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防雷与接地 § 8.1 雷电放电1、案例2、雷电的形成3、雷电的危害4、雷击人的主要形式5、我国建筑防雷的发展史6、网络防雷 这是卫星拍摄下来的地球表面雷电放电现象 这是在飞机上拍摄的云间雷电放电现象 这是下行雷电放电的图片 一、雷电的形成?1、雷电放电：雷电放电是指雷云与大地、雷云与雷云、雷云内部发生的一种气体放电现象。2、雷云的形成：当空中的尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂过程，使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。一般在云层的下部积聚的是负电荷，而正电荷一般积聚在云层的上部。这样，同极性电荷的汇集就形成了一些带电中心，带有这些电荷中心的云称为雷云。 雷雨云 一般专业书中讲的雷雨云就是指积雨云。云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。使空气中水汽达到饱和是形成云的一个必要条件，其主要方式有：① 水汽含量不变，空气降温冷却； ② 温度不变，增加水汽含量； ③ 既增加水汽含量，又降低温度。 雷云由强大的潮湿的热气流不断上升进入稀薄的大气层冷凝的结果。强烈的上升气流穿过云层，水滴被撞分裂带电。轻微的水沫带负电，被风吹的较高，形成大块的带负电的雷云；大滴水珠带正电，凝聚成雨下降，或悬浮在云中，形成一些局部带正电的区域。雷云的底部大多带负电，它在地面上会感应出大量的正电荷。这样，在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间，或者雷云与大地之间就形成强大的电场。随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度就会发生云间或云对大地的放电。 雷电的放电过程 雷电的放电过程 包括三个阶段先导放电主放电余辉放电 + + + + + + + + + ++ + + + + + + + + + 流注停顿形成先导，先导分级向前发展，流注最后一次停顿后形成主放电，主放电阶段产生了闪电和雷声，但仅有30%的电荷复合掉，70%的电荷在余辉阶段复合。 任一时刻，全球表面连续发展着大约1000个雷暴。地球上每天约发生800万次云对地的闪电，平均每秒钟有100次。雷暴发展的波动每天总是向西移动。 注意！雷电同样会向平坦的海平面放电。 雷电分上行雷和下行雷，以下行雷为例进行分析。流注停顿形成先导，先导分级向前发展，流注最后一次停顿后形成主放电，主放电阶段产生了闪电和雷声，但仅有30%的电荷复合掉，70%的电荷在余辉阶段复合。 一次雷电放电可能有多个分量，但每个分量都包括三个阶段。雷电按发展过程分类 二、雷电参数雷电放电的过程可以看成是一个具有一定内阻的电流源突然合闸到被击物上的过程，所以描述雷电放电的主要参数有：雷电流（幅值）、波阻抗、雷电流陡度、雷暴日（小时）、地面落雷密度、雷电的标准波形等。 雷云——雷电先导 ——迎雷先导 ——主放电阶段 ——余辉放电 主放电电流很大，高达几百千安，但持续时间极短，一般只有 50～100μs。 余辉放电阶段电流较小，约几百安，持续时间约为0.03～0.15s。 雷电流波形 雷电流由零增大到幅值的这段时间的波形称为波头τwh(wave head)。雷电流从幅值衰减到幅值的一半的一段波形称为波尾τwt(wave tail)。雷电波的陡度α用雷电流波头部分的增长速度来表示，即 。 1、雷电流：指雷击低接地电阻被击物时流过被击物的电流。这里的低接地电阻是指30Ω以下的接地电阻。描述一个雷电的强弱用雷电流幅值来描述，在我国一般雷电活动地区雷电流幅值概率分布按 来分布，其中IL 是雷电流幅值，P是对应的雷电流幅值出现的概率，公式的含义是雷电流幅值超过108KA出现的概率是10%。在我国西北地区、内蒙古等地，雷电活动较弱，雷电流幅值较低，雷电流幅值概率分布按 来分布。 2、波阻抗：雷电通道的波阻抗通常取Z=300~400Ω。3、雷电流陡度：雷电流随时间变化的速度，取值为雷电流幅值与雷电冲击波波头时间的比值。按《建筑物防雷设计规范》（GB50057-1994）的规定， 4、雷暴日（小时）：一年中有雷电的日数称为雷暴日，一天只要听到一个雷声就作为一个雷暴日；一年中有雷电的小时数称雷暴小时，即在一个小时内只要听到雷声就算作雷暴小时。 1.雷暴日（T）:一年中发生雷电放电的天数规程规定：T＜1515 ≤ T＜4040≤ T＜9090≤ T少雷区 中雷区 多雷区 强雷区(衡量雷电活动频繁的程度) 标准雷暴日：40 5、地面落雷密度：每雷暴日、每平方公里的地面落雷的次数。《建筑物防雷设计规范》(2000版)