雷电产生原理

雷电形成原理及雷电灾害防御措施
作者：安全文化网文章来源：安全文化网点击数： 1137 更新时间：2010-3-1
随着高层建筑的不断涌现和电子信息系统的广泛应用，雷电灾害也日益成为人们日常生活中的重要危害之一。

每年夏季，全国各地都会发生雷击灾害事故，诸如电子信息系统遭到破坏、通讯中断、建筑物被毁、甚至危急人的生命安全，因此造成不可估量的经济损失。

在此，仅从雷电的形成、雷击灾害的形成以及如何防御雷击灾害等方面作如下简析，用以提醒人们不可小视雷电危害，利用科学知识防御雷击灾害，将雷击灾害的损失降到最低限度。

1、雷电的形成
雷电是云内、云与云之间或云与大地之间的放电现象。

夏季的午后，由于太阳辐射的作用，近地层空气温度升高，密度降低，产生上升运动，在上升过程中水汽不断冷却凝结成小水滴或冰晶粒子，形成云团，而上层空气密度相对较大，产生下沉运动，这样的上下运动形成对流。

在对流过程中，云中的小水滴和冰晶粒子发生碰撞，吸附空气中游离的正离子或负离子，这样水滴和冰晶就分别带有正电荷和负电荷，一般情况下，正电荷在云的上层，负电荷在云的底层，这些正负电荷聚集到一定的量，就会产生电位差，当电位差达到一定程度，就会发生猛烈的放电现象，这就是雷电的形成过程。

雷电电荷在放电过程中，产生很强的雷电电流，雷电电流将空气击穿，形成一个放电通道，出现的火光就是闪电。

在放电通道中空气突然加热，体积膨胀形成爆炸的冲击波产生的声音就是雷声。

2、雷击灾害的形成
云内和云与云之间的放电，叫云间闪电或云闪，云与大地之间的放电，叫云地闪电或地闪。

云闪因其不能到达地面，一般不会对人类活动造成影响，对人类活动造成影响的主要是地闪。

地闪发生时，产生的雷电流从云中泄放到大地，在其泄放通道上造成的危害即雷击灾害。

当雷电流从云中泄放到大地时，直接打在建筑物、构筑物及人畜身上，产生电效应、热效应和机械力，造成毁坏和伤亡，称之为“直击雷”；当雷电流从云中泄放到大地时，在其泄放通道周围产生电磁感应向外传播或直接通过导体传导，导致在影响范围内的金属部件、电子元件和电气装置，受到电磁脉冲的干扰而毁坏，称之为“雷击电磁脉冲”。

我国是雷击灾害多发地区，每年都会因雷击灾害造成众多的人员伤亡和巨大的经济损失，因此做好防雷减灾工作，将雷击灾害降低到最低限度，尤为重要。

3、雷电活动规律及雷击的选择
3.1我国年平均雷电日数按地理环境的分布
a、南方多于北方；
b、内陆多于沿海；
c、山地多于平原；
d、在其它条件相同时，土壤导电性较差的地区雷电活动较弱。

3.2雷击与地质条件的关系
a、电阻率小的土壤，导电性好，易积聚大量电荷，为雷电流提供低阻抗通道；
b、闪电放电通道常常不是直线，而是曲曲折折的；
c、地下埋有金属导电矿床处，金属管线较密集的地方易落雷；
d、地下水位高、矿区、小河沟、地下水出口处易受雷击。

3.3雷电活动与地形、地物的关系
a、在距地面二三十米的突出物上方发生雷击的概率最大；
b、对靠山和临水的地区，临水一面的地洼潮湿地和山口、风口、顺风的河谷的特殊地形构成的雷暴走廊的地方易受雷击；
c、电线杆、铁路、架空电线和避雷针（线、带、网）接地引下线都是雷雨云对地放电的最佳通道。

4、雷暴距离的判断
雷暴产生时，闪电和雷声是同时发出的，由于光在空气中的传播速度是每秒30万千米，而声音的速度是每秒340米，那么，我们可以根据看到闪电和听到雷声之间的间隔时间来计算落雷点与人之间的距离。

如果间隔时间是5秒钟，表示雷击发生在离人约1700米左右的位置；如果是1秒钟，也就是一眨眼的时间就听见雷声，说明雷击位置就在人附近300米左右。

当遇到雷暴天气时，我们可以记住每次听到雷声与看见闪电的时间间隔是越来越长，还是越来越短，以此来判断雷暴是逐渐远离，还是即将临近，从而采取一定的防范措施。

5、雷电伤人的几种方式及急救措施
雷电对人的伤害方式，归纳起来有四种形式，即：直接雷击、接触电压、旁侧闪击和跨步电压。

雷电对人的危害与普通高压线路危害类似，只是危害程度更严重，因此一旦发生这种情况，要立即对伤者进行抢救。

人被雷击中后，雷电电流通过人体泄放到大地是一个很短暂的过程，伤者身上是不带电的，这时不必担心施救者被电击。

急救措施也类似于被电击后的急救方法，将伤者平躺在地，在进行口对口的人工呼吸，同时要做心外按摩。

另外，要立即呼叫急救中心，由专业人员对受伤者进行有效的处置和抢救。

6、防止雷击的措施
6.1室外防雷
根据发生雷击灾害的规律及原理，孤立的物体或者物体的突出部位容易遭受雷击，因此，户外防雷应注意：a、在空旷地区，不要进入临时性的棚屋、岗亭等无避雷设施的建筑物内。

b、不可躲在大树下避雨，若不得已需要在大树下停留，必须与树干和枝丫保持两米以上距离，并尽可能下蹲，双脚并拢。

c、不要触摸金属或潮湿物体，随身携带的金属物件（项链、耳环等）也应尽量移开身体，以免成为引雷的介质。

d、不宜使用移动电话和电子仪器。

e、不宜在旷野高举或肩扛雨伞、铁锹等高于身体的尖状物。

f、在户外活动的人应尽快回屋或躲进汽车内。

6.2室内防雷
室内发生雷击事故一般都是雷电流通过雷击电磁脉冲的形式对电器和人造成危害，因此，室内防雷应注意：a、要关闭好门窗，防止直接雷击和球形雷的入侵，尽量远离门窗、阳台和外墙壁。

b、雷雨期间不要使用任何家用电器，包括：电视、电脑、电冰箱、洗衣机、微波炉等，切断电源，特别注意电视信号线和电脑网线（这两根线较隐蔽，容易忽视）；c、雷雨期间不要打电话，如必须打时要使用免提功能；d、不要在家里洗澡，更不要使用太阳能热水器洗澡。

7、雷电防护工程的重要意义
由于造成雷击灾害的形式不同，防御雷电采取的措施也不同，目前的防雷工作主要有两类，一类是建筑物防雷，防御直接雷击，由接闪器、引下线、接地装置三部分组成，在建筑物顶部安装避雷针、避雷带或避雷网等接闪器，并通过引下线与接地装置连接，达到保护建筑物不受直接雷击的目的，另外还将建筑物内部的金属管道、金属门窗、吊顶龙骨与引下线连接，有效保护建筑物内部安全；一类是信息系统防雷，防御雷击电磁脉冲，在电路线、信号线及天馈线上穿接避雷器，并通过引下线与接地装置连接，这样一旦有雷电流侵入，能通过避雷器迅速泄入大地，从而保护电子设备不受损害。

对于智能建筑物，则采取综合防护措施，既防御直接雷击，也防御雷击电磁脉冲。

值得注意的是，不管防护措施做得有多好，也不可能100%的防御雷击，只能将雷击灾害降低到最低限度。

而对雷暴本身产生的冲击波是没有办法防御的，只能将建筑物的牢固度、抗震性提高到最高限度，才能避免雷暴冲击波的影响。