酒泉雷暴特征及酒鋼電廠雷電災(zāi)害防御措施

張玉香

摘 要：利用酒泉1961～2017年氣象觀測資料對酒泉雷電天氣特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，對酒泉雷擊災(zāi)害的時(shí)空分布進(jìn)行了分析.結(jié)果表明，酒泉雷電災(zāi)害3～10月都有出現(xiàn)，主要集中在7、8月份。雷暴有明顯的日變化特征，主要出現(xiàn)在11～20這個(gè)時(shí)段。根據(jù)雷暴特征，提出了酒鋼電廠防雷措施。

關(guān)鍵詞：雷電；特征；災(zāi)害；防御

酒泉市電力基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，用電負(fù)荷支撐點(diǎn)急需加強(qiáng)。酒鋼集團(tuán)公司為了進(jìn)一步優(yōu)化地域用電結(jié)構(gòu)，在嘉北工業(yè)園區(qū)建設(shè)了酒泉鋼鐵集團(tuán)公司4×35萬千瓦自備機(jī)組工程，該工程建設(shè)充分利用設(shè)備的調(diào)壓調(diào)頻功能參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，有利于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。雷電災(zāi)害對該工程的安全運(yùn)行影響較大，本文利用1961～2017年氣象觀測資料對酒泉雷電天氣特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，以期對電廠雷電防護(hù)提供技術(shù)支持。

1 雷暴活動(dòng)特征

雷暴是春夏之交或炎熱的夏天經(jīng)常出現(xiàn)的自然現(xiàn)象，當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí)，特別容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的上下對流，同時(shí)云與云、云與地面之間電位差達(dá)到一定程度后就要發(fā)生放電，常伴有大風(fēng)、陣性降雨或冰雹。雷暴天氣總是出現(xiàn)在發(fā)展強(qiáng)盛的積雨云中，當(dāng)云頂發(fā)展達(dá)到-20℃等溫線高度時(shí)會出現(xiàn)首次雷電，隨著云頂增高，閃電和雷鳴也越加頻繁，當(dāng)雷暴云中垂直氣流發(fā)展很強(qiáng)時(shí)可成為強(qiáng)雷暴或強(qiáng)對流天氣。

2 雷暴的年變化

統(tǒng)計(jì)1961～2017年觀測資料得出，酒泉雷暴日數(shù)年平均為11天，年雷暴日數(shù)變化非常大，雷暴日數(shù)最多出現(xiàn)在70年代，平均為14.6天。1977、1980年雷暴日數(shù)最多，出現(xiàn)了22天，1985年和1991年最少，雷暴日數(shù)僅為3天。雷暴發(fā)生最少時(shí)段為21世紀(jì)初期，平均為7.2天。

從圖1可以看出，年雷暴日數(shù)總體上為波動(dòng)狀態(tài)，大致存在4-5年的振蕩周期，60年代為逐年增多趨勢，70年代為雷暴多發(fā)期，且70年代末期出現(xiàn)兩個(gè)極大值，80年代正常波動(dòng)期，90年代為逐年減少趨勢，21世紀(jì)初雷暴日數(shù)為偏少振蕩期。

3 雷暴的季節(jié)變化

雷暴主要受天氣系統(tǒng)、地形和下墊面等影響。局地性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間短， 所以季節(jié)變化特征明顯。

雷暴資料表明，除1、2、11、12月外，其它月份至少都有1次以上的雷暴日（圖2）。

統(tǒng)計(jì)1961～2017年氣象資料，雷暴最早出現(xiàn)在3月下旬（1961年3月24日），最遲10月上旬（2008年10月4日）結(jié)束，持續(xù)期長達(dá)8個(gè)月，其中夏季是雷暴的多發(fā)季節(jié)，占全年雷暴日數(shù)的81%；4、5、9月次之，占18%，3、10月不足1%。

4 雷暴日變化

酒泉雷暴日變化特征明顯，一般在11時(shí)到20時(shí)為雷暴多發(fā)時(shí)段， 80%的雷暴都出現(xiàn)在這個(gè)時(shí)段，其中15時(shí)到20時(shí)雷暴出現(xiàn)為最多。20時(shí)以后和夜間出現(xiàn)的雷暴僅為20%。

5 雷電產(chǎn)生的災(zāi)害

雷電是夏季經(jīng)常出現(xiàn)的一種天氣現(xiàn)象。雷電災(zāi)害主要產(chǎn)生于直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波侵入。雷電災(zāi)害主要危險(xiǎn)在于雷電流由不同的線路侵入造成電子設(shè)備的損壞，其次是雷擊引發(fā)火災(zāi)、建筑物雷災(zāi)。辦公系統(tǒng)設(shè)備、配電系統(tǒng)設(shè)備是容易遭受雷擊的設(shè)備。辦公系統(tǒng)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，電力系統(tǒng)中的電涌保護(hù)器是雷擊事故高發(fā)區(qū)。隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，直擊雷防范措施已經(jīng)比較成熟，造成的災(zāi)害已明顯減少，但是雷電波侵入和感應(yīng)雷造成的危害卻急劇增加。統(tǒng)計(jì)得出：由于感應(yīng)雷擊而造成的損害居各種災(zāi)害的首位，占全部災(zāi)害損失的33.8%。避雷針只能預(yù)防直擊雷，而對感應(yīng)雷效果不明顯。感應(yīng)雷產(chǎn)生的電磁場和脈沖電壓可以潛入室內(nèi)，危害各種電子設(shè)備，引起系統(tǒng)失靈或?qū)е孪到y(tǒng)或元器件的永久損壞。

雷電的具體危害表現(xiàn)如下：

雷電產(chǎn)生的電流，能達(dá)到上千安。因此，雷擊點(diǎn)的溫度非常高，可以造成金屬融化，引發(fā)火災(zāi)。雷電會產(chǎn)生高達(dá)數(shù)萬伏甚至數(shù)十萬伏的沖擊電壓，能擊破外絕緣體，使設(shè)備發(fā)生短路，導(dǎo)致燃燒、爆炸等災(zāi)害。雷擊物體時(shí)，可以引發(fā)爆炸，導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。雷電還可使被擊物產(chǎn)生大量電荷，由于高電壓發(fā)生放電現(xiàn)象從而導(dǎo)致火災(zāi)。

例如：2008年7月18日16時(shí)至18時(shí)酒泉、嘉峪關(guān)市出現(xiàn)強(qiáng)雷雨天氣。地處嘉峪關(guān)市的酒泉鋼鐵公司遭受感應(yīng)雷襲擊，造成供電中斷，部分設(shè)備損壞、通訊設(shè)備燒毀，財(cái)產(chǎn)直接損失超過30萬元。

6 雷電的防御措施

（1）人身安全防護(hù)。

雷電發(fā)生時(shí)，人身的安全防護(hù)是最為重要的。因此，當(dāng)遇有雷雨天氣時(shí)，工作人員應(yīng)馬上轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域，離開高大建筑物，避免在高墻和樹下躲避，不能再建筑頂部行走。同時(shí)，不要手持較長的金屬器械，避免靠近金屬管道等與外部鏈接的金屬設(shè)施。在雷電發(fā)生時(shí)，不要處理易燃易爆的物品。

（2）電廠安全防護(hù)。

對于電廠的安全防護(hù)，主要從加強(qiáng)管理、落實(shí)責(zé)任、建立防護(hù)系統(tǒng)、加強(qiáng)防雷知識宣傳等方面著手。要建立防雷設(shè)施的定期檢測制度，責(zé)任到人，做好安全檢查和日常的安全維護(hù)。防雷系統(tǒng)設(shè)施要達(dá)到國家規(guī)范的要求，雷雨季節(jié)來臨前應(yīng)該由專業(yè)防雷檢測機(jī)構(gòu)檢測防雷設(shè)施。安裝新設(shè)備時(shí)，一定要設(shè)計(jì)防雷系統(tǒng)，防雷設(shè)備要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，避免使用非標(biāo)準(zhǔn)防雷設(shè)備。加強(qiáng)防雷知識的科普宣傳，提高雷電防護(hù)意識。雷災(zāi)發(fā)生時(shí)應(yīng)及時(shí)向當(dāng)?shù)胤览字鞴懿块T報(bào)告，以便及時(shí)進(jìn)行雷電災(zāi)害調(diào)查和雷擊事故鑒定工作。

參考文獻(xiàn)：

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