前言
1. 闪电是什么?
闪电也叫雷电,是一种大气自然现象, 是大气中超强、超长的放电现象,是大气被强电场击穿的结果。
2. 雷电的特性是什么?
瞬时性:一次闪电放电时间在毫秒级或微秒级。
随机性:时间与地点呈现随机性。
危险性:摧毁建筑物,引发森林大火,破坏电子设备,造成人员伤亡等。
3. 联合国为什么把雷电灾害列为人类十大自然灾害之一?
因为一次雷击的能量很大,它可击毁建筑物,引发森林大火,造成人员或牲畜伤亡。尤其是科学技术高度发展的今天,雷电感应能将计算机、电子或电力设备毁坏,造成通信系统、计算机网络以及电力系统瘫痪,给人们造成的损失巨大,所以雷电灾害是人类十大灾害之一。
4. 雷电的破坏表现在哪几个方面?
主要表现在三个方面:一是雷电对电气设备的破坏表现在数十万伏至数百万伏的冲击电压可能毁坏发电机、电力变压器、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘,烧断电线或劈裂电杆,造成大面积停电;绝缘损坏可能引起短路,导致火灾或爆炸事故,还会造成高压窜入低压,引起严重触电事故;极大的雷电流流入地下时,会在雷击点及其连接的金属部分产生很高的接触电压或跨步电压,造成触电危险。
二是雷电的热破坏作用很大,表现在巨大的雷电流通过导体,会在极短的时间内产生大量的热量,造成易燃品燃烧或金属熔化、飞溅,引起火灾或爆炸;如果易燃品直接遭雷击,则容易引起火灾或爆炸事故。
三是雷电的机械性质的破坏亦很大,表现在被击物遭到破坏,甚至爆炸成碎片。这是因为雷电流通过被击物时,在被击物缝隙中的气体剧烈膨胀,缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体,致使被击物破坏或爆炸。同时雷击时的气浪也有很大的破坏作用。
5富兰克林探索雷电,他通过一系列实验发现了什么?
发现闪电就是静电所产生的火花放电。
6. 简述雷电探索历史。
在十八世纪以前,人们还不能正确地认识雷电到底是什么。美国科学家富兰克林通过岗亭实验,尤其是1752年的著名的风筝实验,搞清楚了雷电就是静电所产生的火花放电,并以第二年发明了避雷针。避雷针迅速传播到世界各地,对保护建筑物免遭雷击起了公认的良好效果。自20世纪初期,随着科学进步,摄影技术、电子技术、光学技术以及卫星技术等开始应用于闪电的探测,揭示了地闪的发展过程与形式和雷电内部的电荷结构。在雷电防护方面,利用建筑物的钢筋结构构成笼式防护网。用各种各样的避雷器或浪涌保护器来保护电力、电子系统和设备。另外,人们对雷电的防护意识大大提高。联合国将雷电灾害列为人类十大自然灾害之一。各国政府也对防雷减灾都很重视,制定了各个行业的雷电防护标准或规范。像我国1994年制定的《建筑物防雷设计规范》,2004年制定的《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等等。我国各省都有防雷减灾管理局或中心,对我国的防雷减灾做出了巨大的贡献。
电学知识
1. 解释名词:正电荷、负电荷、中和、分子、自由电子、正离子、负离子
正电荷:带正电的电荷,如质子、正离子等。
负电荷:带负电的电荷,如电子、负离子等。
中和:正、负电荷互相完全抵消的状态叫做中和。
分子:任何物质都是由极微小的粒子组成的,能够保持物质化学性质的最小微粒叫做分子。
自由电子:不受原子核束缚力影响的电子。
正离子:一个原子失去一个电子就形成正离子,正离子呈正电性。
负离子:一个原子得到一个电子就形成负离子,负离子呈负电性。
2. 叙述电荷守恒定律,举例说明之。
电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分。例如摩擦起电,两种不同质料的物体相互摩擦后,每个物体中都有一些电子脱离了原子的束缚,并跑到另一物体上去。总体上讲,一个物体失去电子而带正电,另一物体得到电子而带负电,并且两物体带的电量相等。
3. 叙述库仑定律。
两个点电荷q1及q2之间的相互作用力的大小和q1与q2的乘积成正比,和它们之间距离r 的平方成反比;作用力的方向沿着它们的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。其表达式为: , 式中,是电介质的介电常数,空气的
4. 电场是什么?电场力是什么意思?
电场:存在于电荷周围,能传递电荷与电荷之间作用力的一种场。
电场力:电场对于处在其中的任何其它电荷都有作用力,这种作用力就是电场力。
5. 什么是电场强度?写出其表达式和单位。
电场强度:表示电场的强弱和方向的物理量。它的大小等于试探电荷在电场中某点所受的电场力和这电荷电量的比,方向就是正电荷在该点所受电场力的方向。
电场强度表达式为: ,式中为试探电荷。常用单位是:伏特/米。
6. 什么是静电感应?
静电感应:放在静电场中的导体,它的自由电荷受到电场的作用而重新分布,从而在其表面的不同部分出现正、负电荷。这种现象叫做静电感应。而出现的这些正、负电荷叫感应电荷。
7. 电荷的体密度、面密度、线密度是什么意思?
电荷的体密度r:其物理意义就是单位体积内的电荷。
电荷的面密度s :其物理意义就是单位面积内的电荷。
电荷的线密度h:其物理意义就是单位长度内的电荷。
8. 什么是电通量?写出其表达式。
通过一面元∆S 的电通量 ∆F 定义为该点场强的大小与∆S 在垂直于场强方向的投影面积的乘积。即q为面元∆S 的法线矢量 n 与场强E 的夹角。
9. 叙述高斯定理,写出其表达式。
通过一个任意闭合曲面的电通量F等于该面所包围的所有电荷电量的代数和 Sq 除以e0,与闭合面外的电荷无关。即
10. 定性叙述均匀带电球壳内外的场强分布情况。
均匀带电球壳内部空间的场强处处为0,外部空间产生的场强随距离的平方而衰减。
11. 定性叙述均匀带电球壳内外的点位分布情况。
在球壳内电位处处与球壳表面的值一样,是个常数。球壳外电位随距离而衰减。
12. 什么是等位面?
电位相等的点所组成的面叫做等位面。等位面上的电位处处相等。
13. 尖端放电是怎么回事?
尖端放电:孤立导体尖端附近的电场强度特别强。在强电场的作用下,尖端附近气体中残留的带电粒子会发生激烈的运动,最终导致尖端附近的气体导电,形成尖端放电。
14. 什么是静电平衡?静电平衡条件是什么?
静电平衡:当一带电体系中的电荷静止不动,从而电场分布不随时间变化时,那么该带电体系达到了静电平衡。
导体的静电平衡条件:导体内场强处处为零。
15. 叙述导体腔内无带电体处于电场中,在静电平衡状态下,导体腔的电荷、电场及电位的分布情形。
当导体壳内没有其它带电体时,在静电平衡状态下,导体腔的内表面上处处没有电荷,电荷只能分布在外表面;空腔内没有电场,电场为零;导体腔内的电位处处相等,腔内是等位体。
16. 解释静电屏蔽、全屏蔽。
静电屏蔽:用一个空腔导体把外电场遮住,使其内部不受外电场影响,这就是静电屏蔽,也叫外屏蔽。
全屏蔽:一个外表接地的空腔导体,隔离了腔内、外静电场的影响,这叫全屏蔽。
17. 什么是气体的自激导电?
当气体中的电场强度足够大时,气体由于分子电离而导电就叫气体的自激导电。
18. 电子雪崩是怎样形成的?
气体中由于电场强度足够大,其正、负离子在电场中获得相当大的动能,致使它们的各种碰撞过程足以使中性气体分子电离。这里主要的过程首先是电子与中性分子的碰撞,由于气体中电子的自由程较长,受电场力作功而获得的动能较大,当它们与中性分子碰撞时使中性分子电离而产生新的离子,这些新的带电粒子又参加碰撞队伍,使更多的原子或分子变为离子,同时产生更多的电子。这样的过程链锁式发展下去,就形成电子雪崩。
19. 什么叫气体的击穿电压?
使气体击穿的电压叫做击穿电压。空气的击穿场强约为2´106伏/米。
20. 有哪四种形式的气体放电?雷电是哪种放电?这种放电是怎样形成的?
有四种气体放电:辉光放电、弧光放电、火花放电和电晕放电。雷电是一种自然界中大规模的火花放电。火花放电的形成:在通常气压下,曲率不太大的电极间,加上高电压,在强电场的作用下,使气体击穿,由此形成的自激放电就是火花放电。伴随着火花放电,有爆裂声。
21. 什么是高层建筑和超高层建筑?

高层建筑:十层和十层以上的居住建筑,高度超过 24 米的其它建筑
超高层建筑:高度超过 100 米的建筑。
第一章
1. 大气电场是怎样产生的?它随地面高度有什么变化?
大气中总是含有大量气体正、负离子,使大气具有微弱导电性。这些带电粒子的生成、运动和不同带电粒子的分离和聚集,使大气显示电性,产生大气电场。
大气电场的电场强度值随地面向上高度逐渐减小。
2. 是什么意思?
电场强度等于电位V的负梯度,就是电场强度方向总是指向电位降低的方向。
3. 雷电主要发生在大气分层的哪一层?离地面大约有多高?
雷电主要发生在对流层。
对流层离地面十几千米以下。
4什么是电离源?举个例子。
能使大气分子电离的物质。例如,地壳中放射性物质辐射的射线、大气中放射性物质辐射的射线、 宇宙射线等等。
5. 晴天大气电流密度由哪四个电流密度组成?

由大气传导电流密度je 、大气对流电流密度jw 、大气扩散电流密度jt 、大气位移电流密度jd 组成,即大气电流密度jj je + jw + jt + jd
6. 积雨云的起电机制主要有哪几种学说?

主要有:感应起电学说、温差起电学说、破碎起电学说等等。
7. 积雨云的起电机制有多种,叙述感应起电学说。
积雨云形成时,所含降水粒子在垂直大气电场中感生电荷,还有固态的冰晶、雹粒,它们受大气电场作用而极化。 按晴天大气电场的方向(向下),这些粒子下端是正电荷。当这些粒子下降时与大气离子相遇,异号电荷相吸,所以负离子易与下降粒子相吸附,粒子下端的正电荷与负离子的电荷中和,粒子剩下的是上端的负电荷。因此中性降水粒子就变成为带负电的了。而大气正离子被下降粒子所斥,绕过水滴继续上升,所以造成积雨云上部带正电,下部带负电。
8. 为什么说各种积雨云的起电机制都有不足之处,目前的研究目前仍处于探索阶段?
因为直接对积雨云中起电过程的观测较为困难,积雨云起电机制理论多基于实验室的一些研究结果,不能完全解释云内电荷的分布情况,积雨云的起电机制难以用实际观测得到证实。
9. 描述积雨云的特点。
积雨云是最强的对流云,浓密而深厚,外形像山峰或巨塔,云中电荷电量大,大气中闪电绝大多数是由它引起的。

10.  积雨云的电荷分布有什么特点?

  积雨云中的电荷分布大致有三个区域:最高集中区是正电荷,中间区是负电荷,最低区是正电荷。最低区的正电荷较少。中间区的负电荷最多,离地面较近,对云地之间的大气电场起主要作用。

11. 大气电场的方向是怎样的?

晴天大气电场的方向是自高空指向地面,当有负电荷中心的积雨云时,大气电场方向反转为自地面指向高空。
12. 积雨云中大气电场有什么特征?
(1)大气电场强度很强;(2)晴天大气电场的方向是自高空指向地面,当有负电荷中心的积雨云时,大气电场方向反转为自地面指向高空;(3)在大块积雨云中,电荷的产生和分离发生在温度为 -5°C ~ -40°C相应高度为界的区域中,半径大约有2千米;(4)负电荷常常集中在温度为 -10°C ~ -20°C 的高度之间,正电荷在其上数千米处;(5)电荷的产生和分离过程与降水发展关系密切。

13. 叙述积雨云的放电过程。
当积雨云带有大量电荷时,由于静电感应作用,在积雨云下方的地面或地面上物体附
近的电场强度足够大时,于是就开始积雨云和地表(或地面上的物体)之间空气被击穿的局部放电,就是雷电现象。
14. 从积雨云密布到发生闪电放电的整个过程中,几乎同时出现哪三种物理现象?
一是静电感应。积雨云分布着大量电荷,在积雨云所覆盖的地表面上便感应出与之电荷相反符号的电荷。这种静电感应作用随着积雨云正下方地面的距离增大而迅速减小(距离的三次方成反比)。另外,在雷电的先导放电阶段中,先导放电通道中的电荷也对其下面的地表面和附近各类金属导体产生强烈的静电感应,这种静电感应作用也随距先导通道下的地面的距离增大而迅速减小。
二是电磁感应。就是闪电电流在闪电通道周围空间产生磁场,这种随时间变化的磁场就在附近的各类金属体上产生感应电动势和感应电流。这种作用随距落雷点距离的增大而减少较快,与距离的平方成反比。
三是电磁波辐射。就是闪电放电电流随时间作非均匀变化,一次闪电由成千上万个脉冲组成,脉冲电流向外辐射电磁波。这种辐射与距离的一次方成反比。

15. 书第8页图1.9是常见的地闪发展全过程的示意图,结合这张示意图,请详细解释为什么会发生电闪雷鸣?

(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(10000V/cm以上)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)与此同时,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。
16. 梯式先导每推进一级,为什么要间歇一段时间(平均约50ms)?
用这段时间输运电荷到云的前端,形成局部强电场。

17. 什么叫直窜先导?它与梯式先导有什么不同?
直窜先导也叫箭式先导。在第一次闪击后,放电通道还分布着导电的电荷,这时闪击从雷雨云下端沿第一次闪击路径直接一次伸展到地面,这就叫做直窜先导。梯式先导也叫梯级先导。从云的下端伸向下方的导电通道是逐步向下发展的。
18. 闪电是怎样分类的?

闪电按照空间位置分有:云内闪电、云际闪电、云空闪电、云地闪电
闪电按照形状分有:线状闪电、带状闪电、片状闪电、连珠状闪电、球状闪电
另外还有:直击雷(直接击在建筑物或尖端物上的闪电)
侧击雷(击在建筑物侧面或旁边位置上的闪电)
感应雷(雷电电磁感应、雷电的静电感应、电磁脉冲产生的雷击)。

19. 地闪的实质是什么?
地闪实际上就是雷雨云中的电荷向大地突然释放的过程。

20. 解释几个名词。
无回击闪电:只沿着先导方向发生中和的闪电,而没有逆先导方向的放电的现象。
有回击闪电:当发生先导放电后,还出现逆先导方向的放电的现象。
正地闪(正雷):闪电电流为正(向下)。云是正电荷,地面是负电荷。
负地闪(负雷):闪电电流为负(向上)。云是负电荷,地面是正电荷。
正极性雷雨云(云带正电)的电场由云指向地面。
负极性雷雨云(云带负电)的电场由地面指向云。
向下(下行)先导:从云层内的电荷中心伸向地面的先导。
向上(上行)先导:从地面伸向云层的先导。
向下负先导:由云向地面发展的先导,并且先导带负电。
向下正先导:由云向地面发展的先导,并且先导带正电。
向上负先导:由地面向云中发展的先导,并且先导带负电。
向上正先导:由地面向云中发展的先导,并且先导带正电。

21. 解释书第15页图1.25的8个小图。
1a:开阔地带。向下负先导,负闪电电流,叫向下负先导负地闪。不落地,没有回击。是云闪。
图1b:开阔地带。向下负先导,负闪电电流,叫“向下负先导负地闪”。落地,有回击。
是负地闪。又叫“下行负雷”。最常见。
图2a:放电从高建筑物开始,然后发展为向上行的先导,先导带正电,闪电电流为负(电流向上),无回击,叫“向上正先导连续负放电”,是负地闪。
图2b:放电从高建筑物开始,然后发展为向上行的先导,先导带正电,闪电电流为负(电流向上),有向下回击,叫“向上正先导负地闪”,是负地闪。又叫“上行负雷”。
图3a:开阔地带。向下正先导带正电,不落地, 没有回击,是云闪。                               
图3b:开阔地带。向下正先导带正电,落地, 有向上回击,闪电电流为正(电流向下),是正地闪。又叫“下行正雷”。
图4a:向上先导始于高建筑物,先导带负电,流入地的电流为正,为连续电流。无回击。称为“向上负先导正地闪”(山地型)。正地闪。
图4b:向上先导始于高建筑物,先导带负电,流入地的电流为正,为连续电流。有及其强烈的向下回击。称为“向上负先导连续正电流闪电”(山地型)。正地闪。又叫“上行正雷”。常是巨雷。
第二章
1. 雷暴日是怎样定义的?雷暴日的含义是什么?
雷暴日的定义:指该天发生雷暴的日子,即在一天内,只要听到雷声一次或一次以上的就算一个雷暴日,而不论该天雷暴发生的次数和持续时间。
雷暴日表征不同地区雷暴日活动的频繁程度。
2. 解释月雷暴日、季雷暴日、年雷暴日。
月雷暴日:一个月内雷暴的天数。
季雷暴日:一个季度内雷暴的天数。
年雷暴日:一年中雷暴的天数。
3. 雷暴时是怎样定义的?雷暴时的含义是什么?
雷暴时: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。
雷暴时是为了区分不同地区每个雷暴日内雷暴活动的持续时间差别。
4. 解释日雷暴时、月雷暴时、季雷暴时、年雷暴时。
日雷暴时:一日内发生雷暴的时数。
月雷暴时:一月中发生雷暴的时数。
季雷暴时:一季内发生雷暴的时数。
年雷暴时:一年内发生雷暴的时数。
5. 雷暴月、年雷暴月、雷暴季节、雷暴持续时期是怎样定义的?
雷暴月:该月中发生过雷暴,而不论该月发生过多少天雷暴。
年雷暴月:一年中雷暴月数。
雷暴季节:一年中雷暴所发生的月份构成的时段,而不论在这些月份中雷暴发生的天数。
雷暴持续时期:一年中初雷日与终雷日之间的天数。
6. 什么是地面落雷密度?
地面落雷密度 Ng :每个雷暴日每平方千米上的平均落雷次数,又叫闪电频数。单位是:km-2 · d-1
7. 雷电流的波形有什么特点?它的参数是什么?
(1)雷电流具有单极性的脉冲波形,大部分的雷电流是负极性的(负地闪)。
(2)雷电放电具有重复性,一次雷电平均包括3至4次放电,通常第一次放电的电流幅值最高。
(3)通常波头上升较快,波尾下降缓慢。
雷电流波形的参数有:电流峰值Im(kA),波头时间tf(ms),波长时间tt(ms)。
8. 1.2/50ms雷电过电压波形是什么意思?
这个雷电过电压波形的波头是1.2ms,波长是50ms 。
9. 雷电流幅值累计概率用经验公式来计算。我们已算过雷电流幅值Im100kA时,雷电流幅值超过100kA的概率是12% ,即。问:
(1)是什么意思?
(2)分别计算Im50kA 、Im10kA 、Im200kA时的P值。
(1)的意思是:每100次雷电放电大约有12次雷电流幅值超过100kA。
(2)计算Im50kA时:,则P0.3443≈34.4%
计算Im10kA时:,则P0.8079≈81%
计算Im200kA时:,则P0.01406≈1.4%
10. 通过对雷电流的能量及频谱分析,能得到什么结论?
(1)雷电流的波头越陡,高频就越丰富,受雷电影响的频率范围就越宽,对电子设备和网络的影响越大。
(2)雷电流的波尾越长,低频就越丰富,其能量大多分布在低频部分。
(3)在通信网络中要防止十多千赫以下频率的雷电波侵入,就能把雷电波的能量消减掉90%以上。
11. 什么是闪击距离(雷击距)?
当下行先导最先到达地面上某一物体的临界定向范围时,下行先导定向地向这个物体发    
展,并使之遭受雷击。这种临界定向距离称为闪击距离(也叫雷击距、定向距离)。
12. 雷击距的大小与什么有关?
雷击距的大小与下行先导头部的电位高低有关,与先导通道中携带的电荷密度有关。而先导中的电荷密度决定着随后回击出现的雷电流幅值,所以雷击距大小依赖于雷电流的幅值。
13. 什么是引雷曲面?
地面上接地物体外表各曲面加上雷击距离所得到的曲面就是引雷曲面。
第三章
1. 雷电的危害主要表现在什么地方?
一是表现在直击雷对建筑物的摧毁和对人、畜生命的危害。二是雷电感应,尤其是雷电电磁脉冲对通信系统、网络系统、供电系统造成瘫痪,击毁电气设备,烧毁电子设备电路板或元器件。

2. 直击雷对建筑物造成的危害主要是哪几种物理因素?雷电感应对电子系统造成的危害主要是哪几种因素?

直击雷对建筑物造成的危害因素主要是雷电流的热效应、电效应和雷击产生的机械效应对建筑物的破坏。
雷电感应对电子系统造成的危害因素主要是雷电的静电感应、雷电电磁感应、雷电电磁脉冲和雷电反击。尤其是雷电电磁脉冲对电气设备和电子设备的危害特别大。
3. 建筑物外部防雷装置包括哪几个部件?各部件的作用是什么?

包括接闪器、引下线、接地体。
接闪器的作用是直接接受雷电流。常用有:避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。
引下线的作用是将雷电流引入到接地体。常用有:粗铜导线、粗钢筋、扁钢等。
接地体的作用是将雷电流泄散大地。常用有:接地线、接地棒、接地网。
4. 什么是雷击电磁脉冲?它的英文缩写怎么写?
一次闪电往往包含有上万个放电电流脉冲,这些雷电脉冲向外辐射电磁波,这就是雷击电磁脉冲。英文缩写是:LEMP
5. 雷击电磁脉冲(LEMP)是怎样干扰电子设备的?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。
6. 什么是雷电电磁脉冲的防护?
除直击雷以外的所有各种雷击灾害的防护。或者说,富兰克林发明的避雷针只能防护雷电直击建筑物的灾害,此外的一切防雷技术措施都归属于雷电电磁脉冲的防护,它是现代防雷技术的主要部分。
7. 解释雷电感应、雷电的静电感应和电磁感应。
雷电感应:闪电放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花。
雷电的静电感应:由于雷云的作用,使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷。雷云主放电时,由于回击,先导通道中的电荷被迅速中和,导体上的感应电荷成为自由电荷,如不就近泄入地中就会产生很高的电位。
电磁感应:雷电流引起很强的暂态脉冲磁场能在回路中感应出电动势,产生过电压和过电流。它们常常使电子设备遭到破坏。
8. 解释过电压、暂态过电压、浪涌电压、浪涌电流和雷电波入侵。
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。
暂态过电压:沿地面架空线进入建筑物内的感应过电压波称为雷电侵入波,是一种雷电暂态过电压。
浪涌电压:由于雷电的电磁感应和电磁辐射而在设备或电气线路上感应的电压。
浪涌电流:由于雷电的电磁感应和电磁辐射而在设备或电气线路上感应的电流。
雷电波入侵:雷电波沿着架空线或金属管道侵入建筑物内,危及人身安全或损坏设备。

9. 什么是暂态高电位?为什么会发生暂态高电位?暂态高电位有什么危害?

雷击发生时,雷电流流经防雷装置,防雷装置各个部位的对地电位都会有不同程度的升高。由于雷电流的持续时间很短,这种电位的升高所持续的时间也很短,所以称为暂态电位升高,也就是暂态高电位。因为暂态雷电流流经防雷装置,防雷装置的接闪器和引下线可等效为电阻和分布电感,接地体具有接地电阻,雷电流流过这些部位时将会在等效电阻和分布电感上产生压降,使防雷装置中各个部位的对地电位升高。 暂态高电位能够产生很大的暂态电位差,造成对设备的间接雷击,并且能够产生过大的跨步电压和接触电压,对人身安全构成威胁。

10. 什么叫雷电反击?雷电反击有什么危害?
由于雷击使得建筑物防雷装置中的某些部位暂态电位陡然升高,这些电位陡然升高的部位与周围低电位的金属体之间发生空气间隙击穿的现象叫雷电反击。雷电反击会引起各种部件、设备之间发生介质击穿,造成部件或设备损坏。甚至可能引发周围多个金属体之间的一系列反击,造成严重后果。
11. 怎样防止雷电的暂态高电位和雷电反击的危害?
将建筑物顶部的天线、金属广告牌、太阳能热水器等与防雷接地母排连接。进出建筑物的各种设备、各种金属管道、金属构架、电缆金属外皮等与防雷接地母排连接。这些就是等电位连接。
12. 什么叫跨步电压?什么叫接触电压?它们会造成什么危害?
当雷电流经地面雷击点或接地体流散入周围土壤时,在它周围形成电压降落。如果有人在接近接地体附近行走,其两脚之间的电位差叫跨步电压。跨步电压的距离为0.8米。跨步电压会使人或牲畜触电,可能造成人身或牲畜的伤亡事故。雷电流在防雷装置中传输会使各个部位的暂态电位升高。当人体接触与防雷装置相连的金属体时,接触点与人体站立接地点之间存在一个暂态电位差,这一电位差就是接触电压。接触电压会造成人员伤亡。
第四章
1. 为什么要对建筑物防雷进行分类?建筑物防雷分类的根据是什么?
为了防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失。建筑物防雷分类的根据是:根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求详细研究防雷装置的形式及其布置,而将建筑物进行分类。
2. 防雷保护区的划分的根据是什么?
根据雷电流沿放电通道和建筑物的防雷系统传输过程中,在其空间环境中产生的雷电电磁脉冲影响、干扰、损坏建筑物及其内部的电子仪器设备的状况以及防雷设备的能力来划分的。
3. 划分防雷保护区的目的是什么?
防止或减少雷电对建筑物及其内部电子设备的危害,选择采取既安全可靠又经济合理的防雷措施。
4. 防雷保护区(LPZ)是怎样划分的?用一句话简述各防雷保护区的具体保护范围。
防雷保护区划分为LPZ0A区、LPZ0B区、LPZ1区、LPZ2区 ‥‥‥ LPZn区。
LPZ0A:完全没有保护的区域,在接闪器滚球法保护线以外的区域;
LPZ0B:在接闪器滚球法保护线以内和有钢筋结构的建筑物表面以外的区域;
LPZ1: 有钢筋结构的建筑物内;
LPZ2: 在LPZ1区域内另加一层屏蔽保护;
LPZn: 在LPZn-1区域内另加一层屏蔽保护。
5. 防雷装置包括哪些东西?

防雷装置:接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其它连接导体的总合。