雷电的危害性分析及其预防措施

1、雷电的危害性分析及其预防措施 雷电是自然界中雷云之间或是雷云与大地之间的一种放电现象。其特点是电压很高、电流很大、能量释放时间短，具有很大的危害性。雷电会造成电力系统大面积停电、森林大面积烧毁、建筑物毁坏、油库爆炸起火、通讯系统瘫痪以及家电设备损坏等等。 1 雷电理论 1.1 雷云结构和雷电的放电机理 雷云的典型结构是中部有激烈的上升气流，在这种气流的作用下，带正电的冰晶与带负电的水滴开始分开，形成一部分带正电荷，一部分带负电荷的雷云。由于异性电荷的不断积存，不同极性的云块之间电场强度不断增大，当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时，就形成了云间放电。不同级性的电荷通过一定的电离通道互相

2、中和，产生激烈的光和热，并发出一种强光，称之为“闪，所发出的热，使四周的空气突然膨胀，发出霹雳的轰鸣，称之为“雷。 由于雷云负电的感应、使四周地面积聚正电荷，从而使地面与雷云之间形成强大的电场。当某处积聚的电荷密度很大，造成电场强度达到雷云与地面之间空气游离的临界值时，就为雷云对地放电打到地面上的闪电即为“落雷。如果落雷击中人员、建筑物、机电设备和森林树木而造成的危害，这种现象为“雷击事故。 1.2 雷电活动强度 雷电活动的强度是因地区而异的，有的地区强，有的地区弱，某一地区的雷电活动强度通常用“年平均雷电日这一数字表示。我国年平均雷电日分布大致可划分4个区域，其中长江以北大部分地区年平均雷电

3、日在1540d。年平均雷电日这一数字只能给人们提供某一地区雷电活动的概括状况，雷电活动的强弱程度与落雷概率是两个不同的概念。事实上，即使是在同一地区，雷电活动也是有所不同的，有些地方受局部气象条件的影响，雷电活动可能比邻近地区强得多。 1.3 雷击的选择性 雷害事故的统计资料说明，雷击的地点和建筑物遭受雷击的部位是有一定规律的，这个规律称为雷击的选择性。 地面上建筑物的性质和形状对雷电的发展是有影响的，当地面上电场不断加强时，在高大建筑物的尖顶和边缘上电场强度最大，构成雷电发展的优良条件。在旷野中，即使建筑物并不很高，但是由于它比较孤立、特别，因而较容易遭受雷击。金属结构的建筑物或内部有大型或

4、大量金属物体的厂房，由于具有优良的导电性能，也较易遭受雷击。 2 雷电的危害性 依据雷电的产生和造成危害的不同特点，一般将雷电分为直击雷、感应雷、球形雷和雷电侵入波等几种。其中雷电感应和雷电侵入波是造成雷电危害的主要原因。 2.1 雷电感应 雷电感应是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应造成的。 2.1.1 静电感应 当建筑物顶部或其他导体处于雷云与大地间所形成的电场中时，建筑物顶部或导体上就会积聚与雷云下部电荷极性相反的大量电荷。雷云放电后，云与大地间的电场突然消失，建筑物顶部或导体上的电荷来不及马上流散，因而产生很高的对地电位，这个对地电位差称为“静电感应电压。 雷击时，

5、除建筑物产生很高的感应电压外，在输电线路、通讯线路上同样会发生这种现象。由于感应电压，与雷云极性相反的电荷聚积到一段线路上，成为束缚电荷。当雷云与放电体放电时，雷电通道中的电荷猛烈中和，线路上的束缚电荷变为自由电荷，向导线两边流动，形成感应过电压波。据有关资料介绍，高压输电线路上的感应过电压可达300400kv；一般配电线路和通讯线路，虽然悬挂高度较低，漏电较大，但感应过电压仍可达几十千伏。 2.1.2 电磁感应 由于雷电流具有极大的幅值和陡度，在放电通道四周的空间里，会产生强大的变化电磁场。处在这一电磁场中的导体会感应出较大的电动势。如果回路中有些地方接触不良，就会产生局部发热或放电，电磁感

6、应现象还可以使构成闭合回路的金属物体产生感应电流，对设备或建筑物等造成损害。 2.2 雷电侵入波 由于雷电对架空线路或金属管道的作用，所产生的雷电波可能沿着这些地管线侵入室内，危及人身和设备安全。据有效资料反映，雷电侵入波造成的事故在雷电事故总数中占有较大的比重。 3 预防雷电灾害的措施 人们从开始熟悉雷电起，就一直在积极地采用措施防止它的危害。虽然目前还没有找到完全控制雷电灾害的方法，但是通过安装一些避雷、消雷装置与设施，可以大大减少雷击的损失。 3.1 防雷电感应措施 为防止静电感应，应采用的措施有：建筑物内的金属物如设备、管道、构架、电缆外皮、钢屋架、钢门窗等较大构件和特别屋面的金属物均

7、应接到防雷电感应的接地装置上；屋面周边金属物每隔约20m应采纳引下线接地；现场浇制或预制件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜绑扎或焊接或电气闭合回路，并应每隔约20m采纳引下线接地。 为防止电磁感应，平行敷设的金属管道、构架、电缆外皮等，其净距小于100mm时，应每隔2030m用金属线跨接。 防雷电感应的接地装置，其接地阻值不应大于10，并与电气设备接地装置共同其地阻值应取其二者低值，但此接地装置与独立避雷针或避雷线的接地装置之间的距离应符合要求。 3.2 防雷电波侵入措施 低压线路宜全线采纳电缆埋地敷设，入户处应将电缆金属外皮接到防雷电感应的接地装置上。全线采纳电缆有困难，而采纳钢筋混凝土杆铁横担架空线时，应使用一段长度不少于50m的金属铠装电缆直接埋地引入，并将电缆金属外皮和绝缘子铁脚一起接地，接地电阻不大于10。用于通讯和有线电视系统的架空电缆，每隔一定距离，选适当位置将托挂电缆的钢铰钱做接地处理。 3.3 防雷设施的定期检查 为保证防雷设施具有优良