浅议雷电防护及防御措施应用

　　摘要：本文通过概括乡村雷电的一些现状问题，简要的分析了雷电的形成过程，针对雷电防护的各个方面提出了几点防御性措施。
　　关键词：乡村，雷电，防御，措施
　　引言：近年来,由于全球气候逐渐的变暖,由此导致的极端气候变化，气象灾害、次衍生灾害不断地频繁发生,年雷暴日数也同时伴随之增多。我国的雷电灾害已成为危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的三大气象灾害之一。华东地区大部分区域属于多雷区或强雷区,雷暴日的频繁增加,致使雷击事故多有发生。据不完全统计,每年有上千人因雷击伤亡,雷击造成的直接经济损失达数十亿,甚至数百亿元,其中90%以上的雷击死亡事件都发生在乡村。雷击给人们的生命和财产造成巨大的损失,因此要高度重视和防御乡村雷击事故的发生,减少人员伤亡。
　　1、雷电的形成过程
　　雷电是自然界中的一种放电现象，具有极大的破坏力，可以在瞬间击伤击毙人畜，微电子产品瞬间瘫痪火烧毁；破坏发电机、电力变压器等电气设备绝缘，引起短路导致火灾或爆炸事故；可以在极短的时间内转换成大量的热能，造成易燃物品的燃烧或者金属熔化飞溅而引起火灾。雷电放电现象多形成在积雨云中，积雨云随着温度和气流的变化会不停的运动，运动中摩擦起电，就形成了带电荷的云层。某些云层带有正电荷，另外一些带有负电荷。另外，由于静电感应常使云层下面的建筑树木等有异性电荷。随着电荷的积累，雷电的电压逐渐升高，当带有不同电荷的雷云与大地凹出部分相互接近到一定距离时，期间的电场会超过25到200KV/cm,将产生激烈的放电，同时出现强烈的闪光。由于放电时温度高达2000℃，空气受热急剧膨胀，随之发生爆炸的雷鸣声，就是所谓的闪电和雷鸣。
　　2、乡村防雷的一些现状问题
　　2.1、在农民群体中大部分缺乏防雷意识和必要的防雷常识。防雷减灾意识淡薄,自我防范意识差,许多人连最基本的防雷常识都不什么了解。遇到雷雨时往往不及时躲避,或直接躲在大树、亭子下、屋檐下等避雨。
　　2.2、现有的经济发展及生存居住状况比较复杂,制约了乡村雷电灾害防御工作的开展。目前乡镇、村高层建筑少,低矮的民居区经常成为空旷地区的制高点。在经济条件好点的乡镇,民房建设过程中,缺少政府相关部门的监督、审核,导致房屋建设不够科学,没有防雷设施。还有很多村民在房顶安装水箱、太阳能热水器等,这些设施往往没有接地,存在雷电防护安全隐患。
　　2.3、现行雷电灾害防御在法律、法规等方面有不太适用于乡村的防雷电,政府及有关部门对乡村防雷减灾的组织管理还不够完善,公共服务产品供给缺乏,技术服务支撑欠缺,这些因素都直接影响防雷减灾工作在乡村的开展。
　　3、加强乡村防雷减灾各个方面的一些防御措施
　　3.1、直击雷及过电压保护
　　
　　从图1中可以看出，防雷工程是一个复杂的综合工程，它需要直击雷、雷电感应和过电压保护等组成。
　　直击顾名思义，就是雷电直接接触到某个位置，直接放电形成的破坏，
　　如图2所示。
　　
　　雷电感应和过电压保护，是由雷击在某处，经过某种介质、导体传感而来，破坏弱电设备，如图3所示。
　　
　　电磁感应度破坏，是指雷电形成时的电磁波对某些设备的干扰，使一些高精度设备的图像失真，从而失去应有的参考价值。
　　3.2、制订和完善乡村建筑物雷电防护设施，防雷中心按时节指导乡村雷电防护措施。建立雷电灾情收集调查和评估，定期对乡村雷电防护进行宣传，建立乡村防雷设施的检测制度等。
　　3.3、乡村建筑物直击雷防护
　　建筑物的典型结构一般有2种:一种为1层人字形房屋或平顶房;另一种为2层或3层砖混结构的楼房。对于第1种房屋,由于其高度较低,遭受雷击的概率较小,通常在屋脊和屋檐上安装防雷装置或不安装防雷装置;对于第2种类型的农村建筑物,采用水泥预制板结构的应做好接地处理,即用扁钢或圆钢将预制板中的所有钢筋全部焊接在一起,沿房屋墙角做引下线，(引下线间距不大于25m)与防雷装置做可靠连接,接地极可采用简易做法,但接地电阻应不大于20Ω为宜。如果此类建筑物处于雷电多发区,应严格按照《GB50057-2010建筑物防雷设计规范》的要求设计施工,以提高雷电安全防护系数,确保人身及财产的安全。
　　3.4、弱电系统的雷电防护措施
　　电话线、有线电视、因特网、农用电力等防雷最好由电力、电信、有线电视等部门在线路敷设时统一安装较为完善的防雷措施,这既经济、实用、安全的防护措施。不建议在乡村采用SPD(浪涌保护器)来保护弱电系统,因为SPD价格较高,一般村民难于承受。但需要向村民宣传,在雷雨来临之前,一般不要打电话,并要将有线电视及网线拔掉。
　　3.5、室外电视天线及太阳能热水器的防护
　　许多村民都喜欢在房顶架设室外电视天线,这是很不安全的。若确需架设天线,一定要在其旁边架设金属避雷针,用避雷针来保护天线。否则,当天线遭雷击时,不仅电视机会遭雷击损坏,而且还有可能伤及室内人员。太阳能热水器作为节能环保产品,近年来逐渐在乡村应用和推广,但在雷雨天气环境下,却隐藏着严重的安全隐患。因为太阳能热水器通常安装在屋顶高处,一方面使得太阳能热水器在雷雨天气里更容易遭受雷电袭击,造成太阳能集热板的毁坏;另一方面还会使大的雷电流沿着电源线路、输水导管等直接通入室内,使室内人员或家用电器遭到雷击。保障太阳能热水器防雷安全的方法是：最重要的是雷电来临时候不要使用太阳能热水器;另外要将太阳能热水器安装在低处,并增加防雷装置(包括避雷针或避雷带、引下线、接地装置),使热水器处于避雷针(带)的有效保护范围内。针对具有自动上水、加热等功能的太阳能,为防止雷电波侵入,对电源线路要采取接地、屏蔽等相应的防护措施。
　　3.6、乡村线路防雷的保护措施
　　3.6.1架设避雷线。因为农电等级一般都是35kv及以下的，线路绝缘相对很弱，装避雷线的效果不大，一般不是全线架设避雷线。当雷击于变电器线附近的导线时，沿导线传入变电站的雷电磁波可能会危及到变电站内设备的绝缘。所以乡村输电线，必须在靠近变电站的一段进线（1～2m）上加装避雷线，以减少绕击和反击的概率。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对外侧导线的保护角应小一些，一般采用20～30度。
　　3.6.2安装自动重合闸。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的绝缘闪络在线路跳闸后能够自行消除，因此安装自动重合闸装置对降低输电线路的雷击事故率具有较好的效果，这样就尽量减少了雷击跳闸后线路停电的机率。据统计，35kv及以下线路重合闸成功率约为50%—80%。
　　3.6.3中性点非有效接地方式。我国35kv及以下电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样雷击引起的大多数单相接地故障可以自动消除，使线路绝缘不发生闪络，防止建弧，从而也就不会跳闸，提高了防雷效果。为了更好地发挥这种作用，输电的铁塔和钢筋混凝土杆宜接地，接地电阻不受限制，但多雷区不宜超过20欧姆。
　　3.6.4增强线路绝缘。输电线路中个别的跨越大区域输电线路，雷击机会增多，可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子或增加绝缘子的片数来抑制工频电弧的建立，从而降低雷击跳闸率。
　　3.6.5加强管理与检修。除了在防雷技术上多加研究外，在实际中输输电线路的管理和检修也要加强，如增加巡视力度，清理线路旁的树枝，检查防雷设备的接地等等，消除安全隐患，以防一些不必要的因素造成雷击跳闸停电。其次，加强输电线路防雷工作，要从防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率入手，对以前频繁遭受雷击的输电线路，通过加强线路自身绝在加强技术方面的改造的同时要注意实际线路的管理和检修，加装线路避雷器、加强杆塔接地电阻监测等措施，以降低雷电天气对输电线路造成的危害。
　　四、结束语
　　随着经济的发展,每年雷电灾害的不断发生，村民的防雷意识仍较低,防护措施没有进一步加强,增加了雷电灾害事故的发生概率。因而,应从建房开始就严格按照房屋的雷电防护标准进行设计,采取相应的防护措施,远离雷电的伤害。
　　参考文献：
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　　【3】 洪展.探讨农村防雷措施[J].气象研究与应用,2009,30(2):185.

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