支佳鑫1 郭军成2 麴春1 张相毅1
1.安顺市顺安防雷安全检测站,贵州省安顺市,561000
2.2.贵州省安顺市气象局,贵州省安顺市,561000
摘要:本文分析了雷灾事故点的地理环境、建筑物防雷现状和此次雷电灾害造成的损失类型,并利用当地气象部门闪电定位系统和雷电预警系统分析本次灾害发生时当地的雷电环境,研究造成本次雷电灾害的原因,并提出具体的防雷整改建议。
关键词:雷击 事故 分析 防雷措施
1引言
2020年06月04日20点50分左右安顺市紫云县板当镇大地村沙沟组发生雷击事故,事故点的地理坐标为“E106.15028°N25.84528”,全村有10余户,其中2户遭受不同程度的事故损失。一阵闪电后,两村民家屋顶间的光缆燃烧起来,为了阻止火势进一步发展,村民切断了其墙上接线盒处的光缆。一村民家屋顶被击穿,檐角混凝土被击掉(如图一所示);另一家家屋顶被击穿和堂屋外廊灯接线盒外壳掉落且廊灯已坏;两家屋面间的光缆被烧毁(如图二所示)。从图片上可以看出,在被雷击的地方,通过的光缆也被击断,且光缆内的加强芯被烧焦。
2事故现场的基本情况
两户村民家房屋位于山腰处,两家房屋直线距离约为5米,基础落差为3米。电源线路架空引入,广电光缆多沿屋面架设。两家房屋均无雷电防护装置(直击雷防护装置和雷击电磁脉冲防护装置),且房屋所处位置土壤电阻率较低,同时通过屋面的光缆在接线盒内没有进行接地处理。
3 事故场所的雷暴天气过程
通过查询安顺市雷电预警系统,位于紫云县板当镇的大气电场仪于2020年06月04日有发布雷电预警信息,且电场强度较大。
结合贵州省闪电定位系统系统分析,2020年06月04日全天安顺市有1872条闪电记录,而紫云县内有455次闪电记录。
4 事故原因初步分析及结论
闪电分为多种类型,但对地面物体能造成危害的主要是地闪,地闪发生需要具备多个因素,主要有:一是雷暴云内电荷积累;二是击穿空气形成下行先导;三是地面物体产生上行先导。当下行先导与上行先导连接成功后,雷暴云对地放电。
雷电的破坏作用主要有雷电流热效应破坏作用、雷电流冲击波的破坏作用、雷电流电动力效应的破坏作用和雷电的静电感应和电磁感应的破坏作用。
从事故现场看,两栋楼房的损坏均为直击雷造成,而且是同一次雷电造成,当屋面产生上行先导后,一次蛛状闪电多点连接,因雷电流热效应和雷电流冲击波造成损坏。
造成本次雷击事故的原因有两个方面:一是屋面光缆没有进行多点接地,造成光缆中加强芯内感应大量电荷后不能及时入地,光缆与雷暴云间形成了一个巨大的“电容”,光缆中加强芯多点形成上行先导;二是两栋房屋未安装防雷设施,闪电没有入地通道。
5 防雷措施建议
(1)完善建筑物直击雷防护装置,针对每栋建筑设置接闪器、引下线和接地系统,直击雷防护装置的冲击接地电阻不大于10Ω。
(2)完善电源线路雷击电磁脉冲防护措施,建议从电源线路入户处至用电设备前端安装多级电源SPD。
(3)在电源线路入户处设置手动的闸刀,同时关注或订阅气象部门雷电预警信息,一旦有雷暴来临时,手动切断220V市电电源, 防止电源线路感应雷击过电压进入建筑物损坏室内家用电器,待收到解除雷电预警信息后恢复用电。
(4)屋面防雷装置上禁止敷设任何功能线路,或对功能线路进行屏蔽和接地处理。
参考文献
[1]李家启,李良福,等. 雷电灾害典型案例分析[M]. 北京:气象出版社,2007.
[2]唐海. 雷电预警系统中大气电场仪的研究与设计[D].江苏:气象出版社,2009.
[3]杨东亮,高建文,李全景,等.农村防雷现状及建议[J].现代农业科技,2010(8):400
[4]朱明,蔡木民,刘开道.农村雷电灾害的成因及防雷对策.现代农业科技.2011年21期
[5]万启发,张国威,等.输电线路雷电防护技术[M].北京:中国电力出版社,2016.