第一部分雷電的基礎知識

1、第一部分 雷電的基礎知識一、雷電災害的嚴重性雷電發(fā)生時，伴隨著電閃和雷鳴，雷霆萬鈞、令人生畏。在全球 范圍內，雷電發(fā)生的頻率是很高的，每秒鐘就有上百次雷電；每天約 有 800 多萬次雷電；一年中平均發(fā)生 30 多億次雷電。實際上，對于 我們每個人來講遭受雷擊的概率極少， 但碰到雷電這種天氣現象的情 況是很多的， 因雷擊而死亡的人數全球每年可達上萬人。 在雷鳴電閃 的時候， 它所產生的沖擊波和火光以及雷電電流， 常會導致建筑物倒 塌、引發(fā)火災以及造成電力、通信和計算機系統(tǒng)的癱瘓事故，給國民 經濟和人民生命財產帶來巨大的損失。在 20 世紀末，聯(lián)合國組織的 國際減災十年活動中，把雷電災害列為最嚴重

2、的十大自然災害之一。 美國將雷電列為排名第二的天氣殺手。二、雷電的產生雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放 電現象。雷電一般產生于對流發(fā)展旺盛的積雨云中， 因此常伴有強烈 的陣風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷。積雨云頂部一般較高，可達 20 公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對 流等過程，使云中產生電荷。云中電荷的分布較復雜，但總體而言， 云的上部以正電荷為主，下部以負電荷為主。因此，云的上、下部之 間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后，就會產生放電，這就 是我們常見的閃電現象。 閃電的的平均電流是 3 萬安培， 最大電流可 達 30 萬安培。閃電的電壓

3、很高，約為 1 億至 10 億伏特。一個中等強 度雷暴的功率可達一千萬瓦， 相當于一座小型核電站的輸出功率。 放 電過程中，由于閃道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產生沖 擊波，導致強烈的雷鳴。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它 們之間就發(fā)生激烈的放電。 在雷電放電地點會出現強烈的閃光和爆炸 的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。三、雷電危害方式雷電災害所涉及的范圍幾乎遍布各行各業(yè)。 現代電子技術的高速 發(fā)展，帶來的負效應之一就是其抗雷擊浪涌能力的降低。 以大規(guī)模集 成電路為核心組件的測量、監(jiān)控、保護、通信、計算機網絡等先進電 子設備廣泛運用于電力、航空、國防、通信、廣電、金融、交

4、通、石 化、醫(yī)療以及其它現代生活的各個領域，以大型 CMOS 集成元件組 成的這些電子設備普遍存在著對暫態(tài)過電壓、 過電流耐受能力較弱的 缺點，暫態(tài)過電壓不僅會造成電子設備產生誤操作， 也會造成更大的 直接經濟損失和廣泛的社會影響。雷擊造成的危害主要有四種：1、直擊雷帶電的云層對大地上的某一點發(fā)生猛烈的放電現象，稱為直擊 雷。它的破壞力十分巨大， 若不能迅速將其瀉放入大地，將導致放電通道內的物體、 建筑物、設施、人畜遭受嚴重的破壞或損害火災、 建筑物損壞、電子電氣系統(tǒng)摧毀，甚至危及人畜的生命安全。2、雷電波侵入雷電不直接放電在建筑和設備本身， 而是對布放在建筑物外部的 線纜放電。線纜上的雷電波

5、或過電壓幾乎以光速沿著電纜線路擴散， 侵入并危及室內電子設備和自動化控制等各個系統(tǒng)。 因此，往往在聽 到雷聲之前，我們的電子設備、控制系統(tǒng)等可能已經損壞。3、感應過電壓雷擊在設備設施或線路的附近發(fā)生， 或閃電不直接對地放電， 只 在云層與云層之間發(fā)生放電現象。 閃電釋放電荷， 并在電源和數據傳 輸線路及金屬管道金屬支架上感應生成過電壓。雷擊放電于具有避雷設施的建筑物時， 雷電波沿著建筑物頂部接 閃器（避雷帶、避雷線、避雷網或避雷針） 、引下線泄放到大地的過 程中，會在引下線周圍形成強大的瞬變磁場， 輕則造成電子設備受到 干擾，數據丟失， 產生誤動作或暫時癱瘓；嚴重時可引起元器件擊穿 及電路板燒

6、毀，使整個系統(tǒng)陷于癱瘓。4、地電位反擊如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設施， 接地網的地電 位會在數微秒之內被抬高數萬或數十萬伏。 高度破壞性的雷電流將從 各種裝置的接地部分， 流向供電系統(tǒng)或各種網絡信號系統(tǒng)， 或者擊穿 大地絕緣而流向另一設施的供電系統(tǒng)或各種網絡信號系統(tǒng)， 從而反擊 破壞或損害電子設備。同時，在未實行等電位連接的導線回路中，可 能誘發(fā)高電位而產生火花放電的危險。四、雷電的防護措施雷電防護的對象主要是建（構）筑物、設備和人員。對雷電的防 護措施主要是安裝防雷裝置。 防雷裝置由接閃器、 引下線、接地裝置、 電涌保護器及其它連接導體組成。1、防直擊雷措施防直擊雷的主要措施是安

7、裝避雷針、避雷帶（線）和避雷網。防 直擊雷裝置主要由接閃器、引下線、接地裝置組成。接閃器是直接截受雷擊的避雷針、避雷帶（線） 、避雷網，以及 用作接閃的金屬屋面和金屬構件等。引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導體。 接地裝置是接地體與接地線的總合。接閃器、引下線及接地裝置之間必須形成電氣通路。2、雷電感應的防護措施雷電感應的主要措施是是進行等電位連接。 應將建筑物內的金屬 設備、管道、構架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼門窗等較大金屬物體 和突出屋面的放散管、 風管等金屬物接到防雷接地裝置上。 金屬屋面 周邊每隔 18-24m 應采用引下線接地一次3、防雷電波侵入措施防雷電波侵入的主要措施是安裝電涌

8、保護器（SPD）,電涌保護 器又叫做過電壓保護器， 俗稱避雷器。 電涌保護器的基本原理是在瞬 態(tài)過電壓（雷電波）發(fā)生的瞬間（微秒或納秒級） ，將被保護區(qū)域內 的所有被保護對象（設備、線路等）接入等電位系統(tǒng)中，從而將回路 中的瞬態(tài)過電壓幅值限制在設備能夠承受的范圍內。應將建筑物架空和埋地金屬管道， 在進出建筑物處與防雷接地裝 置連接。4、防止雷電反擊措施在防雷裝置與其它設施和建筑物內人員無法隔離的情況下， 應采 取電位連接。5、防側擊雷措施防雷建筑物第一類高于30m、第二類高于45m、第三類高于60m 時應采取防側擊雷措施，應將第一類防雷建筑物 30m 及以上、第二 類防雷建筑物 45m 及以上

9、、第三類防雷建筑物 60m 及以上外墻上的 欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置相連。第一類從 30m 起每隔 不大于 6m 沿建筑物四周設置水平避雷帶并與引下線相連。重要信息 系統(tǒng)中心機房的門窗等較大的金屬物與防雷裝置相連。6、對球形雷的防護措施球形雷大都伴隨直擊雷出現，并隨氣流移動 ,經常從窗戶、門縫、 煙囪等鉆入室內。所以，預防球形雷，雷雨天不要敞開門窗；門、窗 戶、煙囪等氣流流動的地方用金屬網格封住，并將其接地。如果遇到 球形雷，最好屏息不動， 以免破壞周圍的氣流平衡， 導致球形雷追逐， 更不要隨意拍打或潑水。五、防雷安全工作保障1、相關法律法規(guī)防雷安全涉及各行各業(yè)、 千家萬戶，直接關系

10、人民生命財產安全， 事關經濟發(fā)展與社會穩(wěn)定。 歷來受到黨和政府的高度重視， 我省防雷 工作在黨和政府的高度重視下， 以法律形式賦予了氣象部門專門負責 防雷安全的政府行政管理職能， 使防雷工作逐步走向了規(guī)范化、 法制 化的歷程。1）中華人民共和國氣象法2）防雷減災管理辦法3）湖南省實施氣象法辦法4）湖南省雷電災害防御條例2、新建項目新建建筑只要在設計施工時就須考慮防雷設施并科學安裝， 將有 效減少和避免雷電災害。 按照相關規(guī)定， 新建防雷工程必須經過兩項 防雷行政許可。一是防雷裝置設計應當按照國家規(guī)定的條件和程序報 縣級以上氣象主管機構審核； 二是防雷裝置竣工后應當按照國家規(guī)定 的條件和程序報縣級以上氣象主管機構驗收。 未經審核和驗收的防雷 裝置不得施工和投入使用，否則將承擔相應的法律責任。這是政府為了保障國家財產和人民生命財產， 具有強制性的行政 監(jiān)管作用