1 雷云的形成和雷電發(fā)展

　　雷電是大氣中自然放電現(xiàn)象，一般叫閃電，它的形狀分為線狀、帶狀、片狀和球狀。按空間位置可分為雷云之間和雷云對(duì)大地之間兩類。前者發(fā)生在高空，對(duì)人類危害較小，后者為發(fā)生在雷云對(duì)大地間的落地雷，尤其是負(fù)極性落地雷，對(duì)人體和設(shè)備危害最大，是造成煤礦變電所雷擊事故的主要來(lái)源。雷電與雷云的存在分不開(kāi)，在天氣悶熱時(shí)，熱空氣上升到高空遇到冷空氣，水蒸汽結(jié)成水滴，在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，與繼續(xù)上升的熱空氣發(fā)生碰撞出現(xiàn)水滴分離形成微細(xì)水滴，這些水滴隨風(fēng)吹聚形成帶負(fù)電的雷云，雷云是產(chǎn)生雷電放電的前提。負(fù)極性的落地雷的發(fā)展可分為以下三個(gè)階段。

　　1．1 先導(dǎo)放電
??? 當(dāng)天空中有帶負(fù)電電荷的雷云時(shí)，由于感應(yīng)作用，地面和地面物體都帶上正電荷，雷云中某處電荷較多就使該處附近電場(chǎng)強(qiáng)度增大，增大到一定值時(shí)，就使空氣絕緣被破壞，開(kāi)始出現(xiàn)游離，形成先導(dǎo)放電通路，方向從雷云向大地逐級(jí)發(fā)展（放電速度約數(shù)10km/s），向下發(fā)展到一定高度時(shí)，地面物體可能產(chǎn)生向上的先導(dǎo)，它影響下行先導(dǎo)的發(fā)展方向和雷擊點(diǎn)的方位。

　　1．2 主放電
??? 下行先導(dǎo)的極高電位和上行先導(dǎo)的感應(yīng)電荷與大地距離較小，在電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，就使剩余的空氣隙被擊穿，游離出來(lái)的電子很快流入大地，大量地面電荷迅速?zèng)_向雷云，就會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的光亮和巨大的雷聲。主放電電流極大，大多數(shù)雷電流瞬間幅值約數(shù)10kA，少數(shù)可達(dá)數(shù)百千安。劇變的雷電流產(chǎn)生過(guò)渡過(guò)程，形成雷電沖擊波，使雷擊點(diǎn)周?chē)拇艌?chǎng)出現(xiàn)很大的變化。雖然主放電時(shí)間只有幾十微秒，但破壞作用極大，造成人畜傷亡、建筑物和設(shè)備損壞及引起火災(zāi)。

　　1．3 余輝放電
??? 主放電后，雷云中的剩余電荷按通路持續(xù)流入大地，形成余輝放電，放電電流隨時(shí)間的延長(zhǎng)而快速減小，只需幾毫秒放電就結(jié)束了。在存在多個(gè)雷云中心時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)重復(fù)放電，只是放電電流小多了。

2 雷電活動(dòng)規(guī)律和雷電流幅值概率

??? 人們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐中總結(jié)出雷電活動(dòng)的規(guī)律。按地理環(huán)境的分布規(guī)律是：山區(qū)和熱而潮濕的地區(qū)雷暴高于平原和冷而干燥的地區(qū)，內(nèi)陸多于沿海。按地質(zhì)條件易遭雷擊的地點(diǎn)為：土壤電阻小，地表土壤中粘土電導(dǎo)率高；地下埋有金屬礦床等；高聳突出或孤立的建筑物；高壓輸電線路轉(zhuǎn)角等。雷電活動(dòng)時(shí)間大多在白天下午1至9時(shí)，雷暴的高峰月為七八月。

3 變電所雷擊類型及防雷的首要任務(wù)

　　煤礦變電所遭受雷擊事故的類型分為三類：一是輸電線路受雷擊時(shí)沿線路向變電所入侵的雷電波；二是雷擊輸電線路附近地面的感應(yīng)雷；三是雷直擊變電所內(nèi)線路和設(shè)備的直擊雷。雷電波與感應(yīng)雷的陡度大、幅值高，危害嚴(yán)重，不采用防雷措施就使變電所的電器設(shè)備絕緣擊穿。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)110~220kV的變電所因雷電波引起的事故率約0.5次/百所.年，直配電機(jī)的損壞率約1.25次/百所.年。

　　變電所防范雷電波和感應(yīng)雷是防雷的首要任務(wù)，對(duì)直擊雷要采取合理的防雷措施，對(duì)高壓輸電線路要用耐雷水平和雷擊跳閘率來(lái)衡量防雷性能優(yōu)劣，確保煤礦變電所安全正常運(yùn)行。