雷电基础知识
防雷基础知识
三、雷暴日等级划分
凡在一天之内能听到雷声的就算一个雷暴日。 地区雷暴日等级宜划分为少雷区、多雷区、高雷 区、强雷区，并符合下列规定： 1、少雷区：年平均雷暴日在20天及以下的地区： 2、多雷区：年平均雷暴日大于20天，不超过40 天的地区； 3、 高雷区：年平均雷暴日大于40天，不超过60 天的地区； 4、强雷区：年平均雷暴日超过60天以上的地区。
三、防雷的知识
（一）建筑物的防雷分类 建筑物应根据其重要性、使用性质、发生
雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三 类。 遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物： 1、凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火 工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引 起爆炸、会造成巨大破坏和人身伤亡者。 2、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。 3、具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引 起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。
• 共用接地系统：将各部分防雷装置、建筑 物金属构件、低压配电保护线（PE）、等
电位连接带、屏蔽体接地、防静电接地及 接地装置等连接在一起的接地系统。
第四章 防雷产品及选择
现在的防雷产品琳琅满目，但概况起 来防雷装置包括接闪器、引下线、接地装 置、电涌保护器及其他连接导体的总和。 其中接闪器包括避雷针、避雷带、避雷网； 引下线一般采用圆钢或扁钢，宜优先采用 圆钢；接地装置一般采用角钢、钢管或圆 钢；电涌保护器主要包括电源电涌保护器 和信号保护器。
（3）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它 袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大， 而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。 （4）产生上述特点的根本原因，也就是关键性 的特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设 备上。雷电的本身并没有变，而是科学技术的发 展，使得人类社会的生产生活状况变了。微电子 技术的应用渗透到各种生产和生活领域，微电子 器件极端灵敏这一特点很容易受到无孔不入的 LEMP的作用，造成微电子设备的失控或者损坏。
雷电的基础知识
雷电的基础知识在带有不同电荷雷云之间，或在雷云及由其感应而生的不同电荷之间发生击穿放电，即为雷电。
雷电是自然界中一种特殊的、极为壮观的声、光、电现象—伴随有闪电和雷鸣的一种恐怖而雄伟壮观的自然现象。
一、雷电的成因及其特性参数⑴、雷云和雷电①雷云：能发生闪电的云为雷云。
层积云、雨层云、积云、积雨云均与闪电有关，其中积雨云则最为重要。
②闪电：积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。
当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生放电，即“闪电”。
闪电的形状：枝状、球状、片状、带状。
闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。
⑵、雷电的成因①雷电：带有电荷的云层向下靠近地面时，地面上的凸出物、金属等，会被感应出异性电荷，随着电场强度的逐步增强，雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流，两者相遇即形成对地放电。
②闪电：带负电荷的雷云在大地表面会感应出正电荷，这样雷云与大地间形成一个大的电容器，当电场强度超过大气被击穿的强度时，就发生了雷云与大地之间的放电，即常说的闪电，或者说是雷击。
③雷云放电过程：雷云——雷电先导——迎雷先导——主放电阶段——余辉放电⑶、雷电的特性参数①雷电日（T）：一年中发生雷电放电的天数，(衡量雷电活动频繁的程度)。
②雷电流：雷击电流大致呈单极性的脉冲波。
主要可采用三个参数来表示，即雷电流的幅值、波头时间和半幅值时间。
③雷电过电压：主要决定于雷电流陡度和雷电流通道的阻抗，它的大小可按下式来计算：U=IR+L（式中：I—雷电流幅值kA；i—随时间变化的雷电流kA；R—接地电阻Ω；L—雷电流通道的电感H）。
二、雷电的种类主要分为直击雷、感应雷、雷电波入侵、雷球、雷击电磁脉冲。
⑴、直击雷指雷电直接击在建筑物构架、动植物上，因电效应、热效应和机械效应等造成建筑物等损坏以及人员的伤亡。
⑵、感应雷也称为雷电感应或感应过电压。
17、雷电基础知识
半值时间T2 (ms)
电荷QS (As) 单位能量W/R (MJ/W)
350
100 10
350
75 5,6
350
50 2,5
TT GB 02/03/2014 14
回击电流
1.负地闪首次回击2.负地4 15
闪电电磁辐射及传播示意图
VLF/LF以地波、地电离层中的天波传播，传播距离较远 VHF以射线方式传播、受地球曲率控制，传播距离较近
E
02/03/2014
23
(3)感应起电机制
在垂直向下的环境电场作用下，各种不同 尺度的降水粒子被极化，使其上部感应出 正电荷，下部感应出负电荷。极化的大粒 子在其下落过程中会追上冰晶和云滴等小 粒子，当大小粒子相碰后，小粒子又弹离 降水粒子时，如果它们相碰时的接触时间 大于两粒子间电荷转移所需弛豫时间，则 弹离的小粒子将带走正电荷，而使大降水 粒子携带静负电荷。在重力分离过程中， 较轻的带正电荷的云粒子所上升气流到达 云体上部，并逐渐形成正电荷区，而携带 负电荷的降水粒子在重力的作用下集聚在 云体中下部形成负电荷区。这种自上而下 的空间电荷结构又加强了环境电场形成正 反馈。
击穿/梯级先导的发展： 梯级先导是一系列小电 流脉冲(约50m长)，随 着它的向下传输电离一 个空气柱。
连接：向下发展的梯 级先导与从地面产生 的向上的连接先导连 接后，形成一个完整 的电离通道。
回击：在由梯级先导形 成的电离通道中流过的 大电流脉冲，并中和了 更多的云中电荷。
02/03/2014
8
02/03/2014
20
1.雷暴云的起电
雷暴云中正负不同极性电荷 区的形成过程，称为雷暴云 的起电过程。雷暴云中存在 着强烈的上升气流和各种尺 度及不同相态的水成物粒子， 通过扩散、离子捕获、粒子 间的碰撞分离等过程，使不 同尺度的粒子携带上不同极 性的电荷，在气流和重力作 用下不同极性电荷发生分离， 形成正负不同极性的电荷区。 当雷暴云中局地电场超过约 400kV/m时，就可以产生闪 电放电。 （1）感应起电机制 （2）非感应起电机制
防雷安全培训讲义
防雷安全培训讲义一、雷电基本知识雷电是天空中的云团在静电感应作用下，产生电荷并聚集形成雷云，当云层对地面产生电压达到一定程度时，会使空气电离而导电，形成放电通道，出现闪电和雷鸣现象。
雷电具有极高的能量和电压，对人类生产和生活设施、设备和人身安全构成巨大威胁。
二、雷电危害识别雷电危害主要包括直击雷、感应雷和雷电波侵入三种形式。
直击雷是指雷电直接击中建筑物、设备和人体等，造成直接损害；感应雷是指雷电放电时产生的静电感应和电磁感应，导致设备过热、损坏；雷电波侵入则是指雷电沿输电线路侵入，导致设备损坏和人员伤亡。
三、防雷设施与设备防雷设施主要包括避雷针、避雷带、避雷网等，用于接引雷电并将其引入地下；防雷设备主要包括浪涌保护器、电涌保护器等，用于限制瞬态过电压和泄放浪涌电流，保护设备和人身安全。
四、防雷安全措施1. 安装防雷设施：建筑物应安装避雷针、避雷带等防雷设施，并与地下连接线良好连接。
2. 设备接地：电气设备应进行接地处理，以避免雷电击中设备时产生过电压和过电流。
3. 安装电涌保护器：电子设备应安装浪涌保护器，以限制瞬态过电压和泄放浪涌电流。
4. 防雷宣传教育：加强防雷宣传教育，提高员工防雷意识和自救互救能力。
5. 建立防雷安全制度：建立健全防雷安全管理制度，定期检查和维护防雷设施及设备。
五、应急处置与救援在遭遇雷电天气时，应遵循“安全第一，预防为主”的原则，采取以下应急措施：1. 及时关闭电子设备和家用电器，切断电源和信号线路。
2. 避免在空旷地区停留，尽量寻找有防雷设施的建筑物躲避。
3. 不要在树下、金属物体附近停留，避免使用金属雨伞等物品。
4. 如果在行驶过程中遇到雷电天气，应关闭车窗、收音机天线，避免接打手机。
5. 在雷电天气结束后，应尽快离开躲雨的建筑物，以防积水带电伤人。
同时，需要了解基本的救援常识，如心肺复苏术（CPR）等，以便在遭遇意外时能够及时采取有效的救援措施。
六、防雷安全法规与标准为保障人民生命财产安全，国家制定了一系列防雷安全法规和标准。
雷电基础知识
防雷的基本解决办法
接闪 主要是利用避雷针、避雷带等装置拦截闪电 并利用引下线、地网把雷电流泄放入地。
防雷的基本手段
分流 主要是利用SPD和接地把沿电源、信号、天 主要是利用SPD和接地把沿电源、信号、天 馈及其它金属线路或管道涌入的雷电流泄 放入地。
防雷的基本手段
均压/ 均压/等电位 主要是利用SPD及接地手段控制防雷区间及 主要是利用SPD及接地手段控制防雷区间及 设备各部分之间的电压差，使设备各部之 间的电位基本相等。
雷电活动的气候特征
（一）我国年平均雷暴日数的地理分布 我国年平均雷暴日数的地理分布示于图8 我国年平均雷暴日数的地理分布示于图8，根据 此图，可将我国的雷暴活动划分为四个区域。第一区 域大致位于长江以北，东经105° 域大致位于长江以北，东经105°以东地区；第二区 域大致位于长江以南，东经105° 域大致位于长江以南，东经105°以东地区；第三区 域大致位于北纬36°以北，东经105° 域大致位于北纬36°以北，东经105°以西地区，但 其东南角划归第四区域；第四区域大致位于北纬36° 其东南角划归第四区域；第四区域大致位于北纬36° 以南，东经105° 以南，东经105°以西地区。 第一区域主要包括黑龙江省、吉林省、河南省大 部、陕西省、四川省东半部、宁夏回族自治区和甘肃 省东南角等地区。这一地区年平均雷暴日数为20－ 省东南角等地区。这一地区年平均雷暴日数为20－50 天左右，年平均雷暴日数随纬度的变化不大显著。
第二区域主要包括浙江省、福建省、广东 省、广西壮族自治区、安徽省东南角、江西省、 湖南省、贵州省，以及四川、湖北和江苏三省 位于长江两岸的平均雷暴日数为40－50天左右， 位于长江两岸的平均雷暴日数为40－50天左右， 到了两广南部地区的年平均雷暴日数已递增到 90－120天以上。 90－120天以上。 第三区域主要包括内蒙古自治区西南角、 甘肃省中部和西北部、青海省西北部、新疆维 吾尔自治区等地区。这一地区除新疆西北角外， 主要由沙漠、戈壁滩和盆地等干旱地区组成， 因此，年平均雷暴日数较少，一般只有20天。 因此，年平均雷暴日数较少，一般只有20天。
雷电基本知识
（d ）雷云间放电图5- 1雷云放电现象（二）雷电的分类1 .雷电按照放电形式不同分为：线形雷、片形雷和球形雷（1）线形雷。
线形雷是一种 蜿蜒曲折，枝叉纵横的巨型电气火花，长2-3公里，也有的长达10公里，线形雷是闪电中最强烈的一种，对电力、电讯系统及人畜和建筑物等威胁最大。
线形雷大多是雷云与大地间的放电，这种闪电可以同时击在大多数情况下（约50〜70%以上），雷 而是多重的，也就是说由若干个先后在同一通道上发展1〜27 次，单次放电的延续时间一般为 但也有的是雷云之间的放电。
电基本知识人们在研究磨擦起电现象时发现， 当带正电的物体和带负电的物体靠近时， 常有火花产生，同时发出劈啪的声响，这种现象叫做放电。
雷电是大自然中雷云之间或雷云对地之间的大规模放电现 象，这种迅猛的放电过程产生强烈的闪光并伴随巨大的声音。
从电学的角度来讲，雷云放电就会产生雷电流，雷电流除具有电流的一般的特性外，还有发生时间短（微秒 级）幅值高（几百KA ）的特点，所以雷电流的瞬间功率是巨大的。
正因为雷电流的特殊性，使得雷电有其 特殊的破坏力， 常常给人类带来巨大损失。
线短路、引起森林大火，还会造成人员的直接伤亡。
自来，人 们致力于雷电及其防护的研究实践已有刪年的历史，绩，积累 了丰富的经验。
了解雷电基本知识，有利于搞好仓库防雷安全 工作。
-、雷电的形成与分类 （一）雷雨云和雷电的形成人们通常把发生闪电的云称为雷雨云（或称积雨云），雷雨云是热气流在强烈垂直对流过程中形成 的。
由于地面吸收太阳的辐射热量远大于空气层，近地面的大气的温度由于热传导 和热辐射作用，温度也跟着升高，气体温度升高必然膨胀，密度减小，压强也随着降低，根据力学原理，气 体就要上升，上方的空气层密度相对说来就较大，就要下沉。
热气流在上升 过程中膨胀降压，同时与高空低温空气进行热交换，于是上升气团中的水汽凝结而出现雾滴， 就形成了云。
在强对流过程中，云中的雾滴进一步降温，变成过冷水滴、冰晶或雪花，并随高度逐渐增多。
雷电基础知识
LOGO
1.2、 欧美雷电科学的建立
只有在电学有了一定的发展之后，方有了对 闪电科学认识的条件。第一个把实验室中的电与 自然界的闪电发生联系的人是曾任英国伦敦皇家 学会馆长的豪克斯比(Hauksbee)。1706年他 用玻璃棒摩擦带电，研究它的发光，看到静电产 生的闪光和闪电相似，而发生了联想，这种猜测 已接触到物理学的本质，可以认为是对闪电进入 了科学认识之门，这还仍不能认为是对闪电有了 科学认识，因为他没有建立在科学实验的论证上。
Your site here
LOGO
2．雷电的形成和分类
2.1、了解雷电的形成： 2.1.1雷云形成的物理过程 当地面含水蒸气的空气受到炽热的地面烘烤受 热而上升，或者较温暖的潮湿空气与冷空气相 遇而被抬高都会产生向上的气流。这些含大量 水蒸气的空气上升时温度逐渐下降形成雨滴、 冰雹（称为水成物），这些水成物受大气电场、 重力、对流以及温差、碰撞感应、破碎等起电 效应的同时作用，正负电荷分别在云的不同部 位积聚，就形成了积雨云，即雷雨云。
Your site here
LOGO
1.3、接闪杆的发明
他由此设想，若能在高物上安置一种尖端装置， 就有可能把雷电引入地下。富兰克林把一根数 米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端，在铁 棒与建筑物之间用绝缘体隔开。然后用一根导 线与铁棒底端连接，再将导线引入地下。富兰 克林把这种避雷装置称为避雷针。经过试用， 果然能起避雷的作用。避雷针的发明是早期电 学研究中的第一个有重大应用价值的技术成果。
Your site here
LOGO
1.2、 欧美雷电科学的建立
16世纪，现代科学先驱英国的弗兰西斯-培 根、法国的勒内· 笛卡儿、意大利的伽利略等 人在反对宗教封建神学和经验哲学的斗争的潮 流中倡导和宣传了正确的科学思想和可选方法， 对当时和后人产生了极大影响，把科学实验提 到了很重要的地位。在这个基础上建立理性思 维，怀疑一切教条和无根据的论断。很多学者 进行了试验和观察，在18世纪中叶对电的本性 建立了科学认识，在这个基础上很快把雷电的 神学面纱揭穿，从而初步建立了雷电科学。
第一部分-雷电的基础知识
第一部分雷电的基础知识一、雷电灾害的严重性雷电发生时，伴随着电闪和雷鸣，雷霆万钧、令人生畏。
在全球范围内，雷电发生的频率是很高的，每秒钟就有上百次雷电；每天约有800多万次雷电；一年中平均发生30多亿次雷电。
实际上，对于我们每个人来讲遭受雷击的概率极少，但碰到雷电这种天气现象的情况是很多的，因雷击而死亡的人数全球每年可达上万人。
在雷鸣电闪的时候，它所产生的冲击波和火光以及雷电电流，常会导致建筑物倒塌、引发火灾以及造成电力、通信和计算机系统的瘫痪事故，给国民经济和人民生命财产带来巨大的损失。
在20世纪末，联合国组织的国际减灾十年活动中，把雷电灾害列为最严重的十大自然灾害之一。
美国将雷电列为排名第二的天气杀手。
二、雷电的产生雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。
雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷。
积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。
冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。
云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。
因此，云的上、下部之间形成一个电位差。
当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。
闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。
闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。
一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。
放电过程中，由于闪道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。
带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。
在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。
这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。
三、雷电危害方式雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。
现代电子技术的高速发展，带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。
以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，也会造成更大的直接经济损失和广泛的社会影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
雷电基础知识点击数:366Ⅰ．雷电概述人们通过模拟地球原始大气在密室中进行放电的实验，结果由无机物合成了11种氨基酸。
这些物质的出现，是生命起源的基础，因此，一些生命起源学说认为，是雷电孕育了地球上的生命。
同理，地球上空有一层电离层，它是由带正电荷的粒子组成，该电离层起着防止太阳和宇宙空间各种有杀害生命作用的射线进入地面，保护地球上的生命，如果没有这电离层，即使地球上本来已经有的生命，也会被来自太空的各种射线杀死，地球不可能出现现在的繁荣和文明。
但是电离层的正电荷以平均约1800A的电流强度向大地放电，可想而知，如果得不到补充，电离层的电荷恨快便会放尽。
由于雷电不断补充电离层放电失去的电荷，保持电离层总电荷量大体平衡，使这层生命的保护屏障得以保存，使地球上的生命不致被宇宙射线灭绝。
因此，可以说，是雷电促使地球成为文明的星球。
从这个角度来讲，人类有今天的文明应该感谢雷电。
由于雷击会给人类带来灾害，因此，人类很早就与雷害进行斗争。
其中取得卓越成就的有18世纪中叶著名科学家富兰克林(Franklin)M·B·罗蒙诺索夫(JIOMOHOCOB),L·B·黎赫曼(PHXMAH)。
他们通过大量实验建立了雷电学说，认为雷击是云层中大量阴电荷和阳电荷迅速中和而产生的现象；并且创立了避雷理论，发明了避雷针。
他们取得的这些科学成就，已为人类作出了重大的贡献。
我国古籍中，有关雷电理论和避雷实践的记载十分丰富。
例如东周时《庄子》上记述：“阴阳分争故为电，阳阴交争故为雷，阴阳错行，天地大骇，于是有雷、有霆。
”这些学说与现代的雷电学说是如此相似，不过它比现代雷电学说要早2000多年。
在古籍中关于建筑工程中避雷的记载也十分丰富。
南北朝的孟奥《北征记》中有如下记述：“凌云台南角一百步，有白石室，名避雷室。
”又有盛弦之《荆州记》中记述：“湖阳县春秋蓼国，樊重之邑了，重母畏雷，为立石室，以避之，悉之文石为阶砌，至今犹存。
”书中谈及的白石、文石，据分析应该属于绝缘性能较好的石块。
至于宋、元、明、清代的建筑物多用“雷公柱”（宋代称枨杆）等措施以避雷。
在古籍中有关雷击的事故的记述就更多了，例如：《续晋阳春秋》：“太元五年，霹雳含殿四柱，杀内侍二人。
”《晋安帝记》：“义熙三年六月，震太庙鸱尾，彻壁柱，若有文字。
”《晋中兴书征祥说》："元兴三年，永安王皇后至住巴防，将设威仪入宫，天大雷震，人马多死。
"《沈括·梦溪笔谈》：“内侍李舜举家为暴所震，其堂之西屋雷火自窗间出，赫然出檐。
人以为堂屋已焚，皆出避之。
及雷止，其舍宛然，墙壁窗纸皆默。
有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银铝者，银悉容流在地，漆器不燃灼。
有一宝刀，极坚刚，就刀室中容为汁。
而室亦俨然。
人必谓：当先焚草木，然后流金石，今乃金石皆烁而草木无一毁者，非人情所测。
《齐书·五行志》：“永元三年正月，豫章郡，天火烧三千余家。
”该天火，到底是一般雷击，还是球形雷？未加考证。
以上只是我国古籍关于雷记载中的点滴摘录，当然它与现代雷电理论和避雷技术相比还有差距，但是从历史观点来看，我们的祖先能够在那么早的年代里就创造出那样完整的雷电理论，并且在技术上得到应用，这是我们民族光辉灿烂文化历史的一页。
Ⅱ．雷电成因通常所谓雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。
这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。
当然，云层之间的放电主要对飞行器有危害，对地面上的建筑物和人、畜没有很大影响。
然而，云层对大地的放电，则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大，这是我们研究的主要对象。
通常雷击有三种主要形式：其一是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象，叫做“直击雷”。
其二是带电云层由于静电感应作用，使地面某一范围带上异种电荷。
当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以致出现局部高电压，或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象，叫做“二次雷”或称“感应雷”。
其三是“球形雷”，将在后面另详细说明。
(1) 雷云的形成不管是直击雷还是感应雷都与带电的云层存在分不开，带电的云层称为雷云。
有关雷云形成的假说很多，但至今尚未有一种被公认为无懈可击的完整学说，这里我们介绍其中被认为比较完善并经常被推荐的假说。
根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器，通常带了稳定地带负电荷50万库仑左右，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300KV左右，并且场强为上正下负。
当地面含水蒸气的空气受到炽热的地面烘烤受热而上升，或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。
这些含水蒸气的上升时温度逐渐下降形成雨滴、冰雹（称为水成物），这些水成物在地球静电场的作用下被极化。
负电荷在上，正电荷在下，它们在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶（这二者称为云粒子）要大，因此极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞。
碰撞的结果是其中一部分云粒子被水成物所捕获，增大了水成物的体积，另一部分未被捕获的被反弹回去。
而反弹回去的云粒子带走水成物前端的部分正电荷，使水成物带上负电荷。
由于水成物下降的速度快，而云粒子下降的速度慢，因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离（这叫重力分离作用），如果遇到上升气流，云粒子不断上升，分离的作用更加明显。
最后形成带正电的云粒子在云的上部，而带负电的水成物在云的下部，或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地面。
当下面所讲的带电云层一经形成，就形成雷云空间电场，空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的，都是上正下负，因而加强了大气的电场强度，使大气中水成物的极化更厉害，在上升气流存在在情况下更加剧重力分离作用，使雷云发展得更快。
从上面的分析，好像雷云总是上层带正电荷，下层带负电荷。
实际上气流并不单是只有上下移动，而比这种运动更为复杂。
因此雷云电荷的分布也比上面讲的要复杂得多。
科学工作者的测试结果表明，大地被雷击时，多数是负电荷从雷云向大地放电，少数是雷云上的正电荷向大地放电；在一块雷云发生的多次雷击中，最后一次雷击往往是雷云上的正电荷向大地放电。
从观测证明，发生正电荷向大地放电的雷击显得特别猛烈。
上面的假说首先是由威尔逊(Wilson)提出的，通常把它叫做威尔逊假说。
另外，广州有位唐山樵先生对雷云的形成提出了如下的假说：雷电的出现是与气流、风速密切相关的，而且与地球磁场也有一定的联系。
雷雨云内部的不停运动和相互磨擦而使雷雨云产生大量的正、负电荷的小微粒，即所谓的摩擦生电。
这样，庞大的雷雨云就相当于一块带有大量正、负电荷的云块，而这些正、负电荷不断地产生，同时也在不断地的复合，当这些云块在水平方向向东或向西迅速移动时（最大风速可达40m/s），它与地球磁场磁力线产生切割，这就好像导体切割磁力线产生电流一样，云中的正、负电荷将产生定向移动，其移动的方向可按右手定则来判断。
若云块是由西向东移动，而地磁场磁力线则是由地球南极指向地球的北极，因此大量正电荷向上移动，负电荷向下移动，这样云的下部将积聚越来越多的负电，而云的上部积聚大量的正电，当电场强度达到足够高（25～30KV/cm）时将引起雷云间强烈放电，或是雷云中的内部放电，或是雷云对地放电，即所谓的雷电。
综上所述，雷电的成因仍为摩擦生电及云块切割磁力线，把不同电荷进一步分离。
由此可见，雷电的成因或者说主要能源来自于大气的运动，没有这些运动，是不会有雷电的。
这也说明了为什么雷电总伴随着狂风骤雨而出现。
（2）电离层与地面间的电荷平衡上面说过，地球是一个表面带负电荷的球体，并且它所带的负电荷量长期稳定在5×105C水平，而在地球上空的电离层上则带有相等的正电荷，使电离层与地面之间的电压约300KV。
因而在电离层与地面之间存在一个电场，晴天时在地面附件的电场强度为120V/m。
即使在晴天时，大气中总有一些空气分子被电离。
在电场的作用下造成放电电流。
根据观测和计算的结果表明，全地球该放电电流强度为1800A，如果长期如此，电离层与地面之间的电荷将很快放电完毕；然而事实上，它们之间大致长期保持恒定的电量和电压，这主要由于雷暴的形成和雷击，把正电荷从大地送回到电离层，起到对电离的正电荷充电的作用。
根据卫星观测资料及电学观测资料估计，在任何一时刻全地球表面上连续发生着大约1000个雷暴，从而使电离层与大地之间的电场保持稳定。
(3)尖端放电与雷击由物理学可知，通常物体内部的正电荷和负电荷是相等的，所以从整体来看不显示带电现象，当某一物体所具有的正、负电荷不相等时，这个物体就显示带电的特性，当物体内部的正电荷多于负电荷，物体带正电，反之带负电。
由于电荷都有异性相吸、同性相斥的特性，所以带电物体中的同性电荷总是受到互相排斥的电场力作用。
以一个如图1。
4那样的带尖锋的金属球为例，假如金属球带上负电（同理也可以解释带上正电），由于电荷同性相斥的作用，电子总是分布到金属球的最外层表面，并且有“逃离”金属球表面的趋势。
球带尖锋部分的电子受到同性电荷往外排斥力最强，故最容易被排斥离开金属球，这就是通常说的“尖端放电”。
此外当带电物体周围的空气越潮湿或带有与带电体相反电荷的离子时，带电体也越易放电。
当天空中有雷云的时候，因雷云带有大量电荷，由于静电感应作用，雷云下方的地面和地面上的物体都带上与雷云相反的电荷。
雷云与其下方的地面就成为一个已充电的电容器，当雷云与地面之间的电压高到一定的时候，地面上突出的物体比较明显地放电。
同时，天空带电的雷云在电场的作用下，少数带电的云粒（或水成物）也向地面靠拢，这些少数带电微粒的靠拢，叫做先驱注流，又叫电流先导。
先驱注流的延续将形成电离的微弱导通，这一阶段称为先驱放电。
开始产生的先驱放电是不连续的，是一个一个脉冲地相继向前发展。
它发展的平均速度为105～106m/s各脉冲间隔约30～90μs，每阶段推进约50 m。
先驱放电常常表现为分枝状，这是由于放电是沿着空气电离最强、最容易导电的路径发展的。
这些分枝状的先驱放电通常只有一条放电分支达到大地。
当先驱放电到达大地，或与大地放电迎面会合以后，就开始主放阶段，这就是雷击。
在主放电中雷云与大地之间所聚集的大量电荷，通过先驱放电所开辟的狭小电离通道发生猛烈的电荷中和，放出能量，以至发出强烈的闪光和震耳的轰鸣。
在雷击中，雷击点有巨大的电流流过。
大多数雷电流峰值为几十KA，也有少数上百KA以至几百KA的。
雷电流峰值的大小与土壤电阻率的大小成减函数关系，即土壤电阻率高，则雷电流峰值小；土壤电阻率低，、则雷电流峰值大。