第一章雷电的基本物理基础

第一节电场和电位

第二节固体中的电流与欧姆定律

第三节气体中的电流

第四节电磁场与电路

第五节传输线与电磁波传播

一、 传输线的分布参数

二、 传输线上的电磁波

三、 特性阻抗对波的传播的影响

四、 单根架空输电线

五、 闪电通道可以视作传输线

六、 彼得逊等效电路问题

第二章雷电基本理论

第一节晴天大气电场

一、 描述大气电场的方法

二、 各地地面大气电场

第二节晴天大气中的电流

一、 大气电离源

二、 大气离子的变化规律

三、 大气离子的运动

四、 大气电导率取决于大气离子的浓度和迁移率

五、 晴天大气的体电荷

六、 晴天大气电流

第三节雷雨云

第四节积雨云中的电结构

第五节积雨云的起电机制

一、 感应起电学说

二、 温差起电学说

三、 破碎起电学说

第六节闪电的类型

一、 根据闪电部位分类

二、 根据闪电的形状分类

第七节地闪

一、 地闪概述

二、 地闪分类

三、 地闪过程中大气电场的变化

第八节尖端放电

一、 尖端放电与电子雪崩

二、 地表面的尖端放电

三、 雷雨云中的电晕放电

第三章雷电基本知识

第一节雷击电流的参数特性

一、 地闪电流的特性

二、 工程中的雷电波形规定

三、 机动防雷设备的雷电效应

第二节雷电活动及雷击的选择性

一、 雷电活动及雷电活动日

二、 雷击的选择

第三节雷电的破坏作用

一、 雷电流热效应的破坏作用

二、 雷电流冲击波的破坏作用

三、 雷电流电动力效应的破坏作用

四、 雷电的静电感应和电磁感应的破坏作用

五、 雷电反击和引入高电位

第四节接闪杆对电波传播影响的分析

一、 接闪器对垂直极化电磁波的影响

二、 接闪器对雷达电磁波的影响

第五节高电压引入及介质的击穿

一、 机动线路雷电过电压概述

二、 雷击导线过电压

三、 雷电流引下时的感应过电压

四、 设备绝缘击穿与爬电

第六节设备防雷的分类

一、 雷暴区域等级划分

二、 防雷等级划分

三、 雷电防护区划分

第七节机动设备系统综合防雷系统构成

第八节直击雷的防护

第九节接闪器保护范围的计算

一、 用滚球法计算保护范围的方法

二、 提前放电接闪器保护范围计算

第四章电涌保护器中的电子元器件原理分析

第一节氧化锌压敏电阻器

一、 氧化锌压敏电阻器

二、 氧化锌压敏电阻器的应用

第二节气体放电管

一、 气体放电管的结构

二、 气体放电管的电气特性

三、 气体放电管的应用

第三节半导体过电压抑制器件

一、 齐纳二极管与雪崩二极管的工作原理

二、 瞬态电压抑制器

三、 半导体放电管

第五章接地装置

第一节跨步电压和接触电压

一、 跨步电压及防止跨步电压事故的措施

二、 接触电压及防止接触电压事故的措施

第二节接地原理分析

一、 接地的目的

二、 接地装置的组成形式

三、 地网大小及网格数与接地电阻的关系

第三节土壤电阻率和接地电阻的计算

一、 土壤电阻率

二、 快装便携式接地网的计算

三、 接地极的抗腐蚀问题

第六章机动防雷工程设计

第一节工程设计的内容及要求

一、 防雷设备的结构设计一般要求

二、 设计项目及设计目标

第二节直击雷防护设备的选择和使用

一、 直击雷防护装置的组成

二、 接闪器的选择

三、 接闪器物理形状

四、 引下线选择

五、 接闪器支撑系统选择

六、 接地装置

七、 安全措施

第三节电源系统浪涌保护器的选择和使用原则

一、 低压直流配电系统

二、 直流电气设备耐冲击特性

三、 低压系统电涌保护器的主要技术参数

四、 SPD选择和使用时应考虑的其他技术参数

五、 SPD与其他设备的配合

第四节移动式发电机的防雷保护

一、 移动式发电机防雷的特点

二、 直配电机防雷保护措施及接线

第五节电源系统SPD的安装形式

一、 移动供电系统中SPD的安装形式

二、 直流系统中SPD的安装形式

三、 SPD两端连接导线和连接要求

第六节信号系统和设备的分类及冲击特性

一、 被保护的电子系统

二、 保护电子设备的耐受特征

第七节信号系统电涌保护器的主要技术参数

一、 SPD的分类

二、SPD选择和使用时的基本参数

三、SPD可能影响网络传输性能的参数

第八节信号系统电涌保护器的选择

一、 防雷区与SPD安装位置

二、 SPD的选择

三、 SPD的限制电压与被保护系统的兼容性

第九节信号系统电涌保护器SPD的使用安装

一、 单端口SPD连接导线和连接要求

二、 多接线端子SPD的连接

三、 避免振荡和行波所要求的保护距离lp

四、 SPD之间及SPD和被保护设备之间的配合

第十节线缆的雷电防护技术

一、 通信电缆的雷电防护问题

二、 通信电缆的雷电防护措施

第十一节搭接与接触电阻

一、 搭接的目的

二、 搭接电阻的要求

三、 直接搭接

四、 间接搭接

第十二节机动防雷设备的检测技术

一、 接闪器的检查

二、 引下线

三、 接地装置

四、 防雷区的检查

五、 电气搭接

六、 电涌保护器

七、 检测仪器的主要性能和参数指标

第七章人身的雷电防护

第一节雷电袭击人体的形式

一、 直接雷击

二、 接触雷击

三、 旁侧闪络

四、 跨步电压

五、 雷击人体受伤害的原因

第二节雷击致假死的急救法

一、 人工呼吸

二、 心脏按摩

第三节个人防雷常识

一、 雷电预警信号

二、 自我预估雷电是否来临

三、 个人防雷基本原则

四、 野外防雷需知

参考文献"

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本书系统介绍了雷电的基本物理特点以及雷电的起因、形成和雷电的破坏性等，重点介绍地面机动装备的雷电破坏形式以及雷电防护措施。全书共分七章。

第一章讲述雷电基本的物理基础；第二章讲述雷电基本理论；第三章讲述雷电基本知识；第四章讲述电涌保护器的电子元器件原理分析；第五章讲述接地装置；第六章讲述机动防雷工程设计；第七章讲述人身的雷电防护。本书可作为雷电科学与技术相关专业人员、基层工作人员、管理人员参考用书。

我公司是吉林省首家取得专业防雷设计、施工资质单位。2000年取得甲级防雷工程设计、施工资质。2005年通过ISO9000系列认证，是中国商业联合会零售供应商委员会成员单位。公司下设设计室、工程部、市场综合部、售后服务等部门，现有员工35人，其中高级工程师4人，工程师9人。

公司成立以来，本着科学合理、安全可靠性价比最优的原则，承担并完成了包括金融、证券、能源、交通、广播电视、军事设施等各类防雷建筑及计算机信息通信系统工程300多项，到目前为止没有发生雷击灾害事故，为用户系统安全提供了可靠保障。

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防护工程，指的是为抵抗杀伤武器破坏而构筑的各种工程建筑物。

防护工程，按性质分为野战防护工程和永备防护工程；按结构形式分为露天式、掩盖式和坑道式防护工程。用于掩护人员的防护工程多为掩盖式和坑道式。大型的人员防护工程，除具有较高的抗力外，还有防核、防化学、防生物武器和防火、防潮功能及各种生活设备。坚固的楼房、厂房的地下室和矿井、隧道、地下铁道、天然洞穴等，战时均可改建成大型的防护工程。 2100433B

雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。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雷鸣。

雷云形成

产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性。科学家们对雷雨云的带电机制及电荷有规律分布，进行了大量的观测和试验，积累了许多资料，并提出各种各样的解释，有些论点至今还有争论。

1. 对流云初始阶段的“离子流”假说。

大气中存在这大量的正离子和负离子，在云中的雨滴上，电荷分布是不均匀的，最外边的分子带负电，里层的带正电，内层比外层的电势差约高0.25V。为了平衡这个电势差，水滴就必须优先吸收大气中的负离子，这就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时，较轻的正离子逐渐的被上升的气流带到云的上部；而带负电的云滴因为比较重，就留在了下部，造成了正负电荷的分离。

2. 冷云的电荷积累

当对流发展到一定阶段，云体伸入0℃层以上的高度后，云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云，叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种：

① 过冷水滴在霰粒上撞冻起电

在云层重有许多水滴在温度低于0℃时也不会冻结，这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的，只要它们被轻轻地震动一下，就马上冻结称冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时，会立即冻结，这叫撞冻。当发生撞冻时，过冷水滴外部立即冻成冰壳，但它的内部仍暂时保持着液态，并且由于外部冻结放的潜热传到内部，其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带上正电，内部带上负电。当内部也发生冻结时，云滴就膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的冰屑，随气流飞到云层上部，带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上，使霰粒带负电并留在云层的中下部。

② 冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电

霰粒是由冻结水滴组成的，成白色或乳白色，结构比较松脆。由于经常有冷水滴与它撞冻并释放潜热，它的温度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由离子（OH-和H ），离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温度差，高温端的自由离子必然要多于低温端，因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时，带正电的氢离子速度较快，而带负电的较重的氢氧根离子则较慢。因此，在一定时间内就出现了冷端氢离子过剩的现象，造成了高温端为负，低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后，又分离时，温度较高的霰粒就带上了负电，而温度较低的冰晶就带上了正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中到云的上部，较重的带负电的霰粒则停留在云层的下部，因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。

③ 水滴因含有稀薄盐分而起电

出了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了由于大气中水滴含有稀薄盐分而产生起电机制。当云滴冻结时，冰的晶格中可以容纳负的氯离子，却排斥正的钠离子。因此，水滴冻结的部分带负电，而未冻结的部分带正电(水滴冻结时是从里向外进行的)。由于水滴冻结而成的霰粒在下落的过程中，摔掉表面还未来得及冻结的水分，形成许多带正电的小云滴，而冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用，电正点的小滴被带到云的上部，而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。

3. 暖云的电荷积累

在热带地区，有一些云整个云体都位于0℃以上区域。因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫暖云或水云。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云，云体位于0℃等温线一下的部分，就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。

在雷雨云的发展过程中，上数机制在不同的发展阶段分别起作用。但是，最主要的带电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明，只有当云顶呈现纤维状，丝缕结构时，云彩发展成为雷雨云。飞机观测发现，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子，而且大量电荷的积累即雷雨云迅猛带电机制，必须依靠霰粒生长过程的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。