第四章防雷与安全用电管理
第一节雷电简介
一、雷电的形成
雷电是由雷云(带电的云层)对地面建筑物及大地的自然放电引起的，它会对建筑物或设备产生严重破坏。因此，对雷电的形成过程及其放电条件应有所了解，从而采取适当的措施，保护建筑物不受雷击。
在天气闷热潮湿的时候，地面上的水受热变为蒸汽，并且随地面的受热空气而上升，在空中与冷空气相遇，使上升的水蒸汽凝结成小水滴，形成积云。云中水滴受强烈气流吹袭，分裂为一些小水滴和大水滴，较大的水滴带正电荷，小水滴带负电荷。细微的水滴随风聚集形成了带负电的雷云；带正电的较大水滴常常向地面降落而形成雨，或悬浮在空中。由于静电感应，带负电的雷云，在大地表面感应有正电荷。这样雷云与大地间形成了一个大的电容器。
当电场强度很大，超过大气的击穿强度时，即发生了雷云与大地间的放电，就是一般所说的雷击。
二、雷电的危害
雷电的破坏作用基本上可以分为三类：
(一)直击雷
雷云直接对建筑物或地面上的其他物体放电的现象称为直击雷。雷云放电时，引起很大的雷电流，可达几百千安，从而产生极大的破坏作用。雷电流通过被雷击物体时，产生大量的热量，使物体燃烧。被击物体内的水分由于突然受热，急骤膨胀，还可能使被击物劈裂。所以当雷云向地面放电时，常常发生房屋倒塌、损坏或者引起火灾，发生人畜伤亡。
(二)雷电感应
雷电感应是雷电的第二次作用，即雷电流产生的电磁效应和静电效应作用。雷云在建筑物和架空线路上空形成很强的电场，在建筑物和架空线路上便会感应出与雷云电荷相反的电荷(称为束缚电荷)。在雷云向其他地方放电后，云与大地之间的电场突然消失，但聚集在建筑物的顶部或架空线路上的电荷不能很快全部泄入大地，残留下来的大量电荷，相互排斥而产生强大的能量使建筑物震裂。同时，残留电荷形成的高电位，往往造成屋内电线、金属管道和大型金属设备放电，击穿电气绝缘层或引起火灾、爆炸。
(三)雷电波侵入
当架空线路或架空金属管道遭受雷击，或者与遭受雷击的物体相碰，以及由于雷云在附近放电，在导线上感应出很高的电动势，沿线路或管路将高电位引进建筑物内部，称为雷电波侵入，又称高电位引入。出现雷电波侵入时，可能发生火灾及触电事故。
雷电的形成与气象条件(即空气湿度、空气流动速度)及地形(山岳、高原、平原)有关。湿度大、气温高的季节(尤其是夏季)以及地面的空出部分较易形成闪电。夏季，突出的高建筑物、树木、山顶容易遭受雷击，就是这个道理。随着我国社会主义建设事业的不断发展，高层建筑物日益增多，因而，如何防止雷电的危害，保证人身、建筑物及设备的安全，就成为十分重要的问题。
三、建筑物遭受雷击的有关因素
建筑物遭受雷击次数的多少，不仅与当地的雷电活动频繁程度有关，而且还与建筑物所在环境、建筑物本身的结构、特征有关。
首先是建筑物的高度和孤立程度。旷野中孤立的建筑物和建筑群中高耸的建筑物，容易遭受雷击。其次是建筑物的结构及所用材料。凡金属屋顶、金属构架、钢筋混凝土结构的建筑物，容易遭雷击。
建筑物的地下情况，如地下有金属管道、金属矿藏，建筑物的地下水位较高，这些建筑物也易遭雷击。
建筑物易遭雷击的部位是屋面上突出的部分和边沿。如平屋面的檐角、女儿墙和四周屋檐；有坡度的屋面的屋角、屋脊、檐角和屋檐；此外高层建筑的侧面墙上也容易遭到雷电的侧击。
建筑物的雷击部位如下：
(1)不同屋顶坡度(0°、15°、30°、45°)建筑物的雷击部位见图3-36(略)；
(2)屋角与檐角的雷击率最高；
(3)屋顶的坡度愈大，屋脊的雷击率也愈大；当坡度大于40°时，屋檐一般不会再受雷击；
(4)当屋面坡度小于27°，长度小于30m时，雷击点多发生在山墙，而屋脊和屋檐一般不再遭受雷击；
(5)雷击屋面的几率甚少。
四、建筑物的防雷分类
根据建筑物的重要程度、使用性质、雷击可能性的大小，以及所造成后果的严重程度，民用建筑物的防雷分类，按《建筑电气设计技术规程》规定，可以划分为如下3类：
(一)一类防雷建筑物
此类建筑物是指具有特别用途的建筑物，如国家级会堂、办公建筑、大型博展建筑、特等火车站，国际航空港、通讯枢纽、国宾馆、大型旅游建筑等。另外，国家重点文物保护的建筑物和构筑物以及超高层建筑物也属于此类。
(二)二类防雷建筑物
此类建筑物指重要的或人员密集的大型建筑物，如部级和省级办公楼、省级大型会堂(场)、博展、体育、交通、通讯、广播、商业、影剧院等建筑。另外，省级重点文物保护的建筑物和构筑物，19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用及工业建筑也属于此类。
(三)三类防雷建筑物
不属于一类与二类，但根据当地情况确定需要防雷的建筑物称为三类防雷建筑物。
按照我国对高层民用建筑物划分的标准，显而易见，有的高层建筑属一类防雷建筑，有的则属二类或三类防雷建筑。因此，对高层建筑的防雷，应区别对待，应按照相应的防雷类别，采用相应的防雷保护措施。