雷電防護技術(shù)在四川省農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用研究

劉 暢，張婧雯，陳小塵，謝亞雄，魏 慶

(四川省防雷中心, 四川 成都 610072)

1 引言

近年來，四川省農(nóng)村雷災(zāi)頻繁，雷擊造成人員傷亡的事故逐年增多，經(jīng)濟損失不斷增長。究其原因，首先農(nóng)村防雷設(shè)施不健全，群眾防雷意識淡薄、防護手段落后；其次隨著廣大農(nóng)民生活水平的不斷提高，電視、電腦等家用電器進入了千家萬戶，直接或間接地增加了農(nóng)村雷電災(zāi)害的風(fēng)險。隨著四川省社會主義新農(nóng)村建設(shè)的穩(wěn)步推進，全省多個市州都先后建立了示范村，農(nóng)村面貌正發(fā)生日新月異的變化，加強農(nóng)村雷電防護工作已逐步成為全社會普遍關(guān)注的焦點。在《關(guān)于加快氣象防雷事業(yè)發(fā)展的若干意見》等文件中也提出了要構(gòu)建科學(xué)農(nóng)業(yè)氣象的防雷體系[1-2]，使其具有先進功能和合理結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展良性循環(huán)。雷電并不可怕，雷電可防可避，本文提出在四川省新農(nóng)村住宅選址、設(shè)計以及施工過程中合理的農(nóng)村防雷技術(shù)要點，使農(nóng)村地區(qū)建設(shè)能因地制宜地采取防雷措施，給廣大農(nóng)村住宅的建設(shè)者提供操作性強的綜合防雷技術(shù)，以避免或減少因雷擊造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

2 四川農(nóng)村地區(qū)常見雷擊事故

四川是個農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)人口多、分布廣、農(nóng)村基本無防雷裝置，防雷形勢異常嚴峻。通過調(diào)查分析，近幾年發(fā)生在農(nóng)村的常見雷擊事故如下。

2.1 建筑物受損

目前在四川省廣大農(nóng)村，住宅等建(構(gòu))筑物基本上沒有安裝任何防雷裝置(如接閃桿、接閃帶等)，當閃電擊中住宅時，強大的雷電流無法直接泄入大地，能量便以其他方式釋放，在雷擊點產(chǎn)生數(shù)萬度的高溫，空氣急劇膨脹，使房頂或墻體崩裂。如果建筑物內(nèi)存在易燃易爆的物品，可能發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸。

2.2 電氣設(shè)備受損

農(nóng)村的絕大多數(shù)線路均采用架空的方式引入室內(nèi)，而且布線很不規(guī)范，電力、電話、有線電視等各種線路像蜘蛛網(wǎng)一樣在建(構(gòu))筑物上空交錯縱橫，沒有屏蔽，也沒有做接地和等電位連接。當閃電直接擊中線路時，雷電流會沿著金屬線路進入室內(nèi)，造成線路燒斷，電器損壞，甚至導(dǎo)致人員傷亡。當閃電擊在這些架空線路附近時，由于閃電的靜電感應(yīng)和電磁效應(yīng)作用，會在金屬線路上產(chǎn)生電壓波，這種過電壓波沿著線路進入室內(nèi)，造成大面積電器設(shè)備受損。

2.3 人員傷亡

由于廣大農(nóng)民群眾對雷電缺乏科學(xué)的認識，防雷意識薄弱，雷雨天氣冒雨外出、田間作業(yè)、樹下避雨的現(xiàn)象普遍存在，造成雷擊傷人事故頻繁發(fā)生。

3 四川農(nóng)村地區(qū)雷電防護現(xiàn)狀

目前四川省部分農(nóng)村地區(qū)遭受雷擊的建(構(gòu))筑物都是農(nóng)民自行搭建的民用房屋，并沒有進行專業(yè)防雷設(shè)計，沒有安裝必要大額防雷設(shè)施，并且在選址上也存在問題。農(nóng)村很多地區(qū)房屋內(nèi)外各種線路交錯混在，鋪設(shè)混亂，還存在嚴重老化現(xiàn)象。各基層單位防雷意識淡薄，農(nóng)村防雷檢測和管理不到位，農(nóng)村防雷宣傳科普不到位，農(nóng)民缺乏對雷電災(zāi)害危害性的認識，不懂如何防御和躲避雷擊。

4 完善四川農(nóng)村地區(qū)雷電防護的措施

4.1 建(構(gòu))筑物選址原則

四川省地勢復(fù)雜，雷電活動頻發(fā)，在新農(nóng)村建設(shè)整體規(guī)劃時應(yīng)充分考慮當?shù)氐刭|(zhì)水文等條件，同時要了解當?shù)氐睦纂姷乩矸植记闆r，盡量避開以下易遭雷擊的地點。

4.1.1 風(fēng)口和順風(fēng)的河谷及迎風(fēng)坡 當雷暴路徑與風(fēng)向一致時，這些地方落雷幾率較高。

4.1.2 地下金屬礦礦藏以及地下水出口處 這些區(qū)域與周圍的大片土壤電阻率相比局部電阻率較小，是雷電流對地泄放的首選位置。

4.1.3 通信、電力等高聳鐵塔附近 由于高聳的鐵塔是雷擊的重點目標。其接閃過程中產(chǎn)生的強大的電磁脈沖將對建(構(gòu))筑物內(nèi)的人或電氣設(shè)備造成危害。

4.1.4 土壤電阻率突變和水汽容易抬升之處 如巖石與土壤，山坡與稻田的交界處。陸地和河流、湖泊的交界處易遭雷擊。

4.1.5 巖石山的山腳，土山的山頂 這些地方都容易遭受雷擊。

4.2 建(構(gòu))筑物綜合雷電防護

農(nóng)村住宅綜合雷電防護主要包括住宅外部雷電防護和雷電電磁脈沖防護，即直擊雷防護和雷電電磁脈沖防護，其防護技術(shù)主要包括：接閃、分流、接地、屏蔽、等電位連接、合理布線以及安裝適配的SPD(電涌保護器)。

4.2.1 接閃 利用接閃桿、接閃帶等接閃裝置，使閃電擊中接閃桿或帶從而保護到建(構(gòu))筑物。

4.2.2 分流 利用建筑物的引下線，是雷電流通過多個路徑泄放，讓雷電受到分流衰減，降低強雷電流泄放時產(chǎn)生的強電磁脈沖。

4.2.3 接地 通過接地裝置，讓閃電能量泄放到大地。

4.2.4 屏蔽 利用金屬網(wǎng)、箔、殼、管等導(dǎo)體把需要保護的對象包裹起來，把閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道阻隔起來。

4.2.5 等電位連接 包括物體和結(jié)構(gòu)件之間或者同一物體的各個部分金屬外套之間做導(dǎo)電性連接，防止地電位反擊和因電位降低引起火花放電導(dǎo)致火災(zāi)。

4.2.6 合理布線 主要將電源線纜和信號線路(電話線路、網(wǎng)絡(luò)線路)分開布設(shè)。

4.2.7 安裝適配的SPD 根據(jù)受保護裝置的性質(zhì)，所處防雷區(qū)域以及入戶線路的性質(zhì)等因素，選擇合適的SPD級數(shù)和型號，能使SPD發(fā)揮保護電器設(shè)備的作用。

4.3 加強科普宣傳，普及防雷措施

農(nóng)村雷電災(zāi)害防御知識的普及和宣傳存在很大的盲區(qū)，相關(guān)政府部門應(yīng)加強防雷科普宣傳以及普及防雷安全重要性，并組織相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員開展防雷知識講座等活動，爭取把雷電防護知識普及到每家每戶從而增強農(nóng)民群眾的自我保護和自救能力。

5 結(jié)語

在論述四川農(nóng)村地區(qū)雷擊事故和防雷現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了相關(guān)農(nóng)村地區(qū)建(構(gòu))筑物選址原則和雷電防護的措施，希望這些方法和措施可以在新農(nóng)村建設(shè)中得到推廣和應(yīng)用，以切實提高農(nóng)村地區(qū)雷電防護的應(yīng)對能力，減少雷擊災(zāi)害的發(fā)生。