第1章 雷电基础.pdfVIP

防雷 接地及电气安全技术 主讲：吴传生 重庆大学 wcs55@cqu.edu.cn 第一章 雷电基础 第一节 雷击的形式与特点 第二节 雷击电磁脉冲的波形与参数 第三节 雷击电磁脉冲的频谱 （略） 第四节 雷击电流电压的计算与能量分析 (自学) 第五节 现代防雷体系概述 1.0 概述 1.0.1 中国古代对雷电的认识 1．东汉哲学家王充 （27~97年） 2．北宋科学家沈括 （1031~1095） 3．明代科学家方以智 （1611~1671） 我国最早见诸文字记载，对雷电作科学观察的学 者是东汉哲学家王充，其描述雷电的著作是论衡。对 雷电现象作了忠实客观记述，反对以鬼神来说明雷电 及其灾害。在这一千多年历史中，对雷电的认识没有 什么大的变化。早于欧美逾千年以上，而研究并明了 其本质却又晚于欧美百余年。这一现象在其他自然科 学领域也存在。中国本是文明古国，而近百年来累遭 列强侵略，科学技术落后甚多，思索其原因是非常必 1.0.2 欧美雷电科学建立 1．16世纪 近代科学先驱英国弗兰西斯.培根 （1561~1626） 法国勒内.笛卡儿 （1596~1650） 意大利伽利略 （1564~1642） 1)把科学实验提到了很重要的地位。 2)正确的科学思想和科学方法，对当时及后人产生重大 作用。 2．18世纪 　　英国伦敦皇家学会馆长的豪克斯比，1706年用玻璃棒摩 擦起电，发现静电放电产生的闪光与闪电很相似。 英国华尔1907年用琥珀摩擦起电，发现放电不仅产生闪 光，而且产生类似雷鸣的响应。把实验室中的电和自然界 的闪电联系起来，即科学猜想。 3、美国科学家富兰克林 （1706——1790），以科 学的理性思维探索了雷电的本质。将云中的闪电 引到地面来作实验鉴定。是雷电科学发展史上关 键的一步。解决了雷的定性认识。 在1751年富兰克林著作 《电的实验与观察》， 指出： “关于尖端的功能的知识，可以为人们利用 来保护房屋、教堂、船等避免闪电袭击，其方法是 在这些物体的最高顶上固定一支更高的镀金的磨尖 铁棒，在其下端接一导线挂在建筑物外通到地下， 对于船则是通到水中。” 　　这张 图形象地表 明本 杰 明 ·富兰克林著名的闪 电实验，他于1752年发现 闪电带电。 富兰克林把一个金属 钥匙绑住风筝线端，在雷 雨天把风筝放到天上去 。 很幸运他没有被电击。 避雷针 防雷法 ，亦称 富兰克林法 。这是一种最 古老、最传统的防雷方法 。 4、英国科学家开尔文 （1824——1907）设想，用气 球带仪器到高空去测量不同高度的电场，开创了定量 研究闪电的工作。 GB50057-2010 建筑物防雷设计规范 第一节 雷雨云的形成 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？分别从宏观结构、微物理结构谈起。 （也成为积雨云，简称为雷云） 常见云的分类：卷云、卷层云、卷积云、高层 云、高积云、层积云、雨层云、积云、积雨云共9种 。 雷雨云：指产生闪电的云，即积雨云。 形成雷雨云的三个条件： （1）空气中必须含有充分的水蒸气； （2）太阳照射，水蒸气上升凝结成小水滴； （3）大气对流。 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 2．成熟阶段 3、消散阶段 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