張婧雯,劉 暢,李亞娟,魏 慶,吳 容
(四川省防雷中心, 四川 成都 610072)
近年來,四川省農村地區雷災頻繁,雷擊造成人員傷亡的事故逐年增多,經濟損失不斷增長。根據四川省雷電監測網多年雷電監測資料統計,四川省農村地區所在地屬于雷暴多發區,若有雷擊發生,有可能造成較大的人員傷亡和財產損失,因此雷電災害防御尤為重要。為保護國家和人民生命財產安全,國家、地方和相關部門相繼出臺了相應的法律法規和各類技術標準來規范防雷減災工作,以防止和減小因雷電災害造成的群死群傷事故發生。根據四川省農村地區的區域性、結構特性等進行雷擊災害風險研究工作,具有一定的針對性,用于防雷設計指導,達到經濟與技術結合最大效益的目的。
四川是農業大省,農業防雷形勢異常嚴峻。四川省現有50個省級新農村建設示范片:邛崍市固驛、郫縣沙西、富順縣富東、米易縣灣丘—埡口片區、鹽邊縣紅格新農村建設示范片等地區都位于雷電高發區。近年來,各級政府對農村防雷工作高度重視,2006年國務院辦公廳《關于進一步做好防雷減災工作的通知》中,要求加快建設農村雷擊高發區域的接閃裝置,解決雷電災害頻發的問題。目前各地新農村基礎設施建設已深入開展,但由于各方面因素的制約,廣大農村對雷電的認識還不夠,雷電災害防御意識尚不強。如果新農村建設過程中防雷措施不健全,勢必會埋下較大的防雷隱患,輕則造成一定的經濟損失,重則造成人員傷亡,影響并嚴重制約新農村建設的良好發展態勢。
隨著城市現代化的不斷發展,科學技術的不斷進步,新農村建設不斷推進,各類信息系統廣泛進入新農村建筑。但是,這些電子設備普遍存在著絕緣強度低、過電壓和過電流耐受能力差、對電磁干擾敏感等弱點,一旦建筑物受到直接雷擊或其附近區域發生雷擊,雷電過電壓、過電流和脈沖電磁場會通過供電線、通信線、接收天線、金屬管道和空間輻射等途徑侵入建筑物內,威脅室內電子設備的正常工作和安全運行。如防護不當,這些雷害輕則使電子設備失控,重則造成電子設備永久性損壞,嚴重時還可能造成人員傷亡。因此,根據新農村新建的各類設施和建(構)筑物結構特性,并結合各種雷電危害類型進行防雷減災工作尤為重要。
新農村地區大多位于四川省雷電高發區,且地勢平坦四周空曠,部分村莊位于山頂上,周圍無高達建筑物遮擋,易受雷擊。同時新農村建筑物在直擊雷防護方面并不完善,側擊雷、感應雷防護并不重視,很多建筑物沒有感應雷防護措施。人員、財產均面臨研究的雷擊災害風險。
當雷電擊中建筑物時,由于雷電是具有高電壓、大電流,作用時間極短的瞬變過程,通常在瞬間釋放出巨大的能量,把被擊中金屬熔化,使物體水份受熱膨脹,或分解成氫氣和氧氣,形成強大的機械力,產生爆炸,使建筑物遭到破壞。在此過程中存在以下雷擊安全隱患:一是雷電流沿引下線傳導過程中,在其周圍存在很強的電磁場,可能引起感應過電壓和過電流。二是雷電流由散流裝置入地過程中形成的電位梯度過大會導致行人因跨步電壓而發生人身傷亡事故。三是直接雷擊時,雷電流在泄放和散流過程中因電阻壓降和電感壓降導致高電位通過靜電感應在水平布設的信號線路和電源線路上產生的過電壓損壞設備接口,并有可能導致反擊及人身觸電傷亡事故。
雷擊的一種,從側面擊中建筑物。因為新農村全面推進高層公寓建設,且地勢空曠,樓頂接閃帶并不能完全保護住樓體,所以側擊雷就需要加設保護。現代建筑中防側擊雷的一種重要措施就是在超出滾球半徑高度的建筑物周圍做防側擊雷的接閃帶(暗敷)。如果是現代建筑物,為了全面的保護,從安全、美觀角度出發,提倡在屋頂敷設接閃帶或者接閃網格,接閃帶可以看成是無數等高接閃桿的積分,也可以看成是接閃線,從而全面的保護建筑物。
散流時引起的過流(壓)損壞:當雷電擊中建(構)筑物散流時,分流到配電系統、信號線路、其它金屬管道中的雷電流引起設備過壓(流)損壞或人身觸電導致傷亡事故。發生直接雷擊,雷電流泄放時,建筑物內部分布著暫態電磁場,尤其以引下線周圍最為強烈。此電磁場將會對建筑物內各個系統產生作用,引起設備誤動作或損壞,應進行分析估算,并采取相應防護措施。室內暫態磁場作用在信息系統環路上,將會產生感應過電壓(流),導致設備接口或設備本身損壞。
閃電電涌侵入是指直擊雷或感應雷電波通過輸電線路、通信電纜等金屬引入線進入建筑物內,造成閃擊而引起的雷擊事故。閃電電涌侵入的方式通常有兩種:其一是直擊雷擊中金屬導線,讓高壓雷電波以波的形式沿著導線兩邊傳播而引入室內;第二種是來自閃電感應的高電壓脈沖,即由于雷云對大地放電或雷云之間迅速放電形成的靜電感應和電磁感應,他們在各種電線中感應出幾千伏到幾十千伏的高電位,以波的形式沿著導線傳播而引入室內。
(1)完善雷電監測網,建立雷電災害預警、預報服務系統和雷電預警發布平臺;逐步建立省、市、縣、鄉四級聯動管理和服務聯動機制。建設內容:雷電監測、預警預報、雷電防護、雷電信息實時發布服務。將事前防災、災害預警、應急避災和災后評估結合起來,強調事前通過工程性和非工程性措施主動防雷減災。
(2)利用廣播、電視、電臺、報刊、互聯網、手機短信、農村廣播站,以及防雷知識下鄉等方式,加大農村地區的防雷知識普及力度。通過宣傳,使廣大新農村地區人員提高防雷安全意識,增加防雷減災知識,最大限度地減少和避免雷擊傷人、毀物事件的發生。
(3)針對農村建筑物普遍未安裝防雷裝置的情況,加強對農村地區居民住宅防雷設施的技術支持指導和安全檢測工作,尤其要加強對農村地區新建、改建高大建筑物建構筑物的防雷工程施工圖的審核和檢測工作。進一步完善四川新農村地區防雷防護裝置系統頂層設計合理性。
(4)加強防雷檢測工作,組建農村專項檢測裝置隊伍,集中對農村的防雷裝置進行檢測,對不合格的及時輔導整改,最大限度消除可能發生的雷擊事故隱患。對于易受雷電侵襲的農村地區,開展雷擊風險評估,提出抵御雷電災害的措施和方案;對于被雷擊造成損失的區域,開展雷災調查評估,并提供給當地政府,輔導其決策并完成督促整改工作。
(5)加強法律法規建設,在新農村防雷減災工作的開展過程中,積極監督防雷工作的相關環節,使防雷減災工作落在實處。加大防雷減災工作開展力度,引導各級人員切實履行自身的職責。同時對相關法律法規加以執行時,執法部門需要做好與其他部門的協作溝通工作,尤其是安檢部門與消防部門,構建長期有效的合作關系,加強農業氣象災害的防御工作,避免對農業生產造成不必要的傷害。
新農村建設的防雷工作要想得到廣泛推廣和實施,必須結合農村的實際情況、具體環境及不同的特點,抓住重點雷擊對象和主要的雷擊方式和途徑,有針對性地采取既經濟實惠又簡單易行的防雷措施,完善新農村防雷設施建設。若要更有效地保護廣大農村不受雷電危害,需要氣象防雷機構及有關政府部門積極探索農村防雷減災的長效機制,建立健全農村防雷的法規和標準,并切實加強農村防雷減災的組織管理。農村防雷最有效、最直接的措施是著力加強農村的防雷意識,建立健全農村雷電災害防御體系建設。同時,各級防雷主管機構要認真做好雷電監測預警及信息傳遞、農村防雷科普知識宣傳、雷電災害的調查分析、技術指導、咨詢等服務工作,制定新農村防雷技術規范標準,積極配合各相關部門從源頭上做好新農村建設中防雷設計、施工、檢測、驗收等工作,加快實施新農村防雷示范工程建設,完善農村防雷工作體系,為社會主義新農村建設保駕護航。