简论防雷的重要性和防雷措施

彭术静

【摘 要】雷电是自然界中一种常见的自然现象，雷电放电常危及人类和动物的生命安全，引发森林和油库大火，毁坏各类建筑物和家用电器等弱点设备，以及在电力系统中导致绝缘破坏后造成的各种灾害等。因此，我们有必要认识雷电的形成及其危害，加强防雷意识，采取有效的防雷措施，以便最大限度地降低和消除雷电对人类正常工作和生活的危害。

【关键词】雷电放电；雷云；防雷保护措施

1 防雷的重要性

1.1 雷电的危害

据有关资料显示，全世界每年由于雷电灾害造成的经济损失高达数百亿美元，因此雷电一直是人类研究的一项重要内容。雷电是自然界中一种常见的自然现象，雷电放电常危及人类和动物的生命财产安全、引发森林和油库等失火，毁坏各类建筑物和家用电器等弱点设备，以及在电力系统中导致绝缘遭破坏后造成的各种灾害。雷电以其强大的破坏力给人类社会带来惨重的灾难，特别是近十几年来，我国家用电器日渐普及，功能齐全的新产品不断涌向居民家中，再加上高层、超高层建筑日益增多，金属建筑物高耸入云，雷电灾害也频繁发生，雷击对国民经济和人民生活造成直接和间接危害日趋严重，给人类敲响了防雷保护的警钟。

1.2 雷电灾害的主要特点

1）遭受灾害的范围大大扩展；

2）雷电危害从二维空间入侵升级为三维空间入侵；

3）雷电造成的危害和经济损失大大增加；

4）雷电灾害的主要对象已集中到微电子元器件上；

5）对电力系统来说，雷电放电可能在电力系统中产生很高的过电压，称为雷电过电压或大气过电压，如果对它不加限制，将造成输电线路和发电厂、变电站配电装置等的绝缘发生故障，从而引发停电事故。

此外，雷电放电所产生的巨大电流，也会因感应效应和热效应造成机电设备损伤或毁坏。

可见，防雷减灾对保障国民经济发展和人民生活安宁显得特别重要，而且迫在眉睫。

2 雷电的形成和雷击的几种形式

2.1 雷电的形成

雷电放电是由雷云引起的放电现象；所谓雷云，就是带电荷的云，但雷云又是怎样形成的呢？夏秋季的午后或傍晚，地面附近的热空气携带大量的水蒸汽不断上升到高空，当然气流上升到一定高度后，由于温度的下降，水蒸汽凝结成水滴，在足够的冷的高空，水滴会进一步冷却成冰晶，水滴和冰晶因其复杂的电荷分离过程及强烈气流的作用，便形成带电的雷云。关于雷云的带电原理有多种说法，到目的为止尚无定论。比较有科学性的理论是冰结起电和水滴分裂起电，前者认为水滴冻结时首先从表面开始，表面形成冰壳后，内部在温度作用下，水中的正离子移向水滴的表面而使它带正电，留在水滴中心部分的水分子则为负离子；当水滴的中心部分也结冰时，因膨胀会使早先已结冰的表层破裂，带正电的碎片被气流带到云的上部，带负电的核心部分则留在云的中、下部；而后者认为，强气流使云中水滴吹裂时，较大的水滴带正电，而较小的水滴带负电，小水滴同时被气流带到云的上部。实测表明：在5～10KM的高空主要是带正电荷的云层，而在1～5KM的高空主要是带负电荷的云层。雷电放电可能在雷云之间、雷云与地面之间以及同一雷云内部发生；雷云对地的放电是造成雷电灾害的主要因素，它会对地面建筑物、电子电器设备和人畜造成很大的危害，因此需要认真研究应对措施。

2.2 雷击的几种常见形式

1）直击雷：当雷云与地面突起物（比如高建筑物、构筑物、输电线和高大树木等）之间带电性质不同时，就会发生放电现象并形成很强的电场把大气击穿，从而击坏放电通路上的建（构）筑物、输电线路等，击死或击伤人畜和引发建（构）筑物、输电线路被毁和森林大火。由于这种云层与大地间的迅猛放电直接击打在物件上，它的热效应、电磁感应效应直接传递，因此称为直击雷。

2）感应雷：感应雷是间接雷，是感应电荷放电时造成的；但直击雷发生后，云层中所带电荷迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻较大，以致出现局部高电压，或者由于直击雷在放电过程中，其强大的脉冲电流对周围的导线或金属物件产生电磁感应效应而引发高电压，以致发生雷击现象，这种雷击叫做“感应雷”，又称为“二次雷”。

3）球形雷：球状闪电是一种危害较大的闪电；它是闪电形态中的一种，也称为球闪，民间常称其为“滚地雷“。球形雷闪电时的平均直径为25CM，大多数在10～100CM之间，最小的只有0.5CM，最大的直径达数米；球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕，发出火花或射线；其颜色常见的有橙红色或红色，当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时，也可看到黄、蓝、绿和紫色，其寿命只有1～5秒，最长可达几分钟。球状闪电至今仍是人类不能解释清楚的奇怪自然现象，由于球状闪电较为罕见，所以研究它十分困难，至今仍然是人类对自然界的一个谜。

3 常用防雷措施

尽管雷电的危害很大，但只要我们从思想上加强防雷意识，并在日常生产、工作和生活中，在各种电气设备和电气线路及建（构）筑物上采取有效的防雷措施，雷电灾害是完全可以减轻和预防的。

3.1 电气设备和电气线路的防雷措施

1）用避雷针和避雷线防止电气设备和电气线路受到直击雷的危害。

2）用各种不同形式的避雷器和放电间隙，防止电气设备和电气线路受到感应雷的危害。

3.2 住宅楼的防雷措施

住宅楼防雷保护有两种情况：第一种是低层或多层住宅楼建筑，可采取在屋顶女儿墙压顶上焊接避雷带作为接闪器，引下线可与框架柱或构造柱内的两根主筋焊接；第二种是小高层、高层和超高层建筑，则应设避雷针、避雷带系统，其中一、二类建筑的接地电阻R≥10Ω（欧姆），三类建筑R≤30Ω，与其他接地合用电阻R≤1Ω；凡是突出层面的金属物体、构架等，均应与避雷器（带）连接，采用框架柱内两根主筋做引下线；所有引上线与引下线均应作可靠焊接；引下线组数及位置由具体设计确定；进出建筑物的埋地金属管道、入户电缆金属外皮及建筑物内主干金属管道，均应与防雷装置相连，以防引入雷电磁波；接地装置可利用建筑物基础内的钢筋网主筋作可靠焊接；在距离室外地坪1.8M处做测试端子。除此以外，还应特别注意以下三点：

1）当雷电来临之际，应立即关闭有外接天线的家用电器设备，并将插头拔离插座（如电视机、收音机、太阳能热水器等），以免引雷入室、酿成火灾。

2）不要触摸外墙内壁、暖气管（或暖气片）、自来水管等。

3）不要使用其他形式的淋浴器，因为自来水管与防雷接地引下线相连，雷雨天气时淋雨，极易引起触电事故的发生。

3.3 常用的避雷设备

1）避雷针：避雷针是一种保护电器设备不受直击雷危害的有效设备。

2）避雷线：避雷线也是一种保护电器设备不受直击雷危害的设备，只是它的结构和使用场合与避雷针不同而已。

3）避雷器：避雷器是一种用来预防感应雷的装置。

[责任编辑：侯天宇]