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雷電知識與預防措施
電閃雷鳴究竟是怎么回事，早在二百多年前，美國科學家富蘭克林，在雷雨天通過放風箏實驗，證明了雷擊是大氣中的放電現(xiàn)象，并建立了雷電學說。下面我們來談談有關雷電的基本知識。
1.雷電的產(chǎn)生
空中的塵埃、冰晶等物質(zhì)在云層中翻滾運動的時候，經(jīng)過一些復雜過程，使這些物質(zhì)分別帶上了正電荷與負電荷。經(jīng)過運動，帶上相同電荷的質(zhì)量較重的物質(zhì)會到達云層的下部（一般為負電荷），帶上相同電荷的質(zhì)量較輕的物質(zhì)會到達云層的上部（一般為正電荷）。這樣，同性電荷的匯集就形成了一些帶電中心，當異性帶電中心之間的空氣被其強大的電場擊穿時，就形成“云間放電”（即閃電）。
帶負電荷的云層向下靠近地面時，地面的凸出物、金屬等會被感應出正電荷，隨著電場的逐步增強，雷云向下形成下行先導，地面的物體形成向上閃流，二者相遇即形成對地放電 。這就容易造成雷電災害。
雷電形成于大氣運動過程中，其成因為大氣運動中的劇烈摩擦生電以及云塊切割磁力線。
閃電的形狀最常見的是枝狀，此外還有球狀、片狀、帶狀。閃電的形式有云天閃電、云間閃電、云地閃電。云間閃電時云間的摩擦就形成了雷聲。
2.雷電的主要特點
2.1 沖擊電流大
其電流高達幾萬-幾十萬安培。
2.2 時間短
一般雷擊分為三個階段，即先導放電、主放電、余光放電。整個過程一般不會超過60微秒。
2.3 雷電流變化梯度大
雷電流變化梯度大，有的可達10千安/微秒。
2.4 沖擊電壓高
強大的電流產(chǎn)生的交變磁場，其感應電壓可高達上億伏。
3.雷電的破壞
雷電的破壞主要是由于云層間或云和大地之間以及云和空氣間的電位差達到一定程度（25—30kV/cm）時，所發(fā)生的猛烈放電現(xiàn)象。通
常雷擊有三種形式，直擊雷、感應雷、球形雷。直擊雷是帶電的云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。感應雷是當直擊雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，地面某些范圍由于散流電阻大，出現(xiàn)局部高電壓，或在直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物產(chǎn)生電磁感應發(fā)生高電壓、而發(fā)生閃擊現(xiàn)象的二次雷。球形雷是球狀閃電的現(xiàn)象。
3.1 直擊雷破壞
當雷電直接擊在建筑物上，強大的雷電流使建（構）筑物水份受熱汽化膨脹， 從而產(chǎn)生很大的機械力，導致建筑物燃燒或爆炸。另外，當雷電擊中接閃器，電流沿引下線向大地瀉放時，這時對地電位升高，有可能向臨近的物體跳擊，稱為雷電“反擊”，從而造成火災或人身傷亡。
3.2 感應雷破壞
感應雷破壞也稱為二次破壞。它分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。由于雷電流變化梯度很大，會產(chǎn)生強大的交變磁場，使得周圍的金屬構件產(chǎn)生感應電流，這種電流可能向周圍物體放電，如附近有可燃物就會引發(fā)火災和爆炸，而感應到正在聯(lián)機的導線上就會對設備產(chǎn)生強烈的破壞性。
3.2.1靜電感應雷
帶有大量負電荷的雷云所產(chǎn)生的電場將會在金屬導線上感應出被電場束縛的正電荷。當雷云對地放電或云間放電時，云層中的負電荷在一瞬間消失了（嚴格說是大大減弱），那么在線路上感應出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了束縛，在電勢能的作用下，這些正電荷將沿著線路產(chǎn)生大電流沖擊。
易燃易爆場所、計算機及其場地的防靜電問題，應特別重視。
3.2.2電磁感應雷
雷擊發(fā)生在供電線路附近，或擊在避雷針上會產(chǎn)生強大的交變電磁場，此交變電磁場的能量將感應于線路并最終作用到設備上。由于避雷針的存在，建筑物上落雷機會反倒增加，內(nèi)部設備遭感應雷危害的機會和程度一般來說是增加了，對用電設備造成極大危害。因此，避雷針引下線通體要有良好的導電性，接地體一定要處于低阻抗狀態(tài)。
3.3 雷電波引入的破壞
當雷電接近架空管線時，高壓沖擊波會沿架空管線侵入室內(nèi)，造成高電流引入，這樣可能引起設備損壞或人身傷亡事故。如果附近有
可燃物，容易釀成火災。
4.雷電的描述
在氣象學中，常用雷暴日數(shù)、年平均雷暴日數(shù)、年平均地面落雷密度，來表征某個地方雷電活動的頻繁程度和強度。此外，也使用年雷閃頻數(shù)來評價雷電活動,它是指1000平方公里范圍內(nèi)一年共發(fā)生雷閃擊的次數(shù)。
大量觀測統(tǒng)計資料表明，一個地區(qū)的雷閃頻數(shù)與雷暴日數(shù)成線性關系。通常，建筑行業(yè)的防雷，更多的注重雷暴日的多少；航空、航海、氣象、通信等行業(yè)越來越關心年雷閃頻數(shù)的多少。
我國一般按年平均雷暴日數(shù)將雷電活動區(qū)分為少雷區(qū)（<15天）、中雷區(qū)（15—40天）、多雷區(qū)（41—90天）、強雷區(qū)（>90天）。 我國的雷電活動，夏季最活躍，冬季最少。全球分布是赤道附近最活躍，隨緯度升高而減少，極地最少。
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防雷電知識
1.防雷電的對象
防護雷電的對象可分為人體、建（構）筑物、易燃易爆場所、計算機場地、高電壓設備等。不同的對象，雷電的防護也有不同。
1.1 人體防雷電
雷電造成的災害除經(jīng)濟損失外，還傷及到人的生命。人在遭受雷擊時，電流迅速通過人體，可引起呼吸中樞麻痹，心臟驟停，造成不同程度的燒傷，嚴重者可發(fā)生腦組織缺氧而死亡。
在雷電多發(fā)的夏季，人們對防雷電應該引起高度的重視。當雷電發(fā)生時，應盡量避免使用家電設備，如收音機、電視機、計算機、電話機等，室外天線和電源線要接地良好，空調(diào)器、電冰箱、抽油煙機也要停止使用，以防感應雷和雷電波的侵害。房屋門窗要關閉好，有條件的家庭，門窗可安裝金屬網(wǎng)罩并接地良好，以防球形閃電入室。如果人在戶外，雷雨時應及時進入有避雷設施的場所，不要在孤立的電桿、房檐、大樹、煙囪下躲避。當雷電距離很近時，不要撐開帶鐵桿的雨傘，頭頂上方要避開金屬物，不要使用手機，避免直擊雷的襲擊。在水田勞動或者在河里游泳，應立即離開水中，以防雷電通過水的傳導而遭雷擊。在雷雨中，若感到頭、頸、身體有麻木的感覺，這是即將遭受雷擊的先兆，應立即躺下。萬一遇到被雷電擊昏者，應立即進行人工呼吸和外部心臟擠壓按摩，并及時送往醫(yī)院搶救。
1.2 建（構）筑物防雷電
城市的高大建（構）筑物不斷增加，導致雷擊事故不斷加��；建
（構）筑物內(nèi)通信、計算機網(wǎng)絡等抗干擾能力較弱的現(xiàn)代化電子設備越來越普及；不少高大建（構）筑物的防護設施不完善使它們的防雷能力先天不足；大量通信、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)等未嚴格按照國家技術規(guī)范設計安裝防雷電裝置便投入使用, 這些都成為雷電災害頻繁發(fā)生的重要原因。
杜絕雷電災害重在預防。高大建（構）筑物要按規(guī)范要求安裝防雷電設施，要嚴格對建（構）筑物防雷電設施的設計審查、施工監(jiān)督、竣工驗收。開展廣泛的防雷知識宣傳，特別是對那些高大建（構）筑物的所有者，要逐個排查，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施，限期整改。對無資質(zhì)、資格證進行防雷設施設計、施工的單位要堅決取締，做到防患于未然。
1.3 易燃易爆場所防雷電
加油站、液化氣站、天然氣站、輸油管道、儲油罐（池）、油井、彈藥庫等易燃易爆場所，如果缺少必要的防雷電設施，將會因雷電災害造成重大的損失。這類場所除安裝防直擊雷的設施外，對儲氣（油）罐（池）及管道、設備等還必須安裝防靜電感應雷、防電磁感應雷的裝置，指定專人看護，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，并定期向?qū)I(yè)檢測機構申請檢測。
1.4 計算機及其場地防雷電
不少單位為防止計算機及其局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)遭雷擊，便簡單地在與外部線路連接的調(diào)制解調(diào)器上安裝避雷器，但由于靜電感應雷、防電磁感應雷主要是通過供電線路破壞設備的，因此對計算機信息系統(tǒng)的防雷保護首先是合理地加裝電源避雷器，其次是加裝信號線路和天饋線避雷器。如果大樓信息系統(tǒng)的設備配置中有計算機中心機房、程控交換機房及機要設備機房，那么在總電源處要加裝電源避雷器。按照有關標準要求，必須在0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)分別加裝避雷器（0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)是按照雷電出現(xiàn)的強度劃分的）。在各設備前端分別要加裝串聯(lián)型電源避雷器（多級集成型），以最大限度地抑制雷電感應的能量。同時，計算機中心的MODEM、路由器、甚至HUB等都有線路出戶，這些出戶的線路都應視為雷電引入通道，都應加裝信號避雷器。對樓內(nèi)計算機等電子設備進行防護的同時，對建（構）筑物再安裝防雷設施就更安全了。
1.5高電壓設備防雷電
電力系統(tǒng)的發(fā)電站、高壓變電站、高壓輸電線路等的高電壓設備，
在雷電發(fā)生時極容易產(chǎn)生超高電壓，造成設備損毀。通常在工程上，往往要根據(jù)設備的重要性和對高電壓的耐受能力采用一級或多級設防。通過采用輸電網(wǎng)金具接地、相線與地線間并聯(lián)電容器或變壓器隔離等方法把高電壓雷電脈沖的幅值降低，使設備受到保護。
2.防雷電方式
防雷電方式有常規(guī)和非常規(guī)兩種。
2.1常規(guī)防雷電
常規(guī)防雷電可分為防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器、引下線和接地體；接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)。防感應雷電的避雷裝置主要是避雷器。對同一保護對象同時采用多種避雷裝置，稱為綜合性防雷電。避雷裝置要定期進行檢測，防止因?qū)Ь�的導電性差或接地不良起不到保護作用。
2.1.1避雷針防雷電
以避雷針作為接閃器的防雷電。避雷針通過導線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場強度增加到極限值的雷電云電場發(fā)生畸變，開始電離并下行先導放電；避雷針在強電場作用下產(chǎn)生尖端放電；形成向上先導放電；兩者會合形成雷電通路，隨之瀉入大地，達到避雷效果。
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實際上，避雷裝置是引雷針，可將周圍的雷電引來并提前放電，將雷電電流通過自身的接地導體傳向地面，避免保護對象直接遭雷擊。
安裝的避雷針和導線通體要有良好的導電性，接地網(wǎng)一定要保證盡量小的阻抗值。
2.1.2避雷線防雷電
是通過防護對象的制高點向另外制高點或地面接引金屬線的防雷電。根據(jù)防護對象的不同避雷線分為單根避雷線、雙根避雷線或多根避雷線�？筛鶕�(jù)防護對象的形狀和體積具體確定采用不同截面積的避雷線。避雷線一般采用截面積不小于35平方毫米的鍍鋅鋼絞線。它的防護作用等同于在弧垂上每一點都是一根等高的避雷針。
2.1.3避雷帶防雷電
是指在屋頂四周的女兒墻或屋脊、屋檐上安裝金屬帶做接閃器的防雷電。避雷帶的防護原理與避雷線一樣，由于它的接閃面積大，接閃設備附近空間電場強度相對比較強，更容易吸引雷電先導，使附近尤其比它低的物體受雷擊的幾率大大減少。避雷帶的材料一般選用直
徑不小于8毫米的圓鋼，或截面積不小于48平方毫米、厚度不少于4毫米的扁鋼。
2.1.4避雷網(wǎng)防雷電
避雷網(wǎng)分明網(wǎng)和暗網(wǎng)。明網(wǎng)防雷電是將金屬線制成的網(wǎng)，架在建（構）筑物頂部空間，用截面積足夠大的金屬物與大地連接的防雷電。暗網(wǎng)是利用建（構）筑物鋼筋混凝土結構中的鋼筋網(wǎng)進行雷電防護。只要每層樓的樓板內(nèi)的鋼筋與梁、柱、墻內(nèi)的鋼筋有可靠的電氣連接，并與層臺和地樁有良好的電氣連接，形成可靠的暗網(wǎng)，則這種方法要比其他防護設施更為有效。無論是明網(wǎng)還是暗網(wǎng)，網(wǎng)格越密，防雷的可靠性越好。
2.1.5避雷器防雷電
避雷器，又稱做電涌保護器。避雷器防雷電是把因雷電感應而竄入電力線、信號傳輸線的高電壓限制在一定范圍內(nèi)，保證用電設備不被擊穿。常用的避雷器種類繁多，可分為三大類，有放電間歇型、閥型和傳輸線分流型。
設備遭雷擊受損通常有四種情況，一是直接遭受雷擊而損壞；二是雷電脈沖沿著與設備相連的信號線、電源線或其他金屬管線侵入使設備受損；三是設備接地體在雷擊時產(chǎn)生瞬間高電位形成地電位“反擊”而損壞；四是設備安裝的方法或安裝位置不當，受雷電在空間分布的電場、磁場影響而損壞。加裝避雷器可把電器設備兩端實際承受的電壓限制在安全電壓內(nèi)，起到保護設備的作用。
2.1.6 綜合性防雷電
是相對于局部防雷電和單一措施防雷電的一種綜合性防雷電。設計時除針對被保護對象的具體情況外，還要了解其周圍的天氣環(huán)境條件和防護區(qū)域的雷電活動規(guī)律，確定直擊雷和感應雷的防護等級和主要技術參數(shù)。采取綜合性防雷電措施。程控交換機、計算機設備安放在窗戶附近，或?qū)⑵鋱鏊仓迷诮ㄖ锏捻攲佣疾焕诜览�。將計算機房放在高層建筑物頂四層，或者設備所在高度高于樓頂避雷帶，這些作法都非常容易遭受雷電襲擊。
2.2 非常規(guī)防雷電
目前，除前面介紹的常規(guī)防雷裝置外，也有采用激光束引雷、火箭引雷、水柱引雷、放射性避雷針、排雷器等防雷裝置進行雷電防護，這些防雷裝置稱為非常規(guī)防雷裝置。大多數(shù)非常規(guī)防雷裝置還處于研究實驗階段，對新的更為有效的避雷技術的探索仍在繼續(xù)。
2.2.1激光引雷
用強度足夠的激光束射向雷云，來定向引導雷電，起到主動截雷或引雷效果。
2.2.2火箭引雷
用小火箭牽引一條金屬絲直接發(fā)射到雷云中實現(xiàn)人工觸發(fā)雷擊而達到引雷目的。
2.2.3 水柱引雷
利用脈動加壓式高壓水槍將水柱射向雷云形成引雷通道的方法。
2.2.4 放射性避雷針
在避雷針等接閃裝置頂部預先裝上放射性物質(zhì)或感應圈，加大空氣電離程度提高引雷效率。起到增高避雷針高度的作用。
2.2.5 排雷器
在被保護物的頂部放置一個能生成與雷云同極性電荷的裝置，使其下方形成一個排雷區(qū)，起到防雷作用。
雷電的預防措施.2017-03-18 20:01 | #2樓
一、安裝避雷針
避雷針能把落雷電流安全地導向大地。根據(jù)建筑標準，高20米以上的建筑物，原則上應安裝避雷針。為使避雷針起到應有的作用，要有足夠粗的引下線，以免雷電流通過時熔化，接地電阻要盡量可能�。�10歐姆以下）而且引下線盡量不拐彎。若接地電阻太大，可因發(fā)熱而爆炸，亦可使導線的高電位向附近物體放電（稱為雷的測擊）。若引下線過分彎曲，雷電流流過時將產(chǎn)生強烈的自感而形成高電位，從而有側擊的危險。這種情形，與洪水流入河里時，排水受阻，上流水位上漲溢出，河床拐彎處更容易溢出是同理。避雷針的頂端應該是尖的，為了防銹需電鍍。但尖端是一個還是多個，對于避雷效果沒有多大影響。 裝好的避雷針，從某處向上看其尖端，若仰角大于45°，則這些地方幾乎沒有直擊雷的危險，這就是避雷針的保護范圍。當然，也有極少數(shù)在保護范圍內(nèi)發(fā)生落雷的例子。如在發(fā)生雷暴時，近地低空容易形成空間電荷團，電荷團隨風飄到避雷針附近時，就可能發(fā)生這種現(xiàn)象。這是由于空間電荷對放電通路的微妙影響所造成的。因為避雷針尖端所帶的電荷是地面電荷的一部分，所以以避雷針尖端為中心、以其高度為半徑的半球面上的落雷，與地面相比，更容易朝向避雷針。
二、落實好避雷措施
A、室內(nèi)避雷注意事項：用金屬板等良導體圍起來的屋內(nèi)，對落雷是最安全的。即使雷電流通過金屬板也幾乎沒有電位降，屋內(nèi)實際上是等電位體，所以不受雷擊的影響。用金屬制造的車輛、飛機、鋼結構的建筑物內(nèi)部，是由良導體圍起來的，所以也是安全的。但是，如果導體之間相互連接不好，就可通產(chǎn)生危險的電位差，也就是說，在雷電流的通路上，電阻高的部份產(chǎn)生的電位差大，同時發(fā)出大量的熱。電位差大，
就有向附近建筑物側擊的危險；產(chǎn)生大量的熱就會引起起火和爆炸。若在沒有避雷針的木結構建筑物上發(fā)生落雷，電燈、收音機、電視機、電話等的配線，水管，煤氣管，柱子和墻壁等容易形成雷擊通路，因此為了避免爆炸和側擊的危險，人與這些物體的最小距離必須有1米，特別應該避開垂掛電燈的正下方。因為木造房屋特別是稻草等容易著火，最好用白鐵皮做屋面。
B、室外防雷注意事項：落雷容易發(fā)生在地勢高的地方，所以人在室外時應在低躲避，而且最好把身體放低。如果附近發(fā)生落雷，雷電流流經(jīng)地面時，可能產(chǎn)生很大的電位差。為了減少由此引起的危險，最好把兩腳靠攏，使人體的電位差盡可能小，同時使身體保持低位。要滿足這兩條，最好是蹲著，但切忌趴在地面上。如果附近有樹，它可以起相當于避雷針的作用。此時，最好蹲在仰望其尖端時仰角大于45°的地區(qū)內(nèi)躲避，但不得太靠近樹干，以免當樹上落雷時，受到側擊或者由于樹木被雷擊損傷帶來的危險。此外，小河和水塘易形成雷電流的通路，即使離落雷很遠，也能產(chǎn)生危險的電位差，所以最好不要在岸邊躲避。
C、防止金屬制品被雷擊：一般，在金屬體周圍，電力線密集，所以在其附近落雷時，金屬體很容易成為雷擊通路的一部份。因此用金屬制造的農(nóng)具，工具，陽傘，自行車等遠離人體是必要的。受雷擊的人，手表和皮帶扣也留下雷擊的痕跡，所以即使是很小的金屬制品，最好也不要隨身帶著。為防止雷擊，可以穿橡膠鞋之類的絕緣用品。人的腳浸沒了泥水，容易形成雷擊通路，也是很危險的。
D、其他注意事項：每次落雷的電量、電流大小和持續(xù)時間都在不同范圍變化，即使是同一次落雷，規(guī)模也常有一至數(shù)百倍之差。造成災害的落雷，其全部能量，就是被地面雷擊點消耗的能量，這與雷擊點的地面物體，建筑物以及人體的電阻有關。由于一次落雷，在地面上的雷擊點不止一個，而是分散成多個，所以雷擊受災的范圍廣。建筑物受災是電熱效應造成。由于雷擊通路各處的電阻不同，所以電阻大的，產(chǎn)生
的熱量大，受災程度就大。例如，木屋上落雷時，雷電流通路中的電線、水管、煤氣管，很容易成為電流通路，所以受災小，而其它，如房屋的柱子卻易破裂燃燒。由于落雷破壞性的爆炸所產(chǎn)生的熱量，以及流過金屬管的電流場的作用，也有可能使金屬管變形。落雷對于人體會由于受熱而燒傷、裂傷以及因電流的生理作用而發(fā)生生命危險。
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