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雷电的防护 徐书璋 马鞍山市气象局 2012年9月5日 主要内容 一、雷电的产生。 二、雷电的危害。 三、雷电的防护。 一、雷电的产生 雷云的形成主要有两种假说： 1、威尔逊假说： 根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器，通常大地稳定带负电荷50万库仑左右，而地球山空存在一个正电荷的电离层，两者之间形成一个已充电的电容器。它们之间的电压为300KV左右，并且场强为上正下负。 当地面含水汽的空气在地面受热产生上升运动，这些水成物在地球静电场的作用下被极化，负电荷在上，正电荷在下。它们在重力作用下其下降速度比云滴要大，在其路径上与其他云滴发生碰撞。碰撞的结果是其中一部分被水成物捕获，一部分被反弹回去。而反弹回去的云粒子带走水成物前端的部分正电荷，使水成物带负电。由于水成物下降速度快，而云粒子下降速度慢，因此带正、负两种电荷的微粒被分开。 2、摩擦生电及云块切割磁力线 雷电的出现是与气流、风速密切相关‘而且与地球磁场有关系。 雷雨云内部的不停运动和相互摩擦而使雷云产生大量的正、负电荷的小微粒。当它们在水平方向从东向西或从西向东迅速移动，它与地球磁力线切割，云中的电荷产生定向移动。若云由西向东移动，而地球的磁力线由南极指向北极，因此大量的正电荷向上移动，负电荷向下移动。当电场强度达到25~30KV/CM时，将引起雷云间强烈放电。 二、雷电的危害 雷电流也是电流，它具有电流的一切效应，不同的是它在短时间内以脉冲的形式通过强雷电流：尤其是直击雷，它的电流峰值有几十KA,乃至几百KA。 雷电的危害主要体现在雷电的热效应、电效应、机械作用力和地电位反击。 1、雷电的热效应 雷击在被击物体上，在被击物体中产生可观的焦耳热，由于雷电流作用时间很短，散热影响可以忽略，被击物体内温度发生剧烈升高，导致被击物体燃烧或熔化。如1985年5月黑龙江大兴安岭火灾，2002年内蒙大兴安岭火灾，2011年云南大理的森林火灾均是雷击引起，造成直接经济损失近100亿元。 2、雷电的电效应 1、静电感应引起的过电压。 2、电磁感应引起的过电压。 3、雷电直接击中线路引起的过电压。 无论何种形式引起的过电压，这些过电压将沿着导线向两端流动，侵入电气设备，在设备上引起过电压。当过电压高于设备的额定耐冲击电压时，设备就会损坏。 3、雷电的机械效应 通过雷电流的相邻导体存在相互作用力，作用力大小于两导体通过的雷电流乘积成正比，与导体间的距离成反比。 4、地电位反击 三、雷电的防护 主要内容 1、建筑物的分类 1 建筑物的防雷分类 建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按需要将工业和民用建筑物分为三类。 大型、复杂项目应该进行雷电灾害风险评估来确定。 一个项目的不同组成部分，甚至一个建筑物的不同部位可能有不同的分类。 第一类 防雷建筑物 1. 制造（使用、贮存）炸药（火药、起爆 药、火工品等）大量爆炸物的建筑物，因 电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人 身伤亡 2. 具有0区或20区爆炸危险环境的建筑物。 3. 具有1（或21）区爆炸危险环境的建筑物, 因电火花引起爆炸，会造成巨大破坏和人 身伤亡 第二类 防雷建筑物 1 国家重点文物保护的建筑物 2 国家级会堂、办公、展览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家档案馆、大城市重要给水水泵房 3 国家级计算中心、国际通讯枢纽等 4 特级和甲级体育馆 5 制造（使用、贮存）爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸 6 具有1区（或21区）爆炸危险环境的建筑物，且电 花不易引起爆炸 7 具有2区或11（22）区爆炸危险环境的建筑物 8 工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭所罐 9 预计N＞0.05次/a的部（省）办公建筑及重要或人员密集的公共建筑物 10 预计N ＞0.25次/a的住宅、办公楼等民建 第三类防雷建筑物 1 省级重点文物保护的建筑物、省级档案馆。 2 预计N≥0.012（0.01）次/a，≤0.06（0.05）次/a的部省）办公建筑及重要或人员密集的公共建筑物。 3 预计N≥0.06 （0.05）次/a， ≤0.3 （0.25）次/a的住宅、办公楼等民建。 4 预计N≥0.06 （0.05）次/a的一般性工业建筑物。 5 综合评估后确定需防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。 6 Td＞15d/a地区，≥15m的烟囱、水塔等孤立建筑物。 Td ≤15d/a地区， ≥20m的烟囱、水塔等孤立建筑物。 爆炸火灾危险环境 0区：正常情况下，能形成爆炸性混合物（气体或蒸气爆炸性）的爆