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摘要：雷电是经常发生的天气现象，最近几年伴随电子电器产品越来越多，雷电给电器带来危害的同时导致的经济损失表现为上升态势。该篇文章阐述了雷电的产生以及雷电给供电体系与电器的危害。
关键词：雷电；供电体系；危害；电器
一、雷电的产生过程
在地球上方有一个电离层，这是通过正电的粒子构成，该层电离层可以避免太阳以及宇宙空间里面各类具有杀死生命的射线射进地面。因为雷电持续地丰富电离层由于放电而失去的电荷，维持电离层所有电荷量的整体平衡，致使这种保护生命的屏障能够保存下来，保证地球上的生物不会被宇宙射线毁灭掉。所以，能够说，是雷电的作用才使得地球变成文明的星球。因为雷击可能给人类造成灾害，所以，人类从很早以前就跟雷害开始斗争[1]。
无论是直击雷抑或感应雷，全都和带电云层的存在逃不开关系，所谓带电的云层也叫做雷云。一直以来关于雷云的假设特别多，然而至今还没有一个被世界公认成完整、无懈可击的学派，该篇文章主要介绍其中一个被当做比较完整而且时常被借鉴的假说。一些科学工作人员的测试结果说明，大地在被雷击时，大部分负电荷是从云层向大地释放电，少部分是雷云当中的正电荷向地面放电[2]。在一片雷云产生的多次雷击里面，最后一次发生的雷击通常是雷云里面的正电荷向地面放电。通过观测表明，产生正电荷向地面放电的雷击表现地尤其剧烈。
雷电的形成机理是云块切割磁力线以及摩擦生电，将不同的电荷进行下一步分离。据此表明，雷电的主要能源抑或成因主要来源于空气的运动，假如没有这部分运动，肯定不会存在雷电，同时这也体现了为何雷电始终是跟随狂风暴雨一起出现的。为了方便工程以及数学上的讨论探析，很有必要将雷电放电实行模型的构建[3]。雷电的放电物理过程十分复杂，整个世界均习惯将雷击低接地抗击物体时经过该物体的实际电流定义成雷电流。所以在防雷保护测算的彼得逊等值电路里面，等值的雷电流往往直接就采用雷电流进行表示。
二、雷电给供电体系造成的危害
因为供电体系的输电线路很多都是架空线，尤其是高压以及超高压体系的输电线路都是金属裸线，所以遭受雷击的可能性会很大[4]。雷电给供电体系的影响大致有以下两种方式：首先是处在架空线路上方的带电云层因为静电感应使得线路累积着很多跟云层上不同的电荷造成过电压，也叫做感应雷。其次是雷电会直接击到建筑物、线路以及电气装置，致使整个体系过电压，进一步激发强烈的雷电流经过这部分物体入地，叫做直击雷；除此以外，输电线路在遭受感应雷以及直击雷之后发生的高电位可能会顺着输电线路向四周传播，进而侵入用户以及变配电所发生过电压，叫做雷电波入侵过电压。另外，还有一类雷电叫做球形雷，当雷雨天因为放电而形成一些红、紫色或者兰色的火球滚动或者移动在地面水平位置、空中，有的时候会渐渐默默地消失掉，有时也会产生剧烈的爆炸，该种球形雷倘若一旦碰到变配电所或者线路就会危害到整个供电体系，然而这类球形雷不容易形成，在雷雨地时候并不常见。
雷电给供电体系造成的危害特别大。首先强烈的雷电流可能形成极强的热效应以及电动力效应，因此烧毁或者损坏电气装置并且引发火灾。其次会给供电体系造成过电压，导致相间短路的故障，闪络放电以至于烧毁绝缘子，造成断路器跳闸发生停电故障，击穿并且烧坏电气装置[5]。所以，给雷电务必使用适宜的保护举措以确保整体电力体系的安全正常运行。
三、供电体系与电器预防雷电的关键方式
（一）分流式避雷法
分流式避雷法，指的是传输导线缆线在芯线上面串联两台电容器，同时在电容器的输入端口并联上一条电感线圈。所以，在电感线圈的电感量L与电容的电容量c有效选择，使得经过两台电容器同时频率比十多千赫兹大得多的比如电视信号各种频率为几十甚至到几百兆赫兹的电信号经过电容的电抗特别小，但是雷电频率很大部分都在在一百千赫兹之下，在雷电经过电容时，便会发生较大的压降。和经过电容的情形相反，高频率的电信号经过电感L时形成较大的压降，但频率小得多的雷电经过很小的阻抗，雷电大量泄放，经过接地线发泄到地面。电视共用的天线避雷器现在利用的便是这类传输线分流方法和原理。
（二）电源避雷器式防雷法
为了阻止或者截断高压雷电波传播到金属导线上面为负载电器带来雷电灾难，自十九世纪九十年代初发明了间隙式串联熔断形式的避雷器之后，美国一家公司西屋便发明了炭化硅式避雷器。到二十世纪二十年代日本使用电介质具有的伏秒特点研制出配电用的无间隙氧化锌避雷器。现在供电体系使用较为广范的便是这种电源式避雷器。所谓氧化锌避雷器，是通过氧化锌的压敏电阻组成的，每一块压敏电阻按照需求在制作时有其特殊的开关电压或者压敏电压。
加载到避雷器两侧的电压小于压敏电压（开关电压）时，压敏电阻表现为高阻值情形，避雷器停止工作。在雷电发生时，加载在避雷器两侧的雷电压超过压敏电压（开关电压），压敏电阻则被击穿，体现为低阻值态势，甚至接近到短路的状态。在特别短时间里面，避雷器便能导通工作，把过强过高的雷电流通过接地线有效安全地引到地面。雷电发生以后，电压趋于稳定，避雷器两侧的电压小于压敏电压（开关电压）时，压敏电阻便又呈现为高阻值形势，避雷器中断导通工作，使电力线恢复了正常的供电。
（三）变压器隔离方式
为了有效切除来源于电网的强电流以及高电压，现在普遍使用变压器隔离方式。所说的变压器隔离，指的是通过变压器方程式：EM=4.44fNBMS。方程里面的EM是变压器副（原）边电势，其单位是v；f是信号源（电源）频率，其单位是Hz；N是副（原）边线圈匝数；另外BM是铁芯材料磁感应力度，单位是Wb/M2；而S是铁芯截面积，其单位是M2。
根据该方程可看到，强烈的雷电在入侵到变压器当中时，因为雷电压相比电网为变压器常规的供电压超出很多倍，致使激发的磁感应力度要大大高于铁芯可以经过的最强磁感应力度BM，所以变压器的铁芯趋于饱和，变压器中的磁和电变换会一时失去效应，高雷电压传输不到变压器的副边，进而截断雷电通道，防护了变压器的副边所承载的用电装置。另外一般变压器还有安装了阀型电源式避雷器，能够有效地把强烈的雷电流合理安全地引进地面，在电压过高、电流过大的时候，电流熔断器可能会熔断掉闸，中断供电。因而，凡是安装变压器用电装置的比没有装置变压器的那些，被雷击毁的概率便大为降低。
结语：综上所述，雷电这类自然灾害阻挡不了，然而我们能够使用合理的方式，利用合适的防雷举措把雷电造成的灾害减到最小。相信总会有一天，有效科学的发展可以把雷电的威力从现在造成的灾难变换为造福人们的能源。
参考文献：
[1] 李超. 基于GSM/GPRS网络的高压输电线路闪络遥测系统的研究[D]. 西安电子科技大学 2009
[2] 吴晓儒. 智能化电源的过电压检测与防护技术研究[D]. 武汉大学 2005 [3] 周凯. 配电网过电压实时自动记录装置的原理及应用研究[D]. 重庆大学 2003
[4] 伏欣. 浅谈配电系统中谐波的危害和抑制措施[J]. 芜湖职业技术学院学报. 2011（01）
[5] 刘超华. 浅述三相电压不平衡及高次谐波对供电系统运行的危害[J]. 中国电力教育. 2007（S1）
关键词：雷电；供电体系；危害；电器
一、雷电的产生过程
在地球上方有一个电离层，这是通过正电的粒子构成，该层电离层可以避免太阳以及宇宙空间里面各类具有杀死生命的射线射进地面。因为雷电持续地丰富电离层由于放电而失去的电荷，维持电离层所有电荷量的整体平衡，致使这种保护生命的屏障能够保存下来，保证地球上的生物不会被宇宙射线毁灭掉。所以，能够说，是雷电的作用才使得地球变成文明的星球。因为雷击可能给人类造成灾害，所以，人类从很早以前就跟雷害开始斗争[1]。
无论是直击雷抑或感应雷，全都和带电云层的存在逃不开关系，所谓带电的云层也叫做雷云。一直以来关于雷云的假设特别多，然而至今还没有一个被世界公认成完整、无懈可击的学派，该篇文章主要介绍其中一个被当做比较完整而且时常被借鉴的假说。一些科学工作人员的测试结果说明，大地在被雷击时，大部分负电荷是从云层向大地释放电，少部分是雷云当中的正电荷向地面放电[2]。在一片雷云产生的多次雷击里面，最后一次发生的雷击通常是雷云里面的正电荷向地面放电。通过观测表明，产生正电荷向地面放电的雷击表现地尤其剧烈。
雷电的形成机理是云块切割磁力线以及摩擦生电，将不同的电荷进行下一步分离。据此表明，雷电的主要能源抑或成因主要来源于空气的运动，假如没有这部分运动，肯定不会存在雷电，同时这也体现了为何雷电始终是跟随狂风暴雨一起出现的。为了方便工程以及数学上的讨论探析，很有必要将雷电放电实行模型的构建[3]。雷电的放电物理过程十分复杂，整个世界均习惯将雷击低接地抗击物体时经过该物体的实际电流定义成雷电流。所以在防雷保护测算的彼得逊等值电路里面，等值的雷电流往往直接就采用雷电流进行表示。
二、雷电给供电体系造成的危害
因为供电体系的输电线路很多都是架空线，尤其是高压以及超高压体系的输电线路都是金属裸线，所以遭受雷击的可能性会很大[4]。雷电给供电体系的影响大致有以下两种方式：首先是处在架空线路上方的带电云层因为静电感应使得线路累积着很多跟云层上不同的电荷造成过电压，也叫做感应雷。其次是雷电会直接击到建筑物、线路以及电气装置，致使整个体系过电压，进一步激发强烈的雷电流经过这部分物体入地，叫做直击雷；除此以外，输电线路在遭受感应雷以及直击雷之后发生的高电位可能会顺着输电线路向四周传播，进而侵入用户以及变配电所发生过电压，叫做雷电波入侵过电压。另外，还有一类雷电叫做球形雷，当雷雨天因为放电而形成一些红、紫色或者兰色的火球滚动或者移动在地面水平位置、空中，有的时候会渐渐默默地消失掉，有时也会产生剧烈的爆炸，该种球形雷倘若一旦碰到变配电所或者线路就会危害到整个供电体系，然而这类球形雷不容易形成，在雷雨地时候并不常见。
雷电给供电体系造成的危害特别大。首先强烈的雷电流可能形成极强的热效应以及电动力效应，因此烧毁或者损坏电气装置并且引发火灾。其次会给供电体系造成过电压，导致相间短路的故障，闪络放电以至于烧毁绝缘子，造成断路器跳闸发生停电故障，击穿并且烧坏电气装置[5]。所以，给雷电务必使用适宜的保护举措以确保整体电力体系的安全正常运行。
三、供电体系与电器预防雷电的关键方式
（一）分流式避雷法
分流式避雷法，指的是传输导线缆线在芯线上面串联两台电容器，同时在电容器的输入端口并联上一条电感线圈。所以，在电感线圈的电感量L与电容的电容量c有效选择，使得经过两台电容器同时频率比十多千赫兹大得多的比如电视信号各种频率为几十甚至到几百兆赫兹的电信号经过电容的电抗特别小，但是雷电频率很大部分都在在一百千赫兹之下，在雷电经过电容时，便会发生较大的压降。和经过电容的情形相反，高频率的电信号经过电感L时形成较大的压降，但频率小得多的雷电经过很小的阻抗，雷电大量泄放，经过接地线发泄到地面。电视共用的天线避雷器现在利用的便是这类传输线分流方法和原理。
（二）电源避雷器式防雷法
为了阻止或者截断高压雷电波传播到金属导线上面为负载电器带来雷电灾难，自十九世纪九十年代初发明了间隙式串联熔断形式的避雷器之后，美国一家公司西屋便发明了炭化硅式避雷器。到二十世纪二十年代日本使用电介质具有的伏秒特点研制出配电用的无间隙氧化锌避雷器。现在供电体系使用较为广范的便是这种电源式避雷器。所谓氧化锌避雷器，是通过氧化锌的压敏电阻组成的，每一块压敏电阻按照需求在制作时有其特殊的开关电压或者压敏电压。
加载到避雷器两侧的电压小于压敏电压（开关电压）时，压敏电阻表现为高阻值情形，避雷器停止工作。在雷电发生时，加载在避雷器两侧的雷电压超过压敏电压（开关电压），压敏电阻则被击穿，体现为低阻值态势，甚至接近到短路的状态。在特别短时间里面，避雷器便能导通工作，把过强过高的雷电流通过接地线有效安全地引到地面。雷电发生以后，电压趋于稳定，避雷器两侧的电压小于压敏电压（开关电压）时，压敏电阻便又呈现为高阻值形势，避雷器中断导通工作，使电力线恢复了正常的供电。
（三）变压器隔离方式
为了有效切除来源于电网的强电流以及高电压，现在普遍使用变压器隔离方式。所说的变压器隔离，指的是通过变压器方程式：EM=4.44fNBMS。方程里面的EM是变压器副（原）边电势，其单位是v；f是信号源（电源）频率，其单位是Hz；N是副（原）边线圈匝数；另外BM是铁芯材料磁感应力度，单位是Wb/M2；而S是铁芯截面积，其单位是M2。
根据该方程可看到，强烈的雷电在入侵到变压器当中时，因为雷电压相比电网为变压器常规的供电压超出很多倍，致使激发的磁感应力度要大大高于铁芯可以经过的最强磁感应力度BM，所以变压器的铁芯趋于饱和，变压器中的磁和电变换会一时失去效应，高雷电压传输不到变压器的副边，进而截断雷电通道，防护了变压器的副边所承载的用电装置。另外一般变压器还有安装了阀型电源式避雷器，能够有效地把强烈的雷电流合理安全地引进地面，在电压过高、电流过大的时候，电流熔断器可能会熔断掉闸，中断供电。因而，凡是安装变压器用电装置的比没有装置变压器的那些，被雷击毁的概率便大为降低。
结语：综上所述，雷电这类自然灾害阻挡不了，然而我们能够使用合理的方式，利用合适的防雷举措把雷电造成的灾害减到最小。相信总会有一天，有效科学的发展可以把雷电的威力从现在造成的灾难变换为造福人们的能源。
参考文献：
[1] 李超. 基于GSM/GPRS网络的高压输电线路闪络遥测系统的研究[D]. 西安电子科技大学 2009
[2] 吴晓儒. 智能化电源的过电压检测与防护技术研究[D]. 武汉大学 2005 [3] 周凯. 配电网过电压实时自动记录装置的原理及应用研究[D]. 重庆大学 2003
[4] 伏欣. 浅谈配电系统中谐波的危害和抑制措施[J]. 芜湖职业技术学院学报. 2011（01）
[5] 刘超华. 浅述三相电压不平衡及高次谐波对供电系统运行的危害[J]. 中国电力教育. 2007（S1）