雷电形成原理及雷电灾害防御措施

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1、雷电形成原理及雷电灾害防御措0121011350418电气1004班肖垚摘要雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。闪电

2、的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。关键字：闪电雷鸣放电对流电荷电位差雷电：雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形

3、成极性。雷电的形成：雷电是云内、云与云之间或云与大地之间的放电现象。夏季的午后，由于太阳辐射的作用，近地层空气温度升高，密度降低，产生上升运动，在上升过程中水汽不断冷却凝结成小水滴或冰晶粒子，形成云团，而上层空气密度相对较大，产生下沉运动，这样的上下运动形成对流。在对流过程中，云中的小水滴和冰晶粒子发生碰撞，吸附空气中游离的正离子或负离子，这样水滴和冰晶就分别带有正电荷和负电荷，一般情况下，正电荷在云的上层，负电荷在云的底层，这些正负电荷聚集到一定的量，就会产生电位差，当电位差达到一定程度，就会发生猛烈的放电现象

4、，这就是雷电的形成过程。雷电电荷在放电过程中，产生很强的雷电电流，雷电电流将空气击穿，形成一个放电通道，出现的火光就是闪电。在放电通道中空气突然加热，体积膨胀形成爆炸的冲击波产生的声音就是雷声。2、雷击灾害的形成云内和云与云之间的放电，叫云间闪电或云闪，云与大地之间的放电，叫云地闪电或地闪。云闪因其不能到达地面，一般不会对人类活动造成影响，对人类活动造成影响的主要是地闪。地闪发生时，产生的雷电流从云中泄放到大地，在其泄放通道上造成的危害即雷击灾害。当雷电流从云中泄放到大地时，直接打在建筑物、构筑物及人畜身上，产生

5、电效应、热效应和机械力，造成毁坏和伤亡，称之为“直击雷”；当雷电流从云中泄放到大地时，在其泄放通道周围产生电磁感应向外传播或直接通过导体传导，导致在影响范围内的金属部件、电子元件和电气装置，受到电磁脉冲的干扰而毁坏，称之为“雷击电磁脉冲”。雷电活动规律及雷击的选择：（1）我国年平均雷电日数按地理环境的分布a．南方多于北方；b．内陆多于沿海；c．山地多于平原；d、在其它条件相同时，土壤导电性较差的地区雷电活动较弱。（2）雷击与地质条件的关系a．电阻率小的土壤，导电性好，易积聚大量电荷，为雷电流提供低阻抗通道；b．闪

6、电放电通道常常不是直线，而是曲曲折折的；c．地下埋有金属导电矿床处，金属管线较密集的地方易落雷；d.地下水位高、矿区、小河沟、地下水出口处易受雷击。（3）雷电活动与地形、地物的关系a.在距地面二三十米的突出物上方发生雷击的概率最大；b、对靠山和临水的地区，临水一面的地洼潮湿地和山口、风口、顺风的河谷的特殊地形构成的雷暴走廊的地方易受雷击；c.电线杆、铁路、架空电线和避雷针（线、带、网）接地引下线都是雷雨云对地放电的最佳通道。雷电的危害种类：根据雷电产生和危害特点的不同，雷电危害可以分为直击雷、雷电感应、雷电波侵入

7、以及比较少见的球形雷等。直击雷：当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。雷电感应：雷电感应又称感应雷，它又分为静电感应和电磁感应。静电感应是雷云接近地面时，在地面凸出物的顶部感应出大量异性电荷，在雷云与其他部位或其他雷云放电后，凸出物顶部电荷失去束缚，并以雷电波的形式高速传播而形成的。电磁感应是发生雷击后，雷电

8、流在周围空间产生的迅速变化的强磁场在附近金属导体上感应出很高的电压形成的。雷电波侵入：由于雷击，在架空线路或空中金属管道上产生的冲击电压沿线路或管道的两方向迅速传播的雷电波称为雷电波入侵。其传播速度为300m／μs(在电缆中为150m／μs)。球形雷：多在强雷暴雨时闪电最频繁的时候出现。球雷火球可辐射出大量的热能，因此它的烧伤力比破坏力要大。雷电的防护常识：1.雷电击中人