簡論防雷的重要性和防雷措施

彭術(shù)靜

【摘 要】雷電是自然界中一種常見的自然現(xiàn)象，雷電放電常危及人類和動物的生命安全，引發(fā)森林和油庫大火，毀壞各類建筑物和家用電器等弱點設(shè)備，以及在電力系統(tǒng)中導致絕緣破壞后造成的各種災(zāi)害等。因此，我們有必要認識雷電的形成及其危害，加強防雷意識，采取有效的防雷措施，以便最大限度地降低和消除雷電對人類正常工作和生活的危害。

【關(guān)鍵詞】雷電放電；雷云；防雷保護措施

1 防雷的重要性

1.1 雷電的危害

據(jù)有關(guān)資料顯示，全世界每年由于雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)百億美元，因此雷電一直是人類研究的一項重要內(nèi)容。雷電是自然界中一種常見的自然現(xiàn)象，雷電放電常危及人類和動物的生命財產(chǎn)安全、引發(fā)森林和油庫等失火，毀壞各類建筑物和家用電器等弱點設(shè)備，以及在電力系統(tǒng)中導致絕緣遭破壞后造成的各種災(zāi)害。雷電以其強大的破壞力給人類社會帶來慘重的災(zāi)難，特別是近十幾年來，我國家用電器日漸普及，功能齊全的新產(chǎn)品不斷涌向居民家中，再加上高層、超高層建筑日益增多，金屬建筑物高聳入云，雷電災(zāi)害也頻繁發(fā)生，雷擊對國民經(jīng)濟和人民生活造成直接和間接危害日趨嚴重，給人類敲響了防雷保護的警鐘。

1.2 雷電災(zāi)害的主要特點

1）遭受災(zāi)害的范圍大大擴展；

2）雷電危害從二維空間入侵升級為三維空間入侵；

3）雷電造成的危害和經(jīng)濟損失大大增加；

4）雷電災(zāi)害的主要對象已集中到微電子元器件上；

5）對電力系統(tǒng)來說，雷電放電可能在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生很高的過電壓，稱為雷電過電壓或大氣過電壓，如果對它不加限制，將造成輸電線路和發(fā)電廠、變電站配電裝置等的絕緣發(fā)生故障，從而引發(fā)停電事故。

此外，雷電放電所產(chǎn)生的巨大電流，也會因感應(yīng)效應(yīng)和熱效應(yīng)造成機電設(shè)備損傷或毀壞。

可見，防雷減災(zāi)對保障國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活安寧顯得特別重要，而且迫在眉睫。

2 雷電的形成和雷擊的幾種形式

2.1 雷電的形成

雷電放電是由雷云引起的放電現(xiàn)象；所謂雷云，就是帶電荷的云，但雷云又是怎樣形成的呢？夏秋季的午后或傍晚，地面附近的熱空氣攜帶大量的水蒸汽不斷上升到高空，當然氣流上升到一定高度后，由于溫度的下降，水蒸汽凝結(jié)成水滴，在足夠的冷的高空，水滴會進一步冷卻成冰晶，水滴和冰晶因其復(fù)雜的電荷分離過程及強烈氣流的作用，便形成帶電的雷云。關(guān)于雷云的帶電原理有多種說法，到目的為止尚無定論。比較有科學性的理論是冰結(jié)起電和水滴分裂起電，前者認為水滴凍結(jié)時首先從表面開始，表面形成冰殼后，內(nèi)部在溫度作用下，水中的正離子移向水滴的表面而使它帶正電，留在水滴中心部分的水分子則為負離子；當水滴的中心部分也結(jié)冰時，因膨脹會使早先已結(jié)冰的表層破裂，帶正電的碎片被氣流帶到云的上部，帶負電的核心部分則留在云的中、下部；而后者認為，強氣流使云中水滴吹裂時，較大的水滴帶正電，而較小的水滴帶負電，小水滴同時被氣流帶到云的上部。實測表明：在5～10KM的高空主要是帶正電荷的云層，而在1～5KM的高空主要是帶負電荷的云層。雷電放電可能在雷云之間、雷云與地面之間以及同一雷云內(nèi)部發(fā)生；雷云對地的放電是造成雷電災(zāi)害的主要因素，它會對地面建筑物、電子電器設(shè)備和人畜造成很大的危害，因此需要認真研究應(yīng)對措施。

2.2 雷擊的幾種常見形式

1）直擊雷：當雷云與地面突起物（比如高建筑物、構(gòu)筑物、輸電線和高大樹木等）之間帶電性質(zhì)不同時，就會發(fā)生放電現(xiàn)象并形成很強的電場把大氣擊穿，從而擊壞放電通路上的建（構(gòu)）筑物、輸電線路等，擊死或擊傷人畜和引發(fā)建（構(gòu)）筑物、輸電線路被毀和森林大火。由于這種云層與大地間的迅猛放電直接擊打在物件上，它的熱效應(yīng)、電磁感應(yīng)效應(yīng)直接傳遞，因此稱為直擊雷。

2）感應(yīng)雷：感應(yīng)雷是間接雷，是感應(yīng)電荷放電時造成的；但直擊雷發(fā)生后，云層中所帶電荷迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻較大，以致出現(xiàn)局部高電壓，或者由于直擊雷在放電過程中，其強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物件產(chǎn)生電磁感應(yīng)效應(yīng)而引發(fā)高電壓，以致發(fā)生雷擊現(xiàn)象，這種雷擊叫做“感應(yīng)雷”，又稱為“二次雷”。

3）球形雷：球狀閃電是一種危害較大的閃電；它是閃電形態(tài)中的一種，也稱為球閃，民間常稱其為“滾地雷“。球形雷閃電時的平均直徑為25CM，大多數(shù)在10～100CM之間，最小的只有0.5CM，最大的直徑達數(shù)米；球狀閃電偶爾也有環(huán)狀或中心向外延伸的藍色光暈，發(fā)出火花或射線；其顏色常見的有橙紅色或紅色，當它以特別明亮并使人目眩的強光出現(xiàn)時，也可看到黃、藍、綠和紫色，其壽命只有1～5秒，最長可達幾分鐘。球狀閃電至今仍是人類不能解釋清楚的奇怪自然現(xiàn)象，由于球狀閃電較為罕見，所以研究它十分困難，至今仍然是人類對自然界的一個謎。

3 常用防雷措施

盡管雷電的危害很大，但只要我們從思想上加強防雷意識，并在日常生產(chǎn)、工作和生活中，在各種電氣設(shè)備和電氣線路及建（構(gòu)）筑物上采取有效的防雷措施，雷電災(zāi)害是完全可以減輕和預(yù)防的。

3.1 電氣設(shè)備和電氣線路的防雷措施

1）用避雷針和避雷線防止電氣設(shè)備和電氣線路受到直擊雷的危害。

2）用各種不同形式的避雷器和放電間隙，防止電氣設(shè)備和電氣線路受到感應(yīng)雷的危害。

3.2 住宅樓的防雷措施

住宅樓防雷保護有兩種情況：第一種是低層或多層住宅樓建筑，可采取在屋頂女兒墻壓頂上焊接避雷帶作為接閃器，引下線可與框架柱或構(gòu)造柱內(nèi)的兩根主筋焊接；第二種是小高層、高層和超高層建筑，則應(yīng)設(shè)避雷針、避雷帶系統(tǒng)，其中一、二類建筑的接地電阻R≥10Ω（歐姆），三類建筑R≤30Ω，與其他接地合用電阻R≤1Ω；凡是突出層面的金屬物體、構(gòu)架等，均應(yīng)與避雷器（帶）連接，采用框架柱內(nèi)兩根主筋做引下線；所有引上線與引下線均應(yīng)作可靠焊接；引下線組數(shù)及位置由具體設(shè)計確定；進出建筑物的埋地金屬管道、入戶電纜金屬外皮及建筑物內(nèi)主干金屬管道，均應(yīng)與防雷裝置相連，以防引入雷電磁波；接地裝置可利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋網(wǎng)主筋作可靠焊接；在距離室外地坪1.8M處做測試端子。除此以外，還應(yīng)特別注意以下三點：

1）當雷電來臨之際，應(yīng)立即關(guān)閉有外接天線的家用電器設(shè)備，并將插頭拔離插座（如電視機、收音機、太陽能熱水器等），以免引雷入室、釀成火災(zāi)。

2）不要觸摸外墻內(nèi)壁、暖氣管（或暖氣片）、自來水管等。

3）不要使用其他形式的淋浴器，因為自來水管與防雷接地引下線相連，雷雨天氣時淋雨，極易引起觸電事故的發(fā)生。

3.3 常用的避雷設(shè)備

1）避雷針：避雷針是一種保護電器設(shè)備不受直擊雷危害的有效設(shè)備。

2）避雷線：避雷線也是一種保護電器設(shè)備不受直擊雷危害的設(shè)備，只是它的結(jié)構(gòu)和使用場合與避雷針不同而已。

3）避雷器：避雷器是一種用來預(yù)防感應(yīng)雷的裝置。

[責任編輯：侯天宇]