農村防雷技術難點及解決之策范文

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1前言

雷電是大氣中的一種放電現象。雷電災害是“國際減災十年”公布的最嚴重的十種自然災害之一，我國每年因雷電災害造成人員傷亡為3000～5000人，財產經濟損失達70～100億元。貴州省也是一個雷電災害比較嚴重的省份，據省防雷減災辦公室不完全統計，2000年以來，全省發生雷擊災害事故1016起，人員傷亡617人，直接經濟損失數億元。其中，雷擊死亡人員90%以上在農村，城市以設備損失為主。

為了強化氣象為農服務，更好地發揮氣象部門防災減災社會管理職能，支持西部貧困山區農村防雷減災工作，中國氣象局2010年在河北、浙江、重慶、江西、湖南、廣西、四川、貴州、云南、陜西等10省進行了農村防雷減災示范工程建設［6］，隨后還將陸續增加示范工程項目。為了使今后我省農村防雷減災工程建設達到預期的雷電防護效果，本文從一起典型案例分析入手，通過示范工程基本情況介紹，指出我省農村防雷的技術難點，根據農村防雷實踐經驗，提出農村防雷工程技術措施，為山區防雷技術人員提供參考。

2典型案例

2.1事故概況

2007－07－05T17:30左右，貴州省某縣發生一起農戶人家遭受一死一傷的雷擊傷亡事故，據傷者事后敘述:兩人種地過程中遇到雷雨天氣，即回家做飯，事故發生時，死者站立在堂屋門口，傷者站靠在廚房門口(圖1);一道閃電后兩人隨即倒地，約半小時后傷者蘇醒，感覺全身遭受電擊一般不能動彈，稍事手可以活動后，找出手機告知家人“遭受雷擊”，家人及村支書當即帶人到現場，并報請縣氣象局、縣公安局現場勘查，經縣公安局法醫現場堪驗，死者前胸、后背各有一個圓形黑印，胸部黑印比后背大，直徑約30cm，黑印外沿呈樹枝狀，為典型雷擊死亡特征，當即判定死者死亡原因為雷擊。

2.2現場基本情況

在接到事故情況通報后，省防雷減災中心即派出技術人員到現場調查了解情況:該戶人家居住在山坡上，距離山頂約10m，整個房屋長約10m，寬7m，高3m(平面圖如圖2所示)，屋頂中間有一枝高5m的避雷針，避雷針引下線(φ12圓鋼)由屋后沿墻接入地(實測接地電阻8Ω)，避雷針針旁邊3m放置有1.5m口徑的電視衛星接收天線，衛星信號線綁扎在天線后，由死者位置門框上進入室內;該戶人家四周樹木較多，電源由廚房旁邊木質樹干架空送到房屋屋檐下(圖3)。通過技術人員現場檢查發現，衛星天線高頻頭、衛星接收機、電視機已經損壞，避雷針針尖有電擊痕跡。

2.3原因簡析

從事故現場勘查及傷者講述情況分析:此次事故應是一起典型直擊雷擊事故，雷電直接擊在屋面避雷針上，由于衛星信號線綁扎在避雷針腳(距針腳0.5m)，雷電流在入地過程中產生的高電位通過衛星信號線進入室內，將衛星接收機、電視機一并擊壞;死者(身高約1.7m)站立在信號線下，頭部距離信號線約20cm，傷者頭部距離信號線約1m，該高電位對兩人產生旁側閃擊，造成一死一傷。

查詢當日雷達回波及閃電定位資料，發生事故前后10min時段，當地10km范圍內出現過一次最高強度在50dBz的雷雨天氣過程，閃電定位資料顯示，在事故地點5km范圍內出現130次閃電記錄，最大雷電流強度58kA。

從地形方面看，該戶人家坐落在靠近山頂位置，處于雷雨路徑的迎風面，地面為貴州典型黃粘土，土壤電阻率低，屬于易遭受雷擊部位，也是造成本次雷擊事故的因素之一，加之屋面避雷針安裝不規范，出現雷擊傷亡事故在情理之中。

3貴州山區農村特點概述

3.1地形地貌特點

貴州全省東西長約595km，南北相距約509km，總面積為17.6萬km2，占全國國土面積的1.8%。地形上，全省地勢西高東低，自中部向北、東、南三面傾斜，平均海拔1100m左右;境內山脈眾多，重巒疊峰，綿延起伏，山高谷深，山頂到山腳落差最高達400m;地勢地貌方面，貴州屬于典型喀斯特地貌，土層薄、石頭多，風化石、風化土、土夾石(石多于土)情況比較普遍;農村居住點土質較好的地方，四周地形基本是呈馬蹄形且位于山谷的半山腰，北面是進風口，南面是出風口，這種特殊地形使得貴州農村雷擊事故率高。

3.2雷電氣候特點

貴州是受印度洋暖濕氣流影響的省份，氣候在不同地區和高度的差異比較明顯，具有“一山分四季，十里不同天”的氣候特征，山高谷深，積雨云順山谷移動、沿坡而上，云層低、地閃多。根據貴州省雷電監測網2006—2009年監測資料統計，全省年平均地閃次數達60多萬次［1］，年平均地閃密度10.4次/(a·km2)，年平均雷暴日51.9d，屬于典型高雷暴省份，也是雷電災害嚴重區域，根據省防雷減災中心不完全統計，全省平均每年雷擊傷亡人數在2人以上的農村村莊不少于20個。

3.3農村住宅特點

受歷史原因及貴州經濟落后因素影響，我省農村村莊多數駐扎在半山腰馬蹄形地方，有土、有水、有樹，適宜耕種，但交通不便，村民住宅多以木質結構瓦房為主，其次是磚混結構住宅(如本次事故住宅)，電源線路都是通過木質樹干架空入戶，電視信號通過衛星天線直接入戶到接收機，即是磚混結構住宅也沒有任何防雷裝置，磚混結構柱筋也僅有4根φ8鋼筋，且為綁扎澆注，房屋基礎也沒有鋼筋等接地體。本次我省的5個防雷工程示范點現場的地形、地貌、建筑、設施等均是這種情況，給工程設計施工帶來較大的困難。

4農村防雷工程應注意的問題

4.1地形地貌

建設完成的農村防雷工程示范點均是具有貴州山區農村氣候、環境、地形、地貌特點的村莊，地形呈馬蹄形、四周是山、積雨云從風口進入穿村莊而過，土質較好且土壤電阻率低，雷電災害嚴重。

4.2村民住宅

從現場調查的情況統計分析，示范工程項目村莊木質結構住房約占60%，30%是新建磚混結構預制板房，10%為舊磚混結構預制板房(類似事故案例)，所有建筑物沒有任何防雷裝置，電源線路均是架空入戶，電視信號多為衛星接收天線信號。

4.3存在的技術難點

按照GB50057－94(2000)《建筑物防雷技術規范》，類似村莊村民住宅屬于第三類防雷建筑物，住宅密集地方家家相連，磚混結構、木質結構住房均無法按照GB50057－94(2000)安裝防直擊雷擊裝置，特別是木質結構住房，在住房上安裝防直擊雷擊裝置后反而可能出現雷電反擊傷人安全事故。作為電源、衛星信號線路，架空路徑較長，布線不規范，安裝電涌保護器十分困難，而且整體經費也不允許。

5技術對策

通常情況下，防雷工程設計思路是:按照GB50057－94(2000)《建筑物防雷設計規范》技術規定，為建筑物設計安裝防雷裝置。但對貴州農村山區這種特殊地形、地貌、氣候特點，經濟落后情況下的村民簡陋住宅，基本無法進行設計安裝，甚至安裝后可能帶來新的雷擊事故隱患，因此，經過農村防雷實踐的成功經驗，結合參考文獻［2－5］介紹，認為我省農村山區采用區域防雷技術，才能達到良好的預期防護效果，即:

①不使用保護范圍的概念進行直擊雷防護設計，而是根據當地雷暴活動的路徑規律和雷擊選擇性，在適當的位置安裝避雷針，利用避雷針引雷入地。

②在村民居住區域進風口高處安裝獨立避雷針，提高其引發上行雷和截擊下行雷;在區域住宅區周圍、雷暴活動的路徑上適當位置、下風區安裝一定數量的避雷針。

③安裝的獨立避雷針作用是引雷，因此，高度20m即可，不必裝得很高。

6農村防雷成功案例

貴州省遵義市習水縣桃林鄉，地形、地貌屬于典型高原盆地地形(鄉民居住在盆地中心山包上)，帶電雷雨云進入后滯留時間長，并不斷閃擊放電，除鄉政府辦公大樓有一枝避雷針外，全鄉沒有任何防雷裝置。從1985—2000年15a間，全鄉雷擊死亡共35人，平均每年死亡2人以上;雷聲一響，家家關門閉戶，街道上空無一人，當地群眾幾乎到了談“雷”色變的程度。2001年7月，貴州省防雷減災辦公室技術人員經過現場勘查，根據該鄉地形和氣象環境特點，采用區域防雷技術方法，為該鄉設計并安裝了14座避雷塔，到2009年止該鄉未出現人員雷擊傷亡事故，不僅消除了當地居民雷電恐懼心理，也初步獲得了貴州農村山區區域防雷技術經驗，為目前新農村防雷示范工程打下良好的技術基礎。

7結論

實施農村防雷減災工程建設，提高農村雷電災害防御能力，充分體現了以人為本的發展理念，對推動社會主義新農村建設具有十分重要的意義。但在實施過程中應因地制宜，特別是貴州山區，要根據所在地具體情況及雷電活動特殊的規律(積雨云低，有一定的雷暴路徑)采取區域性防雷技術方法，在山區雷暴活動的路徑上適當位置裝設避雷針，將雷電引向避雷針，最大程度減小雷擊建筑物的機率，才能達到較好的雷電防護效果。