 3 3、地闪的过程、地闪的过程 回击回击 当梯级先导与连接先导会当梯级先导与连接先导会合，形成一股明亮的光柱，沿合，形成一股明亮的光柱，沿着梯式先导所形成的电离通道着梯式先导所形成的电离通道由地面高速冲向云中，这称为由地面高速冲向云中，这称为回击。回击。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 3 3、地闪的过程、地闪
16、的过程 箭式先导箭式先导 紧接着第一闪击之后，约经过几十毫秒的时间间隔，形成紧接着第一闪击之后，约经过几十毫秒的时间间隔，形成第二闪击，这时又有一条平均长度为第二闪击，这时又有一条平均长度为50m的暗淡光柱，沿着第的暗淡光柱，沿着第一闪击的路径由云中直冲地面，这种流光称为箭式先导。一闪击的路径由云中直冲地面，这种流光称为箭式先导。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 多次闪击多次闪击 3 3、地闪的过程、地闪的过程 流光放电流光放电梯级下行先导梯级下行先导上行先导上行先导回击回击后续闪击后续闪击风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第1章：雷电基础知识章：雷电基础知识第第1章章 雷电基础知识雷电基础知识 4 4、雷电放电的几种类型、雷电放电的几种类型 第一类放电第一类放电 二、雷电放电过程二、雷电放电过程 具有向下先导和向上回击，云中负具有向下先导和向上回击，云中负电荷中心与大地和地物间的放电过程，电荷中心与大地和地物间的放电过程，具有负闪电电流具有负闪电电流-向下负先导负地闪；
