防雷基础知识[asp防雷培训讲义]

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1、广州雷迅防雷讲义[分公司代理商版]第一部分：基本理论Ⅰ、雷电的形成1、大气电离特性：根据大气的电离特性，大气圈可分为中性层、电离层和磁层。A、中性层：中性层是指从地面至60公里左右的气层，在一般情况下，此层中带电质粒较少，主要由中性气体组成。B、电离层：一般指60公里以上至500公里左右的气层。在太阳紫外线辐射的作用下，较多空气发生电离，产生大量的电子和正离子。反射无线电波，使远距离无线电通讯成为可能。电离层随昼夜、季节、太阳活动等的变化而变化。总的来说，电离层中的正离子数要大于电子，且正离子主要分布在下方。C、

2、磁层：是指500公里以上的大气层。该层内也存在电子、正离子，但分布极不均匀，且极度稀薄，在这样高度上带电质点的运动主要受地球磁力线的控制，故称磁层。2、温度的垂直分布特点：根据这个特点，可把大气分成对流层、平流层、中间层、热成层、外层五个层次。A、对流层：从地面到空中12公里（中纬度地区）左右，极地为8公里左右，赤道为17-18公里。主要的大气现象都发生在这一层。如云、雨、雾、虹霓、风、冰雹、雷暴、沙尘暴等等。B、平流层：从对流层顶到50公里之间。10-50公里之间为臭氧层，其中20-30公里浓度最大。这一层大气

3、的运动以平流为主，飞机在这一层飞行比较安全，一般没有颠簸。C、中间层：平流层顶到85公里左右之间的气层。D、热成层：从中间层顶到250公里的距离（太阳宁静时）或500公里左右（太阳活动强烈时）之间的气层，该层的空气受到太阳强烈的紫外线辐射作用而处于高度的电离状态。南、北极附近的极光现象就出现在该层。E、外层：一般指500公里以外的大气范围。3、威尔逊假说（Wilson）：至今尚未有一种被公认为无懈可击的完整学说，威尔逊假说被认为比较完善并经常被推荐的假说。以下是这种假说的概述：根据大量科学测试可知，地球本身就是一

4、个电容器，通常带了稳定地带负电荷50万库仑左右，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300KV左右，并且场强为上正下负。当地面含水蒸气的空气受到炽热的地面烘烤受热而上升，或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。这些含水蒸气的上升时温度逐渐下降形成雨滴、冰雹（称为水成物），这些水成物在地球静电场的作用下被极化，负电荷在上，正电荷在下，它们在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶（这二者称为云粒子）要大，因此极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞，碰撞

5、的结果是其中一部分云粒子被水成物所捕获，增大了水成物的体积，另一部分未被捕获的被反弹回去，而反弹回去的云粒子带走水成物前端的部分正电荷，使水成物带上负电荷。由于水成物下降的速度快，而云粒子下降的速度慢，因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离（这叫重力分离作用），如果遇到上升气流，云粒子不断上升，分离的作用更加明显。最后形成带正电的云粒子在云的上部，而带负电的水成物在云的下部，或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地面。当下面所讲的带电云层一经形成，就形成雷云空间电场，空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的

6、，都是上正下负，因而加强了大气的电场强度，使大气中水成物的极化更厉害，在上升气流存在在情况下更加剧重力分离作用，使雷云发展得更快。从上面的分析，好像雷云总是上层带正电荷，下层带负电荷。实际上气流并不单是只有上下移动，而比这种运动更为复杂。因此雷云电荷的分布也比上面讲的要复杂得多。科学工作者的测试结果表明，大地被雷击时，多数是负电荷从雷云向大地放电，少数是雷云上的正电荷向大地放电；在一块雷云发生的多次雷击中，最后一次雷击往往是雷云上的正电荷向大地放电。从观测证明，发生正电荷向大地放电的雷击显得特别猛烈。Ⅱ、静电及电

7、磁感应1、静电感应：由于雷云的作用，使附近的导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和。其它导体上的感应电荷由于失去了电场的约束得到释放，如没有被中和或不就近泄入地中就会产生很高的电位。主放电通道图雷云下的静电感应当空间有带电的雷云出现时，雷云下的地面及建筑物等都由于静电感应的作用带上异性的电荷。由于从雷云的出现到发生雷击（主发电）所需要得时间相对于主放电过程的时间要长的多，因此大地可以有充分的时间积累大量电荷。同样，与雷雨云先导通道下端靠近的电力线、信号线路的长导体受到很强的电场力

8、作用，积聚起大量异性电荷，如图（a）所示，这些异性电荷与先导通道内的电荷之间有电力线相连，是被束缚住的。当下行的梯式先导接近地面时，产生回击放电，主放电通道的电荷与地面积累的大量电荷迅速中和而消失。这时长导线上积聚的电荷就可以自由运动，其产生的高电压沿导线以近似于光速向导线两端传播，这就称为感应过电压波，是一种脉冲波形式，如图（b）所示。根据1994年水利电力出版社的原苏