BÀI GIẢNG CUNG CẤP ĐIỆN 2 ( GV Nguyễn Quang Thuấn ) - CHƯƠNG 9

Theo đà tích luỹ các điện tích âm của đám mây, cường độ điện trường của tụ mây-đất sẽ tăng dần lên và nếu tại chỗ nào đó cường độ điện trường đạt tới trị số tới hạn 25  30 KV/[r]

Chương 9 BV QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN

9.1 SÉT VÀ QUÁ TRÌNH PHÓNG ĐIỆN SÉT

1 Sét:

Là sự phóng điện tia lửa trong khí quyển giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa các đám mây với đất

Khi bảo vệ chống sét cho người, các công trình và thiết bị trên mặt đất chúng ta cần quan tâm đến sự phóng điện giữa các đám mây và đất

2 Sự hình thành sét: Sự hình thành sét gắn liền với sự hình thành các

đám mây giông Các đám mây giông tạo thành do các luồng khôngkhis nóng ẩm từ mặt đất bốc lên đi vào vùng nhiệt độ âm, hơi nước ngưng tụ thành các tinh thể băng Các đám mây mang điện là

do kết quả của các luồng không khí mãnh liệt tách rời nhau tạo ra các điện tích trái dấu và tập trung chúng trong các phần khác nhau của đám mây

Các kết quả quan trắc cho thấy, 80% phần dưới của mây có cực tính

9.1 SÉT VÀ QUÁ TRÌNH PHÓNG ĐIỆN SÉT

3 Quá trình phóng điện của sét

Phần dưới các đám mây giông được tích điện âm, do đó cảm ứng trên mặt đất những điện tích dương tương ứng và tạo nên một tụ điện không khí khổng lồ Theo đà tích luỹ các điện tích âm của đám mây, cường độ điện trường của tụ mây-đất sẽ tăng dần lên và nếu tại chỗ nào đó cường độ điện trường đạt tới trị số tới hạn 25  30 KV/cm thì không khí sẽ bị ion hoá tạo thành dòng plasma và bắt đầu trở nên dẫn điện, mở đầu cho quá trình phóng điện của sét

Phóng điện sét có thể chia làm 3 giai đoạn chính:

 Phóng điện tiên đạo

 Phóng điện ngược (phóng điện chủ yếu)

 Kết thúc quá trình phóng điện

Các giai đoạn phóng điện có thể hình dung qua dòng điện sét biến thiên theo thời gian như hình vẽ (trang bên)

3 Quá trình phóng điện của sét

is

t

GĐ phóng điện

tiên đạo 100 

1000 km/s

is

t

is

t

GĐ phóng điện ngược

v = 6.10 4  10 5 km/s

is

t Hình thành KV ion hoá mãnh liệt gần mặt đất Kết thúc PĐ

9.2 THAM S Ố CỦA PHÓNG ĐIỆN SÉT

iS, KA

t, s

đs

s

IS

Dßng ®iÖn sÐt theo thời gian

IS/2

Dòng điện sét được ghi lại bởi các

máy hiện sóng cực nhanh có dạng

đường hình vẽ.

Hai tham số quan trọng nhất của

phóng điện sét là biên độ dòng điện

sét IS và độ dốc đầu sóng a

1 Biên độ dòng điện sét

Kết quả đo lường cho thấy biên độ

sét IS biến thiên trong phạm vi

rộng từ vài kA đến hàng trăm kA

và được phân bố theo quy luật

thực nghiệm:

30

10

S

I I

30

lg S I

I

Hay:

I : Biên độ dòng điện sét, kA

 Vùng đồng bằng:

 Vùng trung du và miền núi:

1 , 26 60

10

S

I

v









60

lgv I   I S

Hay:

9.2 THAM S Ố CỦA PHÓNG ĐIỆN SÉT

2 Độ dốc đầu sóng

 Trong trường hợp tổng quát, độ dốc đầu sóng a được định nghĩa là đạo hàm của dòng điện sét theo thời gian:

) /

( kA s dt

di

7 , 15 36

10

a a

v









36

lg va   a

Hay:

Khi tính toán, đầu sóng dòng điện sét thường được thay bằng đường thẳng xiên góc có độ dốc trung bình:

s kA

I a

ds

s

  50 /



 Xác suất xuất hiện dốc đầu sóng (xác định theo thực nghiệm):

 Cho vùng đồng bằng:

 Cho miền núi: 18 7,82

10

a a

e v





