雷电与防护技术基础考题
（C卷开卷考试）
姓名 评分
一、单项选择题（选出一个正确答案的号码写在题后括号内。每小题1分，共10分）
1. 富兰克林通过一系列实验发现了什么？ （ ）
A 辉光放电 B 弧光放电 C 火花放电 D 电晕放电
2．负离子是 （ ）
A 电子 B 质子 C 失去电子的原子 D 得到电子的原子
A 电子 B 质子 C 得到电子的原子 D 失去电子的原子
3. 均匀带电球壳内的场强分布情况是 （ ）
A 场强为0 B 场强衰减 C 均匀场强 D 场强很大
4. 大气电场的电场强度值随地面向上高度 （ ）
A 逐渐增大 B 逐渐减小 C 晴天增大，雨天减小 D不变
5. 下面的说法错误的是 （ ）
A 正地闪是闪电电流向下，云是正电荷，地面是负电荷。
B 负极性雷雨云的电场由地面指向云。
C 负先导是先导带负电。
D 先导总是从云端指向地面。
6. 回击的雷电流大，雷击距 （ ）
A 大 B 小 C 不变 D 与之无关
7. 雷击电磁脉冲在设备上造成以下现象，其中错误的是 （ ）
A 过电压、过电流 B 雷电反击 C 浪涌电压 D 浪涌电流。
7. 雷击电磁脉冲以三种形式影响电子设备，下面说法错误的是 （ ）
A 静电感应 B 雷电反击 C 电磁感应 D 电磁波辐射
8. 计算机防雷接地错误的是 （ ）
A 各计算机外壳单独与接地网连接 B 与接地网连线尽量短
C 计算机外壳之间先连接，然后与接地网连接 D 采用单点接地形式
9. 用于高压电网的避雷器件是 （ ）
A 氧化锌避雷器 B 压敏电阻器件 C 电涌保护器 D 各种二极管
10. 接地电阻最主要的是 （ ）
A接地体电阻 B电极周围的土壤流散电阻
C接地体与土壤的接触电阻 D 接地连线的电阻
二、多项选择题（选出所有正确答案的号码写在题后括号内；错选、多选、漏选均不得分。每小题2分，共40分）
1. 闪电是什么？ （ ）
A是一种大气自然现象 B是大气中超强的放电现象 C是大气中超长的放电现象
D是大气被强电场击穿的结果 E是两带不同电荷的云团相碰的结果
2. 雷电的破坏表现在 （ ）
A 极高的冲击电压的破坏 B 热破坏 C 机械性质的破坏
D 强烈的爆炸力的破坏 E 强烈的辐射破坏
3. 当导体壳内没有其它带电体时，在静电平衡状态下，导体腔的 （ ）
A 内表面上没有电荷 B 电荷分布在外表面 C 内部电场为零
D内部是等位体 E 内部场强相等
4. 晴天大气电流密度包括 （ ）
A大气传导电流密度 B大气对流电流密度 C大气扩散电流密度
D大气位移电流密度 E 大气涡流电流密度
5. 从积雨云密布到发生闪电的过程中，同时出现的物理现象是 （ ）
A 高电压 B 高电流 C 静电感应 D电磁感应 E 电磁波辐射
6. 闪电按照空间位置分有： （ ）
A 云内闪电 B 云际闪电 C 云间闪电
D云空闪电 E 云地闪电
7. 直击雷摧毁建筑物的因素是 （ ）
A 雷电的爆炸作用 B雷电流的电效应 C 雷击产生的机械效应
D 雷电的辐射效应 E雷电流的热效应
8. 下面说法正确的是 （ ）
Ａ 雷暴日是指在一天内，只要听到雷声一次或一次以上的就算一个雷暴日。
Ｂ 日雷暴时是指一日内发生雷暴的时数。
Ｃ 年雷暴日是指一年中雷暴的天数。
Ｄ 月雷暴时是指一月中发生雷暴的时数。
Ｅ 雷暴持续时期是指一年中初雷日与终雷日之间的天数。
9. 雷电流波形的参数有 （ ）
A 电流峰值B 波头时间C波长时间 D 频率 E 周期
10. 雷击电磁脉冲干扰电子设备的主要形式是 （ ）
A 雷电反击 B 过电压 C 静电感应 D 电磁感应 E电磁波辐射
11. 建筑物防雷分类的根据是 （ ）
A 建筑物的重要性 B 使用性质 C建筑物高度
D 发生雷电事故的可能性 E 发生雷电事故的后果
12. 防雷工程主要采取的措施是 （ ）
A拦截 B屏蔽 C均压 D分流 E接地。
13. 防雷电暂态冲击用： （ ）
A 避雷器 B 浪涌保护器 C接地技术 D 屏蔽技术 E 等点位连接
14. 氧化锌避雷器的特点是 （ ）
A 无间隙 B 无续流 C 保护可靠性高 D 通流量大 E 温度响应和陡度响应好
15. 常用各种电涌保护器（SPD）的有 （ ）
A 气体放电管 B 压敏电阻器件 C 齐纳二极管
D 暂态抑制二极管 E火花间隙
16. 从用途来说，接地有 （ ）
A 自然接地 B 人工接地 C工作接地 D安全接地 E防雷接地
17. 土壤电阻率的大小与什么因素有关？
土壤电阻率的大小与以下因素有直接的关系：
土壤的类型（土、砂、岩石、混凝土、矿）；
土壤中含有水分的多少；
土壤中的金属矿物质含量的多少；
土壤中各种无机盐、酸、碱等电解质含量的多少。
18. 降阻剂的主要技术指标是 （ ）
A 低电阻率 B 腐蚀性小 C 良好的环保性 D 使用要安全 E 低成本
19. 信号传输线的屏蔽措施有 （ ）
A 电缆用金属层屏蔽 B 屏蔽电缆要多点接地
C 穿墙信号线穿入同一根金属管 D 穿墙金属管两端口就近接地
E 将SPD跨接在信号芯线与接地体之间
20. 不合格的避雷装置有 （ ）
A 未按规范设计和安装 B 引下线断裂 C 施工偷工减料
D 防雷设施不健全 E 任意在楼顶安装天线、广告牌等
三、简述题（每小题5分，共10分）
1. 雷击电磁脉冲是以什么形式干扰电子设备的？会造成什么后果？
2. 对电涌保护器件的性能有什么基本要求？你知道目前常用的电涌保护器有哪些？
四、分析题（15分）
下图是常见的地闪发展示意图。请写出每个图的意思。
五、计算题（10分）
某公司在地面上有两台高2.35米得天线，相距3.6米，为了保护这两台天线，在其中间安装一支8米高的避雷针，问这两台天线能否得到保护？（滚球半径取45米）
六、实践题（15分）
有一座办公大楼，如果让你设计防雷工程，就你现在的有关雷电的知识，请写出防雷设计的思路和方法。
参 考 答 案
（C卷）
一、单项选择题（选出一个正确答案的号码写在题后括号内。每小题1分，共10分）
1 C , 2 D ，3 A ，4 B ，5 D ，6 A ，7 B ，7 B ，8 C ，9 A ，10 B
二、多项选择题（选出所有正确答案的号码写在题后括号内；错选、多选、漏选均不得分。每小题2分，共40分）
1 ABCD ，2 ABC ，3 ABCD ，4 ABCD ，5 CDE ，6 ABCDE ，7 BCE ，8 ABCDE
9 ABC ，10 CDE ，11 ABDE ，12 ABCDE ，13 ABCDE ，14 ABCDE ，15 ABCDE
16 CDE ，17 ABCD ，19 ABCD ，20 ABCDE
三、简述题（每小题5分，共10分）
1. 雷击电磁脉冲是以什么形式干扰电子设备的？会造成什么后果？
= 雷击电磁脉冲以三种形式影响电子设备：一是静电感应，二是电磁感应，三是电磁波辐射。
= 在设备上造成过电压波、过电流、浪涌电压和浪涌电流。
2. 对电涌保护器件的性能有什么基本要求？你知道目前常用的电涌保护器有哪些？
= （1）应具备良好的限压箝位效果。
（2）应具有足够的通流容量。
（3）应具有非常大的阻抗。
（4）电涌保护器自身的寄生电容要小。
（5）应具有足够快的动作响应速度。
（6）泄漏电流要非常小，以减缓电涌保护器的性能衰退。
= 气体放电管，包括二极放电管、三极放电管；压敏电阻器件；齐纳二极管、雪崩二极管、暂态抑制二极管；暂态抑制晶闸管、火花间隙、放电间隙等。
四、分析题（15分）
解答：a图：雷雨云是负极性，地面感应电荷是正电荷，地面有高耸物体。
b图：当雷雨云的空气中的电场强度足够强时，空气击穿，于是在雷雨云内部下端开始形成闪电通道。
c图：雷雨云的负电荷区向云下端扩张，而雷雨云下方的地面带正电荷，云下端与大地之间的电场强度增大了。在雷雨云最下端，电场强度最大，空气首先被击穿，出现向下发展的流光，形成向下发展的梯式先导。
d图：梯式先导向下推进，地面周围的电荷由于静电感应大量集中到与先导下端较近的地方。
e图：梯式先导进一步向下推进，接近地面高耸物体。
f图：梯式先导再向下推进，此时地面高耸物体尖端上积聚了大量的正电荷。
g图：由于地面高耸物体尖端上有大量的正电荷，先导距尖端很接近，先导与尖端的电场强度最大，发生电击穿，由尖端向上发出迎面先导，冲向梯式先导通道。
h图：在强电场的作用下，尖端向上的迎面先导将雷电先导接通，再迅速冲向雷雨云完成一次回击放电。
五、计算题（10分）
解：本题属第二类建筑物，因此取滚球半径dS ＝45米，避雷针的高度为 h＝８米，则 h < dS ，因此在离地2.35米高处的保护半径为
两台天线相距 3.6 米，避雷针设在中间，则避雷针的保护范围要达到 rx＝3.6/2=1.8米时，天线才受到保护。现在避雷针高是8米，其保护范围是 11.2 米，因此得到保护。
六、实践题（15分）
解答：
（1）查出当地年雷暴日数，办公大楼的用途，确定将该办公大楼划分为第几类防雷建筑物；
（2）确定滚球半径；
（3）大楼顶部周围可装避雷带或避雷网，并且与楼体钢筋相连接。如果大楼顶部面积大或有金属物构件，可加装避雷针（针式接闪器），并计算接闪器的保护范围；
（4）利用大楼墙体内钢筋作为引下线；
（5）利用大楼基础钢筋混凝土作为接地体。
雷电与防护技术基础考题
（D卷开卷考试）
姓名 评分
一、单项选择题（选出一个正确答案的号码写在题后括号内。每小题1分，共10分）
1. 闪电就是 （ ）
A 辉光放电 B 弧光放电 C 火花放电 D 电晕放电
2．正离子是 （ ）
A 电子 B 质子 C 得到电子的原子 D 失去电子的原子
3. 均匀带电球壳内的电位分布情况是 （ ）
A 电位是常数 B 电位为0 C 电位衰减 D 电位很大
4. 大气具有微弱导电性是因为大气中含有大量 （ ）
A 气体分子 B 正、负离子 C 质子与光子 D 自由电子
5. 下面的说法错误的是 （ ）
A 负地闪是闪电电流向上，云是负电荷，地面是正电荷。
B 正极性雷雨云的电场由云指向地面。
C 正先导是先导带正电。
D 先导总是从云端指向地面。
6. 雷击距大，引雷曲面 （ ）
A 大 B 小 C 不变 D 与之无关
7. 雷击电磁脉冲以三种形式影响电子设备，下面说法错误的是 （ ）
A 静电感应 B 雷电反击 C 电磁感应 D 电磁波辐射
8. 计算机防雷接地错误的是 （ ）
A 各计算机外壳单独与接地网连接 B 与接地网连线尽量短
C 计算机外壳之间先连接，然后与接地网连接 D 采用单点接地形式
9. 用于电子信息系统的避雷器件是 （ ）
A 电涌保护器 B 阀式避雷器 C 氧化锌避雷器 D 放电间隙
10. 土壤电阻率的大小与以下因素没有关系的是 （ ）
A 土壤的类型 B 土壤的厚度 C 土壤中水分的含量 D 土壤中电解质的含量
二、多项选择题（选出所有正确答案的号码写在题后括号内；错选、多选、漏选均不得分。每小题2分，共40分）
1. 雷电的特性是 （ ）
A 瞬时性 B 随机性 C危险性 D 不确定性 E 难以取得观测数据
2. 防雷工作保护的是 （ ）
A 避雷针 B 设备 C 接地网
D 建筑物 E 人
3. 当导体壳内没有其它带电体时，在静电平衡状态下，导体腔的 （ ）
A 内表面上没有电荷 B 电荷分布在外表面 C 内部电场为零
D内部是等位体 E 内部场强相等
4. 积雨云的起电机制主要有 （ ）
A 感应起电学说 B 温差起电学说 C 破碎起电学说等等
D 降水起电机制 E 热带对流云起电机制
5. 从积雨云密布到发生闪电的过程中，同时出现的物理现象不是 （ ）
A 静电感应 B 电磁感应 C 电磁波辐射 D 高电压 E 高电流
6. 闪电有 （ ）
A 线状闪电 B 带状闪电 C 片状闪电
D 联珠状闪电 E 球状闪电
7. 人畜在被直接雷击中的物体旁发生伤亡事故，可能的直接原因是 （ ）
A 接触电压 B 旁侧闪击或侧闪 C 击穿电压
D 静电感应电压 E 跨步电压
8. 下面说法正确的是 （ ）
Ａ 雷暴时是指在一个小时内只要听到一次或一次以上的雷声就算一个雷暴时。
Ｂ 月雷暴日是指一个月内雷暴的天数。
Ｃ 雷暴月是指该月中发生过雷暴，而不论该月发生过多少天雷暴。
D 季雷暴日是指一个季度内雷暴的天数。
E 雷暴持续时期是指一年中初雷日与终雷日之间的天数。
9. 雷电流的波头越陡， ( )
A 高频就越丰富 B受雷电影响的频率范围就越宽 C 能量越大
D对电子设备越大 E 网络的影响越大
10. 雷击电磁脉冲会在设备上造成 ( )
A 电磁辐射 B过电压波 C过电流 D浪涌电压 E浪涌电流E
11. 防雷保护区的划分是根据 （ ）
A 雷电流产生的雷击电磁脉冲影响 B 干扰 C 损坏建筑的状况物
D 损坏电子仪器的状况 E 防雷设备的能力
12. 防雷工程主要采取的措施是 （ ）
A拦截 B屏蔽 C均压 D分流 E接地。
13. 防雷电暂态冲击用： （ ）
A 避雷器 B 浪涌保护器 C接地技术 D 屏蔽技术 E 等点位连接
14. 电涌保护器件应具有 ( )
A 良好的限压箝位效果 B 应具有足够的通流容量 C 应具有非常大的阻抗。
D 电涌保护器自身的寄生电容要小 E 应具有足够快的动作响应速度。
15. 常用各种电涌保护器（SPD）的有 （ ）
A 气体放电管 B 压敏电阻器件 C 雪崩二极管
D 暂态抑制二极管 E 放电间隙
16. 从用途来说，接地有 （ ）
A 自然接地 B 人工接地 C工作接地 D安全接地 E防雷接地
17. 影响土壤电阻率的主要因素有 （ ）
A土壤的种类B土壤中含水量的多少C土壤温度的高低
D土壤结构的疏密程度 E 添加降阻剂
18. 降阻剂的主要种类有 ( )
A 化学降阻剂B 膨润土降阻剂C导电水泥D 盐 E 工业盐
19. 信号传输线的屏蔽措施有 （ ）
A 电缆用金属层屏蔽 B 屏蔽电缆要多点接地
C 穿墙信号线穿入同一根金属管 D 穿墙金属管两端口就近接地
E 将SPD跨接在信号芯线与接地体之间
20. 不合格的避雷装置有 （ ）
A 未按规范设计和安装 B 引下线断裂 C 施工偷工减料
D 防雷设施不健全 E 任意在楼顶安装天线、广告牌等
三、简述题（每小题5分，共10分）
1.过电压和浪涌电压是怎样产生的？它们有什么危害？
2. 为什么电源线或信号线要加装电涌保护器？目前常用的电涌保护器有哪些？
四、叙述题（15分）
简要叙述常见负极性地闪的发展全过程。
五、计算题（10分）
假定某建筑物属于第二类防雷建筑物，高２８米，屋顶足够长，宽１０米，女儿墙高１米，屋顶中央架设了一根高８米的避雷针，不设避雷网、避雷带，(1)求避雷针在建筑物顶部的保护范围。(2)若女儿墙上敷设了避雷带，该避雷针在建筑物顶部的保护范围是多少？
六、实践题（15分）
某气候观测站，如右图。图中：
(1) 辐射平台长宽高是6m´6m´1m；
(2) 仪器房的长宽高是4m´2m´2.5m；
(3) 32米铁塔到辐射平台距离是80米；
(4) 辐射平台到左下仪器房距离是40米；
(5) 两仪器房之间距离是60米。
(6) 滚球半径(雷击距)dS =60米。
请对该气候站的防雷工程进行简单设计，
并在图上标明防雷装置的位置。
提示：
(1) 先计算32米铁塔的保护范围，然后
考虑辐射平台和两仪器房的防雷保护。
(2) 辐射平台和两个仪器房的具体避雷措施
不用计算，只提出方法，并在图上画出
位置即可。
参 考 答 案
（D卷）
一、单项选择题（选出一个正确答案的号码写在题后括号内。每小题2分，共20分）
1 C ，2 D ，3 A ，4 B ，5 D ，6 A ，7 B ，8 C ，9 A ，10 B
二、多项选择题（选出所有正确答案的号码写在题后括号内；错选、多选、漏选均不得分。每小题2分，共40分）
1 ABC ，2 BDE ，3 ABCD ，4 ABCDE ，5 DE ，6 ABCDE ，7 ABE ，8 ABCDE 9 ABDE ，
10 BCDE ，11 ABCDE ，12 ABCDE ，13 ABCDE ，14 ABCDE ，15 ABCDE ，16 CDE
17 ABCDE ，18 ABC ，19 ABCD ，20 ABCDE
三、简述题（每小题5分，共10分）
1.过电压和浪涌电压是怎样产生的？它们有什么危害？
= 过电压：由于雷云向下的梯式先导在地面架空线上产生静电感应电荷以及回击的发生，架空线上的感应电荷向两侧运动，形成过电压波。
浪涌电压：由于雷电的电磁感应和电磁波辐射而在设备或电气线路上感应的电压。
= 过电压和浪涌电压的幅值很高，它们沿导线或金属管道侵入建筑物内，会对建筑物内的信息系统和电气设备造成损坏，甚至危及人身安全。
2. 为什么电源线或信号线要加装电涌保护器？目前常用的电涌保护器有哪些？
= 当建筑物遭受雷击时，其地电位抬高，电源线或信号线屏蔽层的电位也将随之抬高。相对于这一抬高的电位，信号芯线的工作电压是低的，于是就在屏蔽层与信号芯线之间出现高的暂态电位差。为了消除这种电位差，在信号芯线与接地母排之间加装各自的电涌保护器。正常运行时，电涌保护器呈现高阻状态；发生雷击时，电涌保护器导通形成短路，雷电流经保护器和接地母排泄放入地。
= 气体放电管，包括二极放电管、三极放电管；压敏电阻器件；齐纳二极管、雪崩二极管、暂态抑制二极管；暂态抑制晶闸管、火花间隙、放电间隙等。
四、分析题（16分）
（1）积雨云的中间部分带负电荷，电量最多，起主要作用，下端带少量的正电荷。
（2）起先，积雨云中部与云下端的电场随着云中电荷的积累而加强。当大气电场强度增
大到一定程度时，大气中的电子获得足够大的动能撞击空气分子或原子，使空气分子或原子电离而变成离子，并产生新的电子。这些新的带电粒子同时参加撞击，使更多的空气分子或原子电离，如此，很快形成电子雪崩。
（3）同时，在电离过程中，原子内部电子在能级上的跃迁会发光，这些光子的速度远大于电子，它们更加加快和扩大空气的电离，这部分发光的导电气体就是流光。
（4）由于电子雪崩和流光使空气成为良好的导电通道，这就是云内的闪电通道的先驱。随着云内中层负电荷与下层正电荷区之间的强电场产生与加强，使局部区域的流光发展为云闪。
（5）由于云闪，使得积雨云的负电荷区扩展到云的下端。而大地虽然带负电，但在积雨
云下方，随着电场分布的变化，正电荷迅速集中到地面较突出的地方，局部地区地表带正电。这时云下端与大地之间的电场强度增大了。在积雨云最下端，电场强度最大，空气首先被击穿，出现向下发展的流光，形成向下发展的梯式先导。
（6）梯式先导不断向下推进，而大地是导体，地面周围的电荷因静电感应大量集中到与先
导下端较近的地点。特别是地面最高的尖端物上的电场强度最大，首先发生电击穿，
先向上发出迎面先导，与雷雨云的下行先导接近。大量地面电荷迅速集中到这个击穿点，在强电场的作用下，冲向梯式先导通道，再迅速冲向积雨云完成一次回击放电。回击放电电流极大，产生很强的光。
（7）相隔数秒之后，从云中一根暗淡的光柱，携带巨大的电流，沿第一次闪击路径直
窜地面，即直窜先导(也叫箭式先导)。当箭式先导离地一定距离时，地面再次向上回击放电，再形成强光柱，也就是第二次闪击。
（8）接着又类似第二次那样的第三次、第四次闪击，最终完成一次闪电全过程。这就
是地闪。
（9）闪电通道中的温度突然剧烈升高，温度可达15000 ~ 20000°C，造成空气急剧膨胀，
通道附近的气压可猛增至一百个大气压以上。紧接着，又发生迅速冷却，空气骤然收缩，压力骤减。这一骤胀骤缩都发生在千分之几秒的短暂时间内，所以在闪电爆发的一瞬间，产生冲击波。冲击波以5000米/秒的速度向四面八方传播，并且能量很快衰减，而波长则逐渐增长。在闪电发生0.1 ~ 0.3秒后，冲击波就演变成声波，这就是雷声。
五、计算题（10分）
假定某建筑物属于第二类防雷建筑物，高２８米，屋顶足够长，宽１０米，女儿墙高１米，屋顶中央架设了一根高８米的避雷针，不设避雷网、避雷带，(1)求避雷针在建筑物顶部的保护范围。(2)若女儿墙上敷设了避雷带，该避雷针在建筑物顶部的保护范围是多少？
已知: h =２８＋８＝３６米，h < dS（45米），hx =２８米
求: （1）避雷针在离地２８米处的保护半径 r1为
解：（1） 
（2）女儿墙上装了避雷带，同样采用单支独立避雷针的方法计算，那么女儿墙上的避雷带应为“地”，此时避雷针高是７米。避雷针在避雷带上的保护距离r2为
六、实践题（15分）
解答：
先计算32米铁塔的保护范围：
由于滚球半径(雷击距)ds =60米，则
32米避雷针在地面上的保护半径为
计算结果说明辐射平台和两个仪器房不在
32米避雷装置的保护范围之内，需要采取
独立的防雷措施。
根据科学、经济、耐用的原则，辐射平台
和两个仪器房可以各自建立小避雷塔。
实际防雷工程上，小避雷塔高度12米即可。
考虑到辐射平台和两仪器房顶要装有辐射仪器，
为了避免阻挡太阳光线，三个小避雷塔应立在
辐射平台和两仪器房的北面，并有一定距离。保持一定的距离原因是避免小避雷塔的阳光
反射。
三个12米避雷塔位置见图。