不同材质建筑物或构筑物的雷电防护模型化研究

摘要

随着社会经济发展和现代化水平的提高,城市高层建筑物或构筑物的日益增多,特别是信息技术的快速发展和高层智能大厦的出现,雷电灾害的危险程度和造成的间接经济损失及社会影响也越来越大.因此,为减小雷电灾害造成的损失,有效地防止雷击事故的发生,就必须研究城市建筑物或构筑物的雷害发生的规律,采取有效的防雷措施.该论文首先从分析雷害事故入手,主要论述了雷害产生的原因,介绍了建筑物雷电防护的一般原理和措施.其次,建立了雷电预雷击模型和传输线模型(Transmission Line简称TL)来模拟雷电电磁场分布情况;根据建立的雷电电磁场数学模型,在MATLAB下编程进行计算,得到不同情况下雷电电磁场分布的曲线;根据计算结果,分析了雷电电磁场对建筑物或构筑物防雷的影响,指出了预雷击电磁场中的某些特点,指出了雷电流通过避雷针入地时,强电磁脉冲的特征,为探索防雷的新见解奠定了一定的技术、理论基础.最后,从大气电学角度出发,运用静电场的基本理论,针对不同材质的建筑物或构筑物在雷云电场中表现出的不同特性,提出了雷电防护模型;并依据防雷基本理论,参照建筑物防雷设计规范和对雷电电磁场的计算分析结果,对不同材质建筑物或构筑物的雷电防护模型进行研究,分析了建筑物发生雷击事故的原因;并在此基础上,提出建筑物或构筑物雷电防护的改进措施.论文还对今后建筑物防雷的研究方向及发展趋势,提出了新的见解.

目录

文摘

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第一章引言

第一节概述

第二节我国建筑物或构筑物雷电防护的现状

1.2.1建筑物或构筑物防雷设计没有体现综合防雷的思想

1.2.2建筑物内部防雷设计不完善及对雷电电磁干扰认识不够

1.2.3避雷针在建筑物或构筑物防雷应用中存在的问题

第二章雷电的危害及建筑物产生雷害的原因

第一节雷电的危害

2.1.1雷电危害的类型

2.1.2雷电的危害方式

第二节建筑物或构筑物产生雷害的原因

2.2.1尖端放电和闪电放电电流

2.2.2建筑物或构筑物上等电位与电位差

2.2.3建筑物或构筑物所在处的地质状况及所处的地理位置

第三章大气电学及雷暴起电机理

第一节大气中的静电场

第二节大气的传导电流

3.2.1大气电离源

3.2.2大气离子

3.2.3大气离子的运动

3.2.4大气离子的浓度

3.2.5大气电导率

3.2.6晴天大气的体电荷

3.2.7晴天大气电流

第三节雷暴的起电机理

3.3.1雷云的电结构

3.3.2雷云的起电机理

第四章雷电的预防

第一节建筑物或构筑物的防雷方法

4.1.1避雷针防雷法

4.1.2法拉第笼防雷法

第二节直击雷防护

4.2.1避雷装置防雷原理概述

4.2.2避雷装置

第三节感应雷防护

4.3.1避雷器的工作原理

4.3.2避雷器

第四节雷电电磁脉冲防护

4.4.1防雷区域

4.4.2雷电电磁脉冲防护措施

第五节雷电防护研究的方向与发展趋势

4.5.1雷电防护研究的方向

4.5.2雷电科学的发展趋势

第五章不同材质建筑物或构筑物的雷电防护模型化研究

第一节雷电电磁场模型

5.1.1雷云发生预雷击的静电模型

5.1.2雷电回击放电通道模型

第二节金属等良导体为主的建筑物或构筑物的雷电防护模型

5.2.1金属构筑物的法拉第笼雷电防护模型

5.2.2以良导体为框架建成的建筑物或构筑物的法拉第笼雷电防护模型

5.2.3法拉第笼雷电防护模型的改进措施

第三节不良导体、半导体和绝缘程度不高的建筑材料为主的建筑物或构筑物的雷电防护模型

5.3.1准法拉第笼模型

5.3.2准法拉第笼模型的防护原理

5.3.3避雷针的保护范围

5.3.4准法拉第笼雷电防护模型的改进措施

第四节良绝缘体为主体的建筑物或构筑物的雷电防护模型

5.4.1雷电防护模型的特点

5.4.2雷电防护模型的原理

5.4.3雷电防护模型的改进措施

总结

致谢

参考文献