一、雷電的概念   

　　雷電是一種常見的自然現象。雷電是由于地面氣溫升高，形成一股上升氣流，其中含有大量的水蒸氣和塵埃。這些物質在上升的過程中，由于經受著上升氣流和高空高速低溫氣流的吹襲、沖擊、摩擦、剝離而帶電。水蒸氣凝結分裂為帶正電的“大”水滴和帶負電的“小”水滴。帶正電的水滴以下雨的形式降落到地面，帶負電的水滴仍然飄浮于空中，且到處飄移，出現了電荷的分離與積蓄，形成帶不同電荷的雷云。在雷云中部有強烈的上升氣流，形成了帶正電的冰晶與帶負電的水滴分離和積蓄。隨著異性電荷的不斷積蓄，不同極性云塊之間，或云塊與大地之間的電場強度不斷增大。當電場強度超過云與云，或者云與大地(含地上的建筑物、構筑物)之間空氣所能承受的擊穿強度時，空氣被擊穿產生放電。電荷在電離通道中中和，產生強烈的光和熱，這種熱能使周圍空氣突然膨脹，產生轟鳴聲。電荷中和產生的光就是人們常說的“閃”；空氣突然膨脹產生的轟鳴聲就是人們常說的“雷”。

　　雷云之間擊穿放電并伴隨有光和聲的現象，就是人們通常說的雷或雷電；在雷云與大地(含建筑物、構筑物)之間，伴有光和聲的放電現象稱為落地雷。

　　另外，還有一種特殊的雷電，它的載體是一個球狀等離子氣團，其形狀和顏色各異。它隨氣流在低空飄移，甚至沿地面滾動。在飄移、滾動過程中，遇到某種激發因素就會發生爆炸。人們把這種雷電稱球形雷。根據等離子理論，球形雷的載體是某種等離子凝結團，是氣流在高溫或很強的電磁感應作用下電離而成，正離子與負離子處于統一體中并等量，離子體暫時處于平衡狀態。這種離子氣團具有較好的導電性和流動性，在飄浮、滾動過程中，少量離子重新組合發出微弱暉光，能量耗盡后消失。球形雷通常發生在雷擊前數秒或數分鐘，球形雷的直徑在10~100cm左右，它能隨風飄人室內或穿堂而過，其運行軌跡很不規則，飄浮滾動、直上直下，甚至固定不動或沿著物體移動。球形雷的能量大小不一，小者僅在蚊帳上燒個小洞，大者可引起爆炸，帶來巨大破壞。

　　根據雷電的不同形式，分為片狀、線狀和球狀三種。片狀雷電多發生在雷云之間，危害較小；線狀雷大部分為常見的落地雷，易造成雷擊災害；球狀雷的危害難以預測和預防。

　　二、雷電的危害

　　雷電具有很大的破壞力和多種破壞作用。雷電對油庫加油站的危險性可歸納為直接雷擊、雷電副作用、雷電波引入、反擊四種形式，其破壞作用主要表現為放電時所顯示的各種物理效應和作用。

　　(一)電效應   

　　落地雷具有數萬甚至數十萬、數千萬伏的沖擊電壓，足以燒毀電力系統的發電機、變壓器、斷路器等設備及電氣線路，引起絕緣擊穿而發生短路，導致可燃、易燃物的著火和爆炸。

　　(二)熱效應

　　落地雷的電流一般為幾十至幾千安培，有的峰值電流高達數萬安培至10萬安培。當這種強大的“雷擊電流”通過導體時，在極短的時間內轉換為大量的熱能。雷擊點的熱能通常為500至2000J。雷電通道中的這種熱能可使金屬熔化或氣化，往往釀成火災。

　　(三)機械效應

　　雷電的熱效應將使物質和各種結構縫隙里的氣體劇烈膨脹，同時使水分和其他物質分解為氣體，這就造成雷擊物內部出現強大的機械壓力，致使雷擊物遭受嚴重破壞或爆炸，磚、石、混凝土、木結構建筑物和構筑物毀壞，油罐脹裂或凹陷等。

　　(四)靜電效應

　　油庫加油站金屬設備較多，當這些金屬設備處于雷云和大地間的電場之中時，金屬物上會感應大量電荷。雷云放電，云與大地的電場消失，但金屬物上的感生電荷卻不能立即逸散，產生很高的對地靜電感應電壓。靜電感應電壓往往高達幾萬伏，可以擊穿數十厘米的空氣間隙而發生火花放電，這對油庫加油站安全威脅很大。

　　(五)電磁感應

　　具有很高電壓和很大電流、發生時間極短的雷電，在它周圍空間將產生強大的交變磁場，處于這一磁場中的導體感生出較大的電動勢，還會在閉合回路的導體中產生感應電流。如導體回路中有的地方接觸電阻較大時，就會局部發熱或發生火花放電。這對于儲存易燃、可燃油品，易于積聚爆炸性混合氣體的油庫加油站是很危險的。

　　(六)雷電波侵入

　　當雷擊架空電力線路、金屬管路時，產生的沖擊電壓使雷電波沿著線路或管道迅速傳播。當侵入建筑物內時，可造成配電裝置和電氣線路絕緣擊穿而產生短路，或者使建筑物內的易燃、可燃油品燃燒、爆炸。此種雷電災害占整個雷電災害的50％-70％以上。

　　(七)反擊

　　當建筑物、構筑物、防雷裝置等遭受雷擊時，其內外的電氣線路、金屬管道等可具有很高的電壓，如其間距較近時，可產生火花放電，這種現象叫做反擊。反擊可能引起電氣設備絕緣破壞，金屬管路燒穿，甚至造成著火和爆炸事故。

　　上述七種物理效應產生的破壞作用可歸納為電性質的破壞作用、熱性質的破壞作用和機械性質的破壞作用。電性質的破壞作用主要表現為數百萬伏及至更高的沖擊電壓可能毀壞電氣設備的絕緣，燒斷電線或損壞電桿，造成大規模停電；而絕緣損壞則可能引起短路，導致火災和爆炸，是造成油庫加油站受到嚴重破壞的直接原因之一。熱性質的破壞作用主要表現為巨大雷電流通過導體，在極短的時間內轉換為大量的熱能，引燃易燃品而造成火災或爆炸。機械性質的破壞作用主要表現為被雷擊物遭到破壞，甚至爆裂成碎片。此外同性電荷之間的靜電斥力，同方向電流或電流拐彎處的電磁力也有很強的破壞作用。

　　三、遭受雷擊的條件

　　遭受雷擊的因素多而復雜，但也具有一些可供借鑒的規律。遭受雷擊主要與地質、地形、地物、建筑物、地理條件相關。

　　(一)地質條件 

　　由于土壤電阻率較小，易于積聚電荷，特別是濕地、河床、池沼、葦塘，以及地下水位高、金屬礦床等地點更易積聚電荷，容易遭雷擊；地下水面積大、礦泉、地下水出口處等容易遭受雷擊；巖石山或土壤電阻率較大的山坡雷擊多發生于山腳，反之多發生于山頂。

　　(二)地形條件

　　由于海洋潮濕空氣從我國東南進入大陸，經日光暴曬天氣悶熱，遇到山體氣流上升而出現雷雨，造成山的東坡、南坡遭受雷擊多于西坡、北坡；因山中峽谷較窄，不易受日光暴曬和對流，缺乏形成雷的條件，雷擊少于山中平地；靠山、臨水地區的低洼濕地易遭雷擊；山口、風口或河谷等雷暴走廊與風向一致時，容易遭受雷擊。

　　(三)地物條件

　　空曠地中的獨立建筑物，建筑物中的高聳建筑和特別潮濕的建筑；房旁大樹、接收天線、山區電力線路及轉角、鐵路集中地；屋頂為金屬結構、地下有金屬管道、建筑物內有大型金屬設備的容易遭受雷擊。

　　(四)建筑物條件

　　主要取決于建筑的坡度、形式和長度。平頂、坡度不大于1／10時的檐角、女兒墻和屋檐；坡度大于1／10而小于1／2時的屋角、屋脊、檐角和屋檐；屋脊長度大于30m的山墻；坡度大于1／2的屋角、屋脊和屋檐；坡度大于4／5時的屋脊等都容易遭受雷擊。

　　(五)地理條件

　　濕熱地區比干冷地區雷暴多。從赤道向南、北雷暴頻數遞減。全國雷暴趨勢是華南大于西南大于長江流域大于華北大于東北大于西北。雷擊密度是山區大于平原，平原大于沙漠，陸地大于湖海。

　　四、雷電參數及雷暴分布

　　雷電參數包括雷暴日、雷電電流幅值、雷電電流陡度、沖擊電壓等。正確理解雷電參數的概念及雷暴分布，對制訂防雷決策具有重要意義。

　　(一)雷暴日

　　凡是能聽到雷聲的天日就叫雷暴日。雷暴日是表示雷電活動頻繁程度的參數，通常以年平均雷暴日數來衡量，數值越大雷電活動越頻繁。我國把年平均雷暴日數值不超過15日的地區，叫少雷區，超過40日的地區叫多雷區，兩者之間地區叫雷區。

　　(二)雷電電流幅值

　　雷電放電和雷電電流都具有沖擊特性。雷電電流幅值就是雷電放電時沖擊電流的最大值，即峰值。雷電電流是一種電流幅值大、作用時間短的瞬變過程，雷電電流由零增加到峰值只需要幾微秒，再由峰值下降到零，也只有數十微秒。雷電流上升的曲線叫波頭，雷電流下降的曲線叫波尾。通常在雷區防雷時，采用的雷電電流幅值為10X10Ao   

　　(三)雷電電流陡度

　　雷電電流陡度是雷電電流隨時間而上升的速度。雷電電流陡度可高達50×10A／µs，平均約為30X10A／gs。雷電電流陡度越大，其對電氣設備造成的危害也越大。一般防雷設計選用的波頭值為2.6µs。

　　(四)雷電沖擊電壓

　　直接雷擊的沖擊電壓由兩部分組成。第一部分決定于雷電電流和防雷裝置的沖擊接地電阻，第二部分決定于雷電電流陡度和雷電電流通路的電感。

　　(五)雷暴分布

　　我國雷暴日數值呈南方多北方少，山區多平原少的特點。一般來說，雷暴冬季少于夏季，但在南方有時隆冬也有雷暴出現。雷暴出現時間一般以下午為多。雷暴分布規律是：

　　1．海南島中部和西雙版納年均雷暴日120天以上。

　　2. 云南南部、兩廣、海南省年均雷暴日90—100天。

　　3．長江以北地區年均雷暴日30～40天。

　　4．西北干旱地區年均雷暴日少于20天。