淺談雷電特征及防雷管理對(duì)策

趙仲茂 梁靜宇 李富暖

摘要 利用廣東省徐聞縣氣象局近30年來(lái)的雷暴觀測(cè)資料，從雷暴的年際變化、月變化、日變化和初終日保證率等方面討論徐聞縣雷暴發(fā)生規(guī)律，結(jié)合徐聞縣生產(chǎn)生活實(shí)際，提出科學(xué)有效的防雷管理對(duì)策，以供參考。

摘要 徐聞縣;雷電特征;防雷管理;對(duì)策思考

中圖分類號(hào)：S761.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）01–0047–02

雷暴突發(fā)性強(qiáng)、局地性明顯，發(fā)展速度十分迅猛，因此難以準(zhǔn)確預(yù)報(bào)和臨時(shí)防御。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，電子設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，高層建筑物也逐漸增多，生產(chǎn)生活區(qū)域遭受雷擊的概率大幅提升[1]。徐聞縣位于雷州半島，常年受大陸性和海洋性氣候雙重影響，盛行東南風(fēng)和西南風(fēng)，夏季多陣雨或雷陣雨，其中5—8月為雨季，9月為暴雨鼎盛期，是廣東省雷暴發(fā)生頻率較高地區(qū)之一，為全國(guó)三大雷區(qū)之一。本地多雷暴年份甚至整月每天都有打雷，“雷”字便由多雷暴而來(lái)。因此，深入研究本地雷暴氣候特征，加強(qiáng)對(duì)其活動(dòng)規(guī)律的認(rèn)知，可以為今后的雷暴精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和防雷減災(zāi)提供可靠的氣象學(xué)依據(jù)。

1 徐聞縣雷電變化特征

1.1 雷電活動(dòng)年際變化特征

統(tǒng)計(jì)分析徐聞縣1989—2019年雷暴資料得出，近30年平均雷暴日數(shù)為95.3 d，屬于強(qiáng)雷區(qū)。其中，1992年雷暴日數(shù)最多，為120.4 d;1996年雷暴日數(shù)最少，為66 d，雷暴日數(shù)的最大值約為最小值的2倍，說(shuō)明徐聞縣雷暴日數(shù)年際變化大。

1.2 雷電活動(dòng)月變化特征

徐聞縣1—11月份均有雷暴出現(xiàn)，但1月和11月雷暴日數(shù)均不足1 d，12月沒(méi)有雷暴記錄。由圖1可知，每年3—5月份雷暴日數(shù)陡然增長(zhǎng)，6—9月為多雷暴期，雷暴日數(shù)占全年總雷暴日數(shù)的80%以上，進(jìn)入10月后雷暴日數(shù)急劇減少（圖1）。總體而言，年內(nèi)雷電活動(dòng)變化呈現(xiàn)單峰型特征。雷暴多發(fā)期與徐聞縣受冷鋒低槽影響的前汛期和受熱帶系統(tǒng)影響的后汛期正好重合。此外，近30年來(lái)，12月雷暴出現(xiàn)日數(shù)均為0 d，2月雷暴日數(shù)逐年增加，5—7月雷暴日數(shù)下降，4—9月雷暴日數(shù)均在6 d以上，最高可達(dá)17.9 d。

根據(jù)廣東省雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)資料顯示，徐聞縣地閃主要活躍期為4—9月，高發(fā)期為5—8月，高發(fā)期地閃總數(shù)可占全年地閃總數(shù)的90%以上，其中，超過(guò)35%的地閃都出現(xiàn)在6月，12月基本沒(méi)有地閃出現(xiàn)。

1.3 雷電活動(dòng)日變化特征

徐聞縣雷電活動(dòng)日變化特征明顯，雖然各時(shí)次均有雷暴出現(xiàn)，但主要集中在午后和午夜兩個(gè)時(shí)段，且午后時(shí)段出現(xiàn)的頻率較高。午后15：00～17：00是雷暴發(fā)生的高峰期，午夜02：00前后是次高峰，午后多雷暴是由于太陽(yáng)輻射在此時(shí)段較為強(qiáng)烈使得局地空氣對(duì)流增強(qiáng)，不穩(wěn)定能量層聚集;午夜時(shí)段則是夜間大氣上層釋放輻射，低層仍在吸收長(zhǎng)波輻射，上下層長(zhǎng)波輻射的差異讓氣層變得不穩(wěn)定，能量得到釋放。

1.4 雷暴初終日變化

徐聞縣最早初雷日為1月20日，最晚初雷日為4月25日，初雷日早晚相差可達(dá)90 d左右。最早終雷日為9月20日，最晚終雷日為11月17日，早晚相差可達(dá)60 d左右。5%保證率的終雷日日期在9月下旬，說(shuō)明這時(shí)段雷暴結(jié)束的可能性小（表1）。

2 防雷管理對(duì)策

2.1 構(gòu)建基本防雷設(shè)施

接閃器是常用的防雷裝置，建筑物一般采用避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)等，布設(shè)接閃器要考慮和建筑物外觀的美觀一致性、耐流耐壓能力和工程造價(jià)。引下線的數(shù)量和直徑影響分流功能的發(fā)揮，當(dāng)引下線較多時(shí)，分流至每根引下線的電流就較小，感應(yīng)范圍窄。布設(shè)引下線應(yīng)注意間隔距離，建筑物高度達(dá)到一定程度且引下線較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在建筑物中間位置加設(shè)等電位連接環(huán)，降低反擊過(guò)電壓[2]。建筑物內(nèi)、附近的所有金屬物，如混凝土內(nèi)的鋼筋、自來(lái)水管、煤氣管及其它金屬管道、機(jī)器基礎(chǔ)金屬物及其它大型的埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、電力系統(tǒng)的零線、建筑物的接地線統(tǒng)一用電氣連接的方法連接起來(lái)，使整座建筑物成為一個(gè)良好的等電位體，建筑物內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)跨步電壓危害人身安全，而且對(duì)避免雷電產(chǎn)生的電磁脈沖干擾電子設(shè)備也有益處。建筑物內(nèi)采取防雷屏蔽措施，能夠保護(hù)內(nèi)部計(jì)算機(jī)設(shè)備、精密儀器、通信設(shè)備等免受電磁脈沖危害。若僅有接閃器防護(hù)，電子設(shè)備本身對(duì)電流敏感度高而且耐壓能力差，附近出現(xiàn)閃電時(shí)會(huì)受到雷電波電磁輻射。建筑物內(nèi)的屏蔽設(shè)計(jì)應(yīng)利用內(nèi)部鋼筋就其建筑框架，建成籠式避雷網(wǎng)，比獨(dú)立的接閃裝置對(duì)地電容值效果強(qiáng)，提高雷電流散流效果。

接地功能的有效發(fā)揮是防雷成功的保障之一。考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的雙重標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋混凝土型建筑物宜采用內(nèi)部鋼筋作為接地裝置，當(dāng)建筑物墻體和屋面被防水卷材包裹時(shí)，宜采取周圈式接地裝置，周圈式接地裝置應(yīng)提前在建筑物3 m之外埋入基礎(chǔ)槽外部。木磚結(jié)構(gòu)的建筑物須獨(dú)立引下線和接地。本地土壤對(duì)電流阻礙作用大且使用接地極多時(shí)可以做周圍式接地，因?yàn)榇四Ｊ降慕拥匮b置沖擊阻抗較小，利于建筑物電位合理布局，減小跨步電壓。若采取獨(dú)立接地方式，鉆孔埋地深度為4～12 m最好，深孔接地極容易達(dá)到地下水位，減少接地極材料用量。

2.2 防雷管理對(duì)策

防雷安全管理采取“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的方針。首先，須落實(shí)各單位防雷責(zé)任，按照審批、負(fù)責(zé)、監(jiān)管一條線的思路，切實(shí)履行好各自的防雷義務(wù)。防雷執(zhí)法部門應(yīng)妥善進(jìn)行安全督查工作，對(duì)油氣庫(kù)、危險(xiǎn)化學(xué)品庫(kù)、煙花爆竹等易燃易爆場(chǎng)所實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控。兼顧雷電防護(hù)裝置的使用和維修兩方面工作，做好日常維護(hù)和定期檢測(cè)，確保已安裝的防雷裝置對(duì)各建筑物和場(chǎng)所有效防護(hù)。將防雷安全履職程度納入單位生產(chǎn)考核標(biāo)準(zhǔn)體系，特別是雷雨季節(jié)來(lái)臨前需進(jìn)行一次全面大檢查。

其次，嚴(yán)格組織雷電防護(hù)裝置檢測(cè)。單位應(yīng)制定完善的防雷安全管理制度和雷電應(yīng)急預(yù)案，委托具有相應(yīng)資質(zhì)等級(jí)的雷電裝置檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)裝置性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，更換不符合標(biāo)準(zhǔn)的裝置，配合防雷執(zhí)法部門的安全督查將檢測(cè)報(bào)告和數(shù)據(jù)及時(shí)上傳至監(jiān)管平臺(tái)。出具檢測(cè)報(bào)告的單位必須依法取得主管部門合法的資質(zhì)認(rèn)證，按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)依法依規(guī)檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)報(bào)告負(fù)責(zé)并且格式采取統(tǒng)一格式。氣象主管機(jī)構(gòu)要對(duì)第三方檢測(cè)單位進(jìn)行監(jiān)管，杜絕偽造、出租、掛靠檢測(cè)資質(zhì)、無(wú)資質(zhì)或者超越資質(zhì)等級(jí)承攬防雷裝置檢測(cè)業(yè)務(wù)，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)包、違法分包檢測(cè)項(xiàng)目等，鼓勵(lì)社會(huì)力量對(duì)違法行為進(jìn)行舉報(bào)。

再次，健全防雷檢測(cè)單位信用體系，促進(jìn)其誠(chéng)信自律，以動(dòng)態(tài)編成誠(chéng)信檔案信息的方式對(duì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)開展信用監(jiān)管，對(duì)不合規(guī)的檢測(cè)行為及時(shí)在平臺(tái)上予以公示。委托公共安全技術(shù)中心開展防雷裝置檢測(cè)質(zhì)量抽查，年末時(shí)可委托第三方技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)開展防雷檢測(cè)質(zhì)量考核，對(duì)全市的防雷檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行抽檢，隨后網(wǎng)上通報(bào)防雷裝置檢測(cè)質(zhì)量年終考核報(bào)告，責(zé)令各防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)存在問(wèn)題的檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行整改，并以此考核報(bào)告為依據(jù)，對(duì)出具問(wèn)題報(bào)告的防雷檢測(cè)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)監(jiān)督檢查力度和加大檢測(cè)質(zhì)量抽查比例。

最后，拓寬雷電災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警信息發(fā)布渠道，單位或個(gè)人可利用撥打聲訊電話12121或查詢微信公眾號(hào)平臺(tái)、收看電視天氣預(yù)報(bào)等方式及時(shí)了解天氣預(yù)報(bào)信息。發(fā)生雷電災(zāi)害事故的單位和個(gè)人要及時(shí)將受災(zāi)情況報(bào)送當(dāng)?shù)貧庀笾鞴軝C(jī)構(gòu)。

3 結(jié)語(yǔ)

徐聞縣屬于我國(guó)強(qiáng)雷區(qū)，每年的6—9月為雷暴日數(shù)高發(fā)期，因此，加強(qiáng)防雷減災(zāi)管理工作極為重要。防雷管理工作的順利開展關(guān)系著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全。防雷人員需要深入研究雷電活動(dòng)特征，按照防雷工作要求，遵守防雷設(shè)置設(shè)計(jì)安裝規(guī)范，時(shí)刻將防雷安全管理工作擺到突出位置，從可控源頭上消除雷電安全隱患，為社會(huì)發(fā)展及公眾安全保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)

[1] 李昆飆，游飛，陳華.雷州半島雷電活動(dòng)特征分析[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，28（12）：303-304.

[2] 徐靜.提高基層氣象部門防雷安全監(jiān)管能力探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊， 2020（27）： 68，75.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Discussion on Lightning

Characteristics and light-

ning Protection Manage-

ment Countermeasures

ZHAO Zhong-mao et al （Meteorological Bureau of Xuwen County， Xuwen， Guangdong 524100）

Abstract Based on the data of thunderstorm observation in Xuwen County Meteorological Bureau of Guangdong Province in recent 30 years， the paper discusses the occurrence law of local thunderstorms from the aspects of annual change， monthly change， daily change and initial and final guarantee rate of thunderstorm， and puts forward scientific and effective countermeasures for mine prevention management in combination with the actual production and life in Guangdong Province.

Key words Xuwen County; Lightning char-acteristics; Lightning protection management; Countermeasures