雷害之后談防雷

1、雷害之后談防雷雷電是一種壯觀的自然現(xiàn)象，當(dāng)帶電的積云即雷云與大地間或雷云之間帶有異性電荷時(shí)，即可能發(fā)生放電現(xiàn)象。雷擊是一種自然災(zāi)害。當(dāng)雷云與房屋、電力線路、電力設(shè)備等設(shè)施、以及人、畜時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極高的過電壓和極大的過電流。所波及的范圍內(nèi)，可能造成設(shè)施或設(shè)備的毀壞或造成大規(guī)模停電、火災(zāi)和爆炸；還可能直接傷及人、畜。因此，提高對雷電災(zāi)害的認(rèn)識、加強(qiáng)對雷電及防雷措施的研究、以致建 立雷電觀測及預(yù)報(bào)系統(tǒng)都是各級政府、企事業(yè)單位、乃至家庭、個(gè)人 日益關(guān)注、亟待解決的問題。一、雷電災(zāi)害雷云放電是長空氣間隙中的一種火花放電。對于積云的起電過程，比 較常見的理論認(rèn)為，在水蒸汽飽和狀態(tài)的大氣中，水滴在上升的強(qiáng)大

2、氣流作用下被噴散。這時(shí)，所形成的微小水顆粒帶負(fù)電，而留下的較 大水滴則帶正電。風(fēng)把帶負(fù)電的微小顆粒帶到很遠(yuǎn)的地方；帶正電的 水滴或者作為雨水降落，或者保持懸浮狀態(tài)，形成帶正電荷的雷云。 因此云層的絕大部分帶負(fù)電，而在其頂部則有一正電荷層，其高度通 常為9km12km,靠近正電荷層的底部有少量帶正電的雜質(zhì)。負(fù)電荷中心距地面上大約500m10000m。雷云的底部距地面可能只有 150m。一般認(rèn)為，雷云的電位最少有 100M V。人眼看到的對地雷擊似乎是一次單一的耀眼的放電，雖然有時(shí)也可能見到亮度的變化。但有用旋轉(zhuǎn) 鏡頭照相機(jī)拍下的照片或電視錄像揭示，大多數(shù)雷擊是重復(fù)的，即在第一次雷擊形成的放電通道

3、中，會(huì)有多次放電尾隨。雷電流主要特點(diǎn)是，雷電流多為負(fù)極性；波前時(shí)間短，最長可達(dá)10&mus;波 形中有一強(qiáng)電流部分，其持續(xù)時(shí)間約幾十微秒； 強(qiáng)電流之后便是一 個(gè)弱電流波尾，其持續(xù)時(shí)間可達(dá)幾百微秒，這一部分電流是導(dǎo)致高溫 損壞的原因，故稱熱雷閃。帶電積云是構(gòu)成雷電的基本條件。當(dāng)帶不同電荷的積云互相接近到一 定程度，或帶電積去與大地凸出物接近到一定程度時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈的放 電和耀眼的閃光。由于放電時(shí)溫度高達(dá) 20000C，空氣受熱急劇膨脹， 發(fā)出爆炸的轟鳴聲。這就是閃電和雷鳴。按照雷云對地放電的方式可 分為直擊雷、感應(yīng)雷和球雷等。1 、直擊雷 帶電積云與地面目標(biāo)之間的強(qiáng)烈放電稱作直接雷。直擊雷的放電開

4、始 時(shí)，微弱發(fā)光的通道以 107cm/s108cm/s 的平均速度跳躍式地向地面 伸長，被稱為先導(dǎo)放電通道。先導(dǎo)放電期間，每次跳躍前進(jìn)約 50m， 并停頓30ms50ms。帶電積云接近地面時(shí)，在地面凸出物之間的電場 強(qiáng)度達(dá)到 25kV/cm30kV/cm 時(shí)，即發(fā)生由帶電積云向大地發(fā)展的跳躍 式先導(dǎo)放電，持續(xù)時(shí)間約為5ms10ms,平均速度為100km/s1000km/s, 當(dāng)先導(dǎo)放電達(dá)到地面凸出物時(shí)，即發(fā)生從地面凸出物向積云發(fā)展的極明亮的主放電，其放電時(shí)間僅50ms100ms,放電速度約為光速的1/5 1/3,即約為60000km/s100000km/s。主放電向上發(fā)展，于云端即告結(jié) 束。主

5、放電結(jié)束繼續(xù)有微弱的余光，持續(xù)時(shí)間約為 30ms150ms。 大約 50的直擊雷有重復(fù)放電的性質(zhì)， 平均每次雷擊有三、 四個(gè)沖擊， 最多能出現(xiàn)幾十個(gè)沖擊。第一次雷擊可分為先導(dǎo)放電與主放電兩個(gè)階 段。先導(dǎo)放電通常起始于云層中，云中局部的電荷集中區(qū)使電場強(qiáng)度 達(dá)到空氣的臨界擊穿值（在海拔較低的干燥空氣中約為 25kV/cm30kV/cm,在海拔較高的充滿水滴的空氣中約為 10kV/cm）時(shí)， 先導(dǎo)放電就開始了。先導(dǎo)由高度電離的核組成，這個(gè)電離位于放電的 前端，并被一個(gè)直徑約為30m、長度約為50m的電暈層所包圍。先導(dǎo) 是分級向地面推進(jìn)的，每一級之間要間歇若干微秒，其平均傳導(dǎo)速度 大約150km/s

6、。如果雷擊中心距地面3000m，則先導(dǎo)需要20ms才能到 達(dá)地面。先導(dǎo)放電之后，開始主放電階段。主放電的速度大約為光速 的10%50%。雷電流大約從幾千安到數(shù)百千安。一次雷擊的全部放 電時(shí)間一般不超過 5000ms。雷云對地面凸出物直接放電時(shí)，將有數(shù)十至數(shù)百千安的雷電流流入地 下，會(huì)在雷擊點(diǎn)及其連接的金屬部位（或潮濕的樹干等導(dǎo)電性比較好 的部位）產(chǎn)生極高的對地電壓，可能直接導(dǎo)致接觸電壓電擊和跨步電 壓的觸電事故。根據(jù)相關(guān)報(bào)道， 6 月 20 傍晚，佛出市順德區(qū)容桂細(xì)胺南頭路口某建筑 工地發(fā)生的雷擊事件應(yīng)屬于直接電擊的事故， 當(dāng)時(shí)正在約 5m 高處樓頂 灌注混凝土的兄弟倆不幸被擊中， 1 人當(dāng)場

7、死亡， 1 人重傷（可能終生 癱瘓）；而 6月 26日下午，浙江省臨海市杜橋鎮(zhèn) 30名村民，聚集在樹 下一簡易帳逢里賭博時(shí)遭到雷擊， 致 1 7人死亡的事件應(yīng)屬于由于雷擊 形成跨步電壓的觸電事故。2、感應(yīng)雷 感應(yīng)雷也稱作雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓。 分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷 靜電感應(yīng)雷是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸 出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的。在帶電積云與其他客體放電后，架 空線路導(dǎo)線或?qū)щ娡钩鑫镯敳康碾姾墒ナ`，以大電流、高電壓沖 擊波的形式，沿線路導(dǎo)線或?qū)щ娡钩鑫飿O快地傳播。近二十年來人們 的研究表明，放電流柱也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電感應(yīng)。電磁感應(yīng)雷是由于 雷電放電時(shí)，巨大的

8、沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場引 起的。這種迅速變化的磁場能在鄰近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢。 如系開口環(huán)狀導(dǎo)體，開口處可能由此引起火花放電；如系閉合導(dǎo)體環(huán) 路，環(huán)路內(nèi)將產(chǎn)生很大的沖擊電流。與直擊雷造成的個(gè)別人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失相比，感應(yīng)雷造成的網(wǎng)絡(luò)運(yùn) 行中斷等事故，影響面更廣，損失更大。據(jù)報(bào)道，上海各類雷電事故 中，由感應(yīng)雷造成的占到 80。去年，上海一段地鐵線路在一個(gè)雷電 天氣中遭感應(yīng)雷襲擊，電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，造成運(yùn)行中斷。同一天， 浦東局部地區(qū)電網(wǎng)遭雷擊，電力供應(yīng)短時(shí)中斷。就家用及辦公類的電子設(shè)備而言，可能引起感應(yīng)雷擊的通道主要有天 線、饋線、電源線路、信號線路和接地線路。建筑物中所有電子設(shè)備 的天線、饋線、電源線、信號線、接地線、出入建筑物中各種電源線 路、具有公共接地的建筑物中的金屬管道等，都會(huì)給其中的電子設(shè)備 群體引入感應(yīng)雷。北京今夏報(bào)道的 7 起感應(yīng)雷雷擊事故已造成百萬元 經(jīng)濟(jì)損失。3、球雷 球雷是雷電放電時(shí)形成的發(fā)紅光、橙光、白光或其他顏色光的火球。 出現(xiàn)的概