一、 雷電的形成

　　雷電是自然界中的一種放電現(xiàn)象。

　　雷電放電和一般電容器放電本質(zhì)相同，所不同只是這個(gè)電容器兩塊極板，并不是人為制造的，而是自然形成的。兩塊極板有時(shí)是兩塊云塊，有時(shí)一塊是云塊、另一塊則是大地或地面上凸出的建筑物。并且這兩塊極板間的距離比電容器大得多，有時(shí)可達(dá)數(shù)公里。因此，可以說(shuō)雷電是一種特殊的電容器放電現(xiàn)象。

　　大氣中的飽和水蒸汽，由于氣候的變化，發(fā)生上升或下降的對(duì)流，在對(duì)流過(guò)程中由于強(qiáng)烈的摩擦和碰撞，水蒸汽凝結(jié)成的水滴就被壓分解成帶有正負(fù)電荷的小水滴，大量的水滴聚積成帶有不同電荷的雷云。隨著電荷的積聚，雷云的電位逐漸升高。當(dāng)帶有不同電荷的兩塊雷云接近到一定程度時(shí)，兩塊雷云間的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到25-30kV/cm時(shí)，其間的空氣絕緣被擊穿，引起兩塊雷云間的擊穿放電；當(dāng)帶電荷的云塊接近地面時(shí)，由于靜電感應(yīng)，使大地感應(yīng)出與雷云極性相反的電荷，當(dāng)帶電云塊對(duì)地電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到25-30kV/cm時(shí)，周?chē)諝饨^緣被擊穿，雷云對(duì)大地發(fā)生擊穿放電。放電時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)烈耀眼的弧光，就是我們平時(shí)看到的閃電，閃電通道中大量的正負(fù)電荷瞬間中和，造成的雷電流高達(dá)數(shù)百千安，這一過(guò)程稱為主放電，主放電時(shí)間僅30-50μs，放電波陡度高達(dá)50KA/μs ，主放電溫度高達(dá)20000℃，使周?chē)諝饧眲〖訜?，驟然膨脹而發(fā)生巨響，這就是我們平時(shí)聽(tīng)到的雷聲。閃電和雷聲的組合我們稱為雷電。

　　由于聲音傳播的速度比光的傳播速度要慢得多，所以我們總是先看到閃電，而后聽(tīng)到雷聲。

　　雷電的特點(diǎn)是：電壓高、電流大、頻率高、時(shí)間短。

　　二、雷電的分類

　　（一） 直擊雷

　　雷云對(duì)地面或地面上凸出物的直接放電，稱為直擊雷。也叫雷擊。直擊雷放電過(guò)程的展開(kāi)圖見(jiàn)圖8-22。

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　　雷云放電過(guò)程的展開(kāi)圖可以這樣解釋：當(dāng)雷云對(duì)地面放電時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)先驅(qū)放電，放電電流比較小，一經(jīng)到達(dá)地面，就開(kāi)始主放電，主放電由地面開(kāi)始沿著先驅(qū)放電的通道直到云端，放電電流迅速增大。主放電時(shí)間很短，電流迅速衰減，以后是余光放電，電流變小。

　　由于雷云中同時(shí)存在著多個(gè)電荷積聚中心，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電荷集聚中心放電后，其電位迅速下降。第二個(gè)電荷集聚中心向第一個(gè)電荷集聚中心位置移動(dòng)，并沿著上一次的放電通道開(kāi)始先驅(qū)放電、主放電、余光放電。緊接著再來(lái)第三次、第四次放電。我們平時(shí)看到電光閃閃、雷聲隆隆就是這個(gè)原因。

　　當(dāng)直擊雷直接擊于電氣設(shè)備及線路時(shí)，雷電流通過(guò)設(shè)備或線路泄入大地，在設(shè)備或線路上產(chǎn)生過(guò)電壓，稱為直擊雷過(guò)電壓。

　?。ǘ└袘?yīng)雷擊

　　感應(yīng)雷擊是地面物體附近發(fā)生雷擊時(shí)，由于靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)而引起的雷擊現(xiàn)象。

　　例如，雷擊于線路附近地面時(shí)，架空線路上就會(huì)因靜電感應(yīng)而產(chǎn)生很同的過(guò)電壓，稱為靜電感應(yīng)過(guò)電壓。見(jiàn)圖6-23。

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　　在雷云放電過(guò)程中，迅速變化的雷電流在其周?chē)臻g產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，由于電磁感應(yīng)，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，稱為電磁感應(yīng)過(guò)電壓。

　　靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)引起的過(guò)電壓，我們稱為感應(yīng)雷擊。