张婧雯,刘 畅,李亚娟,魏 庆,吴 容
(四川省防雷中心, 四川 成都 610072)
近年来,四川省农村地区雷灾频繁,雷击造成人员伤亡的事故逐年增多,经济损失不断增长。根据四川省雷电监测网多年雷电监测资料统计,四川省农村地区所在地属于雷暴多发区,若有雷击发生,有可能造成较大的人员伤亡和财产损失,因此雷电灾害防御尤为重要。为保护国家和人民生命财产安全,国家、地方和相关部门相继出台了相应的法律法规和各类技术标准来规范防雷减灾工作,以防止和减小因雷电灾害造成的群死群伤事故发生。根据四川省农村地区的区域性、结构特性等进行雷击灾害风险研究工作,具有一定的针对性,用于防雷设计指导,达到经济与技术结合最大效益的目的。
四川是农业大省,农业防雷形势异常严峻。四川省现有50个省级新农村建设示范片:邛崃市固驿、郫县沙西、富顺县富东、米易县湾丘—垭口片区、盐边县红格新农村建设示范片等地区都位于雷电高发区。近年来,各级政府对农村防雷工作高度重视,2006年国务院办公厅《关于进一步做好防雷减灾工作的通知》中,要求加快建设农村雷击高发区域的接闪装置,解决雷电灾害频发的问题。目前各地新农村基础设施建设已深入开展,但由于各方面因素的制约,广大农村对雷电的认识还不够,雷电灾害防御意识尚不强。如果新农村建设过程中防雷措施不健全,势必会埋下较大的防雷隐患,轻则造成一定的经济损失,重则造成人员伤亡,影响并严重制约新农村建设的良好发展态势。
随着城市现代化的不断发展,科学技术的不断进步,新农村建设不断推进,各类信息系统广泛进入新农村建筑。但是,这些电子设备普遍存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点,一旦建筑物受到直接雷击或其附近区域发生雷击,雷电过电压、过电流和脉冲电磁场会通过供电线、通信线、接收天线、金属管道和空间辐射等途径侵入建筑物内,威胁室内电子设备的正常工作和安全运行。如防护不当,这些雷害轻则使电子设备失控,重则造成电子设备永久性损坏,严重时还可能造成人员伤亡。因此,根据新农村新建的各类设施和建(构)筑物结构特性,并结合各种雷电危害类型进行防雷减灾工作尤为重要。
新农村地区大多位于四川省雷电高发区,且地势平坦四周空旷,部分村庄位于山顶上,周围无高达建筑物遮挡,易受雷击。同时新农村建筑物在直击雷防护方面并不完善,侧击雷、感应雷防护并不重视,很多建筑物没有感应雷防护措施。人员、财产均面临研究的雷击灾害风险。
当雷电击中建筑物时,由于雷电是具有高电压、大电流,作用时间极短的瞬变过程,通常在瞬间释放出巨大的能量,把被击中金属熔化,使物体水份受热膨胀,或分解成氢气和氧气,形成强大的机械力,产生爆炸,使建筑物遭到破坏。在此过程中存在以下雷击安全隐患:一是雷电流沿引下线传导过程中,在其周围存在很强的电磁场,可能引起感应过电压和过电流。二是雷电流由散流装置入地过程中形成的电位梯度过大会导致行人因跨步电压而发生人身伤亡事故。三是直接雷击时,雷电流在泄放和散流过程中因电阻压降和电感压降导致高电位通过静电感应在水平布设的信号线路和电源线路上产生的过电压损坏设备接口,并有可能导致反击及人身触电伤亡事故。
雷击的一种,从侧面击中建筑物。因为新农村全面推进高层公寓建设,且地势空旷,楼顶接闪带并不能完全保护住楼体,所以侧击雷就需要加设保护。现代建筑中防侧击雷的一种重要措施就是在超出滚球半径高度的建筑物周围做防侧击雷的接闪带(暗敷)。如果是现代建筑物,为了全面的保护,从安全、美观角度出发,提倡在屋顶敷设接闪带或者接闪网格,接闪带可以看成是无数等高接闪杆的积分,也可以看成是接闪线,从而全面的保护建筑物。
散流时引起的过流(压)损坏:当雷电击中建(构)筑物散流时,分流到配电系统、信号线路、其它金属管道中的雷电流引起设备过压(流)损坏或人身触电导致伤亡事故。发生直接雷击,雷电流泄放时,建筑物内部分布着暂态电磁场,尤其以引下线周围最为强烈。此电磁场将会对建筑物内各个系统产生作用,引起设备误动作或损坏,应进行分析估算,并采取相应防护措施。室内暂态磁场作用在信息系统环路上,将会产生感应过电压(流),导致设备接口或设备本身损坏。
闪电电涌侵入是指直击雷或感应雷电波通过输电线路、通信电缆等金属引入线进入建筑物内,造成闪击而引起的雷击事故。闪电电涌侵入的方式通常有两种:其一是直击雷击中金属导线,让高压雷电波以波的形式沿着导线两边传播而引入室内;第二种是来自闪电感应的高电压脉冲,即由于雷云对大地放电或雷云之间迅速放电形成的静电感应和电磁感应,他们在各种电线中感应出几千伏到几十千伏的高电位,以波的形式沿着导线传播而引入室内。
(1)完善雷电监测网,建立雷电灾害预警、预报服务系统和雷电预警发布平台;逐步建立省、市、县、乡四级联动管理和服务联动机制。建设内容:雷电监测、预警预报、雷电防护、雷电信息实时发布服务。将事前防灾、灾害预警、应急避灾和灾后评估结合起来,强调事前通过工程性和非工程性措施主动防雷减灾。
(2)利用广播、电视、电台、报刊、互联网、手机短信、农村广播站,以及防雷知识下乡等方式,加大农村地区的防雷知识普及力度。通过宣传,使广大新农村地区人员提高防雷安全意识,增加防雷减灾知识,最大限度地减少和避免雷击伤人、毁物事件的发生。
(3)针对农村建筑物普遍未安装防雷装置的情况,加强对农村地区居民住宅防雷设施的技术支持指导和安全检测工作,尤其要加强对农村地区新建、改建高大建筑物建构筑物的防雷工程施工图的审核和检测工作。进一步完善四川新农村地区防雷防护装置系统顶层设计合理性。
(4)加强防雷检测工作,组建农村专项检测装置队伍,集中对农村的防雷装置进行检测,对不合格的及时辅导整改,最大限度消除可能发生的雷击事故隐患。对于易受雷电侵袭的农村地区,开展雷击风险评估,提出抵御雷电灾害的措施和方案;对于被雷击造成损失的区域,开展雷灾调查评估,并提供给当地政府,辅导其决策并完成督促整改工作。
(5)加强法律法规建设,在新农村防雷减灾工作的开展过程中,积极监督防雷工作的相关环节,使防雷减灾工作落在实处。加大防雷减灾工作开展力度,引导各级人员切实履行自身的职责。同时对相关法律法规加以执行时,执法部门需要做好与其他部门的协作沟通工作,尤其是安检部门与消防部门,构建长期有效的合作关系,加强农业气象灾害的防御工作,避免对农业生产造成不必要的伤害。
新农村建设的防雷工作要想得到广泛推广和实施,必须结合农村的实际情况、具体环境及不同的特点,抓住重点雷击对象和主要的雷击方式和途径,有针对性地采取既经济实惠又简单易行的防雷措施,完善新农村防雷设施建设。若要更有效地保护广大农村不受雷电危害,需要气象防雷机构及有关政府部门积极探索农村防雷减灾的长效机制,建立健全农村防雷的法规和标准,并切实加强农村防雷减灾的组织管理。农村防雷最有效、最直接的措施是着力加强农村的防雷意识,建立健全农村雷电灾害防御体系建设。同时,各级防雷主管机构要认真做好雷电监测预警及信息传递、农村防雷科普知识宣传、雷电灾害的调查分析、技术指导、咨询等服务工作,制定新农村防雷技术规范标准,积极配合各相关部门从源头上做好新农村建设中防雷设计、施工、检测、验收等工作,加快实施新农村防雷示范工程建设,完善农村防雷工作体系,为社会主义新农村建设保驾护航。