（1）雷云的形成

雷電的生成始于雷云的生成，其實有幾種云都與雷電有關(guān)，如層積云、雨層云、積云、積雨云，最重要的則是積雨云，即雷云。雷云是由大氣上空的水滴、冰晶和氣體塵埃等組成的巨大的、不透光且?guī)щ姾傻臑鹾谏�云塊，其形成的根本原因就是含水蒸氣的氣流運動。隨著雷云的不斷發(fā)展聚積，將會引起閃電、雷鳴現(xiàn)象，這就是雷暴。

1）雷暴的分類

雷暴的形成主要是兩種：鋒面雷暴和熱雷暴。

鋒面雷暴是由于在地表流動的兩個氣團相遇時，冷氣團因密度大而流動在熱氣團下方，在兩者交界面上形成相對運動并把熱氣團猛抬上升，熱氣流形成強大的上升氣柱和渦流，這樣就會形成積云。這時如果熱氣團的溫度足夠高和水分足夠多，就可以形成巨大的雷暴烏云。

熱雷暴發(fā)生在山區(qū)。由于陽光照射，山丘及其地面溫度升高，熱氣流因密度小而向天空流動，附近樹木、湖泊和河流等的氣溫較低，周圍相對較冷的氣流向山丘溫度較高、密度較小的地帶集中，同時這些氣流又被山丘地表的高溫加熱而向天空流動，這樣就形成熱雷暴。

2）積雨云的起電機制

積雨云起電機制的主要理論有以下三種：

①吸水電荷效應(yīng)。大氣中存在方向向下的電場，使空氣正負(fù)離子分別向下和向上運動。中性水滴在電場中也要受到極化，上端出現(xiàn)負(fù)電荷，下端出現(xiàn)正電荷。大水滴在下落時，它的下端吸收負(fù)離子，排斥正離子，由于大水滴下降速度快，故其上端的負(fù)電荷來不及吸收它上方的正離子，所以整個水滴帶負(fù)電。小水滴被氣流帶著向上走，它上端的極化負(fù)電荷將吸收正離子，所以小水滴帶正電。

②水滴凍冰效應(yīng)。實驗發(fā)現(xiàn)，水在結(jié)冰時冰會帶正電荷，而未結(jié)冰的水帶有負(fù)電荷，所以當(dāng)云中冰晶區(qū)中的上升氣流把冰粒上面的水帶走，就會導(dǎo)致電荷的分離而使不同云區(qū)帶電。

③水滴破裂效應(yīng)。用強烈氣流吹散空氣中的水滴，較大的殘滴帶有正電，細(xì)微的水滴帶有負(fù)電，這是因為水滴表面有很多電子的緣故。

3）雷云放電機理

由于云中電荷分布不均，形成許多電荷中心，所以云團之間、云團內(nèi)部和云對大地之間的電場強度都是不一樣的。只有當(dāng)云對大地場強最高并且達(dá)到一定值時才發(fā)生對地放電。同樣，云團之間電場強度達(dá)到某一臨界值時也會發(fā)生云間放電。實際上，絕大多數(shù)放電是發(fā)生在云間或云內(nèi)。

雷云對地放電的機理：帶有大量電荷的云團對大地產(chǎn)生靜電感應(yīng)，大地感應(yīng)出大量異性電荷，使雷云和大地之間形成強大的場強，當(dāng)某一處的電場強度達(dá)到25～30kV/cm時，就會由雷云向大地產(chǎn)生先導(dǎo)放電（少數(shù)情況下雷電先導(dǎo)是由地表向上發(fā)出的）。當(dāng)先導(dǎo)到達(dá)地面或與地面先導(dǎo)相遇時，通過電荷中和形成強烈放電產(chǎn)生雷擊。放電通常不止發(fā)生一次，第一次的電流很大，后續(xù)雷擊電流小得多。

（2）雷電波形及主要參數(shù)

1）模擬雷電沖擊電壓波

模擬雷電沖擊電壓波形。

主要參數(shù)：

①視在原點O1指通過波前上A點（電壓峰值的30%處）和B點（電壓峰值的90%處）作一直線與橫軸相交之點。

②時間T：指電壓波上A、B兩點間的時間間隔。

③波前時間T1：指由視在原點O1到D點（=1.67T處）的時間間隔。

④半峰值時間T2：指由視在原點O1到電壓峰值，然后再下降到峰值一半處的時間間隔。

2）模擬雷電沖擊電流波

模擬雷電沖擊電流波形。

主要參數(shù)：

①視在原點O1：指通過波前上C點（電流峰值的10%處）和B點（電流峰值的90%處）作一直線與橫軸相交之點。

③時間T：指電流波上C、B兩點間的時間間隔。

④波前時間T1：指由視在原點O1到E點（=1.25T處）的時間間隔。

④半峰值時間（波尾時間）T2：指由視在原點O1到電流峰值，然后再下降到峰值一半處的時間間隔，波尾越長，能量越大。

3）描述雷電的主要參數(shù)

除了波形圖中提到的參數(shù)外，用以描述雷電的參數(shù)還有防雷區(qū)、雷暴日、雷電活動區(qū)和地面落雷密度。

①防雷區(qū)：將一個易遭雷擊的區(qū)域，按照通信局（站）建筑物內(nèi)外、通信機房及被保護設(shè)備所處環(huán)境的不同，進行被保護區(qū)域劃分，這些被保護區(qū)域稱為防雷區(qū)（LightningProtectionZones，LPZ）。

②雷暴日：用以表征雷電活動的頻率，一天內(nèi)只要聽到雷聲，就將其記為一個雷暴日。

③雷電活動區(qū)：根據(jù)年平均雷暴日的多少，雷電活動區(qū)分為少雷區(qū)、中雷區(qū)、多雷區(qū)和強雷區(qū)：

少雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)不超過25天的地區(qū)；

中雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)在25～40天以內(nèi)的地區(qū)；

多雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)在40～90天以內(nèi)的地區(qū)；

強雷區(qū)為年平均雷暴日數(shù)超過90天的地區(qū)。

④地面落雷密度：每平方公里每年對地落雷次數(shù)。

（3）防雷區(qū)的劃分

將一個易遭雷擊的區(qū)域，按照局站建筑物內(nèi)外，通信機房及被保護設(shè)備所處環(huán)境的不同，由外到內(nèi)把被保護區(qū)域劃分為不同的防雷區(qū)（LPZ）。

防雷區(qū)宜按以下規(guī)定分區(qū)：

1）LPZOA區(qū)

暴露區(qū)，建筑物外部，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭受直接雷擊和導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)的雷電電磁場沒有衰減。

2）LPZOB區(qū)

本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭受直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的雷電電磁場的量級與LPZOA區(qū)一樣。

3）LPZ1區(qū)