雷电的种类和危害

雷电的种类和危害雷电是一部分带电云层与另一部分带异种电荷的云层，或者带电云层与大地之间产生的猛烈闪电并伴随巨大响声的放电现象。一、雷电的种类1、按雷电的危害方式分类1）直击雷（1）直击雷是带电云层（雷云）与地面突出物之间的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。（2）直击雷的放电过程每一次放电过程分为先导放电、主放电和余光三个阶段。先导放电是雷云向大地进展的不太光亮的一种放电，当先导放电接近大地时，立刻发生从大地向雷云进展的极光亮的主放电。主放电有微弱余光。大约50%的直击雷有重复放电的性质。平均每次雷击有三四个冲击，最多能显现几十个冲击。第一个冲击的先导放电是阶段形先导放电，第二个冲击以后的先导放电是箭形先导放电。阶段形先导放电的时间为5～20ms，箭形先导放电的时间约为1ms，主放电时间不超过0.5～0.1ms，余光延续时间为30～50ms。2）感应雷感应雷也称雷电感应或感应过电压。感应雷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磁场引起的。这种强磁场能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，产生大量的热而引起火灾。3）雷电侵入波雷电侵入波是指雷击在架空线或空中金属管道上产生的冲击电压沿线路或管道的两个方向快速传播的雷电波。雷电侵入波在架空线上的传播速度为300m/s，在电缆中为150m/s。2、按雷的形状分类雷的形状有线形、片形和球形三种，最常见的是线形雷，片形雷很少，特别情况下会显现球形雷。1）线形雷线形雷是一种曲折曲折的巨型电气火花，长2～3km，也有的长达10km，线形雷是闪电中最猛烈的一种，对电力、通讯系统及人畜和建筑物等威逼最大。线形雷大多是雷云与大地间的放电，也有的是雷云之间的放电。这种闪电可以同时击在不同的地方，一般分为前导放电和主放电等阶段。在大多数情况下，雷云与大地间的放电过程不是单一的，而由若干个先后在同一通道上进展的单一放电所构成。重复放电的次数一般为1～27次，单次放电的延续时间一般为1～20ms，各次放电的间隔时间为10～50ms。2）片形雷片形雷是显现在云的表面上的闪光，有时可能是被云块遮没的火花闪电的延光，也可能是在云的上部发出来的丛集的、若隐若现的一种特别的放电作用的光。这种闪电表示云中电场的能量虽然已经充足产生放电作用，但是新加入的电量却太少，以致在闪亮放电尚未变化到火花（线状）放电以前，原有的储电量已经用完了，片形雷对电力系统一般只会引起感应过电压。3）球形雷球形雷是一种特别的雷电现象，简称球雷。球形雷表现为光亮火球，直径一般为10～30cm，最大的直径可达1m，存在时间大约为百分之几秒至几分钟，一般是3～5s。球形雷常沿着地面滚动或在空中飘扬，能够通过烟囱、门窗或很小的缝隙进入房内，有时又能从原路返回，大多数球形雷消失时伴有爆炸，会造成建筑物和设备等的损坏以及人畜伤亡事故。二、雷电的危害1、雷击的重要对象1）雷击区的形成与地理条件有关。山区和平原相比，山区有利于雷云的形成和进展，易受雷击。2）雷云对地放电地点与地质结构有紧密关系。不同性质的岩石分界地带、地质结构的断层地带、地下金属矿床或局部导电良好的地带都简单受到雷击。雷电对电阻率小的土壤有明显的选择性，所以在沼泽、低凹地区、河岸、地下水出口处、山坡与稻田水交界处常受到雷击。3）雷云对地的放电途径总是朝着电场强度最大的方向推动，因此假如地面上有较高尖顶建筑物或铁塔等，由于其尖顶处有较大的电场强度，所以易受雷击。在农村，虽然房屋、凉亭和大树等不高，但由于它们孤立于旷野中，也往往成为雷击的对象。4）从工厂烟囱中冒出的热气常有大量导电微粒和游离子汽团，它比一般空气简单导电，所以烟囱较易受到雷击。5）一般建筑物受雷击的部位为屋角、檐角和屋脊等。2、雷电的破坏效应1）电作用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强磁场，还可能导致触电伤亡事故。2）热作用的破坏巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内产生大量的热能，会使金属熔化飞溅而引起火灾或爆炸。假如雷击发生在易燃物上，更简单发生火灾。3