一、雷电
1、雷暴云的起电
雷暴云中正负不同极性电荷区的形成过程，称为雷暴云的起电过程。雷暴云中存在着强烈的上升气流和各种尺度及不同相态的水成物粒子，通过扩散、离子捕获、粒子间的碰撞分离等过程，使不同尺度的粒子携带上不同极性的电荷，在气流和重力作用下不同极性电荷发生分离，形成正负不同极性的电荷区。当雷暴云中局地电场超过约400kV/m时，就可以产生闪电。
2、雷电的分类
（1）云闪。
通常情况下，一半以上的闪电放电过程发生在雷暴云内的主正、负电荷区之间，称作云内放电过程，云内闪电与发生几率相对较低的云间闪电和云-空气放电一起被称作云闪。
（2）地闪。另一类闪电则是发生于云体与地面之间的对地放电，称为地闪。一次完整的地闪过程定义为一次“闪电，其持续时间为几百毫秒到1秒钟不等。一次闪电包括一次或几次大电流脉冲过程，称为“闪击”，其中最强的快变化部分叫“回击”。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒。闪电放电可以辐射频带很宽的电磁波，从几Hz到上百个GHz。
3、雷击的几种形式
a、直接雷击
闪电直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。
b、感应雷击
闪电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。
c、雷电波侵入
由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。
d、雷击电磁脉冲
是一种作为干扰源的雷电流及雷电电磁场产生的电磁场效应。指闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应。绝大多数是通过连接导体的干扰，如雷电流或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射的耦合传导。
4、雷击的一般选择性
（1）雷击经常发生在有金属矿床的地区、江河湖海岸、地下水出口处，山坡与稻田接壤的地上和具有不同电阻率土壤的交界地段易遭雷击。
（2）在湖沼、底洼地区和地下水位高的地方也容易遭受雷击。此外地面上的设施状况，也是影响雷击选择性的重要因素。
（3）高耸建筑物、构筑物容易发生雷击，金属结构的建筑物，内部有大量金属体的厂房，或者内部经常潮湿的房间，因导电性好，易发生雷击。
（4）在旷野，即使建筑物不高，但是由于它比较孤立、突出，因而也比较容易遭雷击；如田间的休息凉亭、草棚、水车棚、工具棚等。
（5）烟囱冒出的热气和烟囱排出的大量含有导电微粒和游离分子气团，它比空气易于导电，等于加高了烟囱，易引发雷击。
5、海南雷电活动的基本情况
海南是全国最严重的雷击高发区重灾区，年平均雷暴日数以113天，最高达149天。儋州平均雷暴日数以118.3天，最高达139天。
海南年平均落雷密度为11.53次/Km2，高居全国之冠。落雷密度海南岛东部、北部、西部、中部高，西南部、南部、东南部略低。
每年的一月到十二月都有雷击发生。集中时段为4-10月。
每年因雷击事故，造成50-60人的伤亡和近亿元的经济损失。
二、雷电的破坏作用
1 雷电流冲击波的破坏作用
雷电通道的温度高达几千到几万度，空气受热急剧膨胀，并以超声波的速度向四周扩散，产生强大的冲击波，使其附近的建筑物、人、畜受到破坏和伤害。
2、雷电流电动力效应的破坏作用
雷电流通过导体时，其周围空间将产生强大的电磁场，在磁场里的载流导体受到电场的作用，而产生强大的电动力，这种电动力会造成各类导线或管道折断。
3、雷电的电效应破坏作用
雷击放电电流可高达几十KA到几百KA，电压可高达几十万伏到几百万伏，舜间释放功率可达109-1012W以上。雷击脉冲电流可产生高达1-103高斯(GS)强大磁场。因此，对人类一切电气设备具有及强的破坏力。
4、雷电流热电效应的破坏作用
强大的雷电流通过被雷击的物体时会发热，由于雷电流很大，通过时间极短，如果雷电击在树木或建筑物构筑物上，被雷击的物体瞬间将产生大量的热来不及散发，以致物体内部的水分大量变成蒸汽，并迅速膨胀，产生巨大的爆炸力，造成破坏。雷电通道的温度高达6000℃--10000℃，甚至更高，极易造成火灾和爆炸。
三、雷电的危害方式
1、直击雷危害：雷电直接击在地面某一物体上，造成的危害。它能产生电效应、热效应、电动力效应，其能量大，具有巨大的破坏性。其发生约占整个雷击事故的10-15%。
2、感应雷危害：雷击放电时，在附近物体上会产生静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。
（1） 雷电的静电感应：
当有雷雨云出现时，雷雨云下的地面及建筑物等，受雷雨云的电场作用而带上与雷雨云下端等量的异性电荷。当雷云放电时，雷雨云上的电荷与地面上的异性电荷迅速中和，雷云电场消失，而地面局部地区一些物体，如架空线路、金属管道、建筑物、构筑物等由于与大地间的电阻较大，静电感应产生的异性电荷来不及泄放，对地面就可产生很高的静电感应高压并可能产生放电。
（2） 雷电电磁感应：由于雷电流为脉冲电流，在其冲击下，周围空间产生瞬变的强大电磁场，使附近导体上感应出很高电压，雷电的电磁感应对弱电设备危害极大（当B>0.03GS时可造成微电子设备误动作，B>0.75GS时可造成假性损坏，B>2.4GS时可造成永久性损坏）。
3、雷电波侵入危害：由于雷电对架空线路或金属管道发生的作用，使雷电波沿着这些管线侵入到室内，危及人身安全或损坏设备。
4、雷电高电压反击的危害：在遭受直击雷击的物体（金属体、树木、建筑物等），或防雷装置（接闪器、引下线、接地体、电涌保护器）等，在接闪雷电瞬间与大地间存在很高的电位差（电压），这电压对与大地相连接的金属物体发生闪击的现象为反击（微电子设备遭雷击损坏，60%是来至地电位反击），必须防止SPG地对DOG地电位的反击。
5、球形雷：雷击放电火球或静电高压火球。
6、雷击引发电气火灾和设备损坏主要原因有：
①、雷击各高压供电线路的而引入信息系统电源的雷电流和过电压。
②、雷电感应使供电和信息系统线路产生的感应过电压损坏系统。
③、雷击建筑物或临近地区雷击放电，沿各种金属管线引入的过电压或过电流；同时雷击放电所产生的雷电电磁脉冲导致建筑物内信息系统由于空间电磁感应产生瞬态过电压或强磁场辐射而损坏。
④、各类电气和信息设备接地系统技术处理不当，引起各设备接地系统出现电位差而产生高压反击。
⑤、导致电气设备和线路的绝缘损坏，造成短路故障或漏电跳闸。
雷击对信息系统造成破坏，轻则系统死机或误动作，重则系统硬件永久性损坏或造成人身伤亡。
四、雷击与人身安全
（一）雷电袭击人体的几种形式
1、直接雷击
2、接触雷击
3、旁侧闪络
4、跨步电压
（二）人身安全防护的基本措施
（一） 在近雷暴天气条件下，当你处于具有良好的直击雷防护设施的建筑物内时应注意以下四点：
1、不能停留在建筑物的楼顶(面)上。
2、要注意关闭门窗。
3、不宜使用花洒冲凉。
4、不宜靠近建筑物裸露的金属物，如水管、暖气煤气管等以及勿使用电器设备。
（二)近雷暴天气时，在室(野）外，要注意六点：
1、不宜进入无防雷设施的棚屋、草棚、木屋、岗亭等避雨。
2、不宜在大树底下躲雨、携带金属物品工具。
3、不宜在旷野高打雨伞、木(竹)杆物体。
4、不宜在水面或水陆交界处作业、活动。
5、不宜开摩托车、骑自行车。
6、不宜进行户外球类运动（足球、篮球、高尔夫球等）。
（三）近雷暴天气时，还不宜在下列场所停留
1、山顶、坡脊；
2、开矿田野、各种停车场、运动场；
3、游泳池、湖泊、江河、海滨；
4、铁栏杆、金属晒衣线、架空线、铁路轨道；
5、雷击时，如你孤立处于暴露区，并感到头发竖起时，应立即双膝向前弯曲下蹲，双手抱膝。
（四）雷击时，应寻找下列地方掩蔽
1、有防雷措施保护的健(构)筑物 。
2、大型金属框架的建筑物。
3、大型无防雷保护措施的建筑物。
4、有金属顶的各种车辆及有金属壳体的船舶。
（三）施工现场防雷安全注意事项
1、施工现场应有躲避雷电的安全场所；各电气设备金属外壳应做好接地，电力线路应设有SPD保护；
2、在户外安装金属管道或敷设电力、信号线缆时，一端应先做好接地，临近雷暴天气时应停止作业；
2、临近雷暴天气时，停止使用各类电气设备，如电焊机，切割机，并远离这些设备和线缆，不要携带金属材料工具；
1、遇雷雨天气时，师生应在市内活动，关好门窗，切勿在露天水域游泳或从事其他水上活动，严禁在操场等空旷地带逗留。
2、不要在空旷场地打伞，不要把带金属的用具或物品等扛在肩上，不要或尽量避免使用手机和电话等通信设施，不要停留在铁栅栏，金属晒衣绳，架空金属体等附近，不要站在屋顶、高墙上、电杆或天线附近。
3、不宜开摩托车，骑自行车，禁止沿铁轨行走。
4、要迅速到就近的建筑物内躲避。在野外无处躲避时，要找低洼处伏倒躲避，千万不要在大树下躲避，也不要在离电源线、通信线缆较近的地方和进入无防雷设施的临时棚屋、岗亭等处躲避。
5、不得触摸室内外的接地线及进出室内外的电源线和通信线缆等各种金属导体。
6、在强雷暴天气里应切断专用设备教室的电源和进户通信线缆，师生应远离室外的卫星接收天线。
自然界每年都有几百万次闪电。雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。最新统计资料表明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。全球每年因雷击造成人员伤亡、财产损失不计其数。据不完全统计，我国每年因雷击以及雷击负效应造成的人员伤亡达3000～4000人，财产损失在50亿元到100亿元人民币。
雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。现代电子技术的高速发展，带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，也会造成更大的直接经济损失和广泛的社会影响。
1、雷击造成的危害主要有五种：
（1）直击雷
直击雷是雷击危害最主要的一种形式，我们在前面的雷电的分类中已经介绍过了。由于直击雷是带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象，所以它的破坏力十分巨大，若不能迅速将其泻放入大地，将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害——火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁，甚至危及人畜的生命安全。
（2）雷电波侵入
雷电不直接放电在建筑和设备本身，而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。因此，往往在听到雷声之前，我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。
（3）感应过电压
雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电不直接对地放电，只在云层与云层之间发生放电现象。闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。
雷击放电于具有避雷设施的建筑物时，雷电波沿着建筑物顶部接闪器（避雷带、避雷线、避雷网或避雷针）、引下线泄放到大地的过程中，会在引下线周围形成强大的瞬变磁场，轻则造成电子设备受到干扰，数据丢失，产生误动作或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。
（4）系统内部操作过电压
因断路器的操作、电力重负荷以及感性负荷的投入和切除、系统短路故障等系统内部状态的变化而使系统参数发生改变，引起的电力系统内部电磁能量转化，从而产生内部过电压，即操作过电压。
操作过电压的幅值虽小，但发生的概率却远远大于雷电感应过电压。实验证明，无论是感应过电压还是内部操作过电压，均为暂态过电压（或称瞬时过电压），最终以电气浪涌的方式危及电子设备，包括破坏印刷电路印制线、元件和绝缘过早老化寿命缩短、破坏数据库或使软件误操作，使一些控制元件失控。
（5）地电位反击
如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各种网络信号系统，或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统，从而反击破坏或损害电子设备。同时，在未实行等电位连接的导线回路中，可能诱发高电位而产生火花放电的危险。
2、按其破坏因素又可归纳为三类。
（1）电性质破坏：
雷电产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，可毁坏发电机、变压器、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电；绝缘损坏会引起短路，导致火灾或爆炸事故；二次放电（反击）的火花也可能引起火灾或爆炸；绝缘的损坏，如高压窜入低压，可造成严重触电事故；巨大的雷电流流入地下，会在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。
（2）热性质破坏：
当几十至上千安的强大电流通过导体时，在极短的时间内将转换成大量热能。雷击点的发热能量约为500～2000J，这一能量可熔化50～200立方厘米的钢。故在雷电通道中产生的高温往往会酿成火灾。
（3）机械性质破坏：
由于雷电的热效应，能使雷电通道中木材纤维缝隙和其他结构缝隙中的空气剧烈膨胀，同时使水分及其他物质分解为气体，因而在被雷击物体内部出现很大的压力，致使被击物遭受严重破坏或造成爆炸。
经过我们的研究，结合网上查找的资料，总结出预防雷电总的原则：一是人体的位置尽量降低，以减少直接雷击的危险；二是人体与地面的接触部分如双脚要尽量靠近，与地面接触越小愈好，以减少“跨步电压”。
1、如在野外，应立即寻找蔽护所。以装有避雷针的、钢架的或钢盘混凝土建筑物，作为避雷场所，具有完整金属车厢的车辆也可以利用。
2、没有掩蔽所时，要远离高压输电线。高压输电线均为裸线且电压均在万伏以上，如果离高压线的距离小于18米时，容易造成极严重的触电事故。
3、千万不要靠近空旷地带或山顶上的孤树，这里最易受到雷击；高树林子的边缘，电线、旗杆的周围和干草堆、帐篷等无避雷设备的高大物体附近，铁轨、长金属栏杆和其他庞大的金属物体近旁，山顶、制高点等场所也不能停留。这些地方最容易遭遇雷电袭击。
4、雷电期间，如正在驾车，应留在车内。车壳是金属的，因屏蔽作用，就算闪电击中汽车，也不会伤人，因此，车厢是躲避雷击的理想地方。但是雷电期间最好不要骑马、骑自行车、骑摩托车和开敞篷拖拉机；不要携带金属物体在露天行走，不要使用手机；不要靠近避雷设备的任何部分；尽量不要使用设有外接天线的收音机和电视机，不要接打电话。
5、如果你在江、河、湖泊或游泳池中游泳时，遇上雷雨则要赶快上岸离开。因为水面易遭雷击，况且在水中若受到雷击伤害，还增加溺水的危险。另外，尽可能不要呆在没有避雷设备的船只上，特别是高桅杆的木帆船。
6、如果在空旷的野外无处躲避，应该尽量寻找低凹地（如土坑）藏身，或者采用尽量降低重心和减少人体与地面的接触面积，立即下蹲，双脚并拢，手放膝上，身向前屈，千万不要躺在地上、壕沟或土坑里，如能披上雨衣，防雷效果就更好。在野外的人群，无论是运动的，还是静止的，都应拉开几米的距离，不要挤在一起，也可躲在较大的山洞里。
7、注意当你感到皮肤刺痛或头发竖起，是雷电将至的先兆，要立即倒在地上。受到雷击的人可能被烧伤或严重休克，但身上并不带电，可以安全地加以处理。
8、如有强雷鸣闪电时你正巧在家里，建议无特殊需要，不要冒险外出。但也应注意以下几点：
①不宜在建筑物朝天平面（天面）上活动。因为当朝天平面发生直接雷击时，强大的雷电流可导致人员伤亡。
②不宜使用淋浴器。因为水管与防雷接地相连，雷电流可通过水流传导而致人伤亡。
③紧闭门窗，防止侧击雷和球雷侵入。
我们根据生活常识和结合有关资料，发现雷的种类主要有四种：直击雷、球雷、感应雷和雷电侵入波。
直击雷：是雷电与地面、树木、铁塔或其它建筑物等直接放电形成的。这雷击的能量很大，雷击后一般会留下烧焦、坑洞，突出部分削掉等痕迹。
球雷：是一种紫色或灰紫色的滚动雷，它能沿地面滚动或空中飘动，能从门窗、烟囱等孔洞缝隙窜入室内，遇到人体或物体容易发生爆炸。
感应雷：是指感应过压。雷击于电线或电气设备附近时，由于静电和电磁感应将在电线或电气设备上形成过电压。没听到雷声，并不意味着没有雷击。
雷电侵入波：是雷电发生时，雷电流经架空电线或空中金属管道等金属体产生冲击电压，冲击电压又随金属体的走向而迅速扩散，以致造成危害。
1、雷电活动的一般条件如下。
（1）地质条件：土壤电阻率的相对值较小时，就有利于电荷很快聚集。局部电阻率较小的地方容易受雷击；电阻率突变处和地下有导电矿藏处容易受雷击；实际上接地网电阻率，会增大雷击概率。
（2）地形条件：山谷走向与风向一致，风口或顺风的河谷容易受雷击；山岳靠近湖、海的山坡被雷击的概率较大。
（3）地物条件：有利于雷雨云与大地建立良好的放电通道。空旷地中的孤立建筑物，建筑群中的高耸建筑物容易受雷击；大树、接收天线、山区输电线路容易受雷击；符合尖端放电的特性，基站铁塔建成后也会增大雷击的概率。
2、根据工程经验，下列地点可能是雷害发生概率较高的地点。
(1)10m深处的土壤电阻率r10发生突变的地方。
（2）在石山与水田、河流交界处，矿藏边界处，进山森林的边界处，某些地质断层地带。
（3）面对广阔水域的山岳阳坡或迎风坡。
（4）较高、孤立的山顶。
（5）以往曾累次发生雷害的地点。
（6）孤立杆塔及拉线，高耸建筑群及其他接地保护装置附近。
1、简述原因：
雷电是发生在大气层中大气或云块在气流作用下产生异性电荷的积累使某处空气被击穿，电荷中和产生强烈的声、光、电并发的一种物理现象，通常是指带电的云层对大地之间、云层与云层之间、云层内部的放电现象。这个放电的过程会产生强烈的闪电和巨大的声响，即人们常说的“电闪雷鸣”。
2、简述原因的分析
我们在初中曾经学过关于雷电产生原因的基础内容：雷电是由于天空与地面的强烈中和反应，但对于实质成因并不了解。
现在我们将结合高中所学的知识以及网站提供的资料，对雷电的产生原因进行更全面的分析与理解：
雷电是一种常见的大气放电现象。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。在夏天的午后或傍晚，地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空，形成大范围的积雨云。积雨云顶部一般较高，积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷，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，下部以负电荷为主从而形成雷雨云。而地面因受到近地面雷雨云的静电感应，也会带上与云底相反符号的电荷，两者相当于一个巨大的电容器。一般情况下，我们把地面看成零电势面，积雨云与地面的高度差比较大，根据公式：U=Ed，积雨云与地面间的电场强度与距离都很大，所以它们间的电势差很大，即电压很大。
闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。闪电的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。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。当云层里的电荷越积越多，使电场强度达到一定强度时，就会把空气击穿，打开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时，由于云中的电流很强，通道上的空气瞬间被烧得灼热，温度高达6000--20000℃，所以发出耀眼的强光，这就是闪电。而闪道上的高温会使空气急剧膨胀，同时也会使水滴汽化膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲击波活动形成了雷声。
每时每刻世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电，其中有100次袭击地球。
乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛，是最易受到闪电袭击的地方。据统计，爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电，则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次，当时死了21个人。
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