Conocimientos de seguridad en protección contra rayos
1. Rayos
1. Electrificación de las nubes de tormenta
Polaridades positivas y negativas de diferentes polaridades en las nubes de tormenta. El proceso de formación de la zona de carga se llama proceso de carga de las nubes de tormenta. En las nubes de tormenta hay fuertes corrientes ascendentes y partículas de agua de diferentes escalas y fases. A través de la difusión entre partículas, la captura de iones, la colisión y la separación, las partículas de diferentes tamaños se cargan con diferentes polaridades y se separan bajo la acción del flujo de aire y la gravedad, formando áreas de carga de diferentes polaridades. Cuando el campo eléctrico local en una nube de tormenta excede aproximadamente 400 kV/m, se pueden generar rayos.
2. Clasificación del rayo
(1) Destello de nube.
Por lo general, más de la mitad del proceso de descarga del rayo ocurre entre las principales áreas de carga positiva y negativa de las nubes de tormenta, lo que se denomina proceso de descarga intranube. Los relámpagos en las nubes, junto con los relámpagos entre nubes y las descargas de nube a gas cuya probabilidad de ocurrencia es relativamente baja, se denominan destellos de nubes.
(2) Rayo. Otro tipo de relámpago es una descarga de electricidad entre las nubes y el suelo hacia el suelo, llamado relámpago. Un rayo completo se define como un "rayo" que dura desde unos pocos cientos de milisegundos hasta 1 segundo. Un rayo incluye uno o varios procesos de pulsos de corriente grandes, que se denominan "rayos", y la parte que cambia rápidamente se llama "rayos de retorno". El intervalo de tiempo entre destellos es generalmente de decenas de milisegundos. Las descargas de rayos pueden irradiar ondas electromagnéticas de banda ancha, desde unos pocos hercios hasta cientos de GHz.
3. Varias formas de caída de rayos
1. Caída directa de rayos
El rayo impacta directamente en edificios, otros objetos, el suelo o dispositivos de protección contra rayos, generando electricidad. .Efectos, efectos térmicos y fuerzas mecánicas.
b. Rayo por inducción
Durante la descarga de un rayo, se genera inducción electrostática e inducción electromagnética en los conductores cercanos y se pueden generar chispas entre las partes metálicas.
c. Intrusión de ondas de rayo
Debido al efecto de los rayos sobre líneas aéreas o tuberías metálicas, las ondas de rayos pueden invadir las casas a lo largo de estas tuberías, poniendo en peligro la seguridad personal o dañando los equipos.
d.Pulso electromagnético del rayo
Es el efecto del campo electromagnético producido por la corriente del rayo y el campo electromagnético del rayo como fuentes de interferencia. Se refiere al efecto causado por el impacto directo de un rayo sobre un edificio y su dispositivo de protección contra rayos cercano. La mayoría de ellos se ven interferidos por conductores de conexión, como la corriente del rayo o la corriente parcial del rayo, el aumento potencial de los equipos alcanzados por el rayo, la conducción acoplada de radiación electromagnética, etc.
4. Selectividad general de la caída de rayos
(1) La mayoría de las caídas de rayos se producen en zonas con depósitos de metal, ríos, lagos y salidas subterráneas. El terreno en la ladera adyacente a los arrozales y la parte límite del suelo con diferente resistividad son susceptibles a los rayos.
(2) Los lagos, pantanos, depresiones y lugares con altos niveles de agua subterránea también son vulnerables a los rayos. Además, el estado de las instalaciones terrestres también es un factor importante que afecta la selectividad de los rayos.
(3) Los edificios y estructuras de gran altura son propensos a sufrir rayos. Los edificios con estructuras metálicas, las fábricas con una gran cantidad de cuerpos metálicos en su interior o las estancias que suelen tener un interior húmedo son propensos a la caída de rayos debido a su buena conductividad.
(4) En la naturaleza, incluso si los edificios no son altos, están relativamente aislados y son prominentes y más susceptibles a los rayos, como pabellones de descanso, cobertizos para césped, cobertizos para tanques de agua, cobertizos para herramientas, etc.
(5) El aire caliente que sale de la chimenea y la gran cantidad de masas de aire que contienen partículas conductoras y moléculas libres que salen de la chimenea son más conductores que el aire, lo que equivale a elevar la altura de la chimenea y puede fácilmente provocar la caída de rayos.
5. Situación básica de la actividad de truenos y relámpagos en Hainan.
Hainan es la zona más afectada y con la mayor tasa de incidencia de rayos del país, con una media de 113 días de tormenta al año, alcanzando los 149 días. El número promedio de días de tormenta en Danzhou fue de 118,3 días, llegando a 139 días.
La densidad media anual de rayos en Hainan es de 11,53 veces/Km2, la más alta del país. La densidad de rayos es mayor en el este, norte, oeste y centro de la isla de Hainan, mientras que la densidad de rayos es ligeramente menor en el suroeste, sur y sureste.
Los rayos ocurren de enero a diciembre de cada año. El período de concentración es de abril a octubre.
Los accidentes causados por rayos causan entre 50 y 60 víctimas cada año y provocan pérdidas económicas de casi 100 millones de yuanes.
En segundo lugar, el efecto destructivo de los rayos
1 Destrucción de las ondas de choque de la corriente del rayo
La temperatura de los túneles de rayos es de miles a decenas de miles de grados, y el aire se expande rápidamente cuando se calienta, propagándose a la velocidad de las ondas ultrasónicas, generando poderosas ondas de choque, causando daños y perjuicios a los edificios, personas y ganado cercanos.
2. Destrucción de los efectos electrodinámicos del rayo.
Cuando la corriente del rayo pasa a través de un conductor, se generará un fuerte campo electromagnético en el espacio que lo rodea. El conductor portador de corriente en el campo magnético se verá afectado por el campo eléctrico, generando una fuerte fuerza electrodinámica. provocando la rotura de varios cables o tuberías.
3. Efecto eléctrico de los daños causados por el rayo.
La corriente de descarga del rayo puede ser tan alta como decenas de KA a cientos de KA, el voltaje puede ser tan alto como cientos de miles de voltios a millones de voltios, y la potencia de descarga del rayo puede alcanzar más de 109-1012W. La corriente de pulso de rayo puede generar fuertes campos magnéticos de hasta 1-103 Gauss (GS). Por lo tanto, es extremadamente destructivo para todos los equipos eléctricos humanos.
4. Destrucción del efecto termoeléctrico de la corriente del rayo.
Cuando una poderosa corriente de rayo pasa a través del objeto impactado, generará calor. Debido a que la corriente del rayo es muy grande, el tiempo de paso es muy corto. Si un rayo cae sobre árboles, edificios o estructuras, el objeto impactado generará una gran cantidad de calor en un instante, lo que provocará que una gran cantidad de humedad dentro del objeto se convierta en vapor, que se expandirá rápidamente y producirá una enorme fuerza explosiva, provocando daño. La temperatura de los canales de rayos alcanza entre 6000 ℃ y 10 000 ℃, o incluso más.
En tercer lugar, la forma de daño por rayo
1. Peligro directo de rayo: el peligro causado por el impacto directo de un rayo sobre objetos terrestres. Puede producir efectos eléctricos, efectos térmicos y efectos electrodinámicos, con alta energía y gran destructividad. Su tasa de incidencia representa alrededor del 10-15% de todos los accidentes por rayos.
2. Peligros de los rayos por inducción: cuando es alcanzado por un rayo, se generará inducción electrostática e inducción electromagnética en los objetos cercanos, lo que puede provocar descargas de chispas entre las piezas metálicas.
(1) Inducción electrostática del rayo;
Cuando hay una nube de tormenta, el suelo y los edificios debajo de la nube de tormenta tendrán la misma intensidad que el extremo inferior de la nube de tormenta bajo la acción. del campo eléctrico de la nube de tormenta de cargas opuestas. Cuando se descarga una nube de tormenta, la carga eléctrica de la nube de tormenta y la carga opuesta en el suelo se neutralizan rápidamente y el campo eléctrico de la nube de tormenta desaparece. Algunos objetos en el suelo, como cables aéreos, tuberías metálicas, edificios, estructuras, etc., tienen una gran resistencia al suelo, y la carga opuesta generada por la inducción electrostática no tiene tiempo para descargarse, lo que puede producir una alta inducción electrostática. voltaje, lo que puede causar una descarga a tierra.
(2) Inducción electromagnética del rayo: dado que la corriente del rayo es una corriente de pulso, bajo su impacto, se genera un fuerte campo electromagnético transitorio en el espacio circundante y se induce un alto voltaje en los conductores cercanos. Es extremadamente dañino para equipos con corriente débil. Grande (cuando B>0.03GS puede causar un mal funcionamiento de los equipos microelectrónicos, b>0.75GS puede causar daños falsos, B>2.4GS puede causar daños permanentes).
3. Peligros de intrusión de las ondas del rayo: Debido al efecto de los rayos sobre líneas aéreas o tuberías metálicas, las ondas del rayo invaden el interior a lo largo de estas tuberías, poniendo en peligro la seguridad personal o dañando los equipos.
4. Los peligros del contraataque del rayo de alta tensión: cuando objetos (cuerpos metálicos, árboles, edificios, etc.) son alcanzados por un rayo directo o por dispositivos de protección contra rayos (terminales de aire, bajantes). , cuerpos de conexión a tierra, etc.) Protector contra sobretensiones) En el momento en que cae un rayo, existe una alta diferencia de potencial (voltaje) entre el rayo y la tierra. El fenómeno de que este voltaje golpee un objeto metálico conectado a la tierra es un. contraataque (el equipo microelectrónico resulta dañado por el impacto de un rayo, 60 %)
5. Rayo en forma de bola: bola de fuego de descarga de rayo o bola de fuego electrostática de alto voltaje.
6. Las principales causas de incendios eléctricos y daños a equipos causados por rayos son:
(1) La corriente del rayo y la sobretensión introducida por cada línea de suministro de energía de alto voltaje en el Fuente de alimentación del sistema de información.
(2) La sobretensión inducida por la inducción del rayo provoca daños en las líneas de suministro de energía y del sistema de información.
(3) Descarga de rayos, sobretensión o sobrecorriente introducida a lo largo de varias tuberías metálicas debido a la caída de rayos en edificios o áreas cercanas; al mismo tiempo, los pulsos electromagnéticos del rayo generados por las descargas de rayos son causados por la inducción electromagnética espacial. Las sobretensiones transitorias o la fuerte radiación de un campo magnético pueden provocar daños en el sistema de información del edificio.
(4) Manejo técnico inadecuado del sistema de puesta a tierra de diversos equipos eléctricos y de información, resultando en diferencias de potencial y contraataques de alto voltaje en el sistema de puesta a tierra de cada equipo.
(5), causando daños en el aislamiento de equipos y líneas eléctricas, lo que resulta en fallas por cortocircuito o disparos por fugas.
Los rayos pueden dañar los sistemas de información, desde fallas o mal funcionamiento del sistema hasta daños permanentes al hardware del sistema o lesiones personales.
Cuatro. Caídas de rayos y seguridad personal
(1) Varias formas de ataques de rayos al cuerpo humano
1 Caídas de rayos directos
2 Caídas de rayos de contacto
p>
3. Descarga eléctrica lateral
4. Salto de voltaje
(2) Medidas básicas para la protección de la seguridad personal
(1) Cuando se aproxima una tormenta eléctrica En condiciones óptimas, cuando se encuentre en un edificio con buenas instalaciones de protección directa contra rayos, debe prestar atención a los siguientes cuatro puntos:
1.
2. Asegúrate de cerrar puertas y ventanas.
3. No es recomendable utilizar la ducha.
4. No acercarse a objetos metálicos expuestos en el edificio, como tuberías de agua, calefacción y gas, y no utilizar equipos eléctricos.
(2) Cuando se acerca una tormenta, se debe prestar atención a seis puntos cuando se trabaja al aire libre (campo):
1 No es adecuado entrar en chozas, chozas y. casas de madera sin instalaciones de protección contra rayos, casetas de vigilancia y otros búnkeres.
2. No es aconsejable resguardarse de la lluvia ni transportar objetos metálicos y herramientas debajo de árboles grandes.
3. No es aconsejable sujetar sombrillas ni postes de madera (bambú) en la naturaleza.
4. No apto para operaciones y actividades en el agua o en la unión de agua y tierra.
5. No es aconsejable conducir motocicleta ni andar en bicicleta.
6. Los deportes con pelota al aire libre (fútbol, baloncesto, golf, etc.) no son adecuados.
(3) No es aconsejable permanecer en los siguientes lugares cuando se acerquen tormentas.
1. Cimas de montañas y laderas;
2. Zonas mineras, diversos estacionamientos, canchas deportivas.
3.
p>
4. Barandillas de hierro, tendederos metálicos, cables aéreos, vías de ferrocarril;
5. Durante la caída de un rayo, si se encuentra aislado en una zona expuesta y Siente que se te ponen los pelos de punta, inmediatamente debes mover las rodillas hacia adelante. Doble y agáchese con las manos entrelazadas.
(4) Cuando te caiga un rayo, debes buscar los siguientes lugares para refugiarte.
1. Edificios protegidos con medidas de protección contra el rayo.
2. Edificios con grandes estructuras metálicas.
3. Los edificios grandes no tienen medidas de protección contra rayos.
4. Vehículos diversos con techo metálico y barcos con casco metálico.
(3) Medidas de seguridad de protección contra rayos en los sitios de construcción
1. El sitio de construcción debe tener un lugar seguro para evitar rayos, la carcasa metálica de cada equipo eléctrico debe estar conectada a tierra, y el cable de alimentación debe estar equipado con protección SPD;
2. Al instalar tuberías metálicas o tender cables de alimentación y señal al aire libre, un extremo debe conectarse a tierra primero y el trabajo debe detenerse cuando se acercan tormentas;
2. Cerca de tormentas eléctricas, deje de utilizar diversos equipos eléctricos, como máquinas de soldar y cortadoras, manténgase alejado de estos equipos y cables, y no lleve herramientas metálicas;
1. En caso de tormentas eléctricas, los profesores y estudiantes deben circular por la ciudad, mantener limpias las puertas y ventanas, no nadar ni realizar otras actividades acuáticas en aguas abiertas y permanecer en áreas abiertas como los patios de recreo.
2. No sostenga un paraguas en la naturaleza, no lleve utensilios u objetos metálicos sobre sus hombros, no use o intente evitar el uso de teléfonos móviles, teléfonos y otros medios de comunicación, y no use hierro. cercas, tendederos metálicos o cuerpos metálicos elevados Manténgase cerca. y no se pare cerca de tejados, paredes altas, postes telefónicos o antenas.
3. No es apto para conducir motocicleta ni andar en bicicleta, y está prohibido caminar por las vías del tren.
4. Escapa al edificio más cercano rápidamente. Cuando no tenga dónde esconderse en la naturaleza, busque un lugar bajo para esconderse. Nunca se esconda debajo de un árbol grande, ni cerca de alambres y cables de comunicación, ni entre en chozas temporales y garitas sin instalaciones de protección contra rayos.
5. No toque los cables de puesta a tierra interiores y exteriores, cables de alimentación, cables de comunicación y otros conductores metálicos que entren y salgan de la habitación.
6. Durante tormentas fuertes, se deben cortar el suministro de energía y los cables de comunicación entrantes de las aulas con equipos especiales, y los maestros y estudiantes deben mantenerse alejados de las antenas receptoras de satélite exteriores.