1、防雷基础知识防雷基础知识一一.概述概述二二.雷电灾害回放雷电灾害回放三三.雷电的形成雷电的形成四四.雷电的分类雷电的分类五五.雷电危害形式雷电危害形式 六六.雷电的描述雷电的描述七七.现代防雷技术的特点现代防雷技术的特点八八.相关防雷规范介绍相关防雷规范介绍九九.防止遭受雷击的方法防止遭受雷击的方法 主要内容主要内容 雷电灾害是十种最严重的自雷电灾害是十种最严重的自然灾害之一。全球每天约发生然灾害之一。全球每天约发生800万次雷电，每年因雷击造成万次雷电，每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。的人员伤亡、财产损失不计其数。导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁
2、发生。从卫星、通信、等事故频繁发生。从卫星、通信、导航、计算机网络系统、通信指导航、计算机网络系统、通信指挥系统和有室外天馈设备的系统挥系统和有室外天馈设备的系统更是雷电的重灾区。从某种意义更是雷电的重灾区。从某种意义上说，科技越发达，雷击对人类上说，科技越发达，雷击对人类的危害就大。的危害就大。一一.概述概述 我国古籍中，有关雷电理论和避雷实践的记载十分丰富。我国古籍中，有关雷电理论和避雷实践的记载十分丰富。雷神-信仰起源于中国古代先民对于雷电的自然崇拜，因为远古时代，气候变化异常，晴朗的天空会突然乌云密布，雷声隆隆，电光闪闪，雷电有时会击毁树木，击丧人畜。使人们认为天上有神在发怒，进而产生
3、恐惧之感，对之加以崇拜。神的形象也从单纯的自然神逐渐转变成具有复杂社会职能的神。起初，我们祖先弄不清楚起初，我们祖先弄不清楚雷电是怎么产生的，相信雷电是怎么产生的，相信“雷泽有雷神，龙首人颊，鼓雷泽有雷神，龙首人颊，鼓其腹则雷其腹则雷”（史记史记五帝纪五帝纪正义正义引引括地志括地志）的神话，误以为雷电毁屋击人是上天发怒，对人们进行的神话，误以为雷电毁屋击人是上天发怒，对人们进行罚诫。罚诫。中国古代防雷的相关记载：中国古代防雷的相关记载：中国古代防雷的相关记载：中国古代防雷的相关记载：雷神到底是什么样呢？明清时代，雷神的形象趋于统一，其标准形象概为集说诠真中所述：“状若力士，裸胸袒腹，背插两翅，
4、额具三目，脸赤如猴，下颏长而锐，足如鹰颤，而爪更厉，左手执楔，右手执槌，作欲击状。自顶至傍，环悬连鼓五个，左右盘蹑一鼓，称曰雷公江天君。”可见雷神此时最明显的特征是猴脸、尖嘴，所以民间有之“雷公脸”、“雷公嘴”的说法。到了汉代，人们开始以阴阳二气相到了汉代，人们开始以阴阳二气相互作用的理论来解释雷电现象，提出、互作用的理论来解释雷电现象，提出、“阴阳相薄，感而为雷，激而为霆阴阳相薄，感而为雷，激而为霆”（淮南子淮南子天文训天文训）的观点，也就的观点，也就是说，阴气和阳气相接触，发生震荡就是说，阴气和阳气相接触，发生震荡就形成雷，震荡剧烈的时候就形成霹雳。形成雷，震荡剧烈的时候就形成霹雳。这是关
5、于雷电成因的一种直观的、朴素这是关于雷电成因的一种直观的、朴素的猜想。尽管这种猜想还不完全符合现的猜想。尽管这种猜想还不完全符合现代科学的观点，但它毕竟是唯物的，它代科学的观点，但它毕竟是唯物的，它比现代雷电学说要早比现代雷电学说要早20002000多年。它破除多年。它破除了人们对上天雷神的迷信，了人们对上天雷神的迷信，使人们的思使人们的思想获得了解放。想获得了解放。中国古代防雷的相关记载：中国古代防雷的相关记载：在古籍中关于建筑工程中避雷的记载也十分丰富。在古籍中关于建筑工程中避雷的记载也十分丰富。南北朝的孟奥南北朝的孟奥北征记北征记中有如下记述：中有如下记述：“凌云台南角凌云台南角一百步，
6、有白石室，名避雷室。一百步，有白石室，名避雷室。”避雷室是最早出现的避雷设施。南朝刘宋时人盛弘避雷室是最早出现的避雷设施。南朝刘宋时人盛弘之撰写过一部名叫之撰写过一部名叫荆州记荆州记的书。书中记载：的书。书中记载：“湖阳湖阳县，春秋寥国，县，春秋寥国，樊重樊重之邑也。重母畏雷，为母玄石室，之邑也。重母畏雷，为母玄石室，叫避之。悉以文石为阶砌，至今犹存。从叫避之。悉以文石为阶砌，至今犹存。从盛弘之盛弘之的记载的记载看，看，樊重樊重为母亲建造避雷室所使用的全部材料都是文石，为母亲建造避雷室所使用的全部材料都是文石，文石很可能就是大理石。大理石具有绝缘作用。大理石文石很可能就是大理石。大理石具有绝缘
7、作用。大理石建造的屋室在一定的条件下是可以避雷的。建造的屋室在一定的条件下是可以避雷的。中国古代防雷的相关记载：中国古代防雷的相关记载：砖瓦土木是中国古代建筑的主要材料。宋代以后的砖瓦土木是中国古代建筑的主要材料。宋代以后的建筑师们为了使屋室有人的地方避开雷击，精心构思，巧建筑师们为了使屋室有人的地方避开雷击，精心构思，巧妙地消除了电学上称为妙地消除了电学上称为“跨步电压跨步电压”的危险，留下了不少的危险，留下了不少至今令人拍案叫绝的神奇建筑，如四柱不落地的广西真武至今令人拍案叫绝的神奇建筑，如四柱不落地的广西真武阁，四柱不顶天的德庆县文庙等等。阁，四柱不顶天的德庆县文庙等等。宋、元、明、清代
8、宋、元、明、清代的建筑物多用的建筑物多用“雷公柱雷公柱”（宋代称枨杆）等措施以避雷（宋代称枨杆）等措施以避雷 。安文思安文思（葡萄牙传教士（葡萄牙传教士16401640年来华，达年来华，达3737年）年）16681668年年中国的十二大奇迹中国的十二大奇迹，16881688年译为英、法文。年译为英、法文。“巨兽（皇宫上）的舌头指向空中，其腹内穿过金属巨兽（皇宫上）的舌头指向空中，其腹内穿过金属条。金属条一端插入地里。这样，当闪电落在屋上或皇宫条。金属条一端插入地里。这样，当闪电落在屋上或皇宫时，闪电就被龙舌引向金属条通道，并且直奔地下而消散，时，闪电就被龙舌引向金属条通道，并且直奔地下而消散，
9、因而不伤害任何人。因而不伤害任何人。中国古代防雷的相关记载：中国古代防雷的相关记载：湖南岳阳重建于湖南岳阳重建于1252年的慈氏塔，高年的慈氏塔，高39m，塔顶，塔顶有一铁杵，从铁杵连下有一铁杵，从铁杵连下8条铁链垂到地面，可以映证安条铁链垂到地面，可以映证安文思的描述。文思的描述。在古籍中有关雷击的事故的记述就更多了，例如：在古籍中有关雷击的事故的记述就更多了，例如：续晋阳春秋续晋阳春秋：“太元五年，霹雳含殿四柱，杀内太元五年，霹雳含殿四柱，杀内侍二人。侍二人。”晋安帝记晋安帝记：“义熙三年六月，震太庙鸱义熙三年六月，震太庙鸱 尾，彻壁尾，彻壁柱，若有文字。柱，若有文字。晋中兴书征祥说晋中兴
10、书征祥说：“元兴三年，永安王皇后至住元兴三年，永安王皇后至住巴防，将设威仪入宫，天大雷震，人马多死。巴防，将设威仪入宫，天大雷震，人马多死。中国古代防雷的相关记载：中国古代防雷的相关记载：中世纪国外雷击记载中世纪国外雷击记载 在国外，在欧州中世纪也有相当多的人把雷电当作神在国外，在欧州中世纪也有相当多的人把雷电当作神的意志，认为只能靠祈祷或者敲响教堂里的钟，才能避免的意志，认为只能靠祈祷或者敲响教堂里的钟，才能避免闪电的袭击。闪电的袭击。1784年慕尼黑出版的一本书统计：年慕尼黑出版的一本书统计：33年内有年内有388个教堂的尖顶遭雷击，共有个教堂的尖顶遭雷击，共有103个教堂的司钟员在钟楼个
11、教堂的司钟员在钟楼内敲钟时死于雷击。意大利威尼斯城的圣马可钟楼从内敲钟时死于雷击。意大利威尼斯城的圣马可钟楼从13881762年年9次被毁于雷击。次被毁于雷击。1718年年4月月14日日Brittany（布瑞特妮）城一夜之间（布瑞特妮）城一夜之间24个教堂遭雷击，其中一个被彻个教堂遭雷击，其中一个被彻底毁了，两名司钟毙命。底毁了，两名司钟毙命。中世纪国外雷击记载中世纪国外雷击记载 在在1750年富兰克林已指出，用尖端导体来保护房屋。年富兰克林已指出，用尖端导体来保护房屋。但仍免不了神学的阻碍，有人认为在教堂尖顶上装铁棒是但仍免不了神学的阻碍，有人认为在教堂尖顶上装铁棒是亵渎（亵渎（xid）上帝
12、，不想装避雷针，而且把上百吨的军）上帝，不想装避雷针，而且把上百吨的军用炸药内存在有拱顶的教堂大厅里，以求得上帝的保护，用炸药内存在有拱顶的教堂大厅里，以求得上帝的保护，认为这是最安全的。认为这是最安全的。1767年闪电击中了威尼斯一个贮放了年闪电击中了威尼斯一个贮放了几百吨炸药的教堂的拱顶，引起大爆炸，几百吨炸药的教堂的拱顶，引起大爆炸，3000人丧生，威人丧生，威尼斯城大半被毁。尼斯城大半被毁。1856年年Rhodes（希腊罗德岛）一个教（希腊罗德岛）一个教堂发生类似灾祸，堂发生类似灾祸，4000人丧生。人丧生。还有另一种情况，由于科学上的错误认识而拒绝避雷还有另一种情况，由于科学上的错误
13、认识而拒绝避雷针的，如东印尼的理事会认为避雷针有产生高电位的危险，针的，如东印尼的理事会认为避雷针有产生高电位的危险，下令苏门答蜡岛下令苏门答蜡岛Malaga上（马拉加）要塞拆去避雷针，上（马拉加）要塞拆去避雷针，1782年闪电点燃了要塞放的年闪电点燃了要塞放的400桶炸药，造成巨灾。桶炸药，造成巨灾。近几年近几年 国外情况据美国外情况据美国国家雷电安全研究所关于国国家雷电安全研究所关于雷电所造成的经济影响的一雷电所造成的经济影响的一份调查报告表明，美国每年份调查报告表明，美国每年因雷击造成的损失约因雷击造成的损失约50506060亿美元。每年因雷击造成亿美元。每年因雷击造成的火灾的火灾3 3
14、万多起，万多起，50%50%野外野外火灾与雷电有关；火灾与雷电有关；30%30%的电的电力事故与雷电有关；有力事故与雷电有关；有4 45 5石油产品储存和储藏罐事故石油产品储存和储藏罐事故是由雷击引起的；由于雷电是由雷击引起的；由于雷电和操作过电压造成物理装置和操作过电压造成物理装置的损失约占的损失约占80%80%。过过电电压压 31,68%(雷击及操作过电压雷击及操作过电压)盗窃 7,01%火灾 4,88%水灾 6,22%不小心/误操作22,67%其它 26,76%风暴 0,78%德国电子保险公司对德国电子保险公司对8722件案例损坏原因的分析图件案例损坏原因的分析图 我国也是雷暴活动十分频
15、繁的国家。全国有我国也是雷暴活动十分频繁的国家。全国有2020几个几个省会城市雷暴日都在省会城市雷暴日都在5050天以上，最多可达天以上，最多可达134134天。据不天。据不完全统计，每年因雷击造成人员伤亡达完全统计，每年因雷击造成人员伤亡达3000300040004000人，人，财产损失财产损失5050100100亿元人民币。亿元人民币。近年来，电子信息系统遭受雷电损失急剧增加，因近年来，电子信息系统遭受雷电损失急剧增加，因为电子技术正向高频率、高速度、微型化、网络化和智能为电子技术正向高频率、高速度、微型化、网络化和智能化方向发展。电磁干扰，特别是雷电电磁脉冲干扰对设备化方向发展。电磁干扰
16、，特别是雷电电磁脉冲干扰对设备和系统的影响越来越突出。和系统的影响越来越突出。另外，随着城市建筑物的增高，收受雷电的几率也增大。另外，随着城市建筑物的增高，收受雷电的几率也增大。电子信息系统受损后，除直接损失外，间接损失往往很难电子信息系统受损后，除直接损失外，间接损失往往很难估量。因此，信息时代的到来，已使雷电电磁脉冲的防护估量。因此，信息时代的到来，已使雷电电磁脉冲的防护成为当务之急。成为当务之急。数据线缆数据线缆TV电话电话230/400 VMCR110 kVABC Company移动基站移动基站一个雷电的电磁脉冲可影响几公里范围的电子一个雷电的电磁脉冲可影响几公里范围的电子设备，这也使
17、电子设备受损的几率增大设备，这也使电子设备受损的几率增大.由于石化生产装置及储罐大部分采用金属外壳，而且有的特殊装置为了满足生产的需要，体积超高，如各种流程塔等设备，因此最易遭受雷击。石化企业在生产过程中，常常使用和储存大量的易燃易爆物品，而且生产区内许多高大的化工装置，特别是0区，1区场所，可能有爆炸性混合气体存在，只要遇到雷击就会发生燃烧爆炸。雷击时，产生的强烈的热效应、机械效应，对化工生产装置及罐区内储存的易燃易爆物品均会产生巨大的破坏作用，给石化生产装置造成致命的破坏。极易造成易燃易爆物品的燃烧和爆炸。在雷雨季节，雷击的危险性加大，这就需我们石化企业要加强现场设备的防雷电管理，不断完善
18、设备防雷系统，由于有些设备已经使用多年，防雷设施腐蚀情况较为严重，有的接地线腐蚀锈断，还有设备的改造、建构筑物的变动等改变了厂区的雷电保护环境造成了安全生产的隐患。电气仪表是弱电系统极易造成雷电的破坏，要定期请专业防雷检测队伍开展防雷防静电设备安全检查，特别要重点加大对电气仪表防雷隐患的排查，及时进行整改，才能真正确保各个生产过程中的装置电气、仪表等系统正常运行。二二.雷电灾害回放雷电灾害回放雷击配电线路雷击配电线路 1979年年7月月13日因雷电击中电线，导致日因雷电击中电线，导致纽约纽约900万人断电万人断电25小时，财产损失高达小时，财产损失高达1.5亿美元。亿美元。雷击女儿墙外沿雷击女
19、儿墙外沿法航客机在加拿大机场遭雷击起火法航客机在加拿大机场遭雷击起火22人轻伤人轻伤飞机冒出滚滚浓烟飞机冒出滚滚浓烟 加拿大多伦多皮尔逊国际机场一架加拿大多伦多皮尔逊国际机场一架法国航空公司客机在着陆时冲出机场跑法国航空公司客机在着陆时冲出机场跑道并起火燃烧。在这起事故中有道并起火燃烧。在这起事故中有22人人轻伤，但没有人在事故中丧生。轻伤，但没有人在事故中丧生。根据现场调查的结果显示，客机在着陆根据现场调查的结果显示，客机在着陆时很明显遭到雷电袭击，着陆后冲出跑时很明显遭到雷电袭击，着陆后冲出跑道，并栽进了加拿大道，并栽进了加拿大401高速公路边的高速公路边的沟里。沟里。广州市某棉厂遭受雷击
20、起火损失惨重。广州市某棉厂遭受雷击起火损失惨重。森林旷野植被雷击起火森林旷野植被雷击起火42002年年7月月28日内蒙古大兴安岭北部原始林区日内蒙古大兴安岭北部原始林区因雷击引发建国以来最为严重的雷击森林火灾，因雷击引发建国以来最为严重的雷击森林火灾，火灾涉及火灾涉及19个货场，过火面积达个货场，过火面积达4万公顷。万公顷。涡轮发电机受到雷击的损涡轮发电机受到雷击的损过电压产生的后果过电压产生的后果某化工厂储罐烧毁某化工厂储罐烧毁几起雷击事故几起雷击事故（1 1）20042004年年6 6月月2626日下午日下午1414时左右浙江临海市杜时左右浙江临海市杜桥镇杜前村桥镇杜前村3030位农民在一
21、块约位农民在一块约100m100m闲置的宅基闲置的宅基地上临时搭建屋内避雨，不幸惨遭雷击，全部被地上临时搭建屋内避雨，不幸惨遭雷击，全部被击倒在地，当场击死击倒在地，当场击死1111人，死者被强大的气流推人，死者被强大的气流推出出3 3米多远。受伤者被送往附近医院抢救，截至米多远。受伤者被送往附近医院抢救，截至2727日傍晚，死亡人数达日傍晚，死亡人数达1717人，其他人，其他1313位已脱离危位已脱离危险在继续治疗。同时在雷击点附近民宅内的家用险在继续治疗。同时在雷击点附近民宅内的家用电器也遭到不同程度的损坏，不完全统计直接经电器也遭到不同程度的损坏，不完全统计直接经济损失达上百万元。这是台
22、州建国以来最严重的济损失达上百万元。这是台州建国以来最严重的一次雷击伤亡人员事件。一次雷击伤亡人员事件。严重的一次雷击伤亡人员事件严重的一次雷击伤亡人员事件（2 2）20012001年年5 5月月8 8日日1616时时3030分，惠阳市秋分，惠阳市秋长镇元翔制品厂遭雷长镇元翔制品厂遭雷击，引发化学物品爆击，引发化学物品爆炸，造成炸，造成7 7死死6 6人重伤人重伤1111人轻伤，直接损失人轻伤，直接损失10001000多万元，原因是多万元，原因是不符合防雷设计规范。不符合防雷设计规范。该厂负责人被刑事拘该厂负责人被刑事拘留，镇政府、市工商留，镇政府、市工商局消防大队被通报评。局消防大队被通报评
23、。惠州秋长镇元翔惠州秋长镇元翔制品制品厂雷击爆炸现场厂雷击爆炸现场 （3 3）20002000年年8 8月月2626日日0404时时1515分，高州根子镇和分，高州根子镇和丰加油站遭雷击发生大火，烧毁油库、油罐、丰加油站遭雷击发生大火，烧毁油库、油罐、油机及附属设施一大批，经济损失油机及附属设施一大批，经济损失2020多万元，多万元，原因是不及时整改。原因是不及时整改。（4 4）19981998年年7 7月月1313日日下午下午4 4时时1010分武汉市黄分武汉市黄陂县石油总公司横店陂县石油总公司横店石油储库遭直击雷击石油储库遭直击雷击，造成库区，造成库区4 4号储罐起号储罐起火爆炸，烧毁火爆
24、炸，烧毁0 0号柴油号柴油125t125t及及1000m31000m3柴油罐柴油罐一座，死伤一座，死伤140140多人，多人，造成直接经济损失造成直接经济损失34003400多万元。多万元。广州吉山化工仓库广州吉山化工仓库起火爆炸起火爆炸（5 5）19891989年年8 8月月1212日，我国黄岛油库遭雷击起日，我国黄岛油库遭雷击起火爆炸，大火燃烧了火爆炸，大火燃烧了104104小时，烧掉原油小时，烧掉原油4 4万立万立方米，烧毁了占地方米，烧毁了占地250250亩的罐区和设备，烧掉亩的罐区和设备，烧掉1010辆消防车，造成辆消防车，造成1919人死亡，人死亡，7878人受伤，经济损人受伤，经
25、济损失达到到失达到到85008500万元（直接损失万元（直接损失35003500万元）。万元）。黄岛事件图片资料黄岛事件图片资料 （6 6）19841984年，重庆市渝中区上清寺红球坝附年，重庆市渝中区上清寺红球坝附近发生埋地燃气管道被雷击穿的雷灾事故；近发生埋地燃气管道被雷击穿的雷灾事故；（7 7）19991999年年4 4 月月23 23 日，永川市跳蹬河农贸市日，永川市跳蹬河农贸市场商住楼由于天然气管道敷设在屋面成为接闪场商住楼由于天然气管道敷设在屋面成为接闪器，造成了雷击导致天然气调压箱爆炸燃烧，器，造成了雷击导致天然气调压箱爆炸燃烧，封锁通道，引起住户恐慌，封锁通道，引起住户恐慌，7
26、2 72 家住户联名向家住户联名向永川市人民政府、永川市人大上告的社会事件永川市人民政府、永川市人大上告的社会事件发生；发生；（8 8）20012001年年7 7月和月和8 8月，重庆大学水电中心月，重庆大学水电中心A A区区配气站配气站2 2次遭雷击，击坏计量设备，直接经济损次遭雷击，击坏计量设备，直接经济损失失3 3万元，间接经济损失万元，间接经济损失1010万元。万元。（9 9）20012001年年7 7月月1111日下午，北京市工体东路一日下午，北京市工体东路一号楼遭雷击，造成整座楼掉闸停电，击坏十余户号楼遭雷击，造成整座楼掉闸停电，击坏十余户电视机高频头，有几人看到了一火球从楼顶晃过
27、，电视机高频头，有几人看到了一火球从楼顶晃过，其中有一住户由于雷击使煤气表底冒出有一、二其中有一住户由于雷击使煤气表底冒出有一、二尺长的火苗，把闸门关了，火才熄灭，由于及时尺长的火苗，把闸门关了，火才熄灭，由于及时发现，未造成更大的损失。发现，未造成更大的损失。雷电灾害典雷电灾害典型案例分析型案例分析（1010）20022002年年7 7月月2121日，重庆市巴南区大雨倾日，重庆市巴南区大雨倾盆，突然盆，突然“咔嚓咔嚓”一声闪电后，位于巴南区一声闪电后，位于巴南区李家沱的重庆市电信局宿舍楼的调压箱发生李家沱的重庆市电信局宿舍楼的调压箱发生火花，据分析是由于调压箱与供气管道未形火花，据分析是由于
28、调压箱与供气管道未形成等电位，雷击感应产生火花放电。成等电位，雷击感应产生火花放电。（1111）20022002年年1010月月1616日，开县采输气作业区日，开县采输气作业区东东64#64#井遭雷击，损坏电子设备井遭雷击，损坏电子设备2929台。台。（1212）20042004年年5 5月月2929日晚日晚7 7时时4545分分,四川泸州四川泸州市纳溪区一居民楼下发生一起因天然气沿管道市纳溪区一居民楼下发生一起因天然气沿管道裂隙泄漏，遇雷击后点燃气体产生爆炸事故，裂隙泄漏，遇雷击后点燃气体产生爆炸事故，造成造成5 5人死亡人死亡,1,1人重伤人重伤,34,34人轻伤。此次爆炸事人轻伤。此次爆
29、炸事故造成永宁路社区数千居民停水停电、河西片故造成永宁路社区数千居民停水停电、河西片区上万居民停气。区上万居民停气。新华网，新华网，20042004年年5 5月月3030日日 （1313）20052005年年6 6月月2626日晚，北京市昌平区某宾日晚，北京市昌平区某宾馆遭雷击，造成锅炉房燃气自控系统、泵房自馆遭雷击，造成锅炉房燃气自控系统、泵房自控系统及安防监控红外探头多支损坏，直接经控系统及安防监控红外探头多支损坏，直接经济损失约济损失约5 5万元。万元。20052005年全国雷电灾害年全国雷电灾害典型案例选编典型案例选编（1414）20072007年年4 4月月1 1日，合肥市大雨滂沱、
30、雷电日，合肥市大雨滂沱、雷电交加，位于肥东的合肥天然气总站电路被雷电交加，位于肥东的合肥天然气总站电路被雷电击中，造成生产瘫痪，无法生产压缩天然击中，造成生产瘫痪，无法生产压缩天然气。气。安徽新闻网安徽新闻网（1515）20082008年年7 7月，南宁市某燃气公司遭受雷月，南宁市某燃气公司遭受雷击，主控室的击，主控室的PLCPLC控制系统、空混系统（液化控制系统、空混系统（液化气）、仪表控制盘、现场泄漏报警系统失灵；气）、仪表控制盘、现场泄漏报警系统失灵；热值仪、原力变送器、仪表盘、报警器损坏，热值仪、原力变送器、仪表盘、报警器损坏，此次雷灾造成的直接经济损失约此次雷灾造成的直接经济损失约2
31、020万元。万元。南国早报网南国早报网20092009年年6 6月月1111日日 （1616）20102010年年0505月月0505日在秦皇岛抚宁县榆关镇日在秦皇岛抚宁县榆关镇龙口店村村边，一天然气管道中转点遭雷击爆龙口店村村边，一天然气管道中转点遭雷击爆炸起火。经消防、燃气公司等多部门联合抢险，炸起火。经消防、燃气公司等多部门联合抢险，经近三个小时的努力，着火点熄灭，未造成人经近三个小时的努力，着火点熄灭，未造成人员伤亡。据介绍，遭雷击着火的中转点为永唐员伤亡。据介绍，遭雷击着火的中转点为永唐秦天然气管道秦皇岛市抚宁县段秦天然气管道秦皇岛市抚宁县段1515号阀室。险号阀室。险情发生后，公司
32、配合当地政府紧急疏散周边人情发生后，公司配合当地政府紧急疏散周边人员，截断上下游阀室，放空管道天然气，并暂员，截断上下游阀室，放空管道天然气，并暂停秦皇岛站向下游供气。同时，全力组织现场停秦皇岛站向下游供气。同时，全力组织现场抢修。抢修。-2010-2010年年0505月月0505日日 燕赵晚报燕赵晚报 秦皇岛天然气管道中转点遭雷击起火秦皇岛天然气管道中转点遭雷击起火 大火映红了天空造成雷灾的多样性和复杂性造成雷灾的多样性和复杂性 由于雷电具有随机性、瞬时性和危险性由于雷电具有随机性、瞬时性和危险性三大特点，因此，雷电灾害的发生同时具有三大特点，因此，雷电灾害的发生同时具有以下三个特点：以下三
33、个特点：雷电灾害影响的范围不是百分之百雷电灾害影响的范围不是百分之百 雷电灾害发生的时间不是百分之百雷电灾害发生的时间不是百分之百 雷电灾害的防治措施不是百分之百雷电灾害的防治措施不是百分之百 目前人类是无法制止雷电的。目前人类是无法制止雷电的。人们力所人们力所能及能及预防和限制预防和限制三三.雷电的形成雷电的形成 当天空乌云密布，雷雨云迅猛发展时，突然一道夺目的闪光当天空乌云密布，雷雨云迅猛发展时，突然一道夺目的闪光划破长空，接着传来震耳欲聋的巨响，这就是闪电和打雷，亦划破长空，接着传来震耳欲聋的巨响，这就是闪电和打雷，亦称为雷电。称为雷电。雷属于大气声学现象，是大气中小区域强烈爆炸产生的冲
34、击雷属于大气声学现象，是大气中小区域强烈爆炸产生的冲击波形成的声波，而闪电则是大气中发生的火花放电现象。波形成的声波，而闪电则是大气中发生的火花放电现象。闪电和雷声是同时发生的，但它们在大气中传播的速度相闪电和雷声是同时发生的，但它们在大气中传播的速度相差很大，因此人们总是先看到闪电然后才听到雷声。光每秒能差很大，因此人们总是先看到闪电然后才听到雷声。光每秒能走走30公里，而声音只能走公里，而声音只能走340米。米。根据这个现象，我们可以从看到闪电起到听到雷声止，这一根据这个现象，我们可以从看到闪电起到听到雷声止，这一段时间的长短，来计算闪电发生处离开我们的距离。假如闪电段时间的长短，来计算闪
35、电发生处离开我们的距离。假如闪电在西北方，隔在西北方，隔10秒听到了雷声，说明这块雷雨云距离我们约有秒听到了雷声，说明这块雷雨云距离我们约有3400米远。米远。雷电的形成雷电的形成 雷电的形成机理雷电的形成机理:大气物理学的一个分支。主要研究电离层以下大气中大气物理学的一个分支。主要研究电离层以下大气中发生的各种电现象和它们的发生的各种电现象和它们的 产生与相互作用过程的规律及产生与相互作用过程的规律及应用。远古人类对雷电现象充满恐惧，应用。远古人类对雷电现象充满恐惧，1818世纪中叶世纪中叶(1752(1752 年年6 6月月)美国美国B.B.富兰克林的第一次风筝探测雷电试验以后，雷电富兰克
36、林的第一次风筝探测雷电试验以后，雷电的本质逐渐被人类认识，的本质逐渐被人类认识，2020世纪世纪20302030年代以后，人们逐步年代以后，人们逐步对云中起电，闪电和雷的物理特性、形成机制等进行研究产对云中起电，闪电和雷的物理特性、形成机制等进行研究产生了大气电学。生了大气电学。作为电学先驱者，富兰克林在电学史上第一次明确提作为电学先驱者，富兰克林在电学史上第一次明确提 出出了前后一致的电学学说，即有名的一流论（或称单流了前后一致的电学学说，即有名的一流论（或称单流体说），认为电可用正负符号区别，但不能把它们视作两体说），认为电可用正负符号区别，但不能把它们视作两种截然不同的流体。种截然不同的
37、流体。在大气电学方面，他第一个发现雷是由电造在大气电学方面，他第一个发现雷是由电造成的。他发现闪电是一种电荷，这有很大的实际成的。他发现闪电是一种电荷，这有很大的实际用途。他知道电流可被针尖吸引，但不知道闪电用途。他知道电流可被针尖吸引，但不知道闪电是否也会被吸引。一七五二年，他进行了有名的、是否也会被吸引。一七五二年，他进行了有名的、但也是危险的实验。实验在费城郊野进行，在一但也是危险的实验。实验在费城郊野进行，在一个行雷闪电的日子，他把一只镶有金属在顶部的个行雷闪电的日子，他把一只镶有金属在顶部的风筝放入云层去，连接风筝下端的线上则系着钥风筝放入云层去，连接风筝下端的线上则系着钥匙，当行雷
38、闪电之际，他即用手紧握钥匙，当即匙，当行雷闪电之际，他即用手紧握钥匙，当即感觉一种轻微的震动，流经拳头，然后通过身体，感觉一种轻微的震动，流经拳头，然后通过身体，进入地面。进入地面。他这次实验，除了证明天电是一种放电现他这次实验，除了证明天电是一种放电现象，破除了人们对雷电的迷信外，还发明了避雷象，破除了人们对雷电的迷信外，还发明了避雷针，使高楼大厦免被雷轰。针，使高楼大厦免被雷轰。图：富兰克林放风筝进行雷电实验图：富兰克林放风筝进行雷电实验 雷云形成的物理过程雷云形成的物理过程 闪电，俗称雷电，是自然大气中的闪电，俗称雷电，是自然大气中的超强超强（能量）（能量）、超长、超长（距离）（距离）放
39、放电现象。一般产自雷雨云电现象。一般产自雷雨云（即雷（即雷暴、雷暴云或积雨云），暴、雷暴云或积雨云），其中最其中最重要的就是积雨云。重要的就是积雨云。积雨云生成发展的三个基本条件积雨云生成发展的三个基本条件空气中必须有足够的水汽空气中必须有足够的水汽有使潮湿水气强烈上升的气流有使潮湿水气强烈上升的气流有使潮湿空气上升凝结成水珠或有使潮湿空气上升凝结成水珠或冰晶的气象条件冰晶的气象条件 雷电的形成：雷电的形成：雷电是一种大气中放电现象，产生于积雨雷电是一种大气中放电现象，产生于积雨云中，积雨云在形成过程中，某些云团带正云中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电
40、荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为以击穿空气（一般为25-30KV/cm），开始游），开始游离放电，我们称之为离放电，我们称之为先导放电先导放电。云对地的。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放
41、电。等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。雷电发展的先导雷电发展的先导 放电放电1 先导放电通道；先导放电通道；2 强游离区；强游离区；3 主放电通道主放电通道 在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的电流（一般为几十和，会出现很大的电流（一般为几十kA至百至百kA），随之发生强烈放电闪光，这就是闪电；），随之发生强烈放电闪光，这就是闪电；强大的电流把闪电通道内的空气急剧加热到一强大的电流把闪电通道内的空气急剧加热到一万度以上使空气骤然膨胀而发出巨大响声，这万度以上使空气骤然膨胀而发出巨大响声，这就是雷，这一过程就形成了雷电。就是雷，这一过程就
42、形成了雷电。负极性负极性CG图为一次正性回击过程图为一次正性回击过程 雷属于大气声学现象，是大气中小区域强雷属于大气声学现象，是大气中小区域强烈爆炸产生的冲击波形成的声波，而闪电则是烈爆炸产生的冲击波形成的声波，而闪电则是大气中发生的火花放电现象。大气中发生的火花放电现象。闪电和雷声是同闪电和雷声是同时发生的，但它们在大气中传播的速度相差很时发生的，但它们在大气中传播的速度相差很大，因此人们总是先看到闪电然后才听到雷声。大，因此人们总是先看到闪电然后才听到雷声。光每秒能走光每秒能走30公里，而声音只能走公里，而声音只能走340米。米。根据这个现象，我们可以从看到闪电起到根据这个现象，我们可以从
43、看到闪电起到听到雷声止，这一段时间的长短，来计算闪电听到雷声止，这一段时间的长短，来计算闪电发生处离开我们的距离。假如闪电在西北方，发生处离开我们的距离。假如闪电在西北方，隔隔10秒听到了雷声，说明这块雷雨云距离我们秒听到了雷声，说明这块雷雨云距离我们约有约有3400米远。米远。闪电通常是在有雷雨云时出现，偶尔也在雷闪电通常是在有雷雨云时出现，偶尔也在雷暴、雨层云、尘暴、火山爆发时出现。闪电的最暴、雨层云、尘暴、火山爆发时出现。闪电的最常见形式按形状分类是线状闪电，偶尔也可出现常见形式按形状分类是线状闪电，偶尔也可出现带状、球状、串球状、枝状、箭状闪电等等。按带状、球状、串球状、枝状、箭状闪电
44、等等。按空间位置分类线状闪电可在云内闪、云与云间闪、空间位置分类线状闪电可在云内闪、云与云间闪、云与地面间产生，其中云内、云与云间闪电占大云与地面间产生，其中云内、云与云间闪电占大部分，而云与地面间的闪电仅占六分之一，但其部分，而云与地面间的闪电仅占六分之一，但其对人类的危害最大。对人类的危害最大。四四.雷电的分类雷电的分类（基本分类）（基本分类）：空间位置空间位置晴天放电晴天放电雷云闪电雷云闪电云内闪电云内闪电云际闪电云地闪电云地闪电形状形状线状闪电（链状）线状闪电（链状）带状闪电（球状）带状闪电（球状）片状闪电（球）片状闪电（球）声音声音有声闪电有声闪电无声闪电无声闪电相对建筑物相对建筑物
45、直击雷直击雷侧击雷侧击雷雷击电磁脉冲（雷击电磁脉冲（LEMPLEMP）根据闪电出现位置、形状、声音和危害分类根据闪电出现位置、形状、声音和危害分类线状闪电线状闪电枝状闪电枝状闪电株状闪电株状闪电 比较罕见，是比较罕见，是一条发光的虚线，一条发光的虚线，一条链子一样在一条链子一样在云与大地间放电云与大地间放电或云与云间放电或云与云间放电时均可能出现。时均可能出现。似乎是介于线状似乎是介于线状闪电与球形闪电闪电与球形闪电之间的一种过渡之间的一种过渡形式。形式。链形闪电：链形闪电：片状闪电片状闪电球状闪电球状闪电云内放电：云内放电：在同一块云中，不同云区带有正负不同在同一块云中，不同云区带有正负不同
46、的电荷，在正负荷电区之间的电场达到可击穿的电荷，在正负荷电区之间的电场达到可击穿强度时，在同一块云中同样可发生放电现象，强度时，在同一块云中同样可发生放电现象，此现象称之为云内放电。此现象称之为云内放电。云际闪电云际闪电当带有正负不同电荷的两块云之间的电场达到可当带有正负不同电荷的两块云之间的电场达到可击穿强度时，在两块云之间发生的放电现象。击穿强度时，在两块云之间发生的放电现象。云地放电云地放电 最常出现的一种无声放电是被称为最常出现的一种无声放电是被称为“爱尔马爱尔马圣火圣火”。由于暴风雨等原因，大气中的电场强度。由于暴风雨等原因，大气中的电场强度大大地增长起来，大大地增长起来，在地球面的
47、突出物体附近，电场强度很容易达到在地球面的突出物体附近，电场强度很容易达到30kV/cm30kV/cm的强度，的强度，导致在突出部分发生静寂放电。这是一种非雷云导致在突出部分发生静寂放电。这是一种非雷云与大地间放电和没有雷声的闪电现象，实际上就与大地间放电和没有雷声的闪电现象，实际上就是尖端电晕放电。放电时，突出物周围会呈现出是尖端电晕放电。放电时，突出物周围会呈现出冒烟状或光膜状。当电场强度很强时，就会形成冒烟状或光膜状。当电场强度很强时，就会形成单独束状放电，由物体周围放射出来。这种放电单独束状放电，由物体周围放射出来。这种放电现象对电讯现象对电讯系统有干扰。系统有干扰。无声放电：无声放电
48、：四种类型闪电四种类型闪电雷电的产生小结雷电的产生小结物理特征物理特征物理特征：雷电放电过程物理特征：雷电放电过程 雷电放电由带电荷的雷云引起大多数的放电发生在雷电放电由带电荷的雷云引起大多数的放电发生在 雷云之间不危险！雷云之间不危险！少数的放电发生在雷云和大地之间危险！少数的放电发生在雷云和大地之间危险！对地放电的雷云大多数带负电荷，实测对地放电的雷云大多数带负电荷，实测7590 理解以下几点：理解以下几点：雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放被击物体的电位取决于雷电流和被击物体阻抗释放被击物体的电位取决于雷电流和被击物体阻抗的乘积从电源性质
49、看，相当于一个电流源的作用过的乘积从电源性质看，相当于一个电流源的作用过程，人们能够测知的电量，重要是流过被击物体的程，人们能够测知的电量，重要是流过被击物体的电流。电流。物理特征：雷电放电基本参数物理特征：雷电放电基本参数先导放电平均速度：先导放电平均速度：1.5x105m/s，数百安，数百安主放电：主放电：2x1071.5x108m/s，几十，几十几百几百 kA正性回击过程正性回击过程负极性负极性CGCG闪电的平均功率闪电的平均功率 P=Imax U=104 A 108V=1012W 10亿千瓦亿千瓦,远远超过世界上任何发电厂的输出功率远远超过世界上任何发电厂的输出功率!瞬时值瞬时值,作用
50、时间非常短作用时间非常短!不产生太大破坏力不产生太大破坏力!闪电的平均能量闪电的平均能量 W=0.5Qg U=0.5 20C 108V=109J 300kWh,仅相当于仅相当于100W灯泡连续照明灯泡连续照明100多天多天!能量小能量小,利用价值不大利用价值不大!物理特征：雷电放电基本参数物理特征：雷电放电基本参数物理现象物理现象-宏观宏观 从积雨云密布到闪电发生，会出现三种物理现象：从积雨云密布到闪电发生，会出现三种物理现象：首先是云中静止电荷产生静电场，出现静电感应现首先是云中静止电荷产生静电场，出现静电感应现象。地面及各种导体会产生感应电荷，呈显静电场的作象。地面及各种导体会产生感应电荷
