電基本知識人們在研究磨擦起電現象時發(fā)現，當帶正電的物體和帶負電的物體靠近時，常有火花產生，同時發(fā)出劈啪的聲響，這種現象叫做放電。雷電是大自然中雷云之間或雷云對地之間的大規(guī)模放電現象，這種迅猛的放電過程產生強烈的閃光并伴隨巨大的聲音。從電學的角度來講，雷云放電就會產生雷電流，雷電流除具有電流的一般的特性外，還有發(fā)生時間短 （微秒級）幅值高（幾百KA）的特點，所以雷電流的瞬間功率是巨大的。正因為雷電流的特殊性，使得雷電有其雷擊可以把建筑物劈裂，使架空的電18雷擊可以把建筑物劈裂，使架空的電18世紀富蘭克林著名的風箏實驗以

對雷電的防護已經取得了很大成線短路、引起森林大火，還會造成人員的直接傷亡。自來，人們致力于雷電及其防護的研究實踐已有刪年的歷史，績，積累了豐富的經驗。了解雷電基本知識，有利于搞好倉庫防雷安全工作。一、雷電的形成與分類（一）雷雨云和雷電的形成人們通常把發(fā)生閃電的云稱為雷雨云（或稱積雨云），雷雨云是熱氣流在強烈垂直對流過程中形成的。由于地面吸收太陽的輻射熱量遠大于空氣層， 近地面的大氣的溫度由于熱傳導和熱輻射作用，溫度也跟著升高，氣體溫度升高必然膨脹，密度減小，壓強也隨著降低，根據力學原理，氣體就要上升，上方的空氣層密度相對說來就較大， 就要下沉。熱氣流在上升過程中膨脹降壓，同時與高空低溫空氣進行熱交換， 于是上升氣團中的水汽凝結而出現霧滴，就形成了云。在強對流過程中，云中的霧滴進一步降溫，變成過冷水滴、冰晶或雪花，并隨高度逐漸增多。由于過冷水大量凍結而釋放潛熱， 使云頂突然向上發(fā)展，達到對流層頂附近后向水平方向鋪展，使云中水滴分裂成較小的水滴或較大的水滴， 分別帶負電和帶正電。較小的水滴被氣帶走，形成帶負電的雷云，較大的水滴留下來形成帶正電的雷云。隨著電荷的積累，雷云的電位逐漸升高。當帶不同電荷的雷云在空氣中互相接近到一定的距離時，便發(fā)生激烈的放電，出現強烈的閃光。由于放電時溫度高達急劇膨脹，發(fā)出： 20000C，空氣受熱爆炸的轟鳴聲，這就是空中閃電和雷鳴，見圖較近時，還會對地面突出物5—1（a）。當帶電雷云離地直接放電，這就是直擊雷。見圖 5—1（b）。圖5—1雷云放電現象二）雷電的分類1.雷電按照放電形式不同分為：線形雷、片形雷和球形雷（圖5—1雷云放電現象二）雷電的分類1.雷電按照放電形式不同分為：線形雷、片形雷和球形雷（1）線形雷。線形雷是一種蜿蜒曲折，枝叉縱橫的巨型電氣火花，長長達10公里，線形雷是閃電中最強烈的一種，對電力、電訊系統(tǒng)及人畜和建筑物等威2—3公里，也有的這種閃電可以同時擊在大多數情況下（約5070%以上）,雷脅最大。線形雷大多是雷云與大地間的放電而是多重的，也就是說由若干個先后在同一通道上發(fā)展127次，單次放電的延續(xù)時間一般為但也有的是雷云之間的放電。在不同的地方，一般分為前導放電和主放電等階段。云與大地間的放電過程不是單一的，的單一的，放電所組成。重復放電的數目一般為0.0010.02秒，各次放電的間隔時間為0.010.05秒。（2）片形雷。片形雷是出現在云的表面上的閃光，它有時可能是被云塊遮沒的火花閃電的延光，也可能是在云的上部發(fā)出來的叢集的、若隱若現的一種特殊的放電作用的光。這種閃電，表示云中電場的能量雖然已經足夠產生放電作用，但是新加入的電量卻太少，以致在閃爍放電尚未轉變到火花(線狀)放電以前，原有的儲電量已經用完了，片形雷對電力系統(tǒng)一般只會引進感應過電壓。(3)球形雷。球形雷是一種特殊的雷電現象，簡稱球雷。是橙或紅色，或似紅色火焰的發(fā)光球體，(也有帶黃色、綠色、藍色或紫色的 )，直徑一般約為1020厘米，最大的直徑可達1m,存在的時間大約為百分之幾秒至幾分鐘， 一般是35秒，其下降時有的無聲，有的發(fā)出嘶嘶聲，一旦遇到物體或電氣設備時會產生燃燒或爆炸，其主要是沿建筑物的孔洞或開著的門窗進入室內，有的由煙囪或通氣管道滾進房內，多數沿帶電體消失。球形雷形成的原因：一是等粒子體；二是小范圍的急促氣旋造成，三是核反應。到目前試驗室未圓滿重復這一現象。2．雷電按傳播方式不同分為：直擊雷、感應雷和雷電侵入波直擊雷。直擊雷是帶電的云層與大地上某一點之間發(fā)生猛烈的放電現象，稱直擊雷。直擊雷的放電過程為：當雷云接近地面時，在地面感應出異性電荷，兩者組成一個巨大的電容器。雷云中的電荷分布是不均勻的，地面也是高低不平的。因此，其間電場強度也是不均勻的。當電場強度達到2530kV/cm時，即發(fā)生雷云向大地發(fā)展的跳躍式先驅放電，時間為0.0050.01s，平均速度為延續(xù)1001000km/s,每次跳躍前進約50m，并停頓50卩S。當先驅放電達到大地時，即發(fā)生大地雷30云發(fā)展的極明亮的主放電，其放電電流可達數十至數百千安，放電時間僅50100ps，放電速度約為光速的 1/51/3，即約為104km/s。主放電向上發(fā)展，到云端即告結束。主放電結束后繼續(xù)有微弱的余光，余光延續(xù)時間約0.030.15s。約50%的直擊雷有重復放電性質。平均每次雷擊有三、四個沖擊，最多能出現幾十個沖擊。第一個沖擊的先驅放電是箭形先驅放電，其放電時間僅約0．001s。全部放電時間一般不超過500ms。感應雷。感應雷也稱間接雷電感應或感應過電壓，亦可以叫做雷電的二次作用。感應雷分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。靜電感應雷是雷云接近地面時，使鄰近雷云的金屬設施上，特別是較長的金屬設施架空線路) (如上，能感應產生與雷云相反的大量電荷。當雷云放電時，如金屬設施上的感應電壓較高，也就會向鄰近的設施放電播。 (金屬設施未接地時)，或以雷電波的形式沿線路極快地傳電磁感應雷是由于雷擊時，個巨大的雷電流在周圍空間產生迅速變化的強磁場，使處于這建筑設磁場中對地絕緣的金屬構件、能對施，感應出很高的電位。當這個電壓足夠大時，就可地或向鄰近的設施放電。雷電侵入波。由于雷電電流有極大峰值和陡度，在它周圍出現瞬變電磁場，處在這瞬變電磁場中的導體會感應出較大的電動勢，而此瞬變電磁場，都會在空間一定的范圍內產生電磁作用，也可以是脈沖電磁波輻射，而這種空間雷電電磁脈沖波(LEMP)是在三維空間范圍里對一切電子設備發(fā)生作用。因瞬變時間及短或感應的電壓很高，以致引起電氣設備的過電壓。二、雷電的危害(一)直擊雷的危害直接雷的破壞作用主要是：電效應破壞、熱效應破壞和機械效應破壞。1．電效應破壞電性質的破壞作用，表現在雷擊形成的數十萬乃至數百萬伏的沖擊電壓，產生過電壓作用，可擊穿電氣設備的絕緣，燒斷電線而發(fā)生短路放電，其放電火花、電弧可能造成火災或爆炸；絕緣的損壞，還會造成高壓竄入壓和設備漏電的隱患， 可能引起嚴重的觸電事故；巨大的雷電流流入下，會在雷擊點接地周圍的5 10m范圍內形成極高的電壓，可直接導致接地電壓和跨步電壓的觸電事故。2．熱效應破壞熱性質的破壞作用，表現在巨大的雷電流通過導體時，在極短的時間內轉換出大量的熱量，高溫作用造成易燃品燃燒或金屬熔化、飛濺而引起火災或爆炸；如果直接雷擊在易燃物上，更容易引起大面積的火災。3．機械效應破壞機械性質的破壞作用，表現為被擊物直接遭到破壞，雷電甚至爆裂成碎片，這是由于巨大的流通過被擊物時，使被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹，體，致使縫隙中的水分也急劇蒸發(fā)為大量氣被擊物破壞或爆炸。此外，同性電荷之間的斥力、電流拐彎處的電磁推力、發(fā)生雷擊時的氣浪都有較強的破壞作用。（二）感應雷的危害感應雷是在直擊雷基礎上發(fā)生的，在建筑物上設置的避雷針、避雷網、避雷帶只能對付直擊雷，對感應雷不起作用。感應雷雖然沒有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的機率比直擊雷高得多。直擊雷只發(fā)生在雷云對地閃擊時才會對地面造成災害，而感應雷則不論雷云對地閃擊或者雷云對雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災害。此外直擊雷一次只能襲擊一個小范圍的目標，而一次雷閃擊都可以在較大的范圍內，多個小局部同時產生感應雷過電壓現象，并且這種感應高壓可以通過電力線、電話線等傳輸到很遠，至使雷害范圍擴大。三、雷電的分布特點我國地域遼闊，從南到北越30多個緯度，大部分地區(qū)位于北溫帶和亞熱帶，都處于雷雨區(qū)，只是受高度等不同因素的影響雷暴日不同 （雷暴日指一年聽到雷聲的天數）。我國西北地區(qū)的雷暴日在20天以下，屬少雷區(qū)，雷害較輕；東北30天左右，華北和中部地區(qū)多在4050天，長江以南至北緯23度大部分地區(qū)在4080天，屬中等雷區(qū)；23度線以南，包括廣東、廣西、福建的大部分多在80天以上，屬雷害嚴重地區(qū)。從雷害發(fā)生的地區(qū)看，我國人口居住密集、經濟較發(fā)達的大中城市處在中等以上雷雨地區(qū)。我國各地區(qū)雷雨季節(jié)相差較大，南方約從二月開始，長江流域一般從三月開始，華北和東北地區(qū)遲至四月開始，西北可延至五月開始。總體上，雷電活動呈現以下基本規(guī)律：1．熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷暴多。2．從緯度看，雷暴的頻數總是由北向南增加，到赤道最高，以后又向南遞減。在我國遞減的順序大致是：華南、西南、長江流域、華北、東北、西北。雷暴的頻數是山區(qū)大于平原，平原大于3．從地域看，沙漠；陸地大于湖海。4．從時間看，雷暴高峰月都在七、八月份，活動時間大都在 1422時，各地區(qū)雷暴的極大值和極小值多數出現在相同的年份。四、雷災新特點當人類社會進入電子信息時代后，雷災出現的特點與以往有極大的不同，可以概括為：1．受災面大大擴大。從電力、建筑這兩個傳統(tǒng)領域擴展到幾乎所有行業(yè)，特點是與高新技術關系最密切的領域，如航天航空、國防、郵電通信、計算機、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等，雷電的受災行業(yè)面擴大了。2．從二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸變?yōu)榭臻g閃電的脈沖電磁場從三維空間入侵到任何角落，無孔不入地造成災害，因而防雷工程已從防直擊雷、感應雷進入雷電電磁脈沖（LEMP），雷電災害的空間范圍擴大了。例如20m年7月25日一次閃電造成漕寶路桂菁路附近二家單位同時受到雷災， 而不是以往的一次閃電只是一個建筑物受損。3．雷災的經濟損失和危害程度大大增加了，它襲擊的對象本身的直接經濟損失有時并不太大，而由此產生的間接經濟損失和影響就難以估計。4．產生上述特點的根本原因，也就是關鍵性