Understanding Lightning and Lightning Protection: A Multimedia Teaching Guide
暫譯: 理解閃電與閃電保護:多媒體教學指南
Tibor Horváth
- 出版商: Wiley
- 出版日期: 2006-06-16
- 售價: $4,100
- 貴賓價: 9.5 折 $3,895
- 語言: 英文
- 頁數: 220
- 裝訂: Paperback
- ISBN: 0470030186
- ISBN-13: 9780470030189
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商品描述
Description
The advent of complex intelligent structures and low-voltage electronic installations within buildings requires increasingly sophisticated lightning protections techniques. As a multimedia book, Understanding Lightning and Lightning Protection is a unique, interactive self-teaching tool that provides an in-depth understanding of lightning protection.Understanding Lightning and Lightning Protection helps the reader to understand the propagation of waves within complex intelligent structures within buildings, and the operation of systems designed to protect these structures. It also comments on proper human behaviour during a lightning thunderstorm.
- Accompanied by a web-based animation program http://www.wiley.com/go/horvath
- Shows the fundamental processes of the lightning phenomenon, and helps the reader to understand the measures of protection against lightning damage.
- Offers a new theory and calculation method to estimate the efficiency of lightning air termination systems, which helps to evaluate the residual risk of the lightning protection system.
- Examines the propogation of waves and the associated protection of intelligent systems against lightning electromagnetic impulses.
This interactive teaching tool is designed for senior undergraduate and postgraduate students in electrical engineering, construction, physics and meteorology. It will also provide a valuable resource for practitioners within electric power distribution, electronics, informatics & construction safety.
Table of Contents
Chapters and Subsections.Introduction.
Guide to use the program.
1. Cloud, cyclone and fronts.
Development of a cloud.
Growth of a thunderstorm cloud.
Development of a cyclone.
Warm and cold fronts.
Distribution of thunderstorms.
2. Electric charges in clouds.
Processes of charge separation.
Charging process in the liquid phase.
Charging process during freezing.
Final distribution of charges.
Static electric field.
Relation to the ionosphere.
3. Discharge processes in air.
Photon processes.
Excitation by photon.
Ionisation and absorption.
Recombination.
Electron collisions.
Excitation by electron.
Ionisation by collision.
Discharges.
Electron avalanche.
Streamer discharge.
Klydonograph.
Leader discharge.
Chapters and subsections.
4. Development of the lightning flash.
Start on drops in the cloud.
From leader to main stroke.
Multiple stroke.
Upward leader.
The Boys-camera: Principle and construction.
The Boys-camera: Operation.
Boys-record of ideal lightning.
Real Boys-records.
5. Physics of the lightning discharge.
Properties of a downward leader.
Condition of connecting leader.
Striking process.
Development of main stroke.
Multiple and upward stroke.
The current wave.
Lightning parameters.
Distribution functions.
6. Curious lightning phenomena.
Properties of ball lightning.
Ball lightning-theories.
Resonance theory.
Quantum-theory.
Theory of magnetic vortex.
Photos of ball lightning.
Beaded lightning.
Stroke from clear sky.
Discharge to the ionosphere.
7. Induced voltage.
Ampère's law.
Rectangular loop+infinite conductor.
Rectangular loop+cut conductor.
Reduction to basic components.
Triangular loop.
Polygonal loop.
Induced voltage due to direct stroke.
Induced current due to direct stroke.
Induced voltage due to distant stroke.
Induced current due to distant stroke.
Chapters and subsections.
8. Dynamic forces due to lightning.
Parallel wires.
Force due to lightning on a rod struck at the top.
Force due to lightning on a horizontal wire.
Force due to lightning on a metal plate.
Force of leaded current at inversion of wire.
Force of leaded current on a tube.
Dynamic force on a console.
Slit effect.
Damage on tree.
9. Heat effects on metal objects.
Heating a metal plate.
Change of temperature in a metal plate.
Equations of melting a metal plate.
Crater and droplets.
Melting a wire at contact spot.
Melting a wire leading current.
Probability of melting.
10. Lightning attachment.
Point of orientation.
The striking distance.
Distribution and density functions.
The expected frequency of stroke.
The principle of calculation.
11. Collection space of structures.
Procedure of calculation.
collection spaces of structures.
The principle of collection space.
Dividing the collection space.
Two conductors.
Lightning rod on tower.
Air terminations of block-house.
The collection space of one mesh.
12. Protective effect on flat roof.
Air termination systems on blockhouse.
Diagrams related to several air terminations.
Application of rolling sphere method.
Chapters and subsections.
13. Protection of inclined roof.
Types of air termination systems.
Attraction of roof and eaves.
Effect of electrodes on eaves.
Effect of electrodes on the edges.
Attraction of unprotected edges.
Stroke-free period.
14. Residual risk of lightning protection.
The flow diagram.
Equivalent area of a structure.
Cases of the point of strike.
Cases of damaging stroke.
Intercepted stroke.
Striking the roof.
Weighting the consequences.
Resulting damage.
Resulting frequency of weighted damage.
Resulting risk.
15. Classification of structures.
Classes of structures.
Height and surroundings.
High surroundings.
Increased danger of stroke.
Classes according to height.
Effect of the soil profile.
The materials of roof.
Further classifications.
16. Air termination systems.
Level of risk and protection.
Construction methods.
Protective angle.
Rolling sphere.
Mesh size.
Degrees of air termination.
Natural air termination.
Simplified air termination.
Data of higher degrees.
Distance to the structure.
Forms of air terminations.
Chapters and subsections.
17. Down conductors and metal objects.
Down conductors.
Calculation of current paths.
Example of current path.
Positioning along the perimeter.
Degrees of down conductors.
Forms of down conductors.
Vertical metal structures.
Dangerous loops.
Bonding metal structures.
Insulating spacers.
Elevators.
18. Earthing of lightning protection system.
Degrees of earthing.
Natural earthing.
Simple earthing systems.
Earthing resistance.
Normal and enhanced systems.
Earthing by foundation.
Soil resistivity.
Measurement of earthing resistance.
Impulse earthing.
19. Lightning electromagnetic impulse.
Conductive coupling.
Inductive coupling.
Capacitive coupling.
Distribution of current.
Arriving current along a single line.
Arriving current along branching line.
Faraday holes.
Shielded entrance.
Shielded cable.
Circuit of lightning.
20. Graded surge-protection.
Operation principles.
Three stage with resistors.
Influence of distance between stages.
Propagation of waves.
Waves on devices.
Chapters and subsections.
21. Surge protection devices.
Gas filled arrester.
Arc blowing spark gap.
Gliding spark gap.
Encapsulated arrester.
Characteristics of gaps.
The varistor.
Characteristics of varistor.
Types of protection devices.
22. Internal lightning protection zones.
Structure of zones.
Networks of information systems.
Tray configuration.
23. Connection to electric power network.
Striking the supply line.
Striking the air termination.
TT system.
Outdoor kWh box.
24. Protection of electronic devices.
Protection of personal computer.
Protection of television.
Relay station.
25. Lightning measurement and localization.
Measuring of lightning current.
Magnetic card.
Magnetic link.
Shunt resistor.
Coil of Rogowski.
Reflection of the current wave.
Localising by direction finding.
Localising by pulse arrival time.
Lightning detection systems.
26. The mankind in the thunderstorm.
Danger in open air.
Danger on or beside a tree.
Step voltage.
What to do outdoors?.
Danger on a bicycle.
Danger at a car.
Danger at a truck.
Danger in water.
Danger in boats and vessels.
References.
Index.
商品描述(中文翻譯)
描述
隨著複雜智能結構和低壓電子設備在建築物內的出現,對於閃電保護技術的要求越來越高。《理解閃電與閃電保護》作為一本多媒體書籍,是一個獨特的互動自學工具,提供了對閃電保護的深入理解。
《理解閃電與閃電保護》幫助讀者理解在建築物內複雜智能結構中波的傳播,以及設計用來保護這些結構的系統的運作。它還對在雷陣雨期間的正確人類行為進行了評論。
- 附有基於網頁的動畫程序 http://www.wiley.com/go/horvath
- 展示閃電現象的基本過程,幫助讀者理解防止閃電損害的保護措施。
- 提供一種新的理論和計算方法來估算閃電空氣終端系統的效率,幫助評估閃電保護系統的殘餘風險。
- 檢查波的傳播及其對智能系統防止閃電電磁脈衝的保護。
這個互動教學工具專為電氣工程、建築、物理和氣象的高年級本科生和研究生設計。它也將為電力分配、電子學、資訊學和建築安全的從業者提供寶貴的資源。
目錄
章節和小節。
引言。
使用程序指南。
1. 雲、氣旋和鋒面。
雲的發展。
雷陣雲的成長。
氣旋的發展。
暖鋒和冷鋒。
雷陣雨的分佈。
2. 雲中的電荷。
電荷分離的過程。
液相中的充電過程。
凍結過程中的充電。
電荷的最終分佈。
靜電場。
與電離層的關係。
3. 空氣中的放電過程。
光子過程。
光子激發。
電離和吸收。
重組。
電子碰撞。
電子激發。
碰撞電離。
放電。
電子雪崩。
流星放電。
克萊登圖。
領導放電。
章節和小節。
4. 閃電閃光的發展。
雲中水滴的開始。
從領導到主擊。
多重擊。
向上的領導。
博伊斯相機:原理和結構。
博伊斯相機:操作。
博伊斯記錄的理想閃電。
真實的博伊斯記錄。
5. 閃電放電的物理學。
向下領導的特性。
連接領導的條件。
擊打過程。
主擊的發展。
多重和向上擊。
電流波。
閃電參數。
分佈函數。
6. 奇特的閃電現象。
球形閃電的特性。
球形閃電理論。
共振理論。
量子理論。
磁漩渦理論。
球形閃電的照片。
串珠閃電。
晴空中的擊打。
對電離層的放電。
7. 感應電壓。
安培定律。
矩形環+無限導體。
矩形環+切割導體。
簡化為基本組件。
三角環。
多邊形環。
由直接擊打引起的感應電壓。
由直接擊打引起的感應電流。
由遠距離擊打引起的感應電壓。
由遠距離擊打引起的感應電流。
章節和小節。
8. 由閃電引起的動態力。
平行導線。
在頂部被擊中的棒上的閃電力。
在水平導線上的閃電力。
在金屬板上的閃電力。
在導線反轉時的導電電流力。
在管子上的導電電流力。
在控制台上的動態力。
狹縫效應。
對樹木的損害。
9. 對金屬物體的熱效應。
加熱金屬板。
金屬板中的溫度變化。
熔化金屬板的方程。
火山口和水滴。
在接觸點熔化導線。
導電導線的熔化。
熔化的概率。
10. 閃電附著。
定向點。
擊打距離。
分佈和密度函數。
擊打的預期頻率。
計算原則。
11. 結構的收集空間。
計算程序。
結構的收集空間。
收集空間的原則。
劃分收集空間。
兩個導體。
塔上的避雷針。
區塊房屋的空氣終端。
一個網格的收集空間。
12. 平屋頂的保護效果。
區塊房屋上的空氣終端系統。
與幾個空氣終端相關的圖表。
滾動球體方法的應用。
章節和小節。
13. 傾斜屋頂的保護。
空氣終端系統的類型。
屋頂和屋簷的吸引力。
電極對屋簷的影響。
電極對邊緣的影響。
未保護邊緣的吸引力。
無擊打期間。
14. 閃電保護的殘餘風險。
流程圖。
結構的等效面積。
擊打點的情況。
損害擊打的情況。
攔截的擊打。
擊打屋頂。
加權後果。
結果損害。
加權損害的結果頻率。
結果風險。
15. 結構的分類。
結構的類別。
高度和周圍環境。
高周圍環境。
增加的擊打危險。
根據高度的類別。
土壤剖面的影響。
屋頂的材料。
進一步的分類。
16. 空氣終端系統。
風險和保護的水平。
建設方法。
保護角度。
滾動球體。
網格大小。
空氣終端的等級。
自然空氣終端。
簡化的空氣終端。
更高等級的數據。
到結構的距離。
空氣終端的形式。
章節和小節。
17. 下導體和金屬物體。
下導體。
電流路徑的計算。
電流路徑的例子。
沿周邊的定位。
下導體的等級。
下導體的形式。
垂直金屬結構。
危險的環路。
金屬結構的連接。
絕緣間隔物。
電梯。
18. 閃電保護系統的接地。
接地的等級。
自然接地。
簡單接地系統。
接地電阻。
正常和增強系統。
基礎接地。
土壤電阻率。
接地電阻的測量。
脈衝接地。
19. 閃電電磁脈衝。
導電耦合。
感應耦合。
電容耦合。
電流的分佈。
沿單一線路的到達電流。
沿分支線路的到達電流。
法拉第孔。
屏蔽入口。
屏蔽電纜。
閃電電路。
20. 分級浪湧保護。
操作原則。
三階段與電阻器。
階段之間距離的影響。
波的傳播。
設備上的波。
章節和小節。
21. 浪湧保護裝置。
充氣避雷器。
弧吹火花間隙。
滑動火花間隙。
封裝避雷器。
間隙的特性。
壓敏電阻。
壓敏電阻的特性。
保護裝置的類型。
22. 內部閃電保護區域。
區域的結構。
資訊系統的網絡。
托盤配置。
23. 連接到電力網絡。
擊打供電線。
擊打空氣終端。
TT系統。
戶外kWh箱。
24. 電子設備的保護。
個人電腦的保護。
電視的保護。
中繼站。
25. 閃電測量和定位。
閃電電流的測量。
磁卡。
磁連接。
分流電阻。
羅戈斯基線圈。