（1）雷云的形成 雷電的生成始于雷云的生成，其實有幾種云都與雷電有關，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、不透光且帶電荷的烏黑色云塊，其形成的根本原因就是含水蒸氣的氣流運動。隨著雷云的不斷發展聚積，將會引起閃電、雷鳴現象，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的兩個氣團相遇時，冷氣團因密度大而流動在熱氣團下方，在兩者交界面上形成相對運動并把熱氣團猛抬上升，熱氣流形成強大的上升氣柱和渦流，這樣就會形成積云。這時如果熱氣團的溫度足夠高和水分足夠多，就可以形成巨大的雷暴烏云。 熱雷暴發生在山區。由于陽光照射，山丘及其地面溫度升高，熱氣流因密度小而向天空流動，附近樹木、湖泊和河流等的氣溫較低，周圍相對較冷的氣流向山丘溫度較高、密度較小的地帶集中，同時這些氣流又被山丘地表的高溫加熱而向天空流動，這樣就形成熱雷暴。 2）積雨云的起電機制 積雨云起電機制的主要理論有以下三種： ①吸水電荷效應。大氣中存在方向向下的電場，使空氣正負離子分別向下和向上運動。中性水滴在電場中也要受到極化，上端出現負電荷，下端出現正電荷。大水滴在下落時，它的下端吸收負離子，排斥正離子，由于大水滴下降速度快，故其上端的負電荷來不及吸收它上方的正離子，所以整個水滴帶負電。小水滴被氣流帶著向上走，它上端的極化負電荷將吸收正離子，所以小水滴帶正電。 ②水滴凍冰效應。實驗發現，水在結冰時冰會帶正電荷，而未結冰的水帶有負電荷，所以當云中冰晶區中的上升氣流把冰粒上面的水帶走，就會導致電荷的分離而使不同云區帶電。 ③水滴破裂效應。用強烈氣流吹散空氣中的水滴，較大的殘滴帶有正電，細微的水滴帶有負電，這是因為水滴表面有很多電子的緣故。 3）雷云放電機理 由于云中電荷分布不均，形成許多電荷中心，所以云團之間、云團內部和云對大地之間的電場強度都是不一樣的。只有當云對大地場強最高并且達到一定值時才發生對地放電。同樣，云團之間電場強度達到某一臨界值時也會發生云間放電。實際上，絕大多數放電是發生在云間或云內。 雷云對地放電的機理：帶有大量電荷的云團對大地產生靜電感應，大地感應出大量異性電荷，使雷云和大地之間形成強大的場強，當某一處的電場強度達到25～30kV/cm時，就會由雷云向大地產生先導放電（少數情況下雷電先導是由地表向上發出的）。當先導到達地面或與地面先導相遇時，通過電荷中和形成強烈放電產生雷擊。放電通常不止發生一次，第一次的電流很大，后續雷擊電流小得多。 （2）雷電波形及主要參數 1）模擬雷電沖擊電壓波 模擬雷電沖擊電壓波形。 主要參數： ①視在原點O1指通過波前上A點（電壓峰值的30%處）和B點（電壓峰值的90%處）作一直線與橫軸相交之點。 ②時間T：指電壓波上A、B兩點間的時間間隔。 ③波前時間T1：指由視在原點O1到D點（=1.67T處）的時間間隔。 ④半峰值時間T2：指由視在原點O1到電壓峰值，然后再下降到峰值一半處的時間間隔。 2）模擬雷電沖擊電流波 模擬雷電沖擊電流波形。 主要參數： ①視在原點O1：指通過波前上C點（電流峰值的10%處）和B點（電流峰值的90%處）作一直線與橫軸相交之點。 ③時間T：指電流波上C、B兩點間的時間間隔。 ④波前時間T1：指由視在原點O1到E點（=1.25T處）的時間間隔。 ④半峰值時間（波尾時間）T2：指由視在原點O1到電流峰值，然后再下降到峰值一半處的時間間隔，波尾越長，能量越大。 3）描述雷電的主要參數 除了波形圖中提到的參數外，用以描述雷電的參數還有防雷區、雷暴日、雷電活動區和地面落雷密度。 ①防雷區：將一個易遭雷擊的區域，按照通信局（站）建筑物內外、通信機房及被保護設備所處環境的不同，進行被保護區域劃分，這些被保護區域稱為防雷區（LightningProtectionZones，LPZ）。 ②雷暴日：用以表征雷電活動的頻率，一天內只要聽到雷聲，就將其記為一個雷暴日。 ③雷電活動區：根據年平均雷暴日的多少，雷電活動區分為少雷區、中雷區、多雷區和強雷區： 少雷區為年平均雷暴日數不超過25天的地區； 中雷區為年平均雷暴日數在25～40天以內的地區； 多雷區為年平均雷暴日數在40～90天以內的地區； 強雷區為年平均雷暴日數超過90天的地區。 ④地面落雷密度：每平方公里每年對地落雷次數。 （3）防雷區的劃分 將一個易遭雷擊的區域，按照局站建筑物內外，通信機房及被保護設備所處環境的不同，由外到內把被保護區域劃分為不同的防雷區（LPZ）。 防雷區宜按以下規定分區： 1）LPZOA區 暴露區，建筑物外部，本區內的各物體都可能遭受直接雷擊和導走全部雷電流，本區的雷電電磁場沒有衰減。 2）LPZOB區 本區內的各物體不可能遭受直接雷擊，但本區內的雷電電磁場的量級與LPZOA區一樣。 3）LPZ1區 本區內的各物體不可能遭受直接雷擊，流經各導體的電流比LPZOB區更小，本區內的雷電電磁場可能衰減，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，特別是配置防雷設備，并定期進行防雷檢測。而且，在配置防雷設備及檢測防雷設備時，要找專業的防雷企業，這是保障防雷安全的重要保證。 |