摘 要 雷擊事故一直是電力供應(yīng)部門(mén)最重視的災(zāi)禍之一,供電線路和設(shè)備都是雷電的襲擊對(duì)象,輕則造成設(shè)備損壞,停電停產(chǎn),重則造成人員傷亡。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)估算,中國(guó)每年因雷擊傷亡3000人以上。另外,雷擊也是森林火災(zāi)發(fā)生的重要原因之一,森林火災(zāi)有30%~70%是雷擊造成的。
關(guān)鍵詞 雷電災(zāi)害 防災(zāi) 減災(zāi)
中圖分類(lèi)號(hào):P429文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1雷電及其危害
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象。雷電災(zāi)害泛指雷擊或雷電電磁脈沖入侵和影響造成人員傷亡或物體受損,云層之間的放電主要對(duì)飛行器有危害,對(duì)地面上的建筑物和人、畜沒(méi)有很大影響,云層對(duì)大地的放電,則對(duì)建筑物、電子電氣設(shè)備和人、畜危害甚大。
雷電災(zāi)害是“聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)十年”公布的最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一。統(tǒng)計(jì)資料表明,雷電造成的損失已經(jīng)上升到自然災(zāi)害的第三位?,F(xiàn)今全球平均每年因雷電災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失就超過(guò)10億美元,死亡人數(shù)在3000人以上。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),中國(guó)每年因雷擊以及雷擊負(fù)效應(yīng)造成傷亡的人數(shù)均超過(guò)1萬(wàn),其中死亡3000~4000人,財(cái)產(chǎn)損失在50億元到100億元人民幣。雷電可造成建筑物和森林火災(zāi),美國(guó)山林火災(zāi)70%以上由雷電引起,每年燒掉近400萬(wàn)英畝的林木;雷電造成的航空航天事故更嚴(yán)重,美國(guó)每年平均有55架次的各類(lèi)飛機(jī)遭遇雷電。雷電還可引爆火箭的點(diǎn)火裝置,使火箭自行升空,或使發(fā)射過(guò)程中的火箭爆炸。
雷電對(duì)電業(yè)、鐵路、通信等多種行業(yè)造成破壞。主要傷害方式有:
直擊雷:帶電的云層對(duì)大地上的某一點(diǎn)發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象,稱為直擊雷。當(dāng)雷電直接擊在建筑物上,強(qiáng)大的雷電流使建(構(gòu))筑物水分受熱汽化膨脹,從而產(chǎn)生很大的機(jī)械力,導(dǎo)致建筑物燃燒或爆炸。它的破壞力十分巨大,若不能迅速將其泄放入大地,將導(dǎo)致放電通道內(nèi)的物體、建筑物、設(shè)施、人畜遭受?chē)?yán)重的破壞或損害,如火災(zāi)、建筑物損壞、電子電氣系統(tǒng)摧毀,甚至危及人畜的生命安全。
感應(yīng)雷破壞:感應(yīng)雷破壞也稱為二次破壞。它分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷兩種。靜電感應(yīng)雷帶有大量負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),將會(huì)在金屬導(dǎo)線上感應(yīng)出被電場(chǎng)束縛的正電荷,沿著線路產(chǎn)生大電流沖擊,對(duì)易燃易爆場(chǎng)所、計(jì)算機(jī)危害較大。電磁感應(yīng)雷,雷擊發(fā)生在供電線路附近,或擊在避雷針上,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場(chǎng),此交變電磁場(chǎng)的能量將感應(yīng)于線路并最終作用到設(shè)備上。由于避雷針的存在,建筑物上落雷機(jī)會(huì)反倒増加,內(nèi)部設(shè)備遭感應(yīng)雷危害的機(jī)會(huì)和程度一般來(lái)說(shuō)是增加了,對(duì)用電設(shè)備造成極大危害。
雷電波引入的破壞:當(dāng)雷電接近架空管線時(shí),高壓沖擊波會(huì)沿架空管線侵入室內(nèi),造成高電流引入,這樣可能引起設(shè)備損壞或人身傷亡事故。如果附近有可燃物,容易釀成火災(zāi)
據(jù)統(tǒng)計(jì),雷電對(duì)建筑的傷害主要來(lái)自直擊雷和感應(yīng)雷,直擊雷的損壞僅占15%,感應(yīng)雷與地電位提高的損壞占85%,直擊雷主要是對(duì)建筑物產(chǎn)生傷害,易遭雷擊的建筑物有:(1)高聳突出的建筑物,如水塔、電視塔等;(2)地下水位高或有金屬礦床等地區(qū)的建筑物;(3)孤立突出在曠野的建筑物,如工棚、涼亭;(4)建筑物屋面的突出部位和物體,如煙管道、太陽(yáng)能熱水器:(5)建筑物各種金屬突出物,如旗桿、廣告牌。
2雷擊災(zāi)害的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計(jì)
2.1雷擊災(zāi)害的特點(diǎn)
200多年前,富蘭克林發(fā)明避雷針以后,建筑物等設(shè)施已得到了一定的保護(hù),人們認(rèn)為可以防止雷害,對(duì)防雷問(wèn)題有所松懈。20世紀(jì)80年代以后,雷災(zāi)出現(xiàn)新的特點(diǎn),這主要是因?yàn)橐恍└叽蠼ㄖ呐d起,如高層智能大廈、微波站、天線塔等,它們都會(huì)吸引落雷,造成破壞。增設(shè)的各種架空長(zhǎng)導(dǎo)線反倒引雷入室,使避雷裝置失去作用。隨之防雷對(duì)象也由強(qiáng)電轉(zhuǎn)移到弱電。雷電產(chǎn)生的電磁感應(yīng)已成為主要危害。同時(shí),雷電還威脅著航天、航空、火箭發(fā)射等事業(yè)。
2.2結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計(jì)
建筑物應(yīng)根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為三類(lèi)。對(duì)每類(lèi)建筑物的防雷措施規(guī)定如下:
第一類(lèi)防雷建筑物的防雷措施,應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線(網(wǎng)),使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于5mx5m或6mx4m。排放爆炸危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管等的管口外的以下空間應(yīng)處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。
第二類(lèi)防雷建筑物防直擊雷的措施,宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)(帶)或避雷針,或由其混合組成的接閃器。避雷網(wǎng)(帶)應(yīng)按規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)。并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10mx1m或12mx8m的網(wǎng)格。所有避雷針應(yīng)采用避雷帶相互連接。
第三類(lèi)防雷建筑物防直擊雷的措施,宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)(帶)或避雷針或由這兩種混合組成的接閃器。避雷網(wǎng)(帶)應(yīng)按規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和槍角等易受雷擊的部位敷設(shè)。并應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于20mx20m或24mxl6m的網(wǎng)格。平屋面的建筑物,當(dāng)其寬度不大于20m時(shí),可僅沿網(wǎng)邊敷設(shè)一圈避雷帶。
3防雷減災(zāi)措施探析
防御和減輕雷電災(zāi)害的活動(dòng),包括對(duì)雷電和雷電災(zāi)害的研究、監(jiān)測(cè)、預(yù)警、防護(hù)以及對(duì)雷電災(zāi)害的調(diào)查、鑒定和評(píng)估等。目前,中國(guó)已經(jīng)有《防雷工程專業(yè)資質(zhì)管理法》和《防雷裝置設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收規(guī)定》兩部防雷規(guī)章,但觸目驚心的雷電災(zāi)害損失說(shuō)明在防御雷電災(zāi)害方面依然存在許多問(wèn)題。
防雷減災(zāi)重在預(yù)防?,F(xiàn)有的居民高樓,檢測(cè)覆蓋率連30%都達(dá)不到。研究發(fā)現(xiàn),雷電在空氣中產(chǎn)生聚變電磁場(chǎng),感應(yīng)金屬導(dǎo)體,天線、電源線、電腦都會(huì)感應(yīng)出電流,這就使感應(yīng)雷擊產(chǎn)生,直擊雷好防,感應(yīng)雷難防。其會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的很大損害,80%的人卻不了解。
作者簡(jiǎn)介:鄒海燕(1975.4-)女,漢族,湖南新化人,研究生,中共新化縣委黨校講師。