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防雷工程师培训资料第一部分 雷电基础知识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。
（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，也有湍流碰撞和图1 一块雷雨云的气流结构示意图图2 一块雷雨云的微物理结构示意图电、声碰撞过程。
第一部分雷电的基础知识一、雷电灾害的严重性雷电发生时，伴随着电闪和雷鸣，雷霆万钧、令人生畏。
在全球范围内，雷电发生的频率是很高的，每秒钟就有上百次雷电；每天约有800多万次雷电；一年中平均发生30多亿次雷电。
实际上，对于我们每个人来讲遭受雷击的概率极少，但碰到雷电这种天气现象的情况是很多的，因雷击而死亡的人数全球每年可达上万人。
在雷鸣电闪的时候，它所产生的冲击波和火光以及雷电电流，常会导致建筑物倒塌、引发火灾以及造成电力、通信和计算机系统的瘫痪事故，给国民经济和人民生命财产带来巨大的损失。
在20世纪末，联合国组织的国际减灾十年活动中，把雷电灾害列为最严重的十大自然灾害之一。
美国将雷电列为排名第二的天气杀手。
二、雷电的产生雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。
雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷。
积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。
冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。
云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。
因此，云的上、下部之间形成一个电位差。
当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。
闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。
闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。
一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。
放电过程中，由于闪道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。
带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。
在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。
这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。
三、雷电危害方式雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。
现代电子技术的高速发展，带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。
以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，也会造成更大的直接经济损失和广泛的社会影响。
雷电的基本知识雷电是大气中大量饱和水蒸气(水滴)在空间气流的作用下，上升、下降移动过程中摩控分裂而形成两种带不同电荷的雷云层。
在雷云层之间或雷云层对地面之间构成了一个很大的电容器。
随着电荷的积聚，当任何一个电荷聚集中心处的电场强度达到25kV/cm~30kV/cm时，周空气的绝缘性能被破坏。
于是，带不同电荷的雷云层之间、需云对地之间就会发生强烈的放电现象。
雷电瞬间放电时间仅为30us~50us。
放电波陡度可高达50kA/us，其主放电电流可达几上安至几百千安。
由于放电波陡度高，雷电感应电压能达到300kV~400kV。
由于放电电流很大,产生的温度很高，可达20000℃。
雷电发生时，虽然时间很短，但破坏作用很大。
有时雷云层很低，致使地面凸物上感应出异种电荷，造成雷云对地面之间的放电，这就是雷击，也称做直击雷。
在发生雷击的同时，其附近将呈现雷电感应，分为静电感应和电磁感应两种,也具有破坏作用。
静电感应是由于雷云放电前,对地面上物体的顶端感应出大量异性电荷，呈现很高电压的现象,一旦雷云与其他部位放电后，静电感应现象也随之消失,致使聚集的大量电荷,呈现很高的电压,迅速沿物体传播。
电磁感应是雷击后，其瞬间产生又很快消失的雷电流，在其周围空间产生强大的电磁场的现象，在此电磁场作用范围内的金属体上，会产生很高的感应过电压，上述感应过电压冲击波的破坏性也很大。
雷云中可能同时存在着几个电荷聚集中心，所以经常出现多次重复性的放电现象，常见的为2次~3次，当第一个电荷聚集中心完成放电过程后,其电位迅速下降,第二个电荷聚集中心立即向前一个放电位置移动，瞬间重复放电，每次间隔时间从几百微秒至几百毫秒不等,但其放电电流会逐次递减。
第二个及以后的雷云放电电流通常不超过30kA。
防雷技术基础知识第一章雷电基本理论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。
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。
雷电防护安全指南实用手册雷电是一种强大而又危险的自然现象，它带来的电流和电压可能对人们的生命和财产造成巨大损害。
为了保护人们和设备免受雷击的危害，制定一份雷电防护安全指南是必要的。
本手册将为您提供一些实用的指导措施和建议，以帮助您更好地应对雷电风险。
第一章：了解雷电雷电是大气中形成的一种电气放电现象。
当云间或云与地面之间形成强烈的静电场时，就会产生雷暴现象，这时大气将放电，形成闪电。
雷电的主要特点是过电流、过电压、涌电流和电磁干扰。
第二章：雷电防护原理雷电防护的基本原理是通过设计和安装合适的保护装置，将雷电的电流和电压引导到地下或安全地方，避免对建筑物和设备造成直接或间接损害。
常用的防护装置包括避雷针、避雷网和避雷装置。
第三章：雷电防护措施1. 设计合理的避雷系统。
根据建筑物的高度、形状和周围环境等因素，选择合适的避雷针和避雷装置，确保雷电会优先被这些装置吸引和导向地下。
2. 安装避雷设备。
避雷针和避雷装置应按照相关标准和规范进行安装，保证其完好、牢固地固定在建筑物的高点和需要防护的设备上。
3. 地线系统的设计和布置。
合理设置地线系统，将雷电引导到地下，确保电流畅通，防止因为雷电灾害导致的火灾和爆炸等事故。
4. 电气设备的防护。
对于对雷电敏感的电气设备，应采取必要的保护措施，如安装防雷插座、防雷器、隔离开关等设备，以减少雷电对其造成的危害。
5. 建立雷电监测和预警系统。
及时了解雷暴的形成和发展趋势，预测雷击的可能性，提前采取必要的防护措施，保护人们的生命和安全。
第四章：日常预防雷电安全建议1. 减少户外活动。
在雷电活动频繁的时候，尽量减少户外活动，远离高处、开阔地、水面、金属结构等雷电易袭击的区域。
2. 在室内时避免使用金属物品。
雷电容易通过金属传导，因此在室内时，尽量避免接触金属物品，如水龙头、电线、电器等。
3. 避免接触电器和电线。
雷电可能通过电线传导到建筑物内部或家用电器上，因此在雷电天气中，应尽量避免接触电器和电线。
安全教育方案之雷电第一章：雷电的形成和危害1.1 雷电的形成雷电是一种自然现象，通常在云与地面或云与云之间产生放电现象。
当云中的水滴、冰粒等在上升运动中相互碰撞，云中的温度下降，水汽凝结成雨滴或冰粒时，云中正电荷和负电荷被分离开，形成静电效应，雷电就是由这种静电效应引起的。
当云内的负电荷和地面或其他云内的正电荷之间电位差达到一定值时，将产生放电现象，形成雷电。
1.2 雷电的危害雷电具有极强的能量，所以非常危险。
雷电对人体有直接灾害和间接伤害。
雷电灾害常表现为人员伤亡、财产损失、设施受损等。
在雷电过程中，雷电通过电击人体致使直接伤害；雷电击中房屋或其他建筑物，引发火灾等次生灾害；雷电击中高压输电线，会引发事故停电等。
第二章：雷电安全教育2.1 雷电安全教育的意义雷电是一种自然现象，无法控制和避免，但我们可以通过对雷电知识的学习和了解，提高自我防雷的意识和能力，以减少或避免雷电引发的危害。
2.2 雷电安全教育的对象雷电安全教育的对象主要包括学生、家长、教师、工人、老年人等各个年龄段和各行各业的群体。
2.3 雷电安全知识的普及为了有效提高大众防雷意识，需要对雷电的形成和危害进行普及教育，教会大家如何预防雷电灾害以及避免在雷电天气下产生危险。
第三章：雷电安全预防知识3.1 雷电天气的判断要想有效预防雷电灾害，首先要学会判断雷电天气。
通常，有以下几个方法判断：一、观察云的形态：当出现积云、盘状云或层积云，并伴有阵雨、雷雨和风等天气现象时，很可能发生雷电天气。
二、听力判断：大多数雷电天气前，都有电光同响的征兆，可依靠听觉来判断。
三、气象广播：根据气象部门发布的天气预报来判断是否有雷电天气的可能。
3.2 在雷电天气下的预防措施一、避免在露天场所避雷：应尽快找到安全场所躲避，远离高大树木、高楼大厦等场所。
二、避免在水域避雷：雷电容易以水面为接触，所以在雷电天气下要尽量远离河流、湖泊等水域。
三、室内避雷：室外避雷不宜成功时，应尽快进入室内，关闭窗户，避免雷电直接或间接伤害。
雷电基本知识(一)雷电是指大气中电荷间的放电现象，是自然界中常见的一种现象。
雷电对人体和环境都会带来一定的危害，因此了解雷电的基本知识对我们非常重要。
一、什么是雷电雷电是指在大气中电荷间的放电现象，电荷在云层、云与地面之间、云与云之间形成高电场。
当电荷的电位差达到一定的值时，电荷间会发生电流。
电流流过时会放出能量，就形成了一道闪电。
闪电在空气中形成的温度很高，能量很大，声音和光线也很强烈。
二、雷电的成因雷电形成的原理是云层中产生了静电荷，不同电荷之间形成电位差。
通常是云中负电变多，地面上的物体带正电。
产生正负电荷不平衡的原因可能是云与云之间、或云与地面之间的风吹动云层，磨擦云层；或产生强烈的对流运动，使云层中的水分子受到撞击和摩擦而分离出正负电荷。
当产生的电荷差异达到一定程度时，电击放电就会在空气中形成一道闪电。
三、雷电的种类雷电的种类有地面放电、云间放电、云地放电和人工放电等，其中地面放电和云间放电是最常见的两种。
地面放电是指云层中的闪电瞬间跨越地面，造成强烈的光和声，灯泡等电子设备会碎裂；云间放电是指云层中两个云之间发生的电击放电，形成一道云闪电，我们经常能够看到。
云地放电一般发生在大气中某些特定的气体层中，人工放电则是人为引发闪电的情况，如烟花、静电放电等。
四、雷电的危害雷电危害很大，既对人体造成危害，也对环境造成破坏。
在人类历史中，雷暴频繁的地区常常发生雷击人事故，如建筑物的倒塌、断电等。
此外，雷击过程中会产生臭氧等物质，破坏大气层，对环境造成破坏。
五、如何避免雷电危害为了避免雷电危害，我们应该做好以下方面的措施。
一是避免在室外高处活动，如登山、高空作业等。
二是避免在雷雨季节使用电器设备，如电视机、电脑等。
三是安装避雷装置，避免雷击事故的发生。
综上所述，了解雷电的基本知识对我们非常重要。
我们应该做好预防措施，尽力减少雷电带来的危害。
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。
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。
雷电的基础知识在带有不同电荷雷云之间，或在雷云及由其感应而生的不同电荷之间发生击穿放电，即为雷电。
雷电是自然界中一种特殊的、极为壮观的声、光、电现象—伴随有闪电和雷鸣的一种恐怖而雄伟壮观的自然现象。
一、雷电的成因及其特性参数⑴、雷云和雷电①雷云：能发生闪电的云为雷云。
层积云、雨层云、积云、积雨云均与闪电有关，其中积雨云则最为重要。
②闪电：积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。
当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生放电，即“闪电”。
闪电的形状：枝状、球状、片状、带状。
闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。
⑵、雷电的成因①雷电：带有电荷的云层向下靠近地面时，地面上的凸出物、金属等，会被感应出异性电荷，随着电场强度的逐步增强，雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流，两者相遇即形成对地放电。
②闪电：带负电荷的雷云在大地表面会感应出正电荷，这样雷云与大地间形成一个大的电容器，当电场强度超过大气被击穿的强度时，就发生了雷云与大地之间的放电，即常说的闪电，或者说是雷击。
③雷云放电过程：雷云——雷电先导——迎雷先导——主放电阶段——余辉放电⑶、雷电的特性参数①雷电日（T）：一年中发生雷电放电的天数，(衡量雷电活动频繁的程度)。
②雷电流：雷击电流大致呈单极性的脉冲波。
主要可采用三个参数来表示，即雷电流的幅值、波头时间和半幅值时间。
③雷电过电压：主要决定于雷电流陡度和雷电流通道的阻抗，它的大小可按下式来计算：U=IR+L（式中：I—雷电流幅值kA；i—随时间变化的雷电流kA；R—接地电阻Ω；L—雷电流通道的电感H）。
二、雷电的种类主要分为直击雷、感应雷、雷电波入侵、雷球、雷击电磁脉冲。
⑴、直击雷指雷电直接击在建筑物构架、动植物上，因电效应、热效应和机械效应等造成建筑物等损坏以及人员的伤亡。
⑵、感应雷也称为雷电感应或感应过电压。
