邵陽市中小學(xué)校防雷實(shí)例分析及工程完善舉措

鄒德培，陳 超，趙 晉

（1.湖南省邵陽市氣象局，湖南 邵陽422000；2.新邵縣氣象局，湖南 邵陽422900；3.湖南省綏寧縣氣象局，湖南 邵陽422600）

雷電是一種自然現(xiàn)象，是雨云與大地之間電荷不平衡而帶來的一種放電結(jié)果。雷電作為影響人類活動(dòng)的十大自然災(zāi)害之一，不僅會造成人員傷亡，也會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。中小學(xué)校人員高度集中，是防雷減災(zāi)工作中的重中之重，做好學(xué)校防雷減災(zāi)工作極為重要。2007-05-23，重慶開縣義和鎮(zhèn)興業(yè)小學(xué)遭遇雷擊，造成該校學(xué)生傷亡46人，其中死亡7人，重傷19人，輕傷20人[1-4]。因此，必須根據(jù)農(nóng)村中小學(xué)校的實(shí)際情況將學(xué)校防雷建設(shè)工作重視起來，從近幾年對本市防雷裝置檢測及雷災(zāi)調(diào)查情況來看，中小學(xué)校的雷電災(zāi)害防護(hù)仍然存在較多問題，本文以邵陽市檀江鄉(xiāng)雙江小學(xué)（以下簡稱“雙江小學(xué)”）為例，提出安全可行、有針對性的整改意見和對策措施，以便為學(xué)校完善校園防雷設(shè)施，強(qiáng)化其防雷安全。

1 背景

雙江學(xué)校位于邵陽市檀江鄉(xiāng)，處于東經(jīng)111°30′4″，北緯27°11′52″，距離市區(qū)約10 km，校園占地面積約8000 m2，建筑面積1085 m2，學(xué)校所處位置地勢較高，東面依靠山體，山頂距學(xué)校約200 m處有移動(dòng)通信基站；西面下坡為村落；南面為小土坡；北面為小土坡，有一高壓線樁。是雷擊的首選目標(biāo)。氣象資料顯示，邵陽市屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，其年平均雷暴日為57 d，根據(jù)GB 50343—2012中的3.1.3，邵陽地區(qū)屬于多雷區(qū)。據(jù)現(xiàn)場勘測，雙江學(xué)校有教學(xué)樓共2棟，1號教學(xué)樓長45 m，寬8 m，高8 m，為2層磚混結(jié)構(gòu)建筑；2號教學(xué)樓長36 m，寬8 m，高8 m，為2層磚混結(jié)構(gòu)建筑；學(xué)校入校處有一間門衛(wèi)室。

根據(jù)實(shí)地勘察，兩棟教學(xué)樓及門衛(wèi)室無直擊雷保護(hù)裝置。監(jiān)控室（教導(dǎo)室）無電源SPD保護(hù)、用電設(shè)施無兩級保護(hù)措施。一號教學(xué)樓一側(cè)旗桿接地電阻為108Ω，二號教學(xué)樓一側(cè)旗桿接地電阻為118.6Ω，各金屬欄桿無接地，不符合規(guī)范要求。雙江學(xué)校尺寸平面圖如圖1所示。

圖1 雙江學(xué)校尺寸平面圖（單位：mm）

2 雙江學(xué)校雷電防護(hù)措施

邵陽地區(qū)屬于多雷區(qū)。分析雙江學(xué)校2 km范圍2008—2017年十年的雷電監(jiān)測資料，十年來共發(fā)生閃電次數(shù)多達(dá)1466次，大于100 kA的強(qiáng)雷暴達(dá)34次，最大雷電流高達(dá)270 kA。在邵陽地區(qū)為明顯的高值區(qū)，屬于典型的強(qiáng)雷區(qū)。通過計(jì)算邵陽市檀江鄉(xiāng)雙江學(xué)校的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)，根據(jù)GB 50057—2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》將邵陽市檀江鄉(xiāng)雙江學(xué)校防雷設(shè)計(jì)劃分為建筑防雷第二類。根據(jù)GB 50343—2012中的4.3，將學(xué)校電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)劃分為C類。

2.1 外部雷防護(hù)措施

門衛(wèi)室根據(jù)GB 50057—2010中第3.0.3劃分，按照第二類防雷建筑物設(shè)計(jì)根據(jù)滾球法計(jì)算針高為2 m，安裝在樓頂中央位置。明敷引下線接至地網(wǎng)。接閃桿保護(hù)半徑計(jì)算公式如下：

式（1）中：rx為接閃桿在hx高度的水平面上的保護(hù)半徑，本次取值4 m；h為接閃桿高度；hr為滾球半徑，本次取值45 m（將表1數(shù)據(jù)代入公式）；hx為被保護(hù)物的高度，本次取值4 m。

經(jīng)過計(jì)算，將h的取值取整，為2 m。本方案采用1 m的優(yōu)化避雷針加1 m的不銹鋼支撐桿組成接閃器裝置。

1號教學(xué)樓、2號教學(xué)樓采用接閃帶與接閃桿組合形式進(jìn)行保護(hù)，每個(gè)建筑4根接閃優(yōu)化接閃桿安裝在建筑四角，如圖2、3所示。

圖2 門衛(wèi)室接閃桿保護(hù)范圍（單位：mm）

教學(xué)樓接閃帶安裝如圖3所示。

圖3 教學(xué)樓接閃帶安裝位置圖（單位：mm）

2.2 內(nèi)部防雷措施

防雷電感應(yīng)方面：智能教育終端引下線要根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求加粗且接地端要按照規(guī)范深埋入地，教育終端必須加裝相對應(yīng)SPD進(jìn)行保護(hù)。

配電系統(tǒng)：總配電箱、分配電箱加裝一、二級浪涌保護(hù)器。

等電位連接：學(xué)校建筑物的鐵欄桿、窗戶等金屬設(shè)施[6-8]要做好等電位連接。操場旗桿要良好接地處理。裝在校園里面的移動(dòng)基站、通信鐵塔要有獨(dú)立的防雷裝置，與建筑及學(xué)生活動(dòng)范圍有一定安全距離，其引下線要做到套管深埋。雷雨天氣要避免戶外活動(dòng)，且要遠(yuǎn)離通信鐵塔、防雷引下線等。LED屏幕及廣播系統(tǒng)的室外部分，均采用柱體高架的方式來進(jìn)行，底座安裝中加入一些絕緣材料，可以降低由于土地傳導(dǎo)作用而帶來的雷電對弱電系統(tǒng)的間接破壞。

校園內(nèi)[5]的電話線、電視線、供電線、網(wǎng)線等架空鋪設(shè)（如圖4所示架空電纜埋地處理）的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，各種線路亂拉亂搭，進(jìn)入建筑物內(nèi)的線路采取屏蔽、接地等措施。

圖4 地網(wǎng)設(shè)計(jì)大樣圖

3 分析與對策

邵陽市氣象部門非常重視中小學(xué)校防雷安全工作，2017年聯(lián)合邵陽市教育部門，按照《中國氣象局、國家安全監(jiān)管總局關(guān)于進(jìn)一步強(qiáng)化氣象相關(guān)安全生產(chǎn)工作的通知》中相關(guān)要求，對各所中小學(xué)校防雷安全排查，基本上10%的學(xué)校同雙江學(xué)校情況類似，氣象主管機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)與教育部門的聯(lián)系，幫助、督促學(xué)校建立雷電災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案；建立有效的雷電預(yù)警信息接收與響應(yīng)機(jī)制；不定期組織學(xué)校師生進(jìn)行雷電災(zāi)害應(yīng)急演練；督促學(xué)校建立防雷安全責(zé)任制，配備專職或兼職人員對雷電防護(hù)裝置進(jìn)行日常維護(hù)，建立日常防雷設(shè)施維護(hù)工作臺賬；在每年雷季來臨之際應(yīng)委托專業(yè)有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行定期檢測，排除雷災(zāi)隱患，有問題及時(shí)進(jìn)行整改。

4 結(jié)束

本文結(jié)合雙江小學(xué)的工程案例，對中小學(xué)防雷工程內(nèi)的外部防雷、內(nèi)部防雷進(jìn)行了概述與分析，給出了實(shí)際施工過程中的具體防雷措施。希望通過本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮脑O(shè)計(jì)與施工提供必要的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐指導(dǎo)。