雷电的形成及危害

雷电的形成及危害雷电是一种大自然现象，其电压极高，电流很大，所以破坏力强，危及面广。对建筑物、构筑物、电气线路、变配电装置等设施或设备，以及人、畜等，简单造成损害。一、雷电的形成1749年，美国科学家富兰克林在完成一系列雷电试验后，证明白雷电是自然界中云与云、云与地之间的一种大气放电现象。关于雷的形成过程，尽管近来几十年利用现代化的各种工具进行了讨论，但依旧没有统一的认得。一般认为，雷云是由于空气垂直对流形成的。我们知道，在大气中总是存放着大量的自由电荷，由于大气中含有水汽，这些自由电荷被水汲取。随着气候的变化，空气发生猛烈的对流，水滴就被分裂成带正、负电荷的小水滴，形成了某些带正电荷的雷云层和某些带负电荷的雷云层。随着电荷的积累，电压渐渐上升。当两块带有不同电荷的云层接近到肯定程度时发生猛烈的放电，显现耀眼的闪光，放电时温度高达20000℃，空气急剧膨胀，产生爆炸和轰鸣声，这就是闪电和雷鸣。雷电的电压可达几十万伏甚至数百万伏，它的电流能达数十千安甚至数百千安。这种雷电放电的时间极其短促，一般约为几十微秒。但强大的雷电流会在极短的时间内造成极大的危害。雷电大体可分为直击雷、感应雷、球形雷、雷电侵入波等几种。1、直击雷直击雷是较低的带电云层（雷云）与地面凸出物之间，当电场强度达到空气击穿强度时，发生激烈放电，并显现闪电和雷鸣的现象。也可以说直击雷是直接击在建筑物上，在建筑物上产生电效应、热效应和机械力。2、感应雷感应雷可分为静电感应雷和电磁感应雷两种。1）静电感应雷静电感应雷是雷云接近地面时，使邻近的金属设施特别是较长的金属设施（如架空线路）上，感应产生与雷云相反的大量束缚电荷。在雷云对其他部位或其他雷云放电后，这些金属设施上的电荷失去束缚，以雷电波的形式高速传播，形成静电感应。静电感应电压的幅值可达到几万到几十万伏，往往造成建筑物内的导线、接地不良的金属导体和大型的金属设备放电而引起电火花，从而引起电击、火灾、爆炸，危及人身安全或对供电系统造成危害。2）电磁感应雷电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在四周空间产生快速变化的强电磁场，使四周的金属导体产生很高的感应电压。电磁感应雷会对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏，或者使四周的金属构件感应出电流，产生大量的热而引发火灾。3、球形雷球形雷是一种球形发红或极亮的白光的火球，运动速度为2米/秒。球形雷可以通过门、窗、烟囱等通道侵入室内。在雷的种类中球形雷的危害为最大。4、雷电侵入波雷电侵入波是由于雷击在架空线路中或金属管道上产生的冲击电压，沿线路或管道上向两个方向快速传播的雷电波，它可以侵人屋内，危人身安全和损坏设备。其传播速度为300米/微秒。二、雷电的危害雷电的破坏方式重要有以下三种：1、电性质的破坏雷电产生的数十万至数百万伏的冲击电压能损坏电气设备的绝缘，造成大面积、长时间停电。绝缘损坏引起的短路火花和雷电的放电火花可能引起火灾和爆炸事故。电气绝缘的损坏与巨大的雷电流流入地下，在电流通路上产生极高的对地电压和在流入点四周产生的跨步电压，还可能导致触电伤亡事故。2、热性质的破坏热性质的破坏作用表现为巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换出大量的热能，造成易燃品的燃烧或造成金属熔化。对人来讲，雷电的烧伤有两种形式。1）焦身烧伤电流通过人体产生的热效应，叫做焦身烧伤。它符合电流发热定律，这时烧伤的时间仅有几微秒，受害者并不严重，能在皮肤上找到直径1厘米左右的红斑，这可用来确定雷电流进出人体的路径。2）热雷烧伤热雷是几百安的波尾电流持续几十毫秒的放电，所放出的热能可使易燃材料着火或使人遭到纯烧伤。3、机械性质的破坏机械性质的破坏作用表现为被击物遭到破坏，甚至爆炸成碎片。这是由于巨大的雷电流通过被击