避雷
避雷是指通過一定的方法措施,躲避因為雷電而產生的對人體、建築等的危害。 雷電是一種自然放電現象。雷擊是自然災害,不僅會造成設備、房屋設施的損壞,而且可能引起火災、爆炸,甚至還可能傷害人、畜等。 避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶、避雷器都是經常採用的避雷裝置。一套完整的避裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。上述的針、線、網、帶都只是接閃器,而避雷器是一種專門的避雷裝置。詳細介紹了雷電的成因、種類、危害以及避雷的措施、裝置、誤區和人身避雷。
簡介
自然界雷雨雲中不同部位聚集著不同極性的電荷,當電荷積累到一定程度時,在雲團之中,雲團與雲團之間,雲團與地面之間會產生很強的電場,當電場強度達到空氣擊穿強度時,便會發生正負電荷之間的放電現象,這種瞬間的強火花放電就是雷擊閃電。閃電的雷擊過程中產生了強大的雷電流(目前觀測到的最大雷電電流幅值為430kA)和高電壓(雷電通道兩端電位差可達上萬伏),因此按功率為電壓與電流之積計算,雷電具有極強大的功率,從而構成一次爆炸過程。雷電直擊到空中飛行的有防雷缺陷的飛行器上,因其電效應,熱效應和機械力可能會造成嚴重的破壞和災害.雷電強大的破壞力,主要是由於它把雷雲蘊藏的能量在極短促的幾十微秒中釋放出來,它的功率巨大,但是由於放電時間太短,以功率乘以時間得出功的數值卻很小,只有幾十乾瓦小時。正因為如此,通過試驗設備,人工模擬雷電波對飛行器進行防雷試驗以驗證飛行器在雷電環境中的安全性是可行的,在設備投資上是可實現的。
基於Marx迴路的衝擊電壓發生器,其基本工作原理是:首先將電容器組並聯充電,然後通過觸發球隙放電開關,實現電容器串聯放電,從而使電壓倍加以獲得更高的脈衝電壓輸出.衝擊電壓發生器在飛機防雷試驗中一般用作雷電附著點的研究試驗,與此相對應的衝擊電流發生器常常用作雷電的直接效應或間接效應的試驗研究。
飛機如何避雷
在空中飛行的飛機是不安裝避雷針的,但飛機還是有避雷裝置的。實際上避雷針是一個引雷針,安裝在地面的建築物或構築物上,它的作用是將空中的雷擊所產生的電流,通過接閃器、引下線和接地體引到大地,從而保護了財產和人身安全。而飛機飛行和地面是不產生接觸的,所以飛機都沒有避雷針。
飛機上的防雷裝置是安裝在飛機主翼或尾翼尖端處的“靜電釋放器”,它是像刷子一樣的金屬放電刷,約3根手指粗,由幾十根很細的針組成,總的電阻相對機身來說是非常小的。根據尖端放電的原理,放電刷能夠將飛機外殼累積的大量電荷放至大氣中,有的飛機上安裝的靜電釋放器多達十幾個。
另外,飛機外殼中非金屬材料製成的結構一般都裝有避雷條,比如,機頭雷達天線罩的表面貼有避雷條,尾翼也埋了避雷條,它們的作用是為了使雷電電流順利通過機殼表面。因此,當飛機受到雷擊時,上述的防雷裝置會幫助電流經過機殼傳輸到機身或機翼伸出的金屬放電刷而迅速放電。
試驗方法
基於航空工業的特點,避雷器需要進行一些與通常電力避雷器不同的特殊電氣試驗,茲簡要介紹如下。
1、雷擊能力試驗
模擬雷電流用幅值100千安,波形5 /10微秒的衝擊電流,試驗按下述步驟進行:每一試品均需通過上述電流12次,要求避雷器的部件無損壞。其中,在經歷了第6次試驗之後,應測量試品的放電電壓,並與試驗前數據比較,其變化率不應大於士20%。
2、射頻工作性能試驗
避雷器、天線調諧器和短波電台組成的通信系統投入運行時,在各個不同頻段內避雷器均不應影響電台的正常工作。
3、無線電電暈電流試驗
當短波電台工作時,在避雷器的天線端上施加直流高壓,使天線—機殼間流過200微安的直流電暈,此時間隙不應閃絡。
4、串聯電容器的爆炸試驗
斷開避雷器的接地線,用前述100千安5/10微秒衝擊電流對避雷器進行試驗。此時會引起串聯電容器爆炸,要求避雷器能確保爆炸僅局限在其內部,而不危害其它的設備及結構。