閃絡效應

閃絡效應 閃絡效應，當人體被閃電擊中後,99%的電流不是通過人體導入地下，而是會以電弧的形式從人體表面穿過，導入地下，降低對人體的傷害，這就是有些人被閃電打擊後還能存活的緣故，這種現象就叫閃絡效應，也叫閃絡現象。在高電壓作用下，氣體或液體介質沿絕緣表面發生的破壞性放電。其放電時的電壓稱為閃絡電壓。發生閃絡後，電極間的電壓迅速下降到零或接近於零。閃絡通道中的火花或電弧使絕緣表面局部過熱造成炭化，損壞表面絕緣。

基本介紹

閃絡效應

閃絡效應，在高電壓作用下，氣體或液體介質沿絕緣表面發生的破壞性放電。其放電時的電壓稱為閃絡電壓。發生閃絡後，電極間的電壓迅速下降到零或接近於零。閃絡通道中的火花或電弧使絕緣表面局部過熱造成炭化，損壞表面絕緣.沿絕緣體表面的放電叫閃絡。而沿絕緣體內部的放電則稱為是擊穿。沿絕緣體表面的放電叫閃絡。而沿絕緣體內部的放電則稱為是擊穿。

現象分析

1、絕緣子表面和瓷裙內落有污穢，受潮以後耐壓強度降低，絕緣子表面形成放電迴路，使泄漏電流增大，當達到一定值時，造成表面擊穿放電。
2、絕緣子表面落有污穢雖然很小，但由於電力系統中發生某種過電壓，在過電壓的作用下使絕緣子表面閃絡放電。
處理方法是：絕緣子發生閃絡放電後，絕緣子表面絕緣性能下降很大，應立即更換，並對未閃絡放電絕緣子進行清潔處理。

機械效應

閃電擊中地面物，閃電電流產生焦耳-楞次熱效應，雖然電流峰值很高，但作用時間很短，只能產生局部瞬時高溫，可以使較小體積的金屬熔化。有些閃電的半峰值時間較大，則容易造成樹林或木結構物的高溫燃燒起火。另一種情況是閃電流過擊中物的途徑中，物體的焦耳楞次熱導致體內的水份劇烈蒸發，產生氣體，氣體膨脹的機械作用可使樹木劈裂，房屋破壞，器物的爆裂、爆炸等。閃電的熱效應和機械效應造成的災禍仍非常嚴重，不容輕視，許多新技術設備受損，特別是微電子技術的產品，如大規模和超大規模積體電路接口和模組的損壞，歸根到底，仍是閃電電流的熱效應所致。

電壓產生

閃絡效應

20世紀之後由於電力和電信事業的迅猛發展，架空導線的大範圍布設，閃電電流產生的高壓的成災機率極大地增長，它直接導致電氣設備的損壞、人身事故。而且這種高壓產生的電火花造成可燃性氣體的爆炸起火，其災禍面迅速擴大，有些還是避雷針的設定不妥造成的。因此閃電的這一物理效應已成為現代防雷工作特別重視的對象了，不容許對它有絲毫的疏忽大意,下面介紹幾種具體情況。接觸電壓和跨步電壓.閃電沿大樹或金屬架空物或避雷針引下線入地時,都會使流經的途徑產生電位降,這是由歐姆定律所決定的.因此這些物體的各部位相對於大地均有瞬時的高電壓，其值決定於閃電電流和這些部位與大地之間的電阻。當人的手或身體任何部位與它們接觸時，身體的接觸點與站在地面上的雙腳之間就有高電壓，這個電壓就稱為接觸電壓。
1、在閃電已流入地下時，閃電在地表之下流動時，大地的電阻同樣要產生電位降，閃電入地點的電位最高（如果雷電流是正的），遠處雷電流幾乎為0的這些地方，電位最低，即工程上所謂的零電位。人的兩腿分開站著，兩腳之間就有電城市，這種電壓也可以產生雷擊，甚至可以致命。
2、所謂的“跨步電壓”是指地面相距0.8m兩點間的電壓。
3、閃電電流產生的極高電位對建築物或儀器設備的"反擊"現象，閃電電流在引下線、接地體或建築物的金屬管道等導體上產生非常高的電壓，而沒有閃電電流過的建築物、室內的管道、線路、設備或人體仍保持與大地等電位，即使是一些電力系統的供電路，也只是幾百伏的數量級的電壓，這與閃電通過的導線或防雷地線上呈現的幾千、幾萬甚至幾十萬伏的高電壓相比，都是微不足道，因此兩者之間就有可能發生閃絡放電，如果兩者的間距不夠大的話。由於各種電器都要接安全地線，電子儀器、計算機均要接信號地線，這些地線與防雷地線常靠近埋設，因此閃電電流在防雷地線上的高電壓就可能對其它地線“反擊”而導通，於是這些設備的地線反而成為電壓很高的高壓端，它與電源之間的電勢相對關係反轉，兩者間的高電壓足以擊穿各種電子元器件。這種"反擊"不僅損壞電器和電子設備，也會使各種室內金屬管線帶上高電壓而造成人身事故。此外它產生的閃絡、電火花或電弧還會導致火災！

絕緣子運用

閃絡效應

絕緣子在各種電力設備和許多現代真空器件中被大量採用，同時也在大型尖端設備中得到套用。例如：X射線管、高功率微波管、高功率速調管、中子束二級管、脈衝功率開關、粒子加速器等。在真空中套用絕緣子，存在一個特殊的現象：當在一真空間隙中加入一絕緣子支撐後，該絕緣體系在一個較低的電壓下就會被擊穿，即絕緣子表面閃絡擊穿。
由於真空中絕緣子沿面閃絡現象嚴重製約了電真空器件的性能，影響尖端設備的正常運行而造成巨大的經濟損失，因此許多專家學者對真空中絕緣子沿面閃絡現象的特性、影響因素及形成機理進行研究，並尋求防止絕緣子沿面閃絡、提高沿面閃絡電壓的方法。特別是從70年代開始，美、英、日、法等國家投入了大量研究經費對這一現象進行研究，企圖弄清真空中絕緣子沿面閃絡現象的形成原因及其機理，用以改善和提高電真空器件的性能，防止影響尖端設備的正常運行。通過研究，得到了大量實驗結果，找出了許多影響真空中沿面閃絡現象的因素，提出了多種關於真空中絕緣子沿面閃絡機理的假說及一些改善和提高沿面閃絡電壓的方法。對於同一絕緣材料施加不同類型的電壓，材料所表現出的電性能也不相同。對於真空中絕緣子所構成的絕緣體系，其沿面閃絡特性也和被施加的電壓有關。試驗中分別套用了脈衝、雷電衝擊、交流和直流等形式電壓，其中脈衝電壓有矩形、梯形、雙極性脈衝等，脈衝持續時間從ns級到ms級，交流電壓的頻率範圍從工頻到射頻。研究結果表明，在大多數情況下，真空中施加了脈衝電壓的絕緣子的沿面閃絡電壓值是隨脈衝電壓持續時間(脈衝寬度)的增加而下降的，這一規律在脈衝電源的脈衝寬度為ns～ms區間時最為明顯。此外還發現，很多情況下施加工頻(50/60Hz)電壓時的絕緣子沿面閃絡電壓最低。　A.S.Pillai和R.Hackam等研究了不同真空度(氣體壓力範圍在10－6～105Pa之間)下絕緣子的沿面閃絡現象。用不鏽鋼電極，聚四氟乙烯絕緣子，分別施加了交流、直流和脈衝電壓，在1×10－6～6×10－1Pa的壓力範圍內，氣體壓力的變化幾乎不影響沿面閃絡電壓發生，即在上述氣壓範圍內絕緣子的沿面閃絡電壓與氣體壓力(或真空度)無關；隨著真空度的下降(或氣體壓力提高)，沿面閃絡電壓也下降。
眾多的研究表明，預放電過程能夠提高體系的沿面閃絡電壓，但這只是對於一個預放電後馬上施加電壓的體系而言，也就是說該效應的作用是有一定時間限制的。人們發現，當某絕緣體系經預放電處理，體系沿面閃絡電壓穩定後，如果放置一段時間後再施加電壓，則該體系的沿面閃絡電壓有所降低，但比第一次沿面閃絡電壓高，再次進行預放電處理時也更容易達到穩定值。此外，若將已經預放電處理後的絕緣子暴露在大氣下或把真空度降低，然後再提高真空度，則同樣發生上述現象。另外，並不是所有的預放電處理都能提高體系的沿面閃絡電壓。如果預放電處理時的放電較強烈，可能產生不可恢復性損壞(如在絕緣子表面形成放電通道、電極因劇烈放電而局部熔化變形等)，此時不但達不到預放電處理的效果，反而降低了體系的沿面閃絡電壓。有研究人員發現，預放電處理並不需要真正讓體系放電。如果給真空中的絕緣子持續施加一個低於沿面閃絡電壓值的電壓，雖然此時並不發生沿面閃絡，但同樣可以提高該絕緣體系的沿面閃絡電壓值。實驗發現，在正式施加電壓前若先加一較小的電壓，則對沿面閃絡電壓有很大的影響。一般情況下，如果在施加衝擊電壓前先施加一同極性的直流電壓，則可以提高閃絡電壓；相反若施加一相反極性的直流電壓，則可以降低閃絡電壓。這個效應持續時間很短，一般在50μs以內，作用時間的長短與材料的絕緣電阻有關。

預防措施

建築物（構築物）、設備、和人，三者統籌兼顧。現代防雷的原則是：必須尊重科學，從實際出發，因地制宜，既重視防雷規範的原則，又要有一定的靈活性。這種靈活性主要是考慮經濟上的最優選擇而又是符合科學的。

現代防雷的技術原則：

1、強調全方位防護，綜合治理，層層設防，把防雷看作是一個系統工程。這是由於雷電的危害作用無孔不入，在整個空間範圍侵襲微電子設備，最難設防。
2、防雷技術必須強調科學性、經濟實用和耐久可靠這三個原則。
現代防雷技術措施：現代防雷技術措施簡單地歸結為ABCDEGS七個字，即Avoiding、Bonding、Conducting、Dividing、Eliminating、GroundingandShielding。中文意思是“躲”、“等電位連結”、“傳導”、“分流”、“消雷”、“接地”和“禁止”。