了解雷電知識 做好防雷工作

烏群力

內(nèi)蒙古雷電預警防護中心

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雷電災害是十種最嚴重的自然災害之一。它威脅著人類的生命和生產(chǎn)生活安全。本文通過國內(nèi)外大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，闡述雷電的形成及雷電的危害，告誡人們防雷的重要性。

雷電災害防雷重要性

雷電是一種壯觀而又令人恐怖的自然天電現(xiàn)象。這不僅在于它能發(fā)出劃破長空的閃光和震耳欲聾的雷鳴，更重要的是它會對人類的生活和生產(chǎn)活動造成巨大的影響。雷電威脅著人類的生命安全，使建筑（物）、電子、通信、航空、航天等諸多部門遭受嚴重破壞。隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，由雷電引起的災害事故呈上升趨勢。

雷電災害是十種最嚴重的自然災害之一。據(jù)中國氣象局不完全統(tǒng)計自2000年以后，我國雷電災害發(fā)生的次數(shù)明顯增多，人員傷亡和經(jīng)濟損失明顯增加，造成重大社會影響的雷電災害屢見不鮮。全球每天約發(fā)生800萬次雷電，每年因雷擊造成的人員傷亡、經(jīng)濟損失不計其數(shù)。導致火災、爆炸、信息系統(tǒng)癱瘓等事故頻繁發(fā)生。從衛(wèi)星、通訊、導航、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息通信指揮系統(tǒng)和有室外天線設(shè)備的系統(tǒng)更是雷電的重災區(qū)。從某種意義上說，科技越發(fā)達，雷電對社會對人類的危害就越大。為此我們必須掌握一定的雷電知識，懂得一些雷電對人類社會危害道理，采取一些防雷措施。在這里我們簡單了解一下雷電知識。

一、雷電的形成

雷電是一種大氣中放電現(xiàn)象，產(chǎn)生于積雨中、積雨云 （因為空氣中有大量的不穩(wěn)定能量和充足的水汽，空氣對流導致熱空氣和高空冷空氣猛烈相撞，熱空氣吹入冷空氣就形成了積雨云），在形成過程中，一些云團帶正電荷，一些云團帶負電荷。它們對大地的靜電感應，使地面或建筑物表面產(chǎn)生異性電荷，當電荷積聚到一定程度時，不同電荷云團之間，云與大地之間的電場強度可以擊穿空氣 （一般為25～30KV/厘米），開始游離放電，我們稱之為“先導放電”。云對地的先導放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的，當?shù)竭_地面時（地面上的建筑物，架空輸電線等），便會產(chǎn)生由地面向云團的逆導主放電。在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，會出現(xiàn)很大的雷電流（一般從幾十千安至幾百千安），并隨之發(fā)生強烈的閃電和巨響，這就形成雷電。

大氣中的飽和水蒸氣遇冷結(jié)成水滴，該水滴在強烈的上升氣流沖擊下，被分裂成帶有不同電荷的水滴，一般說來，小水滴帶負電，大水滴帶正電，而且小水滴容易被氣流帶走，于是形成了兩種帶不同電荷的水氣團，這就是雷云。當不同電荷的雷云把空氣間隙擊穿放電時即為雷。如果大氣中的雷電接近地面時，則在地面上會感應出與雷云相反的異性電荷，若雷云再繼續(xù)接近以至把空氣間隙擊穿時，便形成雷云對地面放電。

二、雷電危害

1.雷電危害四種形式

雷電具有很強的破壞性，主要有直擊雷、雷電感應（感應雷）、雷電波侵入和地形雷（地電壓反擊）四種形式。直擊雷是云層與地面凸出物之間的放電形成的，可在瞬間擊傷擊斃人畜。極易造成易燃物品的燃燒或造成金屬熔化飛濺而引起火災。雷電感應（感應雷）分為靜電感應和電磁感應兩種。靜電感應是由于雷云接近地面，在地面凸出物頂部感應出大量異性電荷。在雷云與其他部位放電后，凸出物頂部以雷電波形式，沿其物極快地傳播。電磁感應是由于雷擊后，巨大雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強大磁場所致。這種磁場能在附近的金屬導體上感應出很高的電壓，造成對人體的二次放電，從而損壞電氣設(shè)備。雷電波侵入是由于雷擊而在架空線路上或空中金屬管道上產(chǎn)生的沖擊電壓沿線或管道迅速傳播的雷電波。其傳播速度為每秒三十萬公里。雷電波侵入可毀壞電氣設(shè)備的絕緣，使高壓竄入低壓，造成嚴重的觸電事故。屬于雷電波侵入造成的雷電事故很多，在低壓系統(tǒng)這類事故約占總雷電事故的70%。球形雷（地電壓反擊）能從門、窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)，極其危險。在這四種雷電危害中，以雷電感應（感應雷）和地形雷（電壓反擊）對弱電設(shè)備破壞能力最強。當天空的雷雨產(chǎn)生雷擊時，其將攜帶高負荷雷電脈沖、電壓及電流，以電磁波形式無規(guī)則釋放，從而導致雷區(qū)域1～5公里范圍內(nèi)（視雷電波強度而定）所有帶金屬的導線（如高空架設(shè)天線、有線電視電纜、通信電纜、供電系統(tǒng)電纜等），在瞬間內(nèi)感應到相應強度的脈沖電壓及電流，這些電流沿著電器設(shè)備上的各種電源電線或信號電纜進入電器設(shè)備內(nèi)部，在雷擊電壓超過電器設(shè)備額定抗電壓的瞬間擊壞內(nèi)部器件；主要原因是由于連接在電器上所有電線電纜所帶的電壓高低不等，高電壓就會往低壓沖去，形成電流，從而將電器設(shè)備局部擊壞，造成整個設(shè)備系統(tǒng)癱瘓，嚴重時甚至把整機擊毀，甚至觸及到人身安全。

2.雷電的電磁效應

雷云對地放電時，位于雷擊點附近的導線上，將產(chǎn)生感應過電壓，其幅值一般可達幾十萬伏，會使電氣設(shè)備絕緣發(fā)生閃絡(luò)擊穿，甚至引起火災和爆炸，造成人身傷亡。雷電在放電過程中，呈現(xiàn)出電磁效應、熱效應以及機械效應。它對建筑物、電氣設(shè)備及人身都有很大危害。雷電流通過導體時，會產(chǎn)生很大的熱量。在雷電流的作用下，會使導體熔化，在現(xiàn)實中我們看到避雷線燒熔斷股，這都與雷電流的熱效應有關(guān)，也就是雷電的熱效應。強大的雷電流將建筑物、塔、桿等擊毀、劈裂，就是雷電的機械效應。

三、防雷的重要性

據(jù)不完全統(tǒng)計，美國每年因雷擊造成的損失約50億～60億美元。每年因雷擊造成的火災3萬多起，50%野火災與雷電有關(guān)；30%的電力事故與雷電有關(guān)；大部分石油產(chǎn)品儲存和儲藏罐事故是由雷引起的；由于雷電和操作過電壓造成物理裝置的損失約占80%。據(jù)德國一家保險公司統(tǒng)計，對全年8722件損壞案例原因的分析，雷電及操作過電壓占31.66%。

我國也是雷電活動頻繁區(qū)，全國雷電受災率高，造成災害十分嚴重。據(jù)中國氣象局統(tǒng)計，全國有21個省、區(qū)、市年雷電日在50天以上，最多的可達134天。每年因雷擊造成人員傷亡達3000～4000人，財產(chǎn)損失50億～100億元人民幣。近年來，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代化水平的提高，特別是信息技術(shù)的快速發(fā)展，城市高層建筑日益增多，雷電災害程度和造成的經(jīng)濟損失及社會影響也越來越大。雷電已給人們生活，生產(chǎn)帶來了極大的安全隱患。

電子通信系統(tǒng)遭雷電，受損比重急劇增加。電氣和電子技術(shù)是現(xiàn)代物質(zhì)文明的基礎(chǔ)，其迅猛發(fā)展加速了社會繁榮的進程，應運而生的各類電磁干擾也越來越嚴重。電氣和電子設(shè)備的廣泛應用造成嚴重的環(huán)境電磁干擾，特別是雷電電磁脈沖干擾對高頻率、高速度、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等這些設(shè)備和系統(tǒng)造成的失效與損壞事故發(fā)生率逐年增高。一個雷電的電磁可影響幾公里范圍的電子設(shè)備，信息時代的到來，防護雷電電磁脈沖成為當務(wù)之急。