農(nóng)村雷電災(zāi)害防御對策探析

摘 要：近年來，由于氣候變暖，各種氣候災(zāi)害日益增多，加之熱力學(xué)因素的作用，雷電災(zāi)害的發(fā)生率呈上升趨勢，尤其是在我國大部分鄉(xiāng)村地區(qū)，雷擊事故頻繁發(fā)生，給人民群眾帶來了巨大的生命和財產(chǎn)損失?；诖?，在概括我國農(nóng)村雷電災(zāi)害類型的基礎(chǔ)上，針對我國農(nóng)村地區(qū)發(fā)生的雷擊事故提出了相應(yīng)的防御措施，旨在保障廣大農(nóng)民的生命和財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村；雷電災(zāi)害；災(zāi)害防護

中圖分類號：P429 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-03

近年來，全球變暖加劇，導(dǎo)致區(qū)域極端天氣事件頻發(fā)。作為最常見的自然災(zāi)害之一，雷電危及人民群眾的生命財產(chǎn)安全。相關(guān)資料顯示，我國雷電災(zāi)害頻繁，每年導(dǎo)致數(shù)十億經(jīng)濟損失，年均死亡人數(shù)逾千。我國城市地區(qū)雷電災(zāi)害約占總?cè)藬?shù)的10%，而在鄉(xiāng)村地區(qū)，這一比例超過90%。這主要是因為隨著鄉(xiāng)村經(jīng)濟發(fā)展，大量通信、電器、配電等設(shè)備投入使用，但農(nóng)民防雷意識較薄弱，雷電安全風(fēng)險增加，使鄉(xiāng)村逐漸成為雷擊事故高發(fā)區(qū)。因此，在新農(nóng)村建設(shè)過程中，加強農(nóng)村防雷工作對保障我國人民生命財產(chǎn)安全至關(guān)重要[1]。

1 雷電災(zāi)害概述

雷電是自然界中一種強烈的雷電現(xiàn)象，易于在強對流環(huán)境下產(chǎn)生，伴隨著積雨云的形成。因此，雷電發(fā)生時，通常會帶來如暴雨、冰雹、颶風(fēng)等自然災(zāi)害。雷擊是由云層與地面之間碰撞所引發(fā)的電能釋放現(xiàn)象，可能導(dǎo)致建筑物嚴(yán)重?fù)p壞或人員傷亡。為確保建筑物和人員安全，應(yīng)使用接閃器、引下線和接地設(shè)備等適當(dāng)?shù)耐獠坷纂姺雷o設(shè)備，使雷電流迅速導(dǎo)入大地，避免直接雷擊。在雷電作用下，云層中帶電粒子增多并沿導(dǎo)線傳輸路徑下行。雷電放電瞬間，附近區(qū)域產(chǎn)生極強的電磁場，高達上百萬伏，極易與建筑物門窗等金屬部件和室內(nèi)電器發(fā)生直接碰撞，引發(fā)火災(zāi)或爆炸。

2 農(nóng)村雷電災(zāi)害常見類型

2.1 直擊雷

直擊雷是指帶電云層對建筑物、其他物體、大地或雷電保護設(shè)備進行快速放電的現(xiàn)象。這一過程釋放出大量熱效應(yīng)、電效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)，并引發(fā)一系列危害。當(dāng)雷電撞擊建筑物或其他物體時，會釋放出巨大動能，引發(fā)周邊氣體迅速擴散和強烈的振動效應(yīng)，從而對建筑物造成破壞。部分建筑結(jié)構(gòu)在遭受突發(fā)沖擊時，因高溫產(chǎn)生劇烈形變，進而引發(fā)火災(zāi)，導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)害。

為防范直接雷擊，可在室外安裝相關(guān)防雷設(shè)備?；驹硎峭ㄟ^接閃器、引下線和接地設(shè)備，將雷擊電流迅速導(dǎo)入地面，以保護建筑物。然而，直擊雷對建筑物的危害多樣，市場上現(xiàn)有的防雷設(shè)施無法確保建筑物所有電氣設(shè)備免受直擊雷影響。

2.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷又稱雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓，是指雷擊在建筑物或其防護裝置上產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象。感應(yīng)雷產(chǎn)生的電流會導(dǎo)致被擊中導(dǎo)體迅速提升電壓，從而對原有的導(dǎo)體電流產(chǎn)生電磁干擾作用。根據(jù)引雷方式的差異，可將其劃分為兩類：一類為靜電引發(fā)的雷電，另一類為基于電磁感應(yīng)的雷電。當(dāng)雷云接近地面時，由于其自身的單極特性，會在周圍金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生大量反極化約束電荷。同時，當(dāng)金屬導(dǎo)體脫離積雨層后，其內(nèi)部會形成與雷電相同的電荷。因此，在雷云和金屬導(dǎo)線上均會形成靜電電壓（亦稱感應(yīng)電壓），電壓幅度可達數(shù)萬至數(shù)十萬伏。這種過電壓容易導(dǎo)致建筑物導(dǎo)線、接地不良的金屬物體和大型金屬設(shè)備等產(chǎn)生電火花，進而誘發(fā)電擊、火災(zāi)，對人身安全和電力供應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。

電磁感應(yīng)雷電是指在雷電釋放過程中，雷電電流附近會產(chǎn)生迅速變化的電場。這種電磁感應(yīng)雷電既可干擾、損壞建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備，又會在周邊金屬部件上產(chǎn)生感應(yīng)，進而釋放大量熱量，引發(fā)火災(zāi)和爆炸。感應(yīng)雷傳播路徑包括供電線、電話線、有線電視、無線電視饋線、建筑物外墻或立柱等。

為防范感應(yīng)雷帶來的風(fēng)險，應(yīng)有效連接建筑結(jié)構(gòu)的梁柱鋼筋、地基鋼筋、避雷引下線、金屬框架等，構(gòu)建封閉、接地良好的法拉第籠，從而使建筑的直流工作地、交流工作地、安全防護區(qū)域、防雷接地等與建筑法拉第籠緊密相連，防止接地引起的感應(yīng)過電壓，實現(xiàn)防止接地過電壓的目標(biāo)[2]。

3 農(nóng)村雷電災(zāi)害防御存在的問題

3.1 防雷宣傳教育不到位

在雷擊事故中，農(nóng)村地區(qū)的死亡人數(shù)通常高于城市，因此，防雷工作的重點應(yīng)置于鄉(xiāng)村。實際上，農(nóng)村防雷工作尚存不足，相關(guān)監(jiān)測和技術(shù)手段滯后。這一現(xiàn)象的根源在于農(nóng)村地區(qū)雷電知識普及工作不足。在鄉(xiāng)村地區(qū)，由于信息傳遞渠道有限，難以開展統(tǒng)一宣傳，從而增加防雷工作的難度。此外，農(nóng)村居民對雷電知識的普及不足，導(dǎo)致正確的防雷觀念難以深入人心，村民對雷電災(zāi)害的認(rèn)知存在諸多誤解[3]。

3.2 防雷措施不夠完善

農(nóng)村地區(qū)自建房往往未能配備相應(yīng)的避雷設(shè)施。尤其是人口較為集中的農(nóng)村學(xué)校，受資金短缺、對防雷知識了解不足的影響，避雷設(shè)備的缺失成為一大安全隱患。盡管部分鄉(xiāng)村住宅已安裝避雷設(shè)施，但由于設(shè)施不完善且缺乏定期檢測，許多避雷設(shè)施存在較多問題，無法充分發(fā)揮防雷作用。此外，鄉(xiāng)村地區(qū)的架空電纜問題尤為突出，導(dǎo)致農(nóng)村雷電事故頻繁發(fā)生，且難以有效應(yīng)對，給民眾生活帶來嚴(yán)重危害。

3.3 防雷設(shè)施維護檢測工作不到位

在鄉(xiāng)村地區(qū)，部分建筑物配備避雷設(shè)施，為確保其正常運作，需定期進行檢查與維護。然而，我國農(nóng)村地區(qū)的防雷設(shè)施維修與檢查工作面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面，在選擇防雷設(shè)施時，部分設(shè)施的材質(zhì)未能遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，導(dǎo)致其成為擺設(shè)；另一方面，由于防雷設(shè)施的維修與檢查不足，許多設(shè)備出現(xiàn)銹蝕、老化等問題，實際遭遇雷擊時，防雷設(shè)備難以發(fā)揮應(yīng)有效能。長期遭受風(fēng)雨侵蝕的防雷設(shè)施容易產(chǎn)生銹蝕，若未得到妥善處理，可能會引發(fā)雷電放電速度過慢，甚至導(dǎo)致設(shè)備爆炸等嚴(yán)重后果，從而增加雷擊災(zāi)害的風(fēng)險。

3.4 預(yù)警信息傳播不暢且技術(shù)人才較少

鄉(xiāng)村地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展相較于城鎮(zhèn)顯得較為滯后，這一現(xiàn)象顯著阻礙了通信設(shè)施的完善。由此可見，雷電災(zāi)害的預(yù)警信息未能被及時傳達給村民，使其無法提前采取相應(yīng)的預(yù)防和應(yīng)對措施，這會加劇雷電災(zāi)害所帶來的潛在危害。同時，基層氣象部門存在專業(yè)防雷人才稀缺、現(xiàn)有工作人員對雷擊相關(guān)知識掌握不足的情況，這導(dǎo)致鄉(xiāng)村地區(qū)的雷擊保護工作流于形式，難以發(fā)揮其應(yīng)有的作用。這一狀況嚴(yán)重制約了我國鄉(xiāng)村地區(qū)防雷工作的有效推進。

4 農(nóng)村雷電災(zāi)害防御策略

4.1 加強對農(nóng)村雷電防護科普知識的宣傳

為進一步增強農(nóng)村雷電災(zāi)害防治宣傳效果，使廣大農(nóng)村群眾充分了解并掌握雷電災(zāi)害防治方法，必須深入農(nóng)村，積極開展科學(xué)普及工作，強化農(nóng)民的雷電災(zāi)害防范與自我保護意識。

各級政府和雷電管理機構(gòu)應(yīng)定期開展雷電災(zāi)害相關(guān)宣傳活動，利用鄉(xiāng)村大喇叭進行廣播普及，并通過電視、短信、報紙、網(wǎng)絡(luò)等方式，廣泛傳播雷電災(zāi)害防御知識宣傳手冊等資料。

在農(nóng)村遠(yuǎn)程線上教學(xué)平臺上，定期開展雷電災(zāi)害防治知識講座。同時，在農(nóng)村中小學(xué)校、企事業(yè)單位、社區(qū)和街道開展雷電災(zāi)害防御宣傳工作，通過多種形式進行宣傳，傳播相關(guān)知識，使各方充分了解和掌握雷電災(zāi)害防御方法。尤其要增強農(nóng)民的雷電災(zāi)害防護意識，調(diào)動他們參與雷電災(zāi)害防治工作的積極性和自覺性。采取以上措施，力求使農(nóng)村居民了解并掌握雷電災(zāi)害防治的基本知識，提高農(nóng)村地區(qū)的雷電災(zāi)害防御能力[4]。

4.2 建立健全農(nóng)村基礎(chǔ)防雷設(shè)施

第一，科學(xué)挑選房屋建設(shè)區(qū)域。在農(nóng)村自建房建設(shè)過程中，應(yīng)在相關(guān)部門的協(xié)助和指導(dǎo)下，科學(xué)、合理地進行規(guī)劃，對建筑物可能遭受的雷擊風(fēng)險進行評估，將雷擊發(fā)生概率及分布情況納入鄉(xiāng)村建設(shè)規(guī)劃。為確保鄉(xiāng)村住宅安全，應(yīng)選擇雷擊風(fēng)險較低的地段建設(shè)住宅，從根本上降低雷電災(zāi)害的發(fā)生概率。

第二，在房屋外部采取雷電防護措施。在鄉(xiāng)村建筑的施工過程中，防雷技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。例如，通過將房屋的梁與柱進行有效連接，并在屋頂安裝避雷針，可以大幅提高人身安全防護水平。當(dāng)前，我國農(nóng)村住宅多為磚木結(jié)構(gòu)，且以一層或二層或三層小樓為主，防雷設(shè)施較為匱乏。具體來說，可采納的防雷措施如下：采用鋼筋混凝土屋面鋼筋網(wǎng)、梁柱鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)屋面作為受雷層；導(dǎo)線可選用立柱加強，或采用鋼筋立柱；地線設(shè)備可選用地基中的鋼筋；各部件間的相互連接構(gòu)成一套有效的防雷體系；針對磚瓦等建筑，應(yīng)將避雷針置于較高的馬頭墻或塔尖上。在受雷裝置無法覆蓋的區(qū)域，如屋面、檐角部分，可增設(shè)避雷針或?qū)⑵湟蛭菁菇?；針對已建成的鄉(xiāng)村住宅，若未按上述方法建造，可在住宅圍墻外5 m處種植高大楊樹、水杉等樹木，起到避雷針的作用。待樹木生長至一定高度，必須及時修剪枝干，以防側(cè)面劈砍傷人。

第三，雷擊電磁脈沖防護。在農(nóng)村防雷工作中，對雷擊危害的科學(xué)防護至關(guān)重要，因為絕大多數(shù)雷電攻擊都是通過不同電線造成的。在設(shè)計階段，需根據(jù)地溝或直埋地線進行布線，以便在雷暴天氣時，路面感應(yīng)到的雷電通過集膚作用被傳導(dǎo)至大地，從而減少雷電對路面的危害。

針對鄉(xiāng)村區(qū)域的雷電磁脈沖防治工作，主要包括以下幾個方面：①對入村前的低壓線路進行防雷保護。鄉(xiāng)村低壓電線通常從空中引入，未受到避雷線的保護。在露天環(huán)境中，電線易遭受直擊雷和雷電電磁輻射，并通過低壓線路產(chǎn)生的電涌侵入農(nóng)家房屋，對家電設(shè)備造成危害。為盡量減少雷擊電流的流入，將絕緣子引腳連接至村莊電桿，以阻止過量雷電入侵。②合理布置農(nóng)村電網(wǎng)的低壓線路。村莊內(nèi)存在各種樹木，進入村莊的電線應(yīng)盡量避免與高大樹木接觸，切勿將低壓電線安裝在樹枝上，以防止雷電擊中大樹導(dǎo)致電壓反彈和電磁輻射。③入戶后的防護措施。在每個家庭的進出線方向布置一臺分合開關(guān)。在雷暴雨期間，打開閘刀，關(guān)閉電路，可有效阻止雷電電磁脈沖通過低壓電線侵入室內(nèi)。刀閘開關(guān)操作簡便，便于村民使用，且開關(guān)間距較大，操作安全，一次操作即可將家中電器設(shè)備斷電，保護線路和電子設(shè)備免受雷電傷害。

4.3 落實農(nóng)村防雷設(shè)備檢測維護

第一，接地電阻的檢測與評估。對防雷接地設(shè)備進行檢測與評估至關(guān)重要，這直接關(guān)系到電網(wǎng)的整體安全。較高的接地電阻會導(dǎo)致雷電無法有效導(dǎo)入地下，進而引發(fā)設(shè)備損壞和人身安全風(fēng)險。因此，為確保設(shè)備正常運行，定期檢測接地電阻顯得尤為關(guān)鍵。這一過程通常包括使用專業(yè)設(shè)備，如地阻測試儀，并對比分析歷史數(shù)據(jù)。為評估土壤濕度、氣溫等環(huán)境因素對接地電阻的影響，應(yīng)在各個季節(jié)進行實地試驗。若接地電阻超標(biāo)，應(yīng)及時處理，清理接地點，增設(shè)接地體，并優(yōu)化接地材料。周期性開展接地阻抗監(jiān)測，對確保電力網(wǎng)絡(luò)正常運行、預(yù)防事故發(fā)生、保障電力網(wǎng)絡(luò)安全性具有重要意義。

第二，接地裝置的完整性。對接地設(shè)備進行完整性檢驗，是預(yù)防電網(wǎng)故障、增強供電可靠性的關(guān)鍵步驟。該過程需全面檢測接地裝置的各個組成部分，確保其無松動、斷裂或腐蝕現(xiàn)象。檢驗內(nèi)容包括大地、接地線、接地棒以及其他連接元件等。在工作環(huán)境嚴(yán)峻的情況下，設(shè)備損壞的風(fēng)險更高，因此，在維修時需特別關(guān)注易受身體損傷和環(huán)境破壞的部位。此外，土質(zhì)類型及含水量對接地效果具有顯著影響，因此需評估接地點周邊的土質(zhì)狀況。系統(tǒng)的完整性檢測不僅能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，還能為后續(xù)維修方案的制定提供參考。

第三，防腐蝕措施的維護。在實施雷電接地設(shè)備維修過程中，必須對其進行恰當(dāng)?shù)姆雷o。然而，由于大多數(shù)接地設(shè)備深埋地下，長期處于濕潤環(huán)境，容易生銹。金屬材料的腐蝕導(dǎo)致接地元件使用壽命大幅縮短，接地阻抗增大，從而降低整體結(jié)構(gòu)的可靠性?？垢g保養(yǎng)包括定期檢測接地設(shè)備的金屬構(gòu)件，如地線、接頭等，并評估其腐蝕狀況。一旦發(fā)現(xiàn)早期銹蝕現(xiàn)象，應(yīng)及時采取清除和防護措施，如噴涂防腐蝕涂料或更換受損嚴(yán)重的部件。此外，為提高體系的抗腐蝕性能，可選用如電鍍鋼板、銅鍍層等優(yōu)質(zhì)抗腐蝕材料。定期維修不僅能延長設(shè)備使用壽命，還能確保在雷擊情況下保持良好的工作效率。

第四，定期的性能測試。周期性性能試驗是設(shè)備長時間、高效率、高可靠性的關(guān)鍵保障。此類試驗不僅包括測定地面阻力，還要全面評估整個接地系統(tǒng)。例如，對抗雷擊反應(yīng)和整體功能的檢驗。電流脈沖仿真、高精密阻抗等技術(shù)為當(dāng)前研究熱點。試驗?zāi)芙沂粳F(xiàn)階段設(shè)備的接地狀況，如大電流耐受性和接地通路完整性等，為設(shè)備維修更新提供準(zhǔn)確的判定依據(jù)。除電特性試驗外，還需實物檢驗各部件，尤其是外露部件是否受損或嚴(yán)重磨損。周期性運行試驗有助于發(fā)現(xiàn)并消除隱患，優(yōu)化整體設(shè)備，從而提高運行效率和可靠性[5]。

4.4 落實農(nóng)村雷電災(zāi)害防御工作責(zé)任制

在農(nóng)村地區(qū)，相關(guān)單位應(yīng)注重對村鎮(zhèn)干部、農(nóng)村雷電防護工作人員和農(nóng)村安全管理干部展開雷電防護方面的專業(yè)培訓(xùn)，強化雷電業(yè)務(wù)和相關(guān)基本知識培訓(xùn)，并將其視為一項長期的基本任務(wù)。

針對鄉(xiāng)村雷電防災(zāi)工作的實際情況，進一步優(yōu)化和完善防災(zāi)減災(zāi)隊伍的建設(shè)，確保防災(zāi)減災(zāi)信息的傳輸和接收渠道暢通無阻。一方面，向氣象防災(zāi)減災(zāi)一線工作人員傳達最新的法律法規(guī)、政策及監(jiān)測預(yù)警信息；另一方面，確保農(nóng)戶對雷擊防護問題的反饋能夠得到迅速響應(yīng)。

鄉(xiāng)村防雷工作隊伍主要包括當(dāng)?shù)貙I(yè)技術(shù)人員、專業(yè)人才和信息管理員等。為有效開展鄉(xiāng)村地區(qū)雷電災(zāi)害防治工作，各級部門需協(xié)同合作，加大雷擊災(zāi)害的宣傳力度，組織各類雷擊災(zāi)害防治志愿服務(wù)活動，并鼓勵廣大農(nóng)民積極參與。

各地防雷工作主管應(yīng)及時收集并公布相關(guān)資料，組織專業(yè)人士對收集到的數(shù)據(jù)進行分析，以編制完整的監(jiān)測預(yù)警信息報表，為相關(guān)部門開展雷擊災(zāi)害調(diào)查提供依據(jù)，從而對鄉(xiāng)村氣象災(zāi)害情況進行評估與識別，奠定理論與實踐基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

鄉(xiāng)村地區(qū)是雷擊事故高發(fā)區(qū)域，防災(zāi)減災(zāi)工作相對較為薄弱。因此，當(dāng)?shù)貧庀蟛块T應(yīng)著力加大鄉(xiāng)村雷擊災(zāi)害防范力度，通過傳統(tǒng)和新型媒介，對農(nóng)民進行實效性強、富有針對性的預(yù)防和教育，提高他們對雷擊防范的認(rèn)知水平。

此外，應(yīng)加強農(nóng)村雷電災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警工作，積極開展農(nóng)村雷電災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、防雷技術(shù)服務(wù)和農(nóng)村雷電災(zāi)害風(fēng)險評估等相關(guān)工作。同時，加大農(nóng)村雷電災(zāi)害技術(shù)服務(wù)的培訓(xùn)力度，完善農(nóng)村基本防雷設(shè)施，以最大限度地保障農(nóng)村居民的生命財產(chǎn)安全。

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收稿日期：2024-06-18

作者簡介：趙文哲（1984—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，工程師，研究方向為氣象雷電防御。