当雷云出现时，雷云附近的导体，如雷云下的地面和建筑物等，由于静电感应的作用而带上与雷云电荷极性相反的电荷，这种电荷就是束缚电荷，相应的感应电荷区域称为雷云感应电荷区或电阴影区，如图2-3所示。由于从雷雨云的出现到发生雷击（主放电）所需要的时间相对于主放电过程的时间要长很多，因此大地可以积累大量电荷。雷击发生后，雷云上所带的电荷通过闪击与地面的异种电荷迅速中和，云和大地之间的电场消失。但在局部，如一些金属物上感应聚积的电荷由于与大地之间的电阻较大，却不能在同样短的时间内相应消失，这样就会形成局部地区感应高电压。这种对地电压一般称为静电感应电压。发生雷击之后，导体上的束缚电荷变成自由电荷，向周围流散，静电感应电压从雷击开始随时间的推移而下降，它符合RC电路放电的规律，即
图2-3 雷云感应电荷区
式中 UC——雷击发生后，局部高电压地区与大地之间瞬间的电压，V；
U——雷击发生时的瞬间电压，即初始电压，V；
R——高电压局部地区对大地的散流电阻，Ω；
C——局部高电压的地区对雷云之间的电容，F；
Q——局部高电压地区积累的电荷量，C；
t——以发生闪击瞬间为零，闪击发生后延续的时间，s。
2.3.1.2 雷电静电感应的危害(www.xing528.com)
1.雷电静电感应在日常生活中的危害
静电感应产生的过电压对接地不良的电气系统有破坏作用，对于建筑物内部的金属构架与接地不良的金属器件之间容易发生火花放电，尤其易发生于相距较近的带电金属导体间。这种由静电感应产生的高电压往往高达几万伏，可以击穿数十厘米的空气间隙，发生火花放电。导体间的静电放电能量可按式（2-6）计算，即
式中 W——放电能量，W；
C——导体的等效电容，F；
U——导体间的电位差，V。
火花放电释放能量比较集中，引燃能力很强，这对存放易燃物品的建筑物，如汽油、瓦斯、火药库以及有大量可燃性微粒飞扬的场所，如亚麻及粮食加工企业等有引起爆炸的危险。
现代生活中，大面积的金属不但被用作当屋顶，有时还会作为各种储气罐、储油罐的板壳。在雷雨降临时，大面积的金属和地面之间也会因为静电效应产生电场，极有可能会造成感应雷击。要减少这种灾害，就必须迅速减少金属面的感应电荷，为此可以在金属与大地之间架设合适大小的金属导体，把它们与金属表面焊接后良好接地，以泄放电荷。另外，当感应过电压波沿传输直线或电话线传播至工厂或住宅内，就会击穿绝缘、损坏配电系统、损害电器设备及电子设备，甚至有时会产生电弧、电火花引起火灾。
2.雷电静电感应在电力系统中的危害
雷电静电效应在电力系统中产生的破坏主要体现在架空线上产生感应雷过电压，感应雷过电压也是造成电力系统线路跳闸的主要原因之一。因配网线路受建筑物屏蔽，雷直击到线路的概率小，运行部门统计数据显示，配电架空线路感应雷过电压引起的故障率超过90%。以1987年7月京广沿线的雷灾为例：当年的7月12日14：00—18：00发生强雷电，从南到北沿着京广线移动，咸宁、贺胜桥、山坡、土地堂、乌龙泉、纸坊、大花岭火车站的低压设备先后被雷电击穿，造成通信中断、灯光熄灭、火车晚点数小时，其经济损失无法计算。
感应过电压是由雷云的静电感应而产生的，雷电先导中的电荷形成的静电场及主放电时雷电流产生的磁效应是感应过电压的两个主要组成部分。雷击线路附近的地面时，先导通道充满负电荷，由于静电感应，导线上的正电荷被吸引到最靠近先导通道的导线上，也就是束缚电荷。主放电阶段，通道中的负电荷被迅速中和，相应电场强度迅速减弱并消失。于是输电线路上的正电荷脱离电场的束缚变成自由电荷，形成电压波向两侧传播，产生幅值很高的过电压，如图2-4所示。这样形成的感应过电压在高压架空线路可达300～400kV，一般低压架空线路可达100kV，电信线路可达40～60kV。
图2-4 感应过电压的形成
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
