每年高山台站大小雷电一般都要发生几十到上百次,多数是发生在周边和附近的感应雷,台站发生直击雷的几率还是极少的。绝大多数的感应雷是通过外部架空电力线引入而导致设备损坏的。保证高山台站的不间断播出,电源的防雷就显得特别重要。
1.山区雷电活动的特点
山区由于云体受大气对流和风力的影响,使正电荷云体接近山体,带电云雾沿山腰浮动,所以山区正极性的云一地闪电较多。雷云运动的方向和路径有一定规律:一是雷暴走廊与风向一致时,风口和顺风的低谷地带容易落雷;二是土壤电阻率突变的地方容易遭受雷击;三是高压(lOkV)架空电力线是引入雷电的主要因素。
2.雷电的形成和释放
雷电是大气中带有大量电荷的雷云放电结果。大气中的饱和水燕汽水滴在强烈的上升气流作用下不断分裂而形成雷云。雷云中电荷的分布是不均匀的,当云层对地面的电场强度达到25~30kV/cm时,就会使它们之间的空气绝缘被击穿,雷云对地便发生先导放电。先导放电的通路到达大地时,大地和雷云的电荷产生强烈的中和,出现雷电流瞬时可达数十至数百干安,也称主放电。主放电时间为30μs~50μs,陡度在75kA/μs左右。主放电温度可达20000℃,因周围空气猛烈膨胀,出现闪光和巨响。
3.雷电产生的危害
在发生雷击先导放电的过程中,先是附近的杆塔.避雷线和架空线路上由于静电感应而积聚大量与雷云极性相反的束缚电荷,当先导放电发展到主放电阶段而对大地放电时,线路上的束缚电荷被释放而形成自由电荷,开始以光速向线路两侧移动,形成很高的感应过电压,其幅值可达300kV—500kV.这对供电系统的危害很大,尤其是对lOkV以下的输电线路,因本身绝缘水平低而更为危险。所以供电线路除了要有防直击雷保护外.还应加装有防感应雷的保护设施。根据文献,线路距离雷击点大于65m时,感应过电压幅值的近似值Ug可按下式计算:Ug_2.51hd/s(kV).式中:I为雷云对地放电电流幅值(一般取其值<lOOkA);S为线路距直接雷击点的水平距离(m)。从上式可知,感应过电压幅值的大小与雷云对地放电电流的幅值、线路导线对地的平均高度以及线路距雷击点的距离有关。假如:S=90m.hd=12m,I=lOOkA代人上式中,则感应过电压为333.3kV。从以上理论分析可知,雷击时架空线路上产生这么高的感应电压,一般的电子设备和电器都是难以承受的。