雷电是怎样产生的,都有哪些危害呢

雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中 , 因此常伴有强烈的阵风和暴雨 , 有时还伴有冰雹和龙卷风 。积雨云顶部一般较高 , 可达20公里 , 云的上部常有冰晶 。冰晶的凇附 , 水滴的破碎以及空气对流等过程 , 使云中产生电荷 。云中电荷的分布较复杂 , 但总体而言 , 云的上部以正电荷为主 , 下部以负电荷为主 。因此 , 云的上、下部之间形成一个电位差 。当电位差达到一定程度后 , 就会产生放电 , 这就是我们常见的闪电现象 。闪电的的平均电流是3万安培 , 最大电流可达30万安培 。闪电的电压很高 , 约为1亿至10亿伏特 。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦 , 相当于一座小型核电站的输出功率 。放电过程中 , 由于闪电通道中温度骤增 , 使空气体积急剧膨胀 , 从而产生冲击波 , 导致强烈的雷鸣 。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时 , 它们之间就发生激烈的放电 。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声 。这就是人们见到和听到的闪电鸣 。

雷电是怎样产生的,都有哪些危害呢


【雷电是怎样产生的,都有哪些危害呢】雷电会给人类生活造成巨大的破坏 , 每年的雷雨季节给人类造成的直接经济损失就高达数亿美元 , 每年被雷电击中死亡的人和其他动物数量高得惊人 , 而且这个数量还在不断攀升 。
 雷电对人体的伤害主要包括两个类型: 
雷电是怎样产生的,都有哪些危害呢


(1)直击雷:当人遭到雷击的一瞬间 , 强大的电流会迅速通过人体 , 严重者可导致心跳停止、肺功能衰竭、脑组织缺氧而死亡 。另外 , 雷击产生的高温弧光也会形成人体不同程度的皮肤灼伤和碳化 。人体遭雷电击伤 , 会形成树枝状的雷击纹理 , 致使皮肤剥脱和出血 , 也可造成耳鼓和内脏破裂等等 。另外 , 据不完全统计 , 在每年的雷雨季节中 , 世界上所发生的雷击高达1700次左右 , 全世界每年大概有数千人遭受雷击 。在比较平坦的地形上 , 30米左右高的建筑物平均每年就会被击中一次;每座数十米及以上的高层建筑物 , 如广播或电视塔 , 每年会被击中20次左右 , 每次雷击所产生的高电压达6亿伏左右 。如果没有避雷设备 , 这些建筑物早就被毁掉了 。从云层到地面的闪电雷击 , 它也包含了在50毫秒左右间隔之内的发生次数 , 也就是4次左右的独立雷击次数 。第一次的雷击峰值电流大约在2万安培左右 , 而后续雷击的电流峰值则会减半 , 最后一次雷击很可能产生大约140安培左右的持续电流 , 其持续的时间可长达数十毫秒左右 。
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(2)雷电感应 。是在雷电感应过程中产生的强大瞬间电磁场 , 这种强大的感应磁场 , 可在地面金属网络中产生感应电荷 。包括有线、无线通讯网络 , 电力输电网络和其他金属材料制成的线路系统 。高强度的感应电荷会在这些金属网络中形成强大的瞬间高压电场 , 从而形成对用电设备的高压弧光放电 , 最终会导致电气设备烧毁 。尤其对电子等弱电设备的破坏最为严重 , 如 , 家用电器的电视机、电脑、通信设备、办公设备等等 。每年 , 被感应雷电击毁的用电设备事故达千万件以上 。这种高压感应电也会对人身造成伤害 。
雷电的形成
雷电是大气中放电现象 , 多形成在积雨云中 。积雨云随着温度和气流的变化会不停地运动、摩擦 , 就形成了带电荷的云层 。某些云层带有正电荷 , 另一些云层带有负电荷 。由于静电感应 , 会使本来不带电的地面凸出物感应出电荷 。随着电荷的积累 , 雷云的电压逐渐升高 。当不同电荷的雷云与大地凸出物接近到一定距离时 , 空气被击穿 , 同时发生剧烈放电 。由于放电时的温度非常高 , 空气急剧膨胀并发出爆炸声 。
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雷电的形成与气象条件及地形有关 , 温度高、湿度大的季节以及地面的突出部分 , 较容易形成雷电 。所以在夏季突出的高大建筑、树木、山顶容易遭受雷击 , 就是这个道理 。

雷电的分类
雷电分为三种 , 分别为直击雷、感应雷、球形雷 。
直击雷就是雷电对地面凸出物发生剧烈放电的现象;感应雷是指雷电时周围空气剧烈的磁场和电场变化 , 从而在金属物体上感应出电压;球形雷又称“滚地雷” , 它是一团电电荷的气体 , 随风或地面滚动 。
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雷电的危害
雷击为何会产生这么大的危害呢?因为雷电速度很快、电流变化剧烈 。雷电的放电时间约为0.00015至0.0001秒 , 雷电流的最大值可达200至300千安 , 雷云一次放电所消耗的电能平均约为3000度 , 所以在雷击的时候(即雷电流最大的那一瞬间)会引起热的、机械的、电磁的作用 , 因此会造成人畜伤亡 , 建筑物地面设备、树木等火灾或者严重破坏 。
如果雷电直接击在建筑或其他物体上 , 以致形成热效应 , 使通过雷电流的物体燃烧 , 或由于雷电流通过物体时产生电动力作用 , 使物体内水分突然的蒸发 , 造成体内压力剧增而发生的劈裂现象 , 而我们所说的雷击木就是这么造成的 。
雷电预防
1. 对于直击雷 , 一般采用突出建筑物一般采用“避雷针” , 架空线路一般采用“接闪线”等措施 。

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避雷针如上图所示 。避雷针一头指向天空 , 另外一头和大地紧密相连;当雷电对建筑物放电时 , 避雷针可以把雷电引向大地 , 从而避免雷电对建筑物的袭击 。
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接闪线如上图所示(铁塔最上面那一条就是接闪线) 。当雷电对架空放电时 , 由于接闪线和大地相连 , 所以它可以把闪电引向大地 , 从而雷电入侵电力线路 。
2. 对于感应雷 , 一般采用等电位或者浪涌保护器 。如下所示:
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浪涌保护器接线如下所示
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浪涌保护器正常时是并联在线路中 , 下端接地 。线路正常时 , 浪涌保护器进线和出线是不通的 。一旦线路电压瞬间过高、或者电流瞬间过大 , 浪涌保护器瞬间导通 , 把大电流或、高电压导入大地 , 从而保护用电设备免受损坏 。当电压正常时 , 浪涌保护器又恢复到起始状态 。
3. 对于球形雷 , 没什么特别办法 , 打雷时紧闭门窗 , 防止球形雷侵入 。

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