（1）雷云的形成 雷電的生成始于雷云的生成，其實(shí)有幾種云都與雷電有關(guān)，如層積云、雨層云、積云、積雨云，最重要的則是積雨云，即雷云。雷云是由大氣上空的水滴、冰晶和氣體塵埃等組成的巨大的、不透光且?guī)щ姾傻臑鹾谏茐K，其形成的根本原因就是含水蒸氣的氣流運(yùn)動(dòng)。隨著雷云的不斷發(fā)展聚積，將會(huì)引起閃電、雷鳴現(xiàn)象，這就是雷暴。 1）雷暴的分類 雷暴的形成主要是兩種：鋒面雷暴和熱雷暴。 鋒面雷暴是由于在地表流動(dòng)的兩個(gè)氣團(tuán)相遇時(shí)，冷氣團(tuán)因密度大而流動(dòng)在熱氣團(tuán)下方，在兩者交界面上形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)并把熱氣團(tuán)猛抬上升，熱氣流形成強(qiáng)大的上升氣柱和渦流，這樣就會(huì)形成積云。這時(shí)如果熱氣團(tuán)的溫度足夠高和水分足夠多，就可以形成巨大的雷暴烏云。 熱雷暴發(fā)生在山區(qū)。由于陽(yáng)光照射，山丘及其地面溫度升高，熱氣流因密度小而向天空流動(dòng)，附近樹木、湖泊和河流等的氣溫較低，周圍相對(duì)較冷的氣流向山丘溫度較高、密度較小的地帶集中，同時(shí)這些氣流又被山丘地表的高溫加熱而向天空流動(dòng)，這樣就形成熱雷暴。 2）積雨云的起電機(jī)制 積雨云起電機(jī)制的主要理論有以下三種： ①吸水電荷效應(yīng)。大氣中存在方向向下的電場(chǎng)，使空氣正負(fù)離子分別向下和向上運(yùn)動(dòng)。中性水滴在電場(chǎng)中也要受到極化，上端出現(xiàn)負(fù)電荷，下端出現(xiàn)正電荷。大水滴在下落時(shí)，它的下端吸收負(fù)離子，排斥正離子，由于大水滴下降速度快，故其上端的負(fù)電荷來(lái)不及吸收它上方的正離子，所以整個(gè)水滴帶負(fù)電。小水滴被氣流帶著向上走，它上端的極化負(fù)電荷將吸收正離子，所以小水滴帶正電。 ②水滴凍冰效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水在結(jié)冰時(shí)冰會(huì)帶正電荷，而未結(jié)冰的水帶有負(fù)電荷，所以當(dāng)云中冰晶區(qū)中的上升氣流把冰粒上面的水帶走，就會(huì)導(dǎo)致電荷的分離而使不同云區(qū)帶電。 ③水滴破裂效應(yīng)。用強(qiáng)烈氣流吹散空氣中的水滴，較大的殘滴帶有正電，細(xì)微的水滴帶有負(fù)電，這是因?yàn)樗伪砻嬗泻芏嚯娮拥木壒省?/div> 3）雷云放電機(jī)理 由于云中電荷分布不均，形成許多電荷中心，所以云團(tuán)之間、云團(tuán)內(nèi)部和云對(duì)大地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度都是不一樣的。只有當(dāng)云對(duì)大地場(chǎng)強(qiáng)最高并且達(dá)到一定值時(shí)才發(fā)生對(duì)地放電。同樣，云團(tuán)之間電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到某一臨界值時(shí)也會(huì)發(fā)生云間放電。實(shí)際上，絕大多數(shù)放電是發(fā)生在云間或云內(nèi)。 雷云對(duì)地放電的機(jī)理：帶有大量電荷的云團(tuán)對(duì)大地產(chǎn)生靜電感應(yīng)，大地感應(yīng)出大量異性電荷，使雷云和大地之間形成強(qiáng)大的場(chǎng)強(qiáng)，當(dāng)某一處的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到25～30kV/cm時(shí)，就會(huì)由雷云向大地產(chǎn)生先導(dǎo)放電（少數(shù)情況下雷電先導(dǎo)是由地表向上發(fā)出的）。當(dāng)先導(dǎo)到達(dá)地面或與地面先導(dǎo)相遇時(shí)，通過(guò)電荷中和形成強(qiáng)烈放電產(chǎn)生雷擊。放電通常不止發(fā)生一次，第一次的電流很大，后續(xù)雷擊電流小得多。 （2）雷電波形及主要參數(shù) 1）模擬雷電沖擊電壓波 模擬雷電沖擊電壓波形。 主要參數(shù)： ①視在原點(diǎn)O1指通過(guò)波前上A點(diǎn)（電壓峰值的30%處）和B點(diǎn)（電壓峰值的90%處）作一直線與橫軸相交之點(diǎn)。 ②時(shí)間T：指電壓波上A、B兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔。 ③波前時(shí)間T1：指由視在原點(diǎn)O1到D點(diǎn)（=1.67T處）的時(shí)間間隔。 ④半峰值時(shí)間T2：指由視在原點(diǎn)O1到電壓峰值，然后再下降到峰值一半處的時(shí)間間隔。 2）模擬雷電沖擊電流波 模擬雷電沖擊電流波形。 主要參數(shù)： ①視在原點(diǎn)O1：指通過(guò)波前上C點(diǎn)（電流峰值的10%處）和B點(diǎn)（電流峰值的90%處）作一直線與橫軸相交之點(diǎn)。 ③時(shí)間T：指電流波上C、B兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔。 ④波前時(shí)間T1：指由視在原點(diǎn)O1到E點(diǎn)（=1.25T處）的時(shí)間間隔。 ④半峰值時(shí)間（波尾時(shí)間）T2：指由視在原點(diǎn)O1到電流峰值，然后再下降到峰值一半處的時(shí)間間隔，波尾越長(zhǎng)，能量越大。 3）描述雷電的主要參數(shù) 除了波形圖中提到的參數(shù)外，用以描述雷電的參數(shù)還有防雷區(qū)、雷暴日、雷電活動(dòng)區(qū)和地面落雷密度。 ①防雷區(qū)：將一個(gè)易遭雷擊的區(qū)域，按照通信局（站）建筑物內(nèi)外、通信機(jī)房及被保護(hù)設(shè)備所處環(huán)境的不同，進(jìn)行被保護(hù)區(qū)域劃分，這些被保護(hù)區(qū)域稱為防雷區(qū)（LightningProtectionZones，LPZ）。 ②雷暴日：用以表征雷電活動(dòng)的頻率，一天內(nèi)只要聽到雷聲，就將其記為一個(gè)雷暴日。 ③雷電活動(dòng)區(qū)：根據(jù)年平均雷暴日的多少，雷電活動(dòng)區(qū)分為少雷區(qū)、中雷區(qū)、多雷區(qū)和強(qiáng)雷區(qū)： 少雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)不超過(guò)25天的地區(qū)； 中雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)在25～40天以內(nèi)的地區(qū)； 多雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)在40～90天以內(nèi)的地區(qū)； 強(qiáng)雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)超過(guò)90天的地區(qū)。 ④地面落雷密度：每平方公里每年對(duì)地落雷次數(shù)。 （3）防雷區(qū)的劃分 將一個(gè)易遭雷擊的區(qū)域，按照局站建筑物內(nèi)外，通信機(jī)房及被保護(hù)設(shè)備所處環(huán)境的不同，由外到內(nèi)把被保護(hù)區(qū)域劃分為不同的防雷區(qū)（LPZ）。 防雷區(qū)宜按以下規(guī)定分區(qū)： 1）LPZOA區(qū) 暴露區(qū)，建筑物外部，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭受直接雷擊和導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)的雷電電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。 2）LPZOB區(qū) 本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭受直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的雷電電磁場(chǎng)的量級(jí)與LPZOA區(qū)一樣。 3）LPZ1區(qū) 本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭受直接雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)更小，本區(qū)內(nèi)的雷電電磁場(chǎng)可能衰減，這取決于屏蔽措施。 鄭州馬尚防雷www.zhengzhoufanglei.com，做為鄭州地區(qū)的一家老資格的鄭州防雷公司，在些提醒大家，一定要注意防雷，特別是配置防雷設(shè)備，并定期進(jìn)行防雷檢測(cè)。而且，在配置防雷設(shè)備及檢測(cè)防雷設(shè)備時(shí)，要找專業(yè)的防雷企業(yè)，這是保障防雷安全的重要保證。 |