農(nóng)村校舍的防雷安全隱患及對(duì)策

趙健林 陳春柳

摘要：我國(guó)有著廣袤的農(nóng)村，農(nóng)業(yè)人口占全國(guó)人口一半以上，但是農(nóng)村學(xué)校與城市學(xué)校相比，在防雷設(shè)施上卻存在著較大差距。對(duì)于眾多農(nóng)村學(xué)子來說，為他們提供安全的學(xué)習(xí)環(huán)境是良好教育的前提，但是目前農(nóng)村校舍的防雷安全隱患尤為突出，時(shí)刻威脅著農(nóng)村師生的安全。

中圖分類號(hào)：G4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

2007年5月23日下午重慶開縣興業(yè)村小學(xué)突遭雷擊，造成7名小學(xué)生死亡、44名小學(xué)生受傷，其中5人重傷。釀成此次悲劇的因素很多，但最根本的還是教學(xué)樓無防雷裝置，而這種情況僅僅只是全國(guó)農(nóng)村校舍防雷現(xiàn)狀的一個(gè)縮影。

2011年對(duì)筆者所在縣域內(nèi)各中小學(xué)校舍進(jìn)行的專項(xiàng)防雷普查和防雷裝置定期檢測(cè)，可以得出，在農(nóng)村學(xué)校中無防雷設(shè)施校舍的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于城區(qū)學(xué)校。

人們長(zhǎng)期薄弱的農(nóng)村防雷意識(shí)的和匱乏的教育資金是造成這種差距的原因。塞翁失馬、焉知非福，令人欣慰的是如今各級(jí)政府和社會(huì)各界都對(duì)防雷安全逐步重視起來。從表1可知，具有合格防雷設(shè)施校舍的比重，農(nóng)村和城區(qū)持平。這歸功于近年來新增了不少農(nóng)村校舍，且所有新建校舍的防雷裝置都經(jīng)過了竣工檢測(cè)，彌補(bǔ)了部分城鄉(xiāng)差距。目前各地陸續(xù)開展了包括防雷在內(nèi)的校安工程，農(nóng)村校舍的防雷安全工作有了可觀的前景。然冰凍三尺非一日之寒，農(nóng)村校舍防雷工作還任重道遠(yuǎn)，安全隱患仍然很突出，現(xiàn)筆者做以下歸納。

1 存在問題

1.1 缺乏防直擊雷措施

直擊雷是直接擊在建筑物或防雷裝置上的閃電。它通過電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機(jī)械力等一系列的破壞作用威脅建筑物、設(shè)備和人員安全。

農(nóng)村學(xué)校早期的校舍以平房建筑和二三層樓的樓房居多，許多校舍年代久遠(yuǎn)、無任何防直擊雷設(shè)施，這類情況是最突出且最嚴(yán)重的防雷隱患。雷電可以直接擊穿屋頂，也可以從側(cè)面擊中窗戶。開縣小學(xué)雷災(zāi)就是屬于后者，教室未安裝任何防雷裝置，而且教室窗戶只由螺紋鋼架構(gòu)成，未做接地處理，且窗戶上沒有玻璃，完全處于敞開狀態(tài)，球形雷很容易從窗戶進(jìn)入室內(nèi)，導(dǎo)致人員傷亡。有一部分校舍具有接閃帶或接閃桿，但是普遍出現(xiàn)銹蝕、老化甚至斷裂現(xiàn)象，這都嚴(yán)重影響防雷效果和安全。

金屬旗桿未采取可靠防雷措施，恐怕會(huì)成為雷患的源頭之一。經(jīng)過檢測(cè)，部分獨(dú)立金屬旗桿的接地電阻過大，當(dāng)雷電擊中旗桿時(shí)，由于雷電流對(duì)地泄流不暢，在旗桿上產(chǎn)生的高電位很可能會(huì)對(duì)附近的人、物產(chǎn)生反擊，且破壞力很強(qiáng)。另一種情況是金屬旗桿直接安裝在屋頂。但要么是屋頂無防雷裝置，旗桿也沒專設(shè)接地線；要么是屋頂有防雷裝置，但旗桿未與之連接。部分人有一定防雷意識(shí)，但防雷知識(shí)匱乏，以為旗桿就可以當(dāng)避雷針了，殊不知防雷措施不到位的旗桿不但不避雷，反而起到了引雷效果。

1.2缺乏防閃電電涌侵入措施

閃電電涌侵入也稱為雷電波侵入，是指由于架空線路或金屬管道對(duì)雷電的傳導(dǎo)的作用，雷電波可能沿著這些管線侵入屋內(nèi)，危及人身安全或損壞設(shè)備。

目前新建校舍大部分已做了防雷考慮，主要是采取了防直擊雷措施，例如在屋面安裝了接閃帶、接閃針等防雷裝置。但校舍僅采取防直擊雷措施并非萬事大吉，因?yàn)樾@防雷不能缺乏防閃電電涌侵入環(huán)節(jié)。防閃電電涌侵入措施主要分電力系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容。

1.2.1 低壓電力系統(tǒng)

據(jù)檢查，許多農(nóng)村校園的電力線路都是架空敷設(shè)，且比較凌亂，按照規(guī)范要求，首先，電纜入戶前需埋地引入或架空線轉(zhuǎn)電纜埋地引入，當(dāng)架空轉(zhuǎn)埋地引入時(shí)電纜埋地長(zhǎng)度最少不得少于15m，且架空線和電纜轉(zhuǎn)換處安裝避雷器。當(dāng)電力線路實(shí)在需要全程架空引入時(shí)，需在入戶處安裝避雷器，且將避雷器接地端與金具、絕緣子鐵腳連接并接地。隨后應(yīng)在建筑內(nèi)電源入戶處安裝電涌保護(hù)器（SPD），且視情況對(duì)室內(nèi)配電系統(tǒng)進(jìn)行多級(jí)雷電過電壓保護(hù)。然而由于歷史遺留及經(jīng)費(fèi)問題，往往村校做不到這一點(diǎn)。雷暴天氣時(shí)，即便雷電沒有直接擊中校園，在校園附近產(chǎn)生的雷電流也很容易沿著電力線路侵入建筑內(nèi)，對(duì)設(shè)備造成威脅，而且雷電流在設(shè)備上產(chǎn)生高電位后可能形成二次雷擊威脅師生安全。雷電波侵入的原理見圖1。

1.2.2 信號(hào)系統(tǒng)

現(xiàn)代科技在進(jìn)步，教育手段也在翻新，許多學(xué)校建立起了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)和廣播信息系統(tǒng)。這種變革當(dāng)然是教育事業(yè)的進(jìn)步，但也使得雷擊的概率在增加，雷災(zāi)破壞性在增強(qiáng)，而農(nóng)村學(xué)校在信號(hào)線路的雷電防護(hù)措施卻更是少有到位的。集中體現(xiàn)在：信息機(jī)柜、機(jī)架、UPS金屬外殼等未采取等電位連接。信號(hào)線隨意架空引入、在接閃帶（避雷帶）等防直擊雷裝置上纏繞、信號(hào)線在防雷區(qū)界面處未采取等電位處理、未安裝信號(hào)SPD等，這些都是不科學(xué)且不安全的。弱電設(shè)備耐雷擊能力非常脆弱，一旦雷電波沿著信號(hào)線侵入，弱電設(shè)備很容易損壞。對(duì)于經(jīng)費(fèi)比較困難的農(nóng)村學(xué)校來說，年年因雷電波造成的設(shè)備損毀，更是一筆沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

2 校舍應(yīng)采取的的防雷技術(shù)

筆者認(rèn)為，學(xué)校為人員密集的重要場(chǎng)所，原則上應(yīng)該對(duì)學(xué)校防雷設(shè)施進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)要求，校舍的防雷類別應(yīng)劃為二類防雷建筑物。

2.1 直擊雷防護(hù)

校園內(nèi)建筑物必須采取防直擊雷措施。

2.1.1接閃器，

我們提倡采用安裝在建筑物上的接閃帶或者接閃帶、接閃桿混合組成的接閃器。接閃帶、接閃網(wǎng)應(yīng)沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等重點(diǎn)部位敷設(shè)，網(wǎng)格尺寸≤10m×10m或12m×8m。考慮到學(xué)校人員密集，為盡可能減少因雷擊屋面造成的碎石脫落砸傷行人，接閃帶應(yīng)該明敷，且固定支架高度不小于15cm。教學(xué)樓可能會(huì)利用其天面的金屬旗桿、金屬欄桿等永久金屬構(gòu)件作為接閃器，這時(shí)天面各金屬部件應(yīng)電氣貫通，且符合相應(yīng)規(guī)格要求。特別強(qiáng)調(diào)的是，不得利用通信基站和廣播天線上的接閃器作為整個(gè)建筑的接閃器。

2.1.2 引下線

建筑應(yīng)利用柱內(nèi)上下電氣貫通的主筋作為引下線，當(dāng)每根垂直支柱均起到引下線作用時(shí)，可對(duì)引下線間距不作要求。建筑物利用柱內(nèi)多股鋼筋作為引下線時(shí)不需要設(shè)置斷接卡，但是應(yīng)在室外適合的地方設(shè)連接點(diǎn)以供測(cè)試接地電阻。專設(shè)引下線不應(yīng)少于2根，并沿建筑四周和內(nèi)庭院四周均勻?qū)ΨQ布置，間距沿周長(zhǎng)計(jì)算不應(yīng)大于18m，當(dāng)跨度較大難以實(shí)現(xiàn)時(shí)要求平均間距不大于18m。專設(shè)引下線應(yīng)沿外墻外表面明敷，并經(jīng)最短路徑接地，應(yīng)在各引下線上距地面0.3m至1.8m處設(shè)斷接卡。地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地連接線應(yīng)暗敷或者采用改性塑料管或橡膠管加以保護(hù)。

2.1.3 接地裝置

原則上校舍應(yīng)采用自然接地裝置作為地網(wǎng)，這樣既經(jīng)濟(jì)又可靠。接地方式宜采用共用接地，即將防雷接地、建筑物金屬構(gòu)件、低壓配電保護(hù)地、等電位連接帶、設(shè)備保護(hù)地、屏蔽體接地、防靜電接地等連接在一起的接地系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中一般要求沖擊接地電阻≤1Ω。當(dāng)僅有防雷接地與配電系統(tǒng)接地共用接地裝置時(shí)，要求沖擊接地電阻≤4Ω。為防止雷電反擊相鄰建筑物的地網(wǎng)應(yīng)連接在一起。

當(dāng)需要采用人工接地時(shí)，人工接地體在土壤中的埋深不少于0.5m，距墻或基礎(chǔ)不小于1m,鐵質(zhì)接地材料須經(jīng)過熱鍍鋅防腐處理。為防止接觸電壓和跨步電壓，在專設(shè)引下線3m范圍內(nèi)地表層敷設(shè)5cm厚的瀝青層或15cm厚爍石層，最好再加以警示。

2.1.4 其他防直擊雷措施

獨(dú)立的金屬旗桿應(yīng)有良好的接地性能，接地電阻不應(yīng)大于10Ω。鍋爐房的煙囪應(yīng)可靠接地，當(dāng)突出屋面時(shí)，其上端部份應(yīng)就近與防雷裝置連接。

教學(xué)樓的特點(diǎn)是窗戶多而且寬大，為了防止側(cè)擊雷以及球形雷，筆者建議窗戶采用金屬框架，且龍骨與建筑內(nèi)的鋼筋電氣導(dǎo)通。當(dāng)然，這也需要視情況而定，防雷的原則是既要滿足安全也要講究經(jīng)濟(jì)合理。