地面上行電荷的情況

參照?qǐng)D1—5這樣一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng)，浪涌保護(hù)器大地土壤介質(zhì)也可川近似雷云的等值阻容網(wǎng)絡(luò)來(lái)示意，差別只是土壤的電阻牢要小得多，一般為水汽電阻率的0,001倍。所以大地上可以更快地輸送電荷到放電點(diǎn)。當(dāng)上、下對(duì)進(jìn)的先導(dǎo)在空中相連時(shí)，地面上瞬間可以將下行先導(dǎo)中所帶電荷總數(shù)量的反極性電荷全部噴上去．上噴電荷量的幅值和維持時(shí)間與土壤電阻串和實(shí)際接地電阻有關(guān)，同時(shí)還與上行先導(dǎo)發(fā)出的相對(duì)時(shí)間有關(guān)：所以，測(cè)量到的數(shù)萬(wàn)安培的雷電流電荷應(yīng)該是由地面噴向空中的，不是雷云打下來(lái)的。

雷云產(chǎn)生的下行的雷電先導(dǎo)只是提供了誘發(fā)條件和電弧通道：四、試驗(yàn)室內(nèi)接地回路阻抗對(duì)電流的影響驗(yàn)證

下面介紹北京雷電防護(hù)裝置測(cè)試中心進(jìn)行的一組有關(guān)接地回路阻抗變化的試驗(yàn)結(jié)果。浪涌保護(hù)器這足個(gè)集中參數(shù)的沖擊發(fā)生胙放小的電流，與實(shí)際大氣中的長(zhǎng)間隙放電回路有差異：木試驗(yàn)的門(mén)的是驗(yàn)證接地問(wèn)路阻抗將影響放電電流，試品布置見(jiàn)圖1—6：

1第1組試驗(yàn)

第一組試驗(yàn)為接地電阻對(duì)LL(，

(1)地線電阻為Ofl時(shí)，電流測(cè)量分流器阻抗為o．1n。

流過(guò)避雷針的電流波形見(jiàn)圖1—7。第二次放電電流波形見(jiàn)圖1—80(2)地線附加電阻為1001l時(shí)的對(duì)比試驗(yàn)。

1)流過(guò)避雷針的電流波形見(jiàn)圖l-9，分流櫛分流比為o．]V／A：

第二次放電電流波形見(jiàn)同1-10：

2)避雷針電壓波形(分壓非分壓比：1：320)。避雷《1卜電壓波形見(jiàn)圖1-11。第二次放電避雷針卜電壓波形見(jiàn)圖1—12。

由此對(duì)比可見(jiàn)，接地放電回路中加串廠一個(gè)100D．電阻后，浪涌保護(hù)器電流幅值下降了30％左右。

：踩2扣試4}

地線串接100gH電感時(shí)．避雷針的電流和電爪波形，接地問(wèn)路串聯(lián)電感后試驗(yàn)放電見(jiàn)圖1—13。

(1)接人電感后流過(guò)避雷針的電流波形見(jiàn)囤1-]4(分流雕分流：o．1v／A)。接人電感后第二次放電電流波形見(jiàn)囤1—15。

(2)接人電感后避雷針電壓波形見(jiàn)圖1—16(分樂(lè)胙分壓比：l：320)，接人電感后第二次放電電壓波形見(jiàn)圖l—17。

對(duì)比可見(jiàn)．放電川路，I’加中了一個(gè)100gH電感后，電流帕值下降／40％左右。電流波形小現(xiàn)振蕩，總叫間也拉K。

試驗(yàn)小，相對(duì)600kV的沖擊電壓，下電極上的對(duì)地電壓只有l(wèi)o—20kV，所占比例不到5％，空氣間隙上的電壓基本十沒(méi)有變化，但電流岡接地阻抗的變化卻㈠繹了30％以L這早通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)想說(shuō)明的足：大接地電阻和電抗可以明顯降低卟擊電流幅值；也說(shuō)明接地的阻抗阻礙了電荷的涌小量，

當(dāng)然．小間隙放電的數(shù)據(jù)并不能完傘曉明假設(shè)的結(jié)論，圖1-18為一’次大氣，{嗽電的高速攝像截田組作為訃叫之一。

由于是超高速攝像，背景甚至連先導(dǎo)放電的發(fā)光都被遮蓋了。浪涌保護(hù)器截圖中．強(qiáng)烈發(fā)光是從地而向上運(yùn)動(dòng)的，前¨S十，上涌的大電荷群還在山上行迎擊先導(dǎo)構(gòu)成的相同極性電荷弧道中；第4幅和第5幅中，上涌電荷群進(jìn)入到雷云下行先導(dǎo)形成的相反極性電荷弧道巾，井接近云層，電荷復(fù)合過(guò)程大量增加，亮度大幅度提高；第6幅和第7幅中，卜涌電荷群大量被復(fù)合后，仍有部分上涌電荷達(dá)到云中帶電層，繼續(xù)與云1’剩余電荷復(fù)合發(fā)光。

從等值電路的分析和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析推導(dǎo)及截圖看，我們關(guān)于主放電小大量電荷是巾地而涌向空，I啪結(jié)論是町以成立的。

在這個(gè)結(jié)論支持下，來(lái)看人體被雷擊。人體的耐受程度很低，而接地電阻利從體電阻都較高，被雷擊時(shí)．巾人休發(fā)出的上行迎擊先導(dǎo)的電流值就足以使人體組織被破壞，，但大的電流無(wú)法迅速通過(guò)接地電阻和人體電阻形成主放電．所以大放電也尤法形成：最終很少看到大雷電擊打到人身或動(dòng)物，只是先導(dǎo)放電形成的小雷電發(fā)光現(xiàn)象。

用這個(gè)發(fā)白地面的上涌電荷群的假設(shè)，可以解釋為什么造成超高壓輸電線路閃絡(luò)的電流絕大部分為37．5kA。出為只有上行先導(dǎo)足從通流導(dǎo)線上發(fā)川、在空中與下行先導(dǎo)形成放電弧道，上涌的電荷從導(dǎo)線上噴涌小，上涌電荷量受到導(dǎo)線波阻抗的限制(單方向?yàn)?001-1，兩個(gè)方向并聯(lián)為15011)，電流只能布37．5kA左右：只有發(fā)白導(dǎo)線的放電，在導(dǎo)線上造成近6000kV的過(guò)電壓，才會(huì)造成線路絕緣的破壞，引起跳閘事故．并被記錄。

如果上行先導(dǎo)出現(xiàn)在線路鐵塔上，或者是周?chē)渌拥伢w卜，接地電阻通常小廠3011；上涌的電荷量受到的阻抗限制只有導(dǎo)線阻抗的1／5，才會(huì)川現(xiàn)]00kA以上的被測(cè)大雷電流。

使用這種假設(shè)，還可以解釋J“東地區(qū)大雷電流記錄巾大部分出現(xiàn)在珠三角平原地區(qū)的現(xiàn)象：因?yàn)槠皆貐^(qū)的土壤電阻率低，相同接地設(shè)計(jì)下，接地電阻也低：山區(qū)土壤電阻率高，撞地電阻很難降低。