鶴壁市雷電災(zāi)害特征與雷電防護(hù)基本思想及方法

李玲玲

河南省鶴壁市氣象局，河南鶴壁 458030

鶴壁市雷電災(zāi)害特征與雷電防護(hù)基本思想及方法

李玲玲

河南省鶴壁市氣象局，河南鶴壁 458030

國際電工委員會(huì)（IEC）提出建筑物防雷分為外部防雷保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)兩部分，兩者缺一不可。經(jīng)調(diào)查，這兩個(gè)受災(zāi)單位僅有外部防雷保護(hù)措施，均無內(nèi)部防雷保護(hù)措施。因此，一套完整的雷電防護(hù)系統(tǒng)在城市建筑物防雷中顯得尤為重要。本文通過對(duì)鶴壁市近十年來雷災(zāi)事故資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出了鶴壁市雷災(zāi)特征，從而提出了雷電防護(hù)的基本原則和方法，為該地區(qū)的防雷工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

雷電災(zāi)害；特征；防護(hù)；思想；方法

雷電災(zāi)害是聯(lián)合國公布的十大自然災(zāi)害之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每年因雷擊災(zāi)害造成的損失在10億美元以上，傷亡1萬多人。近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)及其微電子儀器在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其抗雷電電磁脈沖的能力越來越弱，由此，雷電造成的災(zāi)害也越來越重。

1 鶴壁市雷電災(zāi)害特征

鶴壁市位于河南省北部太行山東麓和華北平原的過渡地帶，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，溫差較大。區(qū)內(nèi)地貌類型主要由低山、丘陵崗阜及平原組成，地勢落差較大。年平均雷暴日數(shù)為28.8天，屬于多雷區(qū)。根據(jù)1998年～2006年近十年來鶴壁市雷災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)分析，鶴壁市境內(nèi)雷暴發(fā)生全年都有，但絕大多數(shù)發(fā)生在3月份～9月份，占90%以上。由于雷擊具有很強(qiáng)的選擇性，山地、江河、湖泊及地下礦藏等地區(qū)以及高樓大廈最易遭受雷擊，因此，鶴壁市雷電災(zāi)害具有顯著的地域分布特征。市區(qū)雷電災(zāi)害發(fā)生率明顯高于縣區(qū)，縣區(qū)高于鄉(xiāng)鎮(zhèn)。城市的雷電災(zāi)害主要表現(xiàn)為雷擊建筑物和損壞現(xiàn)代化設(shè)備，農(nóng)村的雷電災(zāi)害主要表現(xiàn)是危及人畜。

例如2004年3月31日，鶴壁市火電廠遭雷擊，內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)及信息系統(tǒng)受雷電感應(yīng)影響嚴(yán)重?fù)p壞，并且一部分發(fā)電設(shè)備遭到破壞，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)百余萬元；2006年8月28日，鶴壁市消防支隊(duì)遭雷擊，擊壞變壓器、計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、UPS電源幾十臺(tái)，樓道聲控自熄開關(guān)全部損壞，電源及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)全部癱瘓，此次雷災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失十幾萬元，索性當(dāng)時(shí)沒有火災(zāi)報(bào)警，否則后果不堪設(shè)想。

國際電工委員會(huì)（IEC）提出建筑物防雷分為外部防雷保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)兩部分，兩者缺一不可。經(jīng)調(diào)查，這兩個(gè)受災(zāi)單位僅有外部防雷保護(hù)措施，均無內(nèi)部防雷保護(hù)措施。因此，一套完整的雷電防護(hù)系統(tǒng)在城市建筑物防雷中顯得尤為重要。

2 雷電防護(hù)基本思想

2.1 綜合性

綜合性即是全面性，全面考慮雷電的防護(hù)問題，應(yīng)從直擊雷的防護(hù)、雷電感應(yīng)的防護(hù)進(jìn)行綜合考慮。直擊雷防護(hù)又要注意接閃系統(tǒng)、接地系統(tǒng)。雷電感應(yīng)又要考慮電源系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、等電位系統(tǒng)等。假如說防雷應(yīng)注意5個(gè)方面，如果只注意了4個(gè)方面，他的安全系數(shù)并不是80%，其實(shí)際安全系數(shù)多說只有10%。這是因?yàn)槔纂姴⒉皇菍ｉT襲擊你防護(hù)很好的地方，而恰恰相反，雷電常常襲擊你防護(hù)最弱，隱患最多的地方。

2.2 系統(tǒng)性

所說的系統(tǒng)性即雷電防護(hù)各方面之間都有著各種聯(lián)系，不應(yīng)把各個(gè)方面的雷電防護(hù)截然分開，孤立看待。應(yīng)把雷電防護(hù)作為一個(gè)系統(tǒng)工程來考慮。

2.3 科學(xué)性

即采用先進(jìn)的科學(xué)理論和科學(xué)技術(shù)，而不要使用落后的廢止理論、技術(shù)及規(guī)范，以提高雷電的防護(hù)能力，提高安全系數(shù)。

2.4 實(shí)用性

實(shí)用性即是在保證科學(xué)、合理、安全的前提下，以盡量低的資金投入，達(dá)到降低被保護(hù)設(shè)備的雷擊損壞概率，從而提高設(shè)備的安全運(yùn)行系數(shù)。

3 雷電防護(hù)基本方法

3.1 接閃

指控制雷擊點(diǎn)的范圍。為雷電提供泄流通道，從而在一定范圍把閃擊能量從這個(gè)通道引入大地的接閃裝置，其耐流耐壓能力和連續(xù)接閃效果直接關(guān)系到泄流的效果。

3.2 分流

指引下線對(duì)分流效果的影響。引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小。引下線相互之間的間距不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。

3.3 均壓

指使建筑物內(nèi)形成一個(gè)等電位體?，F(xiàn)代建筑物多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其屋面、梁、板、柱及基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋的大部分都是自然而然的焊接或綁扎在一起的，其整體建筑框架形成法拉第籠。在均壓恒電位的同時(shí)，也可保證建筑物內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓和跨步電壓。

3.4 屏蔽

屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)等精密儀器以及自動(dòng)控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內(nèi)的這些設(shè)施，在防雷裝置接閃或附近打雷時(shí)會(huì)受到電磁干擾的影響，有時(shí)在鄰近建筑物接閃時(shí)，也會(huì)受到從該處傳來的電磁波的影響。因此，我們應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻面及梁柱內(nèi)的鋼筋，使其構(gòu)成一個(gè)六面體的網(wǎng)籠，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽。

3.5 接地

接地是為了泄放雷電能量。在IEC等標(biāo)準(zhǔn)中均不提倡單獨(dú)接地，“共地”已成為當(dāng)今接地的主流?，F(xiàn)代建筑物當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，符合規(guī)范條件的應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作為接地裝置。當(dāng)達(dá)不到規(guī)范中規(guī)定的條件時(shí)，可用人工接地裝置，但應(yīng)形成環(huán)形接地網(wǎng)。

3.6 布線

指如何布線才能獲得最好的綜合效果?，F(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動(dòng)力、電話、電視和計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計(jì)中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。除考慮布線的部位和屏蔽外，還應(yīng)在需要的線路上加上浪涌保護(hù)器。因此，筆者認(rèn)為在設(shè)計(jì)室內(nèi)各種管線時(shí)，必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。

4 結(jié)論

上述防雷的基本指導(dǎo)思想和具體技術(shù)方法，是達(dá)成防雷核心技術(shù)措施的有效途徑。這六種技術(shù)方法都有其局限性，一般要結(jié)合使用才能起到隔離雷電能量的作用。因此，防雷裝置只有組合成完整的防雷系統(tǒng)，才能夠?yàn)楸Ｗo(hù)對(duì)象提供其所需的防雷安全空間，才能確保防護(hù)對(duì)象的防雷安全。

[1]王常余.接地技術(shù)220問[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000：12-13.

[2]李景祿.現(xiàn)代防雷技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2009：4-1.

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1674-6708（2012）58-0099-02