農村校舍的防雷安全隱患及對策

趙健林 陳春柳

摘要：我國有著廣袤的農村，農業人口占全國人口一半以上，但是農村學校與城市學校相比，在防雷設施上卻存在著較大差距。對于眾多農村學子來說，為他們提供安全的學習環境是良好教育的前提，但是目前農村校舍的防雷安全隱患尤為突出，時刻威脅著農村師生的安全。

中圖分類號：G4文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

2007年5月23日下午重慶開縣興業村小學突遭雷擊，造成7名小學生死亡、44名小學生受傷，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樓無防雷裝置，而這種情況僅僅只是全國農村校舍防雷現狀的一個縮影。

2011年對筆者所在縣域內各中小學校舍進行的專項防雷普查和防雷裝置定期檢測，可以得出，在農村學校中無防雷設施校舍的比重遠遠大于城區學校。

人們長期薄弱的農村防雷意識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政府和社會各界都對防雷安全逐步重視起來。從表1可知，具有合格防雷設施校舍的比重，農村和城區持平。這歸功于近年來新增了不少農村校舍，且所有新建校舍的防雷裝置都經過了竣工檢測，彌補了部分城鄉差距。目前各地陸續開展了包括防雷在內的校安工程，農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，農村校舍防雷工作還任重道遠，安全隱患仍然很突出，現筆者做以下歸納。

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、熱效應或機械力等一系列的破壞作用威脅建筑物、設備和人員安全。

農村學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、無任何防直擊雷設施，這類情況是最突出且最嚴重的防雷隱患。雷電可以直接擊穿屋頂，也可以從側面擊中窗戶。開縣小學雷災就是屬于后者，教室未安裝任何防雷裝置，而且教室窗戶只由螺紋鋼架構成，未做接地處理，且窗戶上沒有玻璃，完全處于敞開狀態，球形雷很容易從窗戶進入室內，導致人員傷亡。有一部分校舍具有接閃帶或接閃桿，但是普遍出現銹蝕、老化甚至斷裂現象，這都嚴重影響防雷效果和安全。

金屬旗桿未采取可靠防雷措施，恐怕會成為雷患的源頭之一。經過檢測，部分獨立金屬旗桿的接地電阻過大，當雷電擊中旗桿時，由于雷電流對地泄流不暢，在旗桿上產生的高電位很可能會對附近的人、物產生反擊，且破壞力很強。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，但防雷知識匱乏，以為旗桿就可以當避雷針了，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雷電的傳導的作用，雷電波可能沿著這些管線侵入屋內，危及人身安全或損壞設備。

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，因為校園防雷不能缺乏防閃電電涌侵入環節。防閃電電涌侵入措施主要分電力系統和信號系統兩方面的內容。

1.2.1 低壓電力系統

據檢查，許多農村校園的電力線路都是架空敷設，且比較凌亂，按照規范要求，首先，電纜入戶前需埋地引入或架空線轉電纜埋地引入，當架空轉埋地引入時電纜埋地長度最少不得少于15m，且架空線和電纜轉換處安裝避雷器。當電力線路實在需要全程架空引入時，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。隨后應在建筑內電源入戶處安裝電涌保護器（SPD），且視情況對室內配電系統進行多級雷電過電壓保護。然而由于歷史遺留及經費問題，往往村校做不到這一點。雷暴天氣時，即便雷電沒有直接擊中校園，在校園附近產生的雷電流也很容易沿著電力線路侵入建筑內，對設備造成威脅，而且雷電流在設備上產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 信號系統

現代科技在進步，教育手段也在翻新，許多學校建立起了計算機系統、多媒體系統和廣播信息系統。這種變革當然是教育事業的進步，但也使得雷擊的概率在增加，雷災破壞性在增強，而農村學校在信號線路的雷電防護措施卻更是少有到位的。集中體現在：信息機柜、機架、UPS金屬外殼等未采取等電位連接。信號線隨意架空引入、在接閃帶（避雷帶）等防直擊雷裝置上纏繞、信號線在防雷區界面處未采取等電位處理、未安裝信號SPD等，這些都是不科學且不安全的。弱電設備耐雷擊能力非常脆弱，一旦雷電波沿著信號線侵入，弱電設備很容易損壞。對于經費比較困難的農村學校來說，年年因雷電波造成的設備損毀，更是一筆沉重的經濟負擔。

2 校舍應采取的的防雷技術

筆者認為，學校為人員密集的重要場所，原則上應該對學校防雷設施進行高標準要求，校舍的防雷類別應劃為二類防雷建筑物。

2.1 直擊雷防護

校園內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、接閃網應沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等重點部位敷設，網格尺寸≤10m×10m或12m×8m。考慮到學校人員密集，為盡可能減少因雷擊屋面造成的碎石脫落砸傷行人，接閃帶應該明敷，且固定支架高度不小于15cm。教學樓可能會利用其天面的金屬旗桿、金屬欄桿等永久金屬構件作為接閃器，這時天面各金屬部件應電氣貫通，且符合相應規格要求。特別強調的是，不得利用通信基站和廣播天線上的接閃器作為整個建筑的接閃器。

2.1.2 引下線

建筑應利用柱內上下電氣貫通的主筋作為引下線，當每根垂直支柱均起到引下線作用時，可對引下線間距不作要求。建筑物利用柱內多股鋼筋作為引下線時不需要設置斷接卡，但是應在室外適合的地方設連接點以供測試接地電阻。專設引下線不應少于2根，并沿建筑四周和內庭院四周均勻對稱布置，間距沿周長計算不應大于18m，當跨度較大難以實現時要求平均間距不大于18m。專設引下線應沿外墻外表面明敷，并經最短路徑接地，應在各引下線上距地面0.3m至1.8m處設斷接卡。地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地連接線應暗敷或者采用改性塑料管或橡膠管加以保護。

2.1.3 接地裝置

原則上校舍應采用自然接地裝置作為地網，這樣既經濟又可靠。接地方式宜采用共用接地，即將防雷接地、建筑物金屬構件、低壓配電保護地、等電位連接帶、設備保護地、屏蔽體接地、防靜電接地等連接在一起的接地系統。在設計中一般要求沖擊接地電阻≤1Ω。當僅有防雷接地與配電系統接地共用接地裝置時，要求沖擊接地電阻≤4Ω。為防止雷電反擊相鄰建筑物的地網應連接在一起。

當需要采用人工接地時，人工接地體在土壤中的埋深不少于0.5m，距墻或基礎不小于1m,鐵質接地材料須經過熱鍍鋅防腐處理。為防止接觸電壓和跨步電壓，在專設引下線3m范圍內地表層敷設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

獨立的金屬旗桿應有良好的接地性能，接地電阻不應大于10Ω。鍋爐房的煙囪應可靠接地，當突出屋面時，其上端部份應就近與防雷裝置連接。

教學樓的特點是窗戶多而且寬大，為了防止側擊雷以及球形雷，筆者建議窗戶采用金屬框架，且龍骨與建筑內的鋼筋電氣導通。當然，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濟合理。