歐姆雷盾防雷器雷電襲擊人體的幾種形式

1.直接雷擊 ????? 當雷云對地放電時，凡在戶外工作，在建筑物項上施工，在曠野荒郊行走，在水面上作業或活動，在山上露營和探礦，甚至在建筑平臺觀景的人們，都有可能被閃電直接擊中。因為當閃電的先導放電通道端頭下串到地面物體上方大約20~30m時，在人體周圍沒有其他更高豎立導體的情況下，人體就會成為雷電襲擊的目標。這時人頭頂上空的電場強度驟增，于是從人頭頂便發出向上的回閃放電。當這種放電與雷云下行先導放電通道接通時，強大的雷電流便通過人體并經過兩腳人地了，如圖5.2所示。這樣就是所謂的人體遭受到直接雷擊。 ????? 在雷電擊中人體時，受害者至少在剛開始的一瞬間，身體上通過全部雷電流，而且最大可能還是雷電流從頭部輸入，經軀千由腳底進入大地。因而人體遭到直接雷擊時，受害程度是最為嚴重的，其死率通常達到80%左右。不過，即便是在直接雷擊的情況下，雷電流也往往只在波頭開始部分才全部流經人體。此后，由于雷電流是高頻電流，皮膚發生閃絡，于是絕大部分雷電流都從皮膚短路人地了，只有很小的一部分雷電流仍還經過體內流入地中。同時，由于雷電放電的時間極短，所以在人體受到直接雷擊時，通過人體的電荷量總的說來仍不算很大，因而還有大約20%左右的只“假死”或被擊傷，甚至有的只是短暫昏迷，連呼吸與心臟跳動均未停止。 2. 接觸雷擊 ????? 當雷電擊到某一物體，如建筑物、大樹、電桿、鐵塔或金屬管道等上，雷電流經過它們人地時，由于雷電流峰值很大，在這些被雷擊中的物體上便產生了高達幾萬伏，甚至幾十萬伏的高壓。如果人體的某個部位此時正好碰到它們，于是便會發生觸電事故，這樣造成人體受到雷擊，這稱之為接觸雷擊。 接觸雷擊大多數都是在雷電放電時，人的手或軀干碰到了建筑物避雷裝置的引下線，或與其相連的自來水管、電氣設備的接地線等情況下發生的。圖5.3所示為人在大樹下避雨時，人的手不小心碰到了著雷的大樹樹杈所發生的雷擊情況。當雷電流沿著大樹的樹干入地時，由于樹干有電阻和電感，因而從手與樹權的接觸點到地面的這一段樹干上便存在著一一個電位差，這稱之為“接觸電位差”或“接觸電壓”，它可以表達為: ? Ug=L*di/dt+Ri ? ????? 式中: i為雷電流的峰值(kA); ? ????? t為雷電流上升至峰值的時間(μs);? ????? L為手與樹權接觸點到地面這段樹干的電感(H);? R為手與樹杈接觸點到地面這段樹干的電阻(Ω)。 ????? 這種接觸雷擊往往會使受害者短時麻痹，不過有時也會使人昏迷，甚至致死。但- -般說來，它比直接雷擊的傷害程度要輕微得多，但發生的幾率卻要比直接雷擊高得多。 3. 旁側閃擊 ????? 如上所述，當雷電擊到某- - 物體上時，該物體便被充電到幾萬伏，甚至幾十萬伏的高壓上，有時人站在這個被雷擊的物體附近，盡管人體的任何部位，如手和腳等都沒有碰到該物體，但是人體與大地是等電位的，人的頭頂或軀干與等高的被雷擊物體之間形成的高電位差超過了其間空氣的擊穿強度，這時雷電流也會由高電位的被雷擊物體，通過這段空氣間隙向人體放電，于是人體便會遭受到不測的雷電襲擊，如圖5.4所示。這稱之為旁側閃擊或側擊。 ????? 一般說來，旁側閃擊發生的幾率不算太高，而發生時，其傷害程度又比接觸雷擊的還要輕微一些。不過，應注意產生旁側閃擊的物體不一定非要受到直接雷擊，雷電的靜電感應或電做感應也可以使物體帶上高電位。比如說，一個人站在一間鐵皮屋頂的木結構棚子里避雨。當閃電先導發展到附近時，金屬屋項便可能因感應而帶電。雷云對地放電后，木結構棚項鐵皮上的電荷不能迅速泄放掉，對地電位升高，于是在人頭頂與屋頂鐵皮之間便有可能發生閃絡，雷電感應電荷經人體流人大地，人體因此而受到雷擊，但在鐵皮屋項上卻沒有留-一絲 被雷擊的痕跡。 4.? 跨步電壓 ???? 當地面落雷或避雷裝置的引下線將雷電流疏導人地時，人地點的電位被大大抬高，雷電流將從該點向周圍遠處擴散。由于土壤有一-定電阻率，雷電流在地面輻射? (1)方向上各點間有電位降。離開落雷點或人地點愈遠電流密度愈小，形成的電位降也愈大。沿落雷或人地點周圍的地面電位分布呈喇叭形曲線降低，如圖5.5所示。如果有人站立或行走在落雷點或入地點附近，則兩腳之間就會受到一個電位差，該電位差就是所謂的“跨步電位差”或“跨步電壓”，它的大小可以由下面公式來計算:? ????? Uk=p/2π*s (r +s)) r*im? 式中: S為人的兩腳之間跨步的距離(m); ? ????? r為落雷點或入地點與靠近的人一只腳間的距離(m); p為土壤電阻率(Q . m); im為雷電流的幅值(kA)。 ????? 該跨步電壓可以使雷電流通過兩腳和軀干的下部，從而使人體被其電流擊傷。人的兩腳之間所跨的距離S愈大，跨步電壓Uk也愈大。同樣的跨步距離，離開落雷點或入地點的距離r愈小，跨步電壓Uk也愈大。當跨步電壓Uk大到- -定程度，便足以使人跌倒、致傷，甚至造成死亡。所以在曠野荒郊遇到雷暴時，兩腳并在一-起比小步行走安全，而大步急走、飛奔，即使沒有被雷電擊中也有可能受到跨步電壓的傷害。