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1、雷電形成原理及雷電災(zāi)害防御措0121011350418電氣1004班肖垚摘要雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象。雷電一般產(chǎn)生于對流發(fā)展旺盛的積雨云中，因此常伴有強(qiáng)烈的陣風(fēng)和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷風(fēng)。積雨云頂部一般較高，可達(dá)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(chǎn)生電荷。云中電荷的分布較復(fù)雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負(fù)電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個電位差。當(dāng)電位差達(dá)到一定程度后，就會產(chǎn)生放電，這就是我們常見的閃電現(xiàn)象。閃電
2、的的平均電流是3萬安培，最大電流可達(dá)30萬安培。閃電的電壓很高，約為1億至10億伏特。一個中等強(qiáng)度雷暴的功率可達(dá)一千萬瓦，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。放電過程中，由于閃電通道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導(dǎo)致強(qiáng)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(diǎn)會出現(xiàn)強(qiáng)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。關(guān)鍵字：閃電雷鳴放電對流電荷電位差雷電：雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象。產(chǎn)生雷電的條件是雷雨云中有積累并形
3、成極性。雷電的形成：雷電是云內(nèi)、云與云之間或云與大地之間的放電現(xiàn)象。夏季的午后，由于太陽輻射的作用，近地層空氣溫度升高，密度降低，產(chǎn)生上升運(yùn)動，在上升過程中水汽不斷冷卻凝結(jié)成小水滴或冰晶粒子，形成云團(tuán)，而上層空氣密度相對較大，產(chǎn)生下沉運(yùn)動，這樣的上下運(yùn)動形成對流。在對流過程中，云中的小水滴和冰晶粒子發(fā)生碰撞，吸附空氣中游離的正離子或負(fù)離子，這樣水滴和冰晶就分別帶有正電荷和負(fù)電荷，一般情況下，正電荷在云的上層，負(fù)電荷在云的底層，這些正負(fù)電荷聚集到一定的量，就會產(chǎn)生電位差，當(dāng)電位差達(dá)到一定程度，就會發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象
4、，這就是雷電的形成過程。雷電電荷在放電過程中，產(chǎn)生很強(qiáng)的雷電電流，雷電電流將空氣擊穿，形成一個放電通道，出現(xiàn)的火光就是閃電。在放電通道中空氣突然加熱，體積膨脹形成爆炸的沖擊波產(chǎn)生的聲音就是雷聲。2、雷擊災(zāi)害的形成云內(nèi)和云與云之間的放電，叫云間閃電或云閃，云與大地之間的放電，叫云地閃電或地閃。云閃因其不能到達(dá)地面，一般不會對人類活動造成影響，對人類活動造成影響的主要是地閃。地閃發(fā)生時，產(chǎn)生的雷電流從云中泄放到大地，在其泄放通道上造成的危害即雷擊災(zāi)害。當(dāng)雷電流從云中泄放到大地時，直接打在建筑物、構(gòu)筑物及人畜身上，產(chǎn)生
5、電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力，造成毀壞和傷亡，稱之為“直擊雷”；當(dāng)雷電流從云中泄放到大地時，在其泄放通道周圍產(chǎn)生電磁感應(yīng)向外傳播或直接通過導(dǎo)體傳導(dǎo)，導(dǎo)致在影響范圍內(nèi)的金屬部件、電子元件和電氣裝置，受到電磁脈沖的干擾而毀壞，稱之為“雷擊電磁脈沖”。雷電活動規(guī)律及雷擊的選擇：（1）我國年平均雷電日數(shù)按地理環(huán)境的分布a．南方多于北方；b．內(nèi)陸多于沿海；c．山地多于平原；d、在其它條件相同時，土壤導(dǎo)電性較差的地區(qū)雷電活動較弱。（2）雷擊與地質(zhì)條件的關(guān)系a．電阻率小的土壤，導(dǎo)電性好，易積聚大量電荷，為雷電流提供低阻抗通道；b．閃
6、電放電通道常常不是直線，而是曲曲折折的；c．地下埋有金屬導(dǎo)電礦床處，金屬管線較密集的地方易落雷；d.地下水位高、礦區(qū)、小河溝、地下水出口處易受雷擊。（3）雷電活動與地形、地物的關(guān)系a.在距地面二三十米的突出物上方發(fā)生雷擊的概率最大；b、對靠山和臨水的地區(qū)，臨水一面的地洼潮濕地和山口、風(fēng)口、順風(fēng)的河谷的特殊地形構(gòu)成的雷暴走廊的地方易受雷擊；c.電線桿、鐵路、架空電線和避雷針（線、帶、網(wǎng)）接地引下線都是雷雨云對地放電的最佳通道。雷電的危害種類：根據(jù)雷電產(chǎn)生和危害特點(diǎn)的不同，雷電危害可以分為直擊雷、雷電感應(yīng)、雷電波侵入
7、以及比較少見的球形雷等。直擊雷：當(dāng)雷電直接擊在建筑物上，強(qiáng)大的雷電流使建（構(gòu)）筑物水份受熱汽化膨脹，從而產(chǎn)生很大的機(jī)械力，導(dǎo)致建筑物燃燒或爆炸。另外，當(dāng)雷電擊中接閃器，電流沿引下線向大地瀉放時，這時對地電位升高，有可能向臨近的物體跳擊，稱為雷電“反擊”，從而造成火災(zāi)或人身傷亡。雷電感應(yīng)：雷電感應(yīng)又稱感應(yīng)雷，它又分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。靜電感應(yīng)是雷云接近地面時，在地面凸出物的頂部感應(yīng)出大量異性電荷，在雷云與其他部位或其他雷云放電后，凸出物頂部電荷失去束縛，并以雷電波的形式高速傳播而形成的。電磁感應(yīng)是發(fā)生雷擊后，雷電
8、流在周圍空間產(chǎn)生的迅速變化的強(qiáng)磁場在附近金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電壓形成的。雷電波侵入：由于雷擊，在架空線路或空中金屬管道上產(chǎn)生的沖擊電壓沿線路或管道的兩方向迅速傳播的雷電波稱為雷電波入侵。其傳播速度為300m／μs(在電纜中為150m／μs)。球形雷：多在強(qiáng)雷暴雨時閃電最頻繁的時候出現(xiàn)。球雷火球可輻射出大量的熱能，因此它的燒傷力比破壞力要大。雷電的防護(hù)常識：1.雷電擊中人
