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第一节 雷电现象
一 雷电的形成
雷电的类型： （1）直击雷 有时雷云较低，周围又 没有带异性电荷的云层， 而在地面上突出的树木 或建筑物等，感应出异 性电荷，雷云就会通过 这些物体与大地之间直 接放电，这种直接击在
图1 雷云放电过程示意图
建筑物或其他物体的雷击，称为直击雷。 由于受直接雷击，被击物体产生很高的电位，而引起过电
（1）年平均雷暴日数——凡是有雷电活动的日子，听到雷 声或者看到闪电，都称为雷暴日。多年雷暴日的平均值称为年 平均雷暴日数（单位为天/年）。
15天—少雷区 平均雷暴日 15~ 40—中雷区
41~90—多雷区
图5 平均雷暴日分布图
二 建筑物的年预计雷击次数
建筑物的年预计雷击次数—是描述建筑物可能遭受雷击频 率的次数（根据建筑物防雷设计规范）
（3）各个部位高度不同的建筑物等效面积计算 沿着建筑物的周边逐点计算出最大扩大宽度，其等效面积A， 应按每点最大扩大宽度的外端的连接线所包围的面积计算。
三 建筑物的防雷分类
建筑物的防雷等级分为三类：
的电位—产生接触和跨步电压。
（4）雷电的磁效应 在雷电流通过的周围，将有强大的电磁场产生，使附近
的导体或金属结构以及电力装置中产生很高的感应电压， 可达几十万伏，足以破坏一般电气设备的绝缘；在金属结 构回路中，接触不良或有空隙的地方，将产生火花放电， 引起爆炸或火灾。
第二节 建筑物的防雷分类
雷电是一种自然现象，雷电发生具有许多不可预知性，对于 雷电的防范，应根据建筑物的重要性和后果进行分类，不同防 雷分类的建筑物，对雷击的防范措施要求不同。 一 雷暴日
感应雷又称雷电感应，它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引起的。它能造成金属部件之 间产生电火花放电。
静电感应的特点是，当雷云出现在导体的上空时，由于感 应作用，使导体上感应带有与雷云的异性电荷，雷云放电时， 在导体上的感应电荷得不到释放，致使导体与地面之间形成很 高的电位差。
Nd 0.024K d1.3ATe
K—修正系数（一般情况下取1；下列情况下取相应的数值：旷野孤立的建筑物取 2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；河边、山口等取1.5）
Td—年平均雷暴日 Ae—与建筑物接受雷电的次数相同的等效面积，按（GBJ57）所规定的方法计算
等效面积的计算：
（1）高度H<100m建筑物的等效面积计算 其每边的扩大宽度（D）和等效面积（Ae）应按下列公式计算 确定：
第七章 建筑防雷
绪言: 雷电是十分常见的自然现象，地球上任何时候都有雷电
活动。 据统计，地球上每天发生800余万次的电闪雷鸣，几乎每
秒有100次，每年因为雷击导致直接经济损失约10亿美元， 3000以上的人员死亡。雷电以其巨大的破坏力给人类和社会 带来了灾难。
有效的防止雷电对建筑或设备的灾害是建筑设计的基本内 容，也是学习建筑供配电的重要内容。本章主要讨论建筑防 雷的基本内容和基本措施。
通常认为球雷是一个炽热的等离子体，温度极高，并发生紫 色或红色的发光球体，直径在10～20cm以上。球雷常沿地面滚 动或在空气中飘动，能通过烟囱、门、窗或其他缝隙进入建筑物 内部，或无声消失，或伤害人身和破坏物体，甚至发生剧烈的爆 炸，引起严重的后果。
图2 直击雷和感应雷示意图
接收天线
SPD 避雷器 浪涌电压 直接雷击或感应雷击，电磁辐射
2、雷电的电效应 （1）雷电反击 反击—避雷装置和被保护设备之间发生放电叫反击（逆闪烁）
地上电位— ukLddLitiLRch
地下—— ud iLRch
一般情况下地上部分大于等于5m，地下部分大于等于3m。
（2）高电位引入
雷电过电压或大气过电压—主要以行波的形式传输。
（3）接触电压和跨步电压
雷电流—接闪器—引下线—接地体—在接地体上产生较大
压，流过的雷电流可达几十千安甚至几百千安，对设备、架空 线及建筑物产生极大的破坏作用，如架空线上产生几千千伏的 高压后，会引起线路的感应放电，发生短路事故，而且会波及 变电所、发电厂，引起严重的后果。
雷击放电大多数具有“重复放电”的特性，产生极大的雷电流 引起地面建筑物和其他物体的损坏，甚至发生爆炸和引起火灾。 （2）第二类是感应雷
雷电1流 % 0 9 由 % 0— 波头时间
10%峰值
衰减到 50%—半波时间
di dt
—雷电波的陡度
lgP
Im 108
—雷电流幅值概率
图4 雷电波形示意图
三 雷电效应
1、雷电的热效应和机械效应 遭受直接雷击的树木、电杆、房屋等，因通过强大的雷电
流会产生很大的热量，但在极短的时间内又不易散发出来， 所以会使金属熔化，使树木烧焦。同时由于物体的水分受高 热而汽化膨胀，将产生强大的机械力而爆炸，使建筑物等遭 受严重的破坏。
电源供电回路 通信线路
电源防雷
SPD
通信信号防雷
SPD
Receiver
网络数
据防雷
Switch/Hub
SPD
通信信 号防雷
FIREWALL
FIREWALL
SPD MODEM/DTU/MUX
Server
PABX
综合接地网
ห้องสมุดไป่ตู้
图3 雷电引入途径示意图
数据网络线路
二 雷云放电过程
图2是雷电波形示意图。 空气被击穿的初始阶段——放电电流较小。 随着雷先导的延续——雷电流迅速上升。 当雷电先导和与迎雷先导相互接近——雷电流最大。
电磁感应的特点是，由于雷电流的幅值和陡度迅速变化，在 它周围的空间里，会产生强大的变化的电磁场，在其中的导体感 应产生极大的电动热，若有回路，则产生很大的感应电流，而产 生危害。 （3 高位引入
高位引入又叫雷电波侵入，由于雷电对架空线路或金属导体 的作用，所产生的雷电波就可能沿着这些导体侵入建筑物内，危 及人身安全或损坏设备，雷电波侵入的事故时有发生，在雷害事 故中占相当大的比例。 （4）第四类是球雷
其每边的扩大宽度（D）和等效面积（Ae）应按下列公式计算 确定：
DH 20H 0m
A e L 2 L W W H 2 H 0 H 2 H 0 0 1 6
式中 L、W、H—建筑物的实际长、宽、高（m）
（2）高度H>=100m的计算
A e L 2 W L H W H 2 1 60