雷电的基本知识

第七章建筑物的防雷

第一节防雷的基本知识第二节建筑物的直击雷防护第三节

雷电感应过电压的防护第四节

高层建筑的防雷主要内要第一节重点难点1、雷电的种类，建筑物易受雷击部位2、雷电参数

01防雷的基本知识一、雷电的概念(一)雷电的形成；三个基本条件（1）空气中应有足够的水蒸气（2）有使潮湿的空气能够上升并开始凝结为水珠的气象条件或地形条件（3）气流能够强烈而持久地上升第一节防雷的基本知识雷电是一门古老的学科。人类对雷电的研究已经有了数百年的历史，然而有关雷电的一些问题至今尚未能得到完满的解决。目前有很多企图说明雷云中电荷分离的理论，其中一个被称为“水滴分裂作用”理论。图7-1雷云中水珠分裂带电的过程第一节防雷的基本知识（二）雷电的种类及危害直击雷雷电感应雷电波侵入雷球雷云对大地放电(直击雷)示意图第一节防雷的基本知识1.直击雷先导放电主放电余光放电电荷在雷云中分布是不均匀的，当雷云中电荷密集处的电场强度达到25～30kV/cm时，就会使附近的空气电离，形成导电通道。电荷就沿着这个通道由电荷密集中心向地面扩展。先导放电通道到达地面时，大地的电荷与雷云中的电荷产生强烈的中和，出现了极大的电流，伴随着雷鸣和闪光，这就是主放电阶段。主放电存在的时间极短，约为50～100μs，电流可达数千安至几十万安，是全部雷电流的最主要部分。主放电的过程是逆着先导通道发生的，当主放电到达云端时，主放电就结束。主放电结束后，雷云中的残余电荷还会沿着主放电通道进入地面，称为余光放电。余光放电电流是雷电流的一部分，约为数百安。第一节防雷的基本知识2.雷电感应（静电感应，雷击电磁脉冲）架空线路上的雷电感应过电压：如图所示，当雷云对其他地方放电后，线路上的电荷释放而成为自由电荷，向线路两侧泄放，形成电位很高的过电压（一般为几十kV到几百kV）。架空线路上的感应过电压第一节防雷的基本知识当强大的雷电流沿着导体如接地引下线泄放入地时，由于雷电流具有很大的幅值和陡度，因此在它周围产生强大的电磁场。如果附近有一开口的金属环，如图6-44所示，则其电磁场将在该金属环的开口（间隙）处感生相当大的电动势而产生火花放电。

图7-6电磁感应原理图第一节防雷的基本知识3.雷电波侵入

由于直击雷或雷电感应而产生的高电位雷电波，沿架空线路或金属管道侵入建筑物而造成危害，称为雷电波侵入。雷电波侵入造成的雷害事故在整个雷害事故中占50%以上。第一节防雷的基本知识4.球雷（球状雷闪）

通常认为球雷是一个内部带有环流的等离子体，并与硅蒸汽等有关。它是一个温度极高的发光球体，可发出橙色、红色或紫色的光。直径在10～300cm左右。球雷多在强雷暴发生时出现。球雷通常可沿地面滚动或在空气中飘行，能经烟囱、门窗和其他缝隙进入建筑物内部，或无声无息地消失，或发生剧烈爆炸，造成人身伤亡或使建筑物遭受严重破坏，有时甚至引起火灾和爆炸事故。第一节防雷的基本知识5.雷电的危害（1）电效应（2）热效应（3）机械效应第一节防雷的基本知识（三）雷电的活动规律雷电活动的一般规律1412潮湿地区多发赤道最高，由赤道向北、向南递减山区多于平原，陆地多于湖泊多在七、八月份3第一节防雷的基本知识雷电活动的选择性2从地质条件看，土壤电阻率越小，越利于电荷的积累。从地形上分析，有利于雷云的形成与相遇。从地物上分析，有利于雷云与大地建立良好的放电通道。，第一节防雷的基本知识建筑物易受雷击的部位3当屋面坡度小于27度，长度小于30m时，雷击点多发生在山墙屋顶坡度不同，易受雷击部位不同屋角和檐角雷击率最高屋顶坡度越大，屋脊雷击率越大第一节防雷的基本知识

GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》

附录B建筑物易受雷击的部位

第一节防雷的基本知识二、雷电参数年平均雷暴日数Td

：在一天内只要听到雷声或者看到雷闪就算一个雷暴日。由当地气象台站统计的多年雷暴日的年平均值，称为年平均雷暴日数。按GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，年平均雷暴日数Td为25天及以下的地区称为少雷区；此值大于25天而不超过40天的地区称中雷区；此值大于40天而不超过90天的地区称多雷区；此值超过90天的地区称强雷区。雷电流幅值即雷电冲击电流的最大值，一般亦即主放电时雷电流的最大值。雷电流的陡度用雷电流波头部分增长的速率来表示，即a=di／dt。据测定，a可达50kA／μs，平均值则约为30kA/μs。雷电流是一个幅值很大、陡度很高的冲击电流。

图7-8雷电流的波形示意图第一节防雷的基本知识雷电冲击过电压雷击时的冲击过电