福建省雷电灾害特征分析与安全防护

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1、第四届中国国际防雷论坛论文摘编P r o c e e d i n go nI n t e r n a t i o n a lL i g h t n i n gC o n f e r e n c ei nC h i n a ( I L C C )福建省雷电灾害特征分析与安全防护A n a l y s i so fL i g h t n i n gF a t a l i t i e sC h a r a c t e r i s t i c s a n dL i g h t n i n gP r o t e c t i o ni nF u j i a nP r o v i n c e 林挺玲L i

2、nT i n g n i n g ( 福建省气象局，福州3 5 0 0 0 1 )1 前言 雷电是自然界中最大的一种破坏力量，每年因雷击造成成千上万的人员伤亡，几十亿万的财产遭到毁坏，使建筑无何森林发生火灾，对电力、邮电等几乎各行各业产生危害，尤其是电子计 算机和微电子设备对雷电脉冲耐受能力低，更使得雷电的危害加剧。本文通过研究分析福建省雷电活动特征，提出防雷减灾安全措施，达到对雷电灾害的预防，确保人民和国家财产的安全。 2 雷电灾害及其分布特征 雷电灾害具有区域性和时间性分布特征，从全国来说，雷电南方多于北方，山地多与平原， 内陆多于沿海。福建位于我国的东南沿海，丘陵山地多，是个多雷暴的省份

3、。福建雷电灾害主要 出现在春夏季节和秋初季节，在对流强盛的积雨云中，由于雷云中剧烈上升和下沉的气流导致正 负两种电荷的微粒逐渐分离，形成带电的雷云，带电雷云在空间电场作用下放电产生雷电，由于 雷电的瞬间功率相当大，具有很强的破坏力。 2 1 雷电灾害分布的地域特征福建多为丘陵山地，地势西北高东南低，武夷山横亘于福建北部地区，莺峰山和戴云山横贯 于福建中部地区。由于海洋和陆地地表热力作用差异、山地和大的水体( 闽江) 下面的热力作用和 地形因素，以莺峰山和戴云山为界，雷电灾害发生率在莺峰山和戴云山两侧为高值区，闽江从西 北向东南注入东海，闽江水体所经之处，相对于两侧雷电灾害发生率较低些。分析福建

4、省 1 9 6 l 1 9 9 9 年雷电活动资料，除沿海个别海岛外，年平均雷电日数都在4 0 天以上，从沿海向内 陆逐渐递增，在南平北部、龙岩、三明各有大于7 0 天的高值区，其中宁化、长汀、上杭等县年平 均雷电日数超过8 0 天，是雷电活动的高值区域。( 图1 ) 为福建1 9 6 1 - - 2 0 0 0 年各地年平均雷电日 分布图。从福建雷电灾害统计，雷电灾害山区高于沿海，城市高于城镇，城镇高于乡村，城市雷电 灾害多表现为建筑及设备损毁，山区及乡村雷电灾害主要是危及人畜、森林起火等。( 图1 )2 2 雷电灾害分布的时问特征 福建绝大部分地区全年都有雷暴活动，( 图2 ) 为福建1

5、9 6 l 一2 0 0 0 年逐月平均雷电日，雷电 灾害集中在3 - - 9 月份，以7 - - 8 月份雷电灾害最为频繁。7 - - 8 月份雷电日沿海小于1 0 天，内陆 山区大天1 3 天，南平北部和闽西高达1 6 天。雷电活动的全天分部呈单峰形式，多发生在午后到夜里，上午较少。平均全年雷电灾害活动时间北部和西部山区约比沿海长一个月，有些年份1 月 上旬就有初雷出现，1 2 月3 1 日才现终雷结束。几个地域的年均雷暴日，厦门4 2 5 天，福州5 1 9 天，南平6 2 8 天，龙岩7 0 1 天。最长年雷暴日，厦门6 7 天，福州7 8 天，南平8 9 天，龙岩1 0 0天。二、雷

6、电物理、雷电探测技术和应用研究L i g h t n i n gP h y s i c s ，D e t e c t i o nT e c h n o l o g ya n dA p p l i c a t i o nR e s e a r c h( 图2 )2 3 雷电的危害 福建是雷电灾害多发区，每年因雷击而造成的人员死伤事故，因雷击造成的财产与经济损失都 十分严重。据省防雷办近两三年收集到的部分雷灾统计，雷电灾害造成人员伤亡几百人、起火爆 炸、建筑物、电子设备、输电设备损毁等上千起，财产与经济损失达数亿。2 0 0 5 年5 月2 3 日漳 州龙海仅一次雷击造成7 人伤亡( 其中3 人死

7、亡，其余重伤) 重大死伤事故。 随着现代化建设的发展，雷电灾害也日趋严重，主要体现在几个方面，( 1 ) 不断增多的城市 高层建筑加剧了雷电活动。( 2 ) 通讯电信、计算机设备、电力供电设备、易燃易爆场所的迅速 增加。( 3 ) 不少高层建筑物的防雷措施不完善，大量通信、计算机网络等弱电设备未严格按照国家 技术规范进行防雷设计便投入使用，( 4 ) 主观上人们对防雷意识比较薄弱，导致雷害事故频繁发生。 3 雷电灾害的安全防护 根据雷电灾害特征，福建为雷电灾害频发区，雷电活动周期长，雷电的危害严重，加强雷电 安全防护尤其重要，应全方位地考虑雷电安全防护，充分考虑雷电灾害的分布特征，根据不同地

8、域、不同的季节、不同行业的需求及特点，采取相应的雷电防护措施，堵截雷电的各种危害途径， 层层设防，综合治理，同时保护建筑物构筑物、设备和人免受雷害，最大限度地预防和减轻福建 雷电灾害的损害。 3 1 雷电灾害监漶预警 监测雷电灾害征兆和各种参数的变化，能及早发现可能的灾害信息，为灾害研究、分析、预警 提供资料，是雷电防护措施的先导，福建已建设的闪电定位系统和多普勒雷达探测网为实时监测 雷暴天气和闪电发生、发展提供了及时性准确的信息资料。近期正在着手开展雷电预报服务，向 社会、向重点防雷地区、重点防雷单位发布雷电预警信息。同时建立雷电灾害评估系统，根据雷电 活动规律和历史灾害事件，确定被评估区域

9、或单位雷电灾害发生的几率和可能达到的强度及损失， 为重点防雷地区、重点防雷单位、信息网络、公共设施、人员密集场所、化学危险品及易燃易爆 场所、文物古迹等场所进行防雷安全风险评估，制定防雷减灾规划雷电灾害防治预案。另一方面 对已发生的雷电灾害损失进行评估，根据防雷安全装置现状，采取措施加强防护。 在建构筑物基建选址、确定建设规划时，做好雷电风险评估，设法避开多雷区或易落雷点， 这样在建设后的雷电防范方面就可以既省钱又省事了。在实践中发现，山腰和山脚的迎风向容易 受雷击，这是由于气流在山腰或山脚受阻，形成涡旋，使不同电荷的微粒群体撞击形成雷电，在 建设选址时应设法避开这种气候环境，以免日后频遭雷电

10、损害或增大雷电防护建设费用。 3 2 建构筑物的安全防护 建筑物的防护是通过安装的避雷针( 带、线、网) 、均压环等避雷装置实现，在雷电活动频繁 的场所，电子设备较集中的建筑物，应提高所在建筑物的防雷等级或屏蔽处理( 如加密避雷网格或 墙体屏蔽等) ，做好接地装置，保证雷电流快速地导入大地。 3 3 易燃易爆场所安全防护 易燃易爆场所的建筑物防护可按有关建筑物的防雷规范进行设计，采用避雷针、带、网等避 雷装置实现。为提高接地的可靠，降低雷电流和地电位，防止反击和跨步电压，易燃易爆场所的 接地应大于两处，油库、加油站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作地、保护接地等应共8 7第四届中国国际防雷

11、论坛论文摘编塑竺! ! 型里星2 翌! 璺堡翌丝2 塑! 坚曼垒堡! 竺曼竺2 望堕堡翌! 呈坐竺垒! 旦呈! ! 竖竺2 同连接，共用一组接地装置，同时可以采取屏蔽的方法，把感应雷电流的电磁脉冲波从空间入侵 的通道全部阻断，使得雷电流无隙可钻。 3 4 电子设备的安全防护 电子设备一方面是直击雷的安全防护，另一方面是感应雷击的安全防护，直击雷的安全防护是 通过安装避雷针( 带、线、网) 、均压环等避雷装置实现，在雷电活动频繁的场所电设备较集中的 建筑物，应提高所在建筑物的防雷等级或屏蔽处理，感应雷击防护技术主要是，( 1 ) 对于进屋的各 类电子设备的线路进行屏蔽接地处理，避免架空线路，在电

12、子设备数据线、信号线的各个入口安 装避雷器进行雷电防护，将感应雷在设备的外围引导入地，( 2 ) 电子设备的供电应采用T N s 或 T N - C S 方式，电源线路防护应不少于三级，安装相应匹配通流量的电源避雷器( 浪涌保护器) 。( 3 ) 可靠的接地系统，良好的接地是保护系统设备及人身安全的关键，电子设备接地网应从建筑物接 地网单独引上，若采用独立地网时，应注意独立地网与建筑自然接地网的安全间距，采用共用地网 时，接地电阻应小于1Q 。( 4 ) 进行电子设备的等电位联接，减小地网之间、设备之间与金属构件之间的电位差。 3 5 应急安全防护 就雷电防护来说，有时简单的方法就能达到很好的防范效果。“躲”是雷电的应急防护，惹不 起雷电袭击就躲开，这既经济又有效。在高山上，雷雨来临时，雷电在上空盘旋时就采用“躲”。 有些精贵的设备，特别是微电子设备，虽有避雷装置，在突发的强雷暴面前，难以获得有效的防 雷保护、于是就关机，拔去一切电源插头，拆开天线，就可以躲开雷电流的祸害。在雷电活动频 繁季节，最好听取气象部门的天气预报，避免在雷暴日进行野外工作、施- V , 旅行，特别是广阔 的乡村村民们应避免在雷暴日在田野劳作，以躲开雷害的威胁。