雷電防御中對暫態電位升高引起雷電反擊的處理

吳 澤 邱奕煒

（1.廣西來賓市氣象局，廣西 來賓 546100；2.廣西桂林市氣象局，廣西 桂林 541001）

我國因為特殊的地理分布，雷電多發地區集中在華南和西南地區，尤以廣東省和海南省、云南省最甚，而位于廣西中部的來賓市，臨近廣東、云南，也處于我國的雷電多發地區。來賓市深居廣西腹地，是亞熱帶季風氣候區，四面環山，雨量豐沛，擁有豐富的礦藏和深厚的壯族歷史文化底蘊，特殊的地理環境，使得我市氣象局自成立以來，對重點多發的氣象災害進行了有效的防御、規劃和治理，在我市多發的氣象災害中，雷電災害的相關事項一直為我單位的重要工作任務，對雷電防御以及雷電防御中出現的問題作出了多方面的研究。

1 暫態電位升高

1.1 暫態電位升高

發生雷擊時，電流通過防雷設置流過各分支導體和接觸地面的導體，與此同時各分支導體的電感、電阻及接觸地面導體的電阻也會因此出現壓降現象，這導致防雷裝置中個分支部分對地點位的要求都有不同程度的提高。但因為雷擊所形成的電流持續的時間不是很長，所以這種電位升高現象持續的時間也不長，大家把這一現象稱之為暫態電位升高。

1.2 暫態電位升高的危害

暫態電位升高引起的雷電反擊現象主要是通過各種的線路中的管道中所存在的金屬物對儀器設備造成巨大危害的同時，也威脅著人們的身體安全。暫態電位升高現象的產生是會帶來一定的危害的。在大多數的情況之下，雷電閃擊的受雷環節是接閃器，它以引下線作為特定的牽引渠道，將雷電流引入接地裝置中，以對雷電流進行泄散。接閃器與引下線始終是相連的，在雷電閃擊發生的過程中，連接著接閃器的引下線和雷電閃擊的通道會產生雷電流，而一般的建筑物往往會安裝防雷裝置，防雷裝置的工作原理主要是沿著路線而傳入的雷電沖擊波超過了避雷裝置的保護水平的時候，那么避雷裝置就會首先將電放掉，并通過良導體將雷電流引向地面，再通過接地裝置來化解由雷電閃擊而帶來的危害，進一步地保護了建筑物以及人類的安全[1]。若是在雷電流產生期間，建筑的電源線、鐵管、信號線等沒有做類似于安裝屏蔽器、避雷器，做等電位連接等基本措施，且沒有計算好這些防雷裝置與接地母線之間的距離，不能夠使該距離達到施工時所要求的距離，那么，它們就很有可能會與接地母線發生反擊，不僅僅產生跨步電壓，還會導致接觸電壓的出現，而雷電流經過接地母線的引流而進入地面，會在一定范圍內的土壤中產生電壓降，進而導致在地面上的不同的地點之間產生電位差，且電位差分布極為不均勻。倘若此時正好有人經過，就會使得人的兩腳之間出現明顯的的電位差，越靠近中心地帶，所產生的跨步電壓就會越大，這樣的話就很容易造成觸電等情況的發生，直接危及到人類的人身安全。有時候還會對電氣設備造成一定程度上的危害，甚至會對建筑產生不好的影響，引發雷電災害等。此外，當人與防雷裝置中的金屬物體進行接觸時，同樣也會造成接觸電壓的情況，一樣的會對人類的人生安全造成一定程度上的危害。

采用等電位連接等方式，通過對接地裝置和防雷裝置的設置，及時有效的削弱這一危害的影響。其中對接地裝置和防雷裝置的設立需要按照嚴格的標準進行施工，根據相關安全規定進行材料的選取，并且要根據自身的地質條件及對電阻值的需要進行設立，確保裝置的安全性。通過這些裝置所形成的等電位連接等方式，從而安全有效的減少暫態電位的升高而引起的雷電反擊現象，使得避免因這種現象造成嚴重的經濟損失和人身傷害。

2 雷電防御中暫態電位升高引起的雷電反擊的處理

在雷電防御設計和防御工程建設中，需要注意的事項很多，其中暫態電位升高將會引起雷電反擊現象，因此需要高度重視，有效的解決雷電反擊的處理辦法有，敷設各種接地裝置、引下線和電位連接，根據我市的土壤特點和土層厚度等情況，通常采用各種處理辦法結合起來，全方位地綜合治理，在最大程度上避免雷電反擊的產生以及減小雷電反擊帶來的人員傷亡和財產損失。

在設計防雷方案的時候，必須對施工建設現場進行勘察，并嚴格根據國家標準對施工建筑物的防雷等級進行評定，而后按照技術規范設計接地裝置和電位連接，以免日后運行過程中出現問題，造成不可挽回的局面。

防雷方案主要從兩個方面進行設計，一是防直擊雷，二是防感應雷。首先應當考慮的是地質環境的問題，在建設時若地質環境中的電阻值不能達到接地裝置的相關要求，則工作較難施行，只有加大裝置與地面的接觸面積，或者改變接地裝置接觸部分的土壤的電阻率[2]。前者可以采取多支垂直接地體與水平接地體相結合的方法增大接地體的幾何體積，后者則可以直接換掉接觸部分的土壤或者添加降阻劑，其中降阻劑的降阻效果需要特別引起關注。

3 結語

雷電災害作為我國十大自然災害之一，對我國的經濟造成了巨大的損失，每年因為雷電而產生的人員傷亡也呈上升趨勢，在實際工作中必須意識到雷電的危害的嚴重性，根據上述內容足以見得雷電防御的重要性，其中因為暫態電位的升高而引起的雷電的反擊現象尤其需要注意。我局作為市民重要的氣象狀況信息參考和氣象預測發布單位，對這類災害的防治更是責任重大，關系到來賓市的整體發展，肩負著防雷審核檢測和災害調查研究，以及防范措施的任務，對雷電防御過程中出現的暫態電位升高引起的雷電反擊現象的處理有義不容辭的責任。

[1]國家標準 《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94，2010版)[S].北京：中國計劃出版2011.8

[2]舒興武，楊啟彬，羅名權，劉玲宏.某自動氣象站發生的一次典型雷擊事故分析[A];2010年滇黔桂三省區七州市氣象協作區交流會特刊[C];2010