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接地课程模拟题库
一．填空（每空1 分，共22 分）
1、接地的分类按接地电流频率可分为直流接地、_交流接地_、_ 冲击接地等。
2、电位梯度与离电极距离的平方成反比，安全的区域每 0.8 m 跨步电压不应大于 50 V。
3、一般情况下，研究直流或工频接地时，将大地看成导体；研究冲击接地时，在低土壤电阻率地区，只考虑传导电流的作用，在高土壤电阻率地区，还须考虑位
移电流的影响。
4、试验证明：屏蔽电缆的一点接地要选在低压控制仪器处，而在被控制的一次设备
处要悬空。工频接地电阻与冲击接地电阻的关系式是 R 工频 =AR 冲击（A ＞1），一
般情况下同一接地装置的_工频电阻大于冲击电阻。
5、大地由均匀相连的胶结物（ρ1）与不同形状的岩石颗粒（ρ2）组成，当颗
粒的体积百分含量 V＜ 60% 时，ρ2对ρ影响不大。地层非各项同性系数为nt
r
l
r
= 。
6、发、变电站地网的接地电阻介于圆环和圆板形电极的接地电阻值之间，其接地电阻估算公式为 0.5R
Ar
= 。
7、要发生电化学腐蚀，不但需要有作为阳极发生溶解的金属，而且必须有腐蚀剂
作为阴极去极化剂来维持阴极过程的不断进行。接地装置的腐蚀主要属于电化学腐
蚀。 8、用文纳四极法测量土壤电阻率时，若要测量从地表到10 米深度范围内平均土壤电
阻率，测量电极间距离应为 10/3 米，测量电极插入地中深度应不大于 1/6 米，若测得R,
则ρ=2πaRΩ·m。
9、采用水平外延放射线来降低杆塔或发、变电所的接地电阻，这对降低工频接地电
阻是行之有效的，但对冲击电流来讲，由于冲击电流的频率较高．就应该考虑外延接地
体的电感、电容效应问题，而不能无限制的外延。IEC 规定“外引长度不应大于有效长
度2 r ”。10、地电流的分布规律与与电流频率，大地电阻率，大地介电常数，大地导磁率因素有关。
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11、地层非各项同性系数表达式为 nt
r
l
r
= ，平均电阻率表达式为 m ntr rr= 。12、
为了减少相邻接地体的屏蔽作用．垂直接地体的间距不宜小于其长度的 2 倍．水平接
地体的间距不宜小于 5 m，地体与建筑物的距离不宜小于 1.5 m。
13、冲击电位梯度比工频电位的梯度在接近地体附近更大，安全的区域每 0.8 m
跨步电压不应大于 50 V。
14、大接地短路电流系统接地装置的接地电阻应符合_R≤2000/I式要求, 一般应小于
0.5 Ω，当接地网的接地电阻由于受条件限制，比如土壤电阻率较高等，可适当增大接地
电阻，但不得大于 5 Ω。
15、接地装置宜采用镀锌钢材材。接地装置的导体截面应符合防腐蚀和载流的
要求。大中型发电厂、110kV 及以上变电所或腐蚀性较强场所的接地装置应采用镀锌钢
材钢材，或适当增大截面。
16、在利用基础内钢筋作接地体时，周围土壤的含水量不应低于__4%_。
17、半径为r 的半球状接地电极，如电阻区域包含全电阻的50％，电阻区域为到达2r
的区域。如达到全电阻的90％，电阻区域为至 10r 的区域。这个区域称为该接地体的电
阻区域。
二.选择题（每小题２分，共10 分）
1、对电位降法，在主接地电极有它的电阻区域，在电流电极也有它的电阻区域。为正
确测量接地电阻，两者的电阻区域。（A）
A：必须互不交叠； B：必须互相交叠； C: 都可以
2、消除引线互感对测量的干扰应（C）
A：加大测量频率； B：加大测试电流； c：测试电极三角形布置
3. 大地电阻率随外加电场的频率增加而（A）
A：减小， B：增大； C: 不变
4.水平接地带在地中埋设时宜（B）
A：水平布放 B：竖立布放 C: 都一样
5．大地由均匀相连的胶结物（ρ1）与不同形状的岩石颗粒（ρ2）组,当颗粒的体积
百分含量V 为何值时，ρ2对ρ影响不大（A）
A：V<60%； B：V<80%； c：V>50%
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6：非接触测量法（双夹钳法）适用于（A）
A：多点接地系统； B：单点接地系统 C: 都可以;
7: 一般来说，当电路的工作频率高于10MHZ 时，应采用（C）
A：单点接地 B：两点接地 C: 多点接地
8. 若由测量知干扰频率为55Hz，则接地电阻测试仪采用以下哪个测试信号较好？（C）
A：55Hz； B：65Hz C: 105Hz
9、对发电厂、变电所的接地网，其屏蔽电缆应（A）
A：一点接地 B：两点接地 C: 多点接地
10
…
一般情况下，研究直流或工频接地时，将大地看成（A）
A：导体 B：绝缘体 C: 都一样
三、名词解释（每小题4 分，共20 分）
1、ERP
答：接地基准点（Earthing Reference Ponit，ERP）等电位连接网络的接地引接点。
2、接地电极的电阻区域
答：接地电阻是包含在接地电极周围的大地之中的。所含接地电阻的量在接地电极的附近
最多，离接地电极远的地方较少。那是因为在地中电流经过路径的断面积急速扩大。如理
论上严密地讲，接地电阻包含在至无限远方的大地中。但是。作为实际问题，可考虑接地
电阻的大部分是在以接地电极为中心的有限的范围内。这样，以接地电极为中心，把包含
大部分接地电阻的范围称为电阻区域。
3、文纳四电极法画图说明,PPT 第6 章6.1.1。
4．集合屏蔽效应和接地极的利用系数η
答：作多个接地电极施工，把它们并联连接起来，称作并联接地。在有 2 个接地电阻值为
R(Ω)的接地电极并联连接时，合成接地电阻值不一定是R／2[Ω]。通常,合成接地电阻值
比R／2 大一些。当接地电极间的间隔变狭，接地电阻超出程度便变大，把这称为集合屏
蔽效应。接地极之间屏蔽效应的利用系数为
12
12 0
0100
RR
RR
R
h
+
=?
5.防雷接地体的有效长度
答：由于电脉冲在地中的速度是有限的，而且由于冲击雷电流的陡度是高的，一接地装置
仅有一定的最大延伸长度有效地将冲击电流散流入地。
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6．冲击系数
答：冲击接地电阻Rch 与工频接地电阻Rg 的比值．称为接地体的冲击系数α。
7. 自然接地体
埋设在地下的金属管道(有可燃或爆炸性介质的除外)、金属井管、与大地有可靠连接的
建筑物及构筑物的金属结构、水工构筑物及类似构筑物的金属桩等自然导体均可用作自然
接地体。
8．接地电极为三角形的布置法
答答：：画画图图，，PPPPTT 第第66 章章。。
99．．阴极保护法
答：阴阴极极保保护护是是使使金金属属构构件件作作为为阴阴极极，，通通过过阴阴极极极极化化来来消消除除该该金金属属表表面面的的电电化化学学不不均均匀匀性性，，
达达到到保保护护目目的的。。
10. 电流渗透深度
即在进行接地电阻和土壤电阻率的测量时，工频电流能够达到的地下深度成为电流渗
透深度。
11. 接地电极为直线布置的（ 62%法）
答：如果电流极不置于无穷远处，则电压极必须放在电流极与被测接地体两者中间，距接
地体o．618d13 处．即可测得接地体的真实接地电阻值，此方法称为0.618 法或补偿法。
12. 阳极过程
答：阳极过程就是阳极金属发生电化学溶解或阳极化过程。
1133、、电化学腐蚀
答答：：电电化化学学腐腐蚀蚀是是指指金金属属表表面面与与离离子子导导电电的的介介质质((电电解解质质))发发生生电电化化学学反反应应而而引引起起的的破破坏坏。。
14、最大外延长度
第2 章
15、析氢腐蚀
答：金属在酸性介质中的腐蚀将伴随着氢气的析出，叫做析氢腐蚀。化学方程
式。
16、氧还原腐蚀
答：阴极过程为氧的还原反应的腐蚀，叫氧还原腐蚀。化学方程式。
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四.问答题（每题10 分，共40 分）
1．简述影响大地电阻率的因素。
答：（1）大地电阻率随外加电场的频率增加而减小，ρ0≤ρf≤ρ0ρ/(ρ0+ρ ) （2）大地电阻率随外加电场强度的增加而减小且当外加电场强度达到一定值（击穿场
强）时击穿。（3）大地电阻率与大地成份和结构有关(4)含水量大的土壤和岩石电阻率较
低，大地电阻率还与地中水分的电解溶液性质及浓度有关。(5)正温区大地电阻率随温度
的升高缓慢下降，负温区大地电阻率随温度的下降明显增大。
2．请叙述防接触电压和跨步电压触电措施。
答：①降低接地电阻②加装均压带以改善地面电位分布③提高地表层电阻率，例如水平接
地体局部应包绝缘物,可采用50～80mm 厚的沥青层等。
3．发电厂、变电所接地网应如何布置？
答：对发电厂和变电所，不论采用何种形式的人工接地体，如井式接地、深钻式接地、引
外接地等，都应敷设以水平接地体为主的人工接地网。对面积较大的接地网，降低接地电
阻主要靠大面积水平接地体。它既有均压、减小接触电势和跨步电势的作用，又有散流的
作用。防雷接地装置可采用垂直接地体作为避雷针、避雷线和避雷器附近加强集中接地和
散泄雷电流之用。
人工接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距
的一半。接地网内应敷设水平均压带。接地网的埋深一般采用0.6-1.0m。在冻土地区应敷
设在冻土层以下。接地网的边缘经常有人出入的走道处，应铺设砾石、沥青路面或“帽檐
式”均压带。
4．为什么如果主接地电极和辅助电流测量电极远离，电位分布曲线发生水
平部分，就能判断双方电极无关系呢?
答：接地电阻是包含在接地电极周围的大地之中的。所含接地电阻的量在接地电极的
附近最多，离接地电极远的地方较少。那是因为在地中电流经过路径的断面积急速扩大。
如理论上严密地讲，接地电阻包含在至无限远方的大地中。但是。作为实际问
题，可考虑
接地电阻的大部分是在以接地电极为中心的有限的范围内。这样，以接地电极为中心，把
包含大部分接地电阻的范围称为电阻区域。对电位降法，在主接地电极有它的电阻区域，
在电流电极也有它的电阻区域。为正确测量接地电阻，两者的电阻区域必须互不交叠。
5. 如何解释电位降法的重要特征：二个辅助电极的接地电阻不会影响测量
值。
答：电位降法重要的特征是二个辅助电极的接地电阻不会影响测量值。因辅助电极也
是接地的，当然有接地电阻。测量用的辅助电极长度及直径都较小，而且因接地测试是临
时的，辅助电极的接地电阻都较高。并且它的值因测量地点和时间而变动。电流辅助电极
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c 的接地电阻加入主回路中，会影响流入大地中电流的大小。但是，电流值变化时，因与
它成比例的EP 间的电位差亦变化，使测量结果V／I 不变。电位辅助电极P 的接地电阻加
入电位差测量回路之中，因此作为电压测量装置，如能尽量不在此回路提取电流，就能除
去P 电极的接地电阻的影响。所以，电压表的内阻应尽可能大。
6.降低接地电阻有哪几种简单的方法？
答：1. 充分利用自然接地体降阻
2. 加大接地体尺寸
3. 增加接地体埋设深度
4. 外引接地装置
5. 换土法
6. 可以建立水下地网
7. 冲击电流通过接地体散流的特性有哪些？
答：(1)由于冲击电流相当于高频电流的情形，因此，除接地体的电阻外，接地体的电感
和电容均对冲击阻抗发生作用。其作用的大小，决定于接地体的形状、冲击电流的波形幅
值以及地的电气参数ρ和ε(2)当接地体表面的电流密度达到某一数值时．会产生火花放
电现象．其结果相当于接地体的直径加大。
(3)冲击电流在地中流动时，由于高频电流的集肤效应，不像直流电那样可以穿透无
限深处的地层，也不像工频电流那样可以穿透地的有限深度，而是在距地面不太深的范围
内流动。（当ρ为100-500Ω·m时，大约在距地面20-50m 范围内流动）
(4)大地的两个电性能参数ρ和ε，特别是地电阻率在高频的情况下，并非像工频那
样可以近似为常数，而是在很大程度的往减小的方向变化。
(5)接地体周围的电场强度达到某一数值时，电压和电流不再是线性关系，而是表现为
非线性。
8、请叙述接地体（线）的连接要求。
答：连接线的长度小，强度大，线粗，连接电阻要小，焊接或压接。
9、为什么混凝土基础中的钢筋可以作为接地体？要成为好的接地体，对混
凝土的含水量有何要求？
答：（1）钢筋本身就是良好的导体，可以对雷电流进行很好的泄流；
（2）混凝土基础中的钢筋埋深很深，远大于接地体的埋深要求；
（3）混凝土基础中的钢筋互相连接，形成了很大的地网，有利于雷电流的泄放；（4）混凝土比普通岩石吸湿性大，在湿润状态电阻率相当低的混凝土的电阻率比普通
土壤的电阻率还低。要成为好的接地体，对混凝土的含水量的要求是大于4%。
11. 接地降阻剂应有的性能
答：（1）良好的导电性能；
（2）长效的降阻功能；
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（3）对金属的耐蚀缓蚀性；
（4）能耐受大电流的冲击；
（5）具有一定的负阻特性；
（6）降阻剂本身应无毒、对环境无污染；
（7）降阻剂应便于施工。
12. 简述降阻剂的降阻机理
答：（1）增大接地体的有效截面；
（2）消除接触电阻；
（3）降阻剂的渗透改善周围土壤电阻率；
（4）降阻剂的吸水性和保水性改善并保持土壤导电性能。
13. 请分析网电极的接地电阻与网系数、网系数和网数的关系。
答：网电极的接地电阻可用网系数以下式表示：R＝M×[网数为∞时的板状电极的接地电
阻]，n＝1 时（n 为网数），M 得最大值，利用圆板和圆环电极的接地电阻公式，M 的最的
大值Mmix 的概略值可如下计算
式中，r 是网电极的等值半径, r?是所用导体的半径。
14. 写出碳钢在酸性溶液中腐蚀时的化学反应式，并解释电化学腐蚀。
答：
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由于在被腐蚀的金属表面存在着在空间或时间上分开的阳极区和阴极区，腐蚀反应过
程中电子的传递可通过金属从阳极区流向阴极区，其结果必有电流产生。
15. 在用文纳四级法测量土壤电阻率时，改变探针之间的距离有何意义？
文纳四级法测量土壤电阻率时有哪些注意事项？
答：随着探针之间的距离的不同，可以得到不同深度的平均土壤电阻率。
（1）对于己运行的变电所测土壤电阻率时，因电流要受地中水平接地体的影响，因而测量时要找土质相同的远离接地网的地方进行。
（2）为了全面了解地电阻率的水平方向的分布情况，要在被测试的区域内找不向
的4—6 点进行测量。
（3）为了了解土壤的分层情况应改变几种不同的a 值进行测量，比如a=5、10、20、30
（4）测量土壤电阻率时应尽量避开地下的管道等，以免影响测试结果。
（5）不要在雨后土壤较湿时测土壤电阻率。
五．计算题
1. 利用三极法测量土壤电阻率时，若接地极的管径为20mm，接地极击入土
中的深度为0.8m，测得的工频接地电阻为16Ω，则该区域的土壤电阻率约为多少？
按静电场原理已知该接地极的接地电阻：
/(2 ) (4 /)Rg l In ldrp= g
( 2 )/ (4 /)Rg l In ldrp= g =（16×2×3.14×0.8）/In(4×0.8/0.02)
=80.384/5.075=15.84Ω·m
2. 已知某地的土壤电阻率为100Ω·m,现需要一个工频接地电阻不大于4
Ω的地网，若采用长度为2.5m，管径为50mm 的镀锌钢管作为垂直接地体，计算
一根这样的垂直接地体的接地电阻值约为多少？若不考虑水平连接带的作用，约需多少根这样的垂直接地体？请说明理由。
在不考虑水平连接带的作用的情况下，根据接地体并联关系，工频接地电阻 4 Rn
< Ω，
所以n 最少需要9 根。
3. 一外引接地体先经40m 长的土壤电阻率为2500Ω·m的土壤，以后为
1000Ω·m。请计算该接地体的有效长度。
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先按2000Ω·m算出有效长度为2 2500 100m= ，减去 40m 后的剩余长度
100-40=60m，
在1000Ω·m条件下的长度 1
1
2
2
1000
60 28.28
2000
l lm
rr
= = ?= 所以该接地体的有效
长度l=40+28.28=68.28m。
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2021新版雷电形成原理及雷电 灾害防御措施 Understand the common sense of safety, you can understand what safety issues should be paid attention to in daily work, and enhance your awareness of prevention. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0752
2021新版雷电形成原理及雷电灾害防御措 施 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，
雷电形成原理及雷电灾害防御措施 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
为什么先有闪电再有雷电 因为光的传播速度比声音的传播速度快，所以我们先看到闪电后听到雷声。 为什么会有闪电? 暴风云通常产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电，而且还在地面产生阳电荷，如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸，但空气却不是良好的传导体。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有负电的云层相遇；负电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面。最后正负电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去，产生出一道明亮夺目的闪光。闪电就这样产生了。 为什么会打雷 证明打雷是由云里带的电引起的。 高空中有好多股气流在不断地运动。这些气流有的向上跑，有的向下跑；有的速度快，有的速度慢。气流的运动使空气中的积云有的向上冲，有的向下降。云和云之间的摩擦使云带上不同的电荷。由于同种电荷相排斥，因此正电荷和负电荷分别聚集到云的两端，空气流动越快，云层越厚，带的电就越多。积云所带的电达到一定程度，就会穿过空气放电，使两种电荷中和。由于云中的电流很强，电穿过空气的时候会发热，空气被烧的炽热，温度比太阳表面还要高好几倍，这巨大的热量使空气迅速的膨胀，从而发生巨大的声响，这就是雷。 当带电的积云离地面比较近时，因静电感应，使地面带上和云底不同的电荷。当带的电达到一定程度时，积云会向地面放电，这就是落地雷。而这种雷容易造成灾害。 电荷特别愿意跑到尖锐突出来的地方，因此，在高大的建筑物或旷野上树的顶端，聚集着比较多的正电荷，它们很容易就可以把闪电拉下来，使自己遭到雷击，所以当我们在旷野上时，不能到高树下避雨。 天上为什么会下雨? 由液态水滴(包括过冷却水滴)所组成的云体称为水成云.水成云内如果具备了云滴增大为雨滴的条件,并使雨滴具有一定的下降速度,这时降落下来的就是雨或毛毛雨.由冰晶组成的云体称为冰成云,而由水滴(主要是过冷却水滴)和冰晶共同组成的云称为混合云.从冰成云或混合云中降下的冰晶或雪花,下落到0℃以上的气层内,融化以后也成为雨滴下落到地面,形成降雨.
雷电定位系统测量的雷电流幅值分布特征 陈家宏,童雪芳,谷山强,李晓岚 (国网电力科学研究院,武汉430074) 摘 要:为满足防雷工程技术对雷电定位系统所测大量雷电流参数的应用需求,在IEEE 工作组和国内电力行业规程中采用的雷电流幅值概率分布特性的基础上,通过统计我国典型雷电定位系统监测数据研究了雷电流幅值分布特征。结果表明:采用IEEE 推荐的表达形式回归雷电定位系统测量的雷电流幅值累积概率曲线拟合性最好,其结果与IEEE 推荐雷电流幅值分布特征符合,与我国当前规程中推荐的曲线有交叉,小幅值部分累积概率值高出规程值20%,大幅值部分累积概率值略小,与高压架空输电线实际雷击绕击跳闸率比设计值偏高相符合。关键词:雷电流幅值;雷电定位系统;统计;累积概率;雷电监测;雷电流分布中图分类号:TM866文献标志码:A 文章编号:100326520(2008)0921893205 基金资助项目:2006国网公司科研项目(13070052512353)。 Project Supported by 2006Scientific Item of State Electric Grid (13070052512353). Distribution Characteristics of Lightning Current Magnitude Measured by Lightning Location System C H EN Jia 2hong ,TON G Xue 2fang ,GU Shan 2qiang ,L I Xiao 2lan (State Grid Electric Power Research Instit ute ,Wuhan 430074,China ) Abstract :To satisfy the application demands of vast lightning current parameters in lightning protection engineering technology ,the distribution characteristics of cumulative probability of lightning current magnitude adopted by IEEE working group and national power industry regulations are analyzed ,and the distribution characteristics of lightning current magnitude in some typical areas based on lightning location system ’s data are studied.The results show that :the fitting expression format adopted by IEEE is better for cumulative probability curves gotten f rom lightning loca 2tion system than that adopted by national power industry regulations ,the characteristics of the statistical curves ac 2cord with that recommended by IEEE ,in two sides of the crossing point ,the cumulative probability values at smal 2ler currents are 20%higher than the latter ,and the cumulative probability values at higher currents are somewhat smaller than the latter ,which is accordant with that the actual shielding failure rates of high voltage overhead trans 2mission lines are higher than design values. K ey w ords :lightning current magnitude ;lightning location system ;statistic ;cumulative probability ;lightning de 2tection ;lightning current distribution 0 引 言 雷电流幅值概率分布一直是国内外防雷界非常重视的雷电参数之一,在绕击和反击防雷计算中占据十分重要的位置,国内外使用的雷电流幅值分布表达式不同。国内在近30多年中对雷电流幅值分布表达式进行过3次修改,目前使用的是电力行业规程《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T62021997)[1]中推荐的表达式lg P I =-I /88,它是依据新杭线1962～1987年的磁钢棒检测结果,用97个雷击塔顶负极性雷电流幅值数据回归得到的[2]。国际上,Anderson 2Erikson 、Popolansky 、Sar 2gent 等人先后对全球各地的雷电流幅值分布进行了研究,归纳出相应的雷电流幅值累积概率表达式[3],IEEE 工作组于2005年对全球雷电参数研究 进行回顾和总结,仍然推荐Anderson 依据Berger 等人的实测数据提出的雷电流幅值的概率分布的近似对数正态分布式[4,5]。日本为了监测雷电流参数,1994～1997年在60个1000kV 降压至500kV 运行的双回路输电线路杆塔塔顶安装215m 长的引雷针[6],研究出自己的雷电流幅值分布特征。 雷电定位系统是一套全自动、大面积、高精度、实时雷电监测系统,采用遥测法依据M.A.Uman 提出的地闪回击场模型得到雷电流幅值数据。本文通过雷电定位监测系统的多年监测资料对全国部分地区的雷电流幅值概率分布进行了统计,得到一些典型的雷电流幅值分布特征,并将其与现行电力行业标准中推荐的雷电流幅值分布曲线进行了比较。 1 对雷电流幅值累积概率分布的再认识 在我国线路防雷历史上,对雷电流幅值累积概率分布进行的3次修订如表1[7]。 ? 3981? 第34卷第9期 2008年 9月 高 电 压 技 术 High Voltage Engineering Vol.34No.9 Sep. 2008
南京信息工程大学（雷电科学与防护技术方向） 雷电原理试卷（1） 单项选择题（每小题1分，共20分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。 1．在一定的大气条件下，大气离子的迁移率主要取决于离子的（C ） A. 离子的形状； B. 离子的质量； C. 半径； D. 离子的极性。 2．单个大气离子的荷电量为（B ） A．二个基本电荷；B. 一个基本电荷；C. 三个基本电荷；D. 多个基本电荷。 3．通常, 晴天自由大气电场随高度（B ） A．增加；B. 减小；C. 少变；D. 迅速增长。 4．晴天自由大气等电势面与地面相（D ） A．倾斜；B.垂直；C.无一定关系；D. 平行。 5．如大气层电场高度随高度增加, 则大气荷何种极性的电荷（B ） A．正电荷；B. 负电荷；C. 无法确定。 6．层状云的单极性电荷分布是指: （B ） A. 云中含有正负极性的荷电粒子; B. 云中只含有一种荷电粒子; C.云中含有三种以上的荷电粒子。 7．云雾粒子的荷电量主要取决于（A ） A. 云滴的半径; B. 云的类型; C. 云的高度; D. 云的外形。 8．地闪是指（A ） A. 云与大地相接触的放电现象; B. 不与大地相接触的放电现象; C. 云内电荷间的放电现象。 9．向下负地闪是指（C ） A．先导向上，地闪电流方向向下；B. 先导向下，地闪电流方向向下；C. 先导向下，地闪电流方向向上；D. 先导向上，地闪电流方向向下。 10．向上负地闪是（B ） A．先导向上，地闪电流方向向下；B. 先导向上，地闪电流方向向上；C. 先导向下，地闪电流方向向上；D. 先导向上，地闪电流方向向下。 11．地闪中电场的L变化是指（D ） A．地闪回击电场变化；B. 梯式先导之前的电场变化；C. 地闪间歇阶段的电场变化；D.梯级先导时的电场变化。
雷电形成的原理 大气物理学的一个分支。主要研究电离层以下大气中发生的各种电现象和它们的产生与相互作用过程的规律及应用。远古人类对雷电现象充满恐惧，18世纪中叶(1752 年6月)美国B.富兰克林的第一次风筝探测雷电试验以后，雷电的本质逐渐被人类认识，20世纪20~30年代以后，人们逐步对云中起电，闪电和雷的物理特性、形成机制等进行研究产生了大气电学。大气电学有两大主要部分：晴天电学和扰动天气电学。晴天电学主要研究晴天大气电场、大气电导率、地空电流和全球大气电平衡等；扰动天气电学主要研究雷雨云电结构和起电机制、雷与闪电过程、尖端放电过程与避雷方法等。人工影响雷电在目前只处于初期探索阶段，随着大气电学的发展和科学技术的进步，人类最终将会实现人工影响和控制雷电。在当今，大气电学对人民生活和对电力、电信、建筑、航空等部门都有重要意义。 i）大气电场把地表面视为下极板、电离层导电层视为上极板，组成巨大球形电容器，两极板中间的大气基本不含电荷，上极板导电层含有正电荷，下极板的地表面含负电荷，这巨大电容器中间的电场称大气电场。规定大气电场方向从低电位的地面朝上（与物理学静电学规定相反）。尽管雷雨云移到某处时，雷雨云底部与相对应下垫面间的电场方向是向下的，但对全球而言，雷雨云区所占比例很小（约1%），故总体大气电场的方向是朝上的。晴天电场常被看作正常大气电场，其场强随纬度增大而增强、随离地面高度而变小，全球平均看，陆区地表面附近电场强度为120伏/米左右，海面上则约为130伏/米。在工业区污染严重、气溶胶粒子多的地方，晴天电场强度可达300~400伏/ 米。晴天电场场强随高度减弱是很强烈的，在10公里高度处的值仅为地面值的3%即约4伏/米。晴天电场强度有日变化和年变化。陆面在地方时04-06时和12-16时出现极小值，07─10时和19─21时为极大值；一年之中，冬季为极大值、夏季为极小值。在海面和两极地区，在世界时19时出现极大值，04时左右为极小值，这些地区大气电场年变化不明显。 ii）大气电导率和离子迁移率 大气不仅含中性分子和原子，还含有一些离子，这些离子分为轻离子（由几个分子聚集在一起而带一个正电荷或负电荷，直径约千分之一微米）和重离子（荷电的气溶胶粒子，常带一个正电荷或负电荷，比轻离子大成千上万倍）。描述大气离子在电场中移动快慢的参数称迁移率，由于大气离子基本上都只带一个单位电荷，所以在同样的电场强度的电场中，轻离子的迁移率要比重离子的大得多。例如在场强为1伏/厘米的电场中，大气轻离子移动速率为115厘米/秒，而重离子的移动速率只是这个数的几百分之一。 大气电学中，把正比于大气离子浓度和迁移率乘积的参数称为大气导电率λ，λ随高度按指数律增加，这与大气电场强度随高度的变化趋势相反。大气导电率比铜的电导率640000/欧姆·厘米要小得多，大气的导电性是很弱的。当用J记大气电流密度，用E 代表大气电场强度，则有关系式J=λE成立。其中J是不随高度变化的。 iii）地空电流在晴天大气电场作用下，大气中的正离子向下运动、负离子向上运动，如此形成的微弱电流称地空电流。这电流是比较稳恒的，不随高度变化，把这个微弱电流与地球表面积相乘，便得到全球地空电流的总电流强度为1800安培，如果只存在晴天地空电流，那么在1800安培电流放电的情况下，只需要几分钟，便可使地表面这个巨大“电容器” 下极板的负电荷全部中和而使其电荷消失。因此，必定存在与晴天地空电流相反方向的补偿电流，把地表面的正离子输向大气（向地面输入负离子），以维持晴天大气电场基本不变，这就是闪电电流和尖端放电电流等。雷雨云电结构模式没有雷雨云便没有雷电，因此对雷雨云的探测研究是十分重要的。在20世纪30年代以后，人类通过施放大量探测气球，获得了较丰富的资料，总结出最早的雷雨云电结构模式如图所示：存在两个主电荷中心，云底
简直不能更?逼 雷电法术实测效果全解析 对于部落冲突中的雷电法术，相信很多?伙伴都很熟悉。但是你了解雷电法术每次攻击的落点么？?前有外国?友就测试分析了雷电法术打击时的规律，?起来看看吧。 【原创作者：贴吧 伊林可爱宝?】 今天下午看到?领在讨论雷电法术问题，?开始只是觉得不都是随机看?品闪下去罢了，不过?领测试很多次后说每个顺序放的雷电法术都是有固定形状的。 于是，好奇的楼主还真的去试了试，结果发现真的太nb了！ 正巧居然发现twitter官?也转发了?个雷电法术解析 视频 ，那么楼主正好可以借着视频给?家截图看看了 第?种：倒S型（楼主??取的） 第?个 药?
放的是雷电法术的话，那么必定出现倒s形状的落地 伤害 Ps：部落?领在测试后说把援兵对准4351中间的话，?个闪电就可以可以闪掉6级 法师 ，我也测试了?下的确 第?种：P型 这张图可以明显看到第?种雷电法术从中?（那坨?头）放下去后，中?并不是重点的攻击?标，并且左上完全没有多?伤害。 相反，右下成为了攻击的重点。 PS：楼楼??6级法师援兵做了测试，把雷（4级）放在援兵左上?点点可以闪掉法师 这个道理同样可以?在闪?上，效果?瞄准中?放好很多（以世界第?5654?油为例?〔躺枪〕，?第?种闪电闪了364?，第?种闪了366?，?共732?，?瞄准中??共只偷了667?） 可以，放在援兵偏右?点点的下?就可以了
第三种：倒V型 第三放的雷是5种??伤害最?的?个，以中??头放雷的话，有3个落点在中?，杀援再好不过了 Ps：以6级法师为例，4级雷电药?放在援兵左下??点点点（最?放?后就1-2毫?）可以闪掉法师。以世界第?5760?为例?，第三雷最?可以闪掉475?！ 第四种：A型 ，通过截图可以看出，第4放的雷也属于紧密的类型，通过截图12345可以看出，以?头为中?放闪电的话会侧重攻击左下和原点的建筑，所以第四类闪电放?标右边?点点会加?伤害值 Ps：以6级法师4级雷为例?，放法师右边?点可以闪掉法师。以世界第?5834?油为例，第四放的闪电最?可以闪掉411? 第五种：M型 通过截图可以看出，以?头为落点，落雷主要在右边与右下区域，所以第五次放的雷电药?靠?标正左放可以加?伤害
雷电风险评估报告 第一章：雷击风险评估概论 1．1 雷击风险评估的概念 １.２雷击风险评估的依据的原则1.３雷击风险评估的差不多流程1.４规范性引用文件及其术语定义 第二章:大楼易损性分析 2.1损害类型及损害成因 ２.2雷电闪击损害次数 第三章:风险分析和计算 ３.1雷击损害风险评估相关数据３．2雷电灾难易损性分析
第四章：防雷设计施工指导意见 4.１防雷的差不多原则 ４.2相关资料 第一章：雷击风险评估概述 1.１雷击风险评估的概念 风险评估的目的是认识和评价风险,进而进行风险操纵和风险治理。通过风险评估能够得到与所关注的风险相关的尽可能多的有用信息,通过一个合适的评估模式对风险的大小进行推断,同时以风险发生的可能性和强度的概率分布表示出来。风险评估的最终目的确实是提供决策服务以减少损失。因而风险评估的内容包括风险描述、风险可能以及风险操纵。 1.1.1风险评估规则和内容 具体来讲,一个完整详尽的风险评估包括以下内容: （1）损害范围：自然单元中的反作用力。包括死亡、损害、
生产或经营损失等; 例如雷电损害范围包括： 生物损害；物理损害; 电气和电子系统失效。 雷电灾难造成的损失可能包括人员生命损失、公众服务损 失、文化遗产损失和经济损失。 （2）发生概率:相关频率的可能，这些频率能够是连续的或非连续的； 例如不同损害源以及不同强度损害源发生的频率、不同损 失类型及不同损失严峻程度的损失发生的频率等。雷电灾 难风险评估一般将雷击产生的风险重量分为八种,相应的 概率类型也有八种。 （3）不确定性：计算信息化中、复杂系统中或评估风险预言的不确定性； 面对错综复杂的情况,数据不全面、不可靠，评估方法不 完善将导致风险评估结论吧不确定性，这种不确定性也应 该得到一定的评估。 （4）普遍性:损害的地理分布； 例如，由于雷电要紧发生在强对流天气系统中，而强对流
人们在研究磨擦起电现象时发现， 当带正电的物体和带负电的物体靠近时， 常有火花产 生，同时发出劈啪的声响，这种现象叫做放电。雷电是大自然中雷云之间或雷云对地之间的 大规模放电现象，这种迅猛的放电过程产生强烈的闪光并伴随巨大的声音。 从电学的角度来 讲，雷云放电就会产生雷电流，雷电流除具有电流的一般的特性外，还有发生时间短 （微秒 级）幅值高（几百KA ）的特点，所以雷电流的瞬间功率是巨大的。正因为雷电流的特殊性，使 得雷电有其 特殊的破坏力， 常常给人类带来巨大损失。 线短路、引起森林大火，还会造成人员的直接伤亡。自 来，人 们致力于雷电及其防护的研究实践已有删年的历史， 绩，积累 了丰富的经验。了解雷电基本知识，有利于搞好仓库防雷安全 工作。 一、雷电的形成与分类 （一）雷雨云和雷电的形成 人们通常把发生闪电的云称为雷雨云 （或称积雨云），雷雨云是热气流在强烈垂直对流过 程中形成 的。由于地面吸收太阳的辐射热量远大于空气层， 近地面的大气的温度由于热传导 和热辐射作用，温度也跟着升高，气体温度升高必然膨胀，密度减小，压强也随着降低，根 据力学原理，气体就要上升，上方的空气层密度相对说来就较大， 就要下沉。热气流在上升 过程中膨胀降压，同时与高空低温空气进行热交换， 于是上升气团中的水汽凝结而出现雾滴， 就形成了云。在强对流过程中，云中的雾滴进一步降温，变成过冷水滴、冰晶或雪花，并随 高度逐渐增多。由于过冷水大量冻结而释放潜热， 使云顶突然向上发展， 达到对流层顶附近 后向水平方向铺展，使云中水滴分裂成较小的水滴或较大的水滴， 分别带负电和带正电。 较 小的水滴被气带走，形成带负电的雷云，较大的水滴留下来形成带正电的雷云。 随着电荷的积累，雷云的电位逐渐升高。 当带不同电荷的雷云在空气中互相接近到一定 的距离时，便发生激烈的放电，出现强烈的闪光。由于放电时温度高达 急剧膨胀，发出爆炸的轰鸣声，这就是空中闪电和雷鸣，见图 较近时，还会对地面突出物直接放电，这就是直击雷。见图 （d ）雷云间放电 图5— 1雷云放电现象 （二）雷电的分类 1.雷电按照放电形式不同分为：线形雷、片形雷和球形雷 （1） 线形雷。线形雷是一种蜿蜒曲折，枝叉纵横的巨型电气火花，长 2 — 3公里，也有的 长达10公里，线形雷是闪电中最强烈的一 种，对电力、电讯系统及人畜和建筑物等威 胁最 大。线形雷大多是雷云与大地间的放电， 但也有的是雷云之间的放电。 雷击可以把建筑物劈裂， 使架空的电 18世纪富兰克林著名的风筝实验以 对雷电的防护已经取得了很大成 : 20000 C ，空气受热 5— 1（a ）。当带电雷云离地5— 1(b) 。 这种闪电可以同时击 在大多数情况下（约50?70%以上）,雷 而是多重的，也就是说由若干个先后在同一通道上发展 1?27次，单次放电的延续时间一般为
雷电防护基本原理 雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后里是严重的，雷电防护将成为必需。雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式，一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备;一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言，危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量，通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。金属管线通道，如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌;地线通道，地电们反击;空间通道，电磁小组的辐射能量。 其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系 统致损的主要原因，它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损，所以需作为防扩的重点。由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统，雷电防护将是个系统工程。雷电防护的中心内容是泄放和均衡。 1.泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放，并且应符合层次性原则，即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地;层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行 削弱。防雷保护区又称电磁兼容分区，是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域：LPZOA区，本区内的各物体都可能遭到直接雷击，因此各特体都可能导走全部雷电流，本区内电磁场没有衰减。LPZOB区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，但本区电磁场没有衰减。LPZ1区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，
流往各导体的电流比LPZOB区进一步减少，电磁场衰减和效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区(LPZ2区等)如果需要进一步减小所导引的电流和电磁场，就应引入后续防雷区，应按照需要保护的系统所要求的环境区选择且续防雷区的要求条件。保护区序号越高，预期的干扰能量和干扰电压越低。在现代雷电防护技术中，防雷区的设置具有重要意义，它可以指导我们进行屏蔽、接地、等电们连接等技术措施的实施。 2.均衡就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差，即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等，这实质是基于均压等电位连接的。由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接器(防雷浪涌保护器)组成一个电位补偿系统，在瞬态现象存在的极短时间里，这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统所处区域内所有导电部件之间建立起一个等电位，这些导电部件也包括有源导线。通过这个完备的电位补偿系统，可以在极短时间内形成一个等电位区域，这个区域相对于远处可能存在数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部，所有导电部件之间不存在显著的电位差。 3.雷电防护系统由三部分组成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防护，由接闪器、引下线、接地体组成，可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护，由合理的屏蔽、接地、布线组成，可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防护，由均压等电位连接、过电压保护组成，可均衡系统电位，限制过电压幅值。
雷电学原理知识 The manuscript was revised on the evening of 2021
雷电学原理知识 1雷电:是雷雨云之间或云地之间产生的放电现象.雷雨云是产生雷电的先决条件 2雷雨云的三个阶段: 形成阶段成熟阶段消散阶段 3雷雨云起电的原理: 1 水滴破裂效应2 吸电荷效应3 水滴冰冻效应 4 温差起电效应 4 大多数雷电放电发生在雷云之间(或雷云内部),当两块雷云的异性电荷集中区之间的电场强度超过这里的空气绝缘强度时,雷云之间就会发生放电.雷云对地放电过程,可分三阶段,即先导放电阶段,回击阶段和余晖阶段. 1 先导放电阶段 带电雷云在地面上空形成后,由于静电感应的作用,雷云电荷在地面上感应出反极性的电荷.雷云下部的电荷大多数是负极性的,因此在地面上感应出的电荷多为正极性的电荷. 2回击阶段下行先导通道发展到临近地面时,由于其头部与地面物体之间的距离很短,场强可达到非常高的数值,使得这里的空气急剧游离,从而把先导通道中的负电荷与地面或地面物体上的正电荷接通,正负电荷分别向上和向下运动,去中和各自异性电荷,于是就开始了回击阶段.回击也称为主放电. 4云间放电:由于电荷的不断积累,不同极性的云块之间的电场强度不断增大,当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时,就会形成云间放电 5闪:不同极性的电荷通过一定的电离通道,互相中和,产生强烈的光和热的现象.既:放电通道中所产生的强光. 雷: 在放电通道中所发生的热,迫使附近的空气突然膨胀,发出的巨大轰鸣声. 6 雷电放电的重复性:一次雷电平均包括三、四次放电,第一次在雷云的最底层放电,重复的放电都是沿着第一次放电的通路发展的,随后的放电都是从较高的云层或相邻区发生. 7 雷电放电的强度: 200—300KA 最高430KA 8雷电产生的效应: 热效应电效应机械效应
雷电的危害 1雷电流高压效应会产生高达数万伏特甚至数十万伏特的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘，使设备发生短路，导致燃烧，爆炸等直接灾害。 2雷电流高热效应会放出几十到上千安培的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的热量会很高，可导致金属融化，引发火灾和爆炸。 3雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸，扭曲，崩溃，撕裂等现象，导致财产损失和人员伤亡。 4雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾。 5雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，其感生出的电流可以引起变压器局部过热而导致火灾。 6雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路短路而燃烧，导致火灾。 雷电的形成原理 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。
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
雷电基本理论 Ⅰ．雷电概述 人们通过模拟地球原始大气在密室中进行放电的实验，结果由无机物合成了11种氨基酸。这些物质的出现，是生命起源的基础，因此，一些生命起源学说认为，是雷电孕育了地球上的生命。同理，地球上空有一层电离层，它是由带正电荷的粒子组成，该电离层起着防止太阳和宇宙空间各种有杀害生命作用的射线进入地面，保护地球上的生命，如果没有这电离层，即使地球上本来已经有的生命，也会被来自太空的各种射线杀死，地球不可能出现现在的繁荣和文明。但是电离层的正电荷以平均约1800A的电流强度向大地放电，可想而知，如果得不到补充，电离层的电荷恨快便会放尽。由于雷电不断补充电离层放电失去的电荷，保持电离层总电荷量大体平衡，使这层生命的保护屏障得以保存，使地球上的生命不致被宇宙射线灭绝。因此，可以说，是雷电促使地球成为文明的星球。从这个角度来讲，人类有今天的文明应该感谢雷电。 由于雷击会给人类带来灾害，因此，人类很早就与雷害进行斗争。其中取得卓越成就的有18世纪中叶著名科学家富兰克林(Franklin)M·B·罗蒙诺索夫(JIOMOHOCOB),L·B·黎赫曼(PHXMAH)。他们通过大量实验建立了雷电学说，认为雷击是云层中大量阴电荷和阳电荷迅速中和而产生的现象；并且创立了避雷理论，发明了避雷针。他们取得的这些科学成就，已为人类作出了重大的贡献。 我国古籍中，有关雷电理论和避雷实践的记载十分丰富。例如东周时《庄子》上记述：“阴阳分争故为电，阳阴交争故为雷，阴阳错行，天地大骇，于是有雷、有霆。”这些学说与现代的雷电学说是如此相似，不过它比现代雷电学说要早2000多年。在古籍中关于建筑工程中避雷的记载也十分丰富。南北朝的孟奥《北征记》中有如下记述：“凌云台南角一百步，有白石室，名避雷室。”又有盛弦之《荆州记》中记述：“湖阳县春秋蓼国，樊重之邑了，重母畏雷，为立石室，以避之，悉之文石为阶砌，至今犹存。”书中谈及的白石、文石，据分析应该属于绝缘性能较好的石块。至于宋、元、明、清代的建筑物多用“雷公柱”（宋代称枨杆）等措施以避雷。 在古籍中有关雷击的事故的记述就更多了，例如： 《续晋阳春秋》：“太元五年，霹雳含殿四柱，杀内侍二人。” 《晋安帝记》：“义熙三年六月，震太庙鸱尾，彻壁柱，若有文字。” 《晋中兴书征祥说》："元兴三年，永安王皇后至住巴防，将设威仪入宫，天大雷震，人马多死。" 《沈括·梦溪笔谈》：“内侍李舜举家为暴所震，其堂之西屋雷火自窗间出，赫然出檐。人以为堂屋已焚，皆出避之。及雷止，其舍宛然，墙壁窗纸皆默。有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银铝者，银悉容流在地，漆器不燃灼。有一宝刀，极坚刚，就刀室中容为汁。而室亦俨然。人必谓：当先焚草木，然后流金石，今乃金石皆烁而草木无一毁者，非人情所测。 《齐书·五行志》：“永元三年正月，豫章郡，天火烧三千余家。”该天火，到底是一般雷击，还是球形雷？未加考证。以上只是我国古籍关于雷记载中的点滴摘录，当然它与现代雷电理论和避雷技术相比还有差距，但是从历史观点来看，我们的祖先能够在那么早的年代里就创造出那样完整的雷电理论，并且在技术上得到应用，这是我们民族光辉灿烂文化历史的一页。 Ⅱ．雷电成因 通常所谓雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。当然，云层之间的放电主要对飞行器有危害，对地面上的建筑物和人、畜没有很大影响。然而，云层
雷电是雷雨云之间或在云地之间产生的放电现象，雷雨云是产生雷电的先决条件。那么雷雨云是怎样形成的？ 一、雷雨云的形成 （一）雷雨云的宏观结构 雷雨云是对流云发展的成熟阶段，它往往是从积云发展起来的。发展完整的对流云，其生命史可以分为以下三个阶段： 1.形成阶段：这一阶段主要是从淡积云向浓积云发展。 云的垂直尺度有较大的增长，云顶轮廓逐渐清楚，呈 圆孤状或菜花形，云体耸立成塔状。这样的云我们在 盛夏常常看到。在形成阶段中，云中全部为比较规则 的上升气流，在云的中、上部为最大上升气流区。上 升气流的垂直廓线呈抛物线型。在形成阶段，一般不 会产生雷电。 2.成熟阶段：从浓积云发展成积雨云，就伴随雷电活动 和降水，这是成熟阶段的征象。在成熟阶段，云除了 有规则的上升气流外，同时也有系统性的下沉气流。 上升气流通常在云的移动方向的前部。往往在云的右 前侧观测到最强的上升气流。上升气流一般在云的 中、上部达到最大值，可以超过25—30米／秒(见图 1)。 3.消散阶段：一阵电闪雷鸣、狂风暴雨之后，雷雨云就 进入了消散阶段。这时，云中已为有规则的下沉气流 所控制。云体逐渐崩溃，云上部很快演变成中、高云 系，云底有时还有一些碎积云或碎层云。
图1 一块雷雨云的气流结构示意图 （二）雷雨云的微物理结构： 一块成熟的雷雨云，其顶部可以伸展到－40℃的高度(约l万米以上)，而云底部的温度却在10℃以上。由于云体在垂直方向上跨过了这么宽的温度范围，因而云中水汽凝结物的相态就很不一样。在云中有水滴，过冷却水滴、雪晶、冰晶等(见图2)。我们把雷雨云按温度高低来分层，便可以看：在温度高于0℃的“暖层”的云中，全部是水滴(包括云滴)，在温度0至－8℃的云层中，即有较多的过冷却水滴(温度低于0℃的水滴)，也有一些雪晶、冰晶；在温度低于－20℃的云层中，由于过冷却水滴自然冻结的概率大为增加，云中冰晶的天然成冰核作用更为显著，故云中基本上都是雪晶和冰晶了。在成熟阶段的雷雨云中，发生着非常复杂的微物理过程，在云的“暖层”，有水滴之间由于大小不同而发生的重力碰撞，也有湍流碰撞和电、声碰撞过程。同时，有大水滴在气流作用下发生变形，破碎而产生“连锁反应”；还有由云的“冷层”中掉到“暖层”中来的大雪花、霰等的融化等。在温度0℃至－20℃的云层中，水汽由液态往固态转移十分活跃，冰、雪晶的粘连，大冰晶破碎等也很频繁。在低于－20℃的云层中，也还有冰晶之间的粘连和大冰晶的破碎过程发生。在雷雨云中发生的所有这此微物理过程，都可以导致云中水汽凝结物电学状态的改变，对于雷雨云的起电有十分重要的贡献。