雷电防御中对暂态电位升高引起雷电反击的处理

吴 泽 邱奕炜

（1.广西来宾市气象局，广西 来宾 546100；2.广西桂林市气象局，广西 桂林 541001）

我国因为特殊的地理分布，雷电多发地区集中在华南和西南地区，尤以广东省和海南省、云南省最甚，而位于广西中部的来宾市，临近广东、云南，也处于我国的雷电多发地区。来宾市深居广西腹地，是亚热带季风气候区，四面环山，雨量丰沛，拥有丰富的矿藏和深厚的壮族历史文化底蕴，特殊的地理环境，使得我市气象局自成立以来，对重点多发的气象灾害进行了有效的防御、规划和治理，在我市多发的气象灾害中，雷电灾害的相关事项一直为我单位的重要工作任务，对雷电防御以及雷电防御中出现的问题作出了多方面的研究。

1 暂态电位升高

1.1 暂态电位升高

发生雷击时，电流通过防雷设置流过各分支导体和接触地面的导体，与此同时各分支导体的电感、电阻及接触地面导体的电阻也会因此出现压降现象，这导致防雷装置中个分支部分对地点位的要求都有不同程度的提高。但因为雷击所形成的电流持续的时间不是很长，所以这种电位升高现象持续的时间也不长，大家把这一现象称之为暂态电位升高。

1.2 暂态电位升高的危害

暂态电位升高引起的雷电反击现象主要是通过各种的线路中的管道中所存在的金属物对仪器设备造成巨大危害的同时，也威胁着人们的身体安全。暂态电位升高现象的产生是会带来一定的危害的。在大多数的情况之下，雷电闪击的受雷环节是接闪器，它以引下线作为特定的牵引渠道，将雷电流引入接地装置中，以对雷电流进行泄散。接闪器与引下线始终是相连的，在雷电闪击发生的过程中，连接着接闪器的引下线和雷电闪击的通道会产生雷电流，而一般的建筑物往往会安装防雷装置，防雷装置的工作原理主要是沿着路线而传入的雷电冲击波超过了避雷装置的保护水平的时候，那么避雷装置就会首先将电放掉，并通过良导体将雷电流引向地面，再通过接地装置来化解由雷电闪击而带来的危害，进一步地保护了建筑物以及人类的安全[1]。若是在雷电流产生期间，建筑的电源线、铁管、信号线等没有做类似于安装屏蔽器、避雷器，做等电位连接等基本措施，且没有计算好这些防雷装置与接地母线之间的距离，不能够使该距离达到施工时所要求的距离，那么，它们就很有可能会与接地母线发生反击，不仅仅产生跨步电压，还会导致接触电压的出现，而雷电流经过接地母线的引流而进入地面，会在一定范围内的土壤中产生电压降，进而导致在地面上的不同的地点之间产生电位差，且电位差分布极为不均匀。倘若此时正好有人经过，就会使得人的两脚之间出现明显的的电位差，越靠近中心地带，所产生的跨步电压就会越大，这样的话就很容易造成触电等情况的发生，直接危及到人类的人身安全。有时候还会对电气设备造成一定程度上的危害，甚至会对建筑产生不好的影响，引发雷电灾害等。此外，当人与防雷装置中的金属物体进行接触时，同样也会造成接触电压的情况，一样的会对人类的人生安全造成一定程度上的危害。

采用等电位连接等方式，通过对接地装置和防雷装置的设置，及时有效的削弱这一危害的影响。其中对接地装置和防雷装置的设立需要按照严格的标准进行施工，根据相关安全规定进行材料的选取，并且要根据自身的地质条件及对电阻值的需要进行设立，确保装置的安全性。通过这些装置所形成的等电位连接等方式，从而安全有效的减少暂态电位的升高而引起的雷电反击现象，使得避免因这种现象造成严重的经济损失和人身伤害。

2 雷电防御中暂态电位升高引起的雷电反击的处理

在雷电防御设计和防御工程建设中，需要注意的事项很多，其中暂态电位升高将会引起雷电反击现象，因此需要高度重视，有效的解决雷电反击的处理办法有，敷设各种接地装置、引下线和电位连接，根据我市的土壤特点和土层厚度等情况，通常采用各种处理办法结合起来，全方位地综合治理，在最大程度上避免雷电反击的产生以及减小雷电反击带来的人员伤亡和财产损失。

在设计防雷方案的时候，必须对施工建设现场进行勘察，并严格根据国家标准对施工建筑物的防雷等级进行评定，而后按照技术规范设计接地装置和电位连接，以免日后运行过程中出现问题，造成不可挽回的局面。

防雷方案主要从两个方面进行设计，一是防直击雷，二是防感应雷。首先应当考虑的是地质环境的问题，在建设时若地质环境中的电阻值不能达到接地装置的相关要求，则工作较难施行，只有加大装置与地面的接触面积，或者改变接地装置接触部分的土壤的电阻率[2]。前者可以采取多支垂直接地体与水平接地体相结合的方法增大接地体的几何体积，后者则可以直接换掉接触部分的土壤或者添加降阻剂，其中降阻剂的降阻效果需要特别引起关注。

3 结语

雷电灾害作为我国十大自然灾害之一，对我国的经济造成了巨大的损失，每年因为雷电而产生的人员伤亡也呈上升趋势，在实际工作中必须意识到雷电的危害的严重性，根据上述内容足以见得雷电防御的重要性，其中因为暂态电位的升高而引起的雷电的反击现象尤其需要注意。我局作为市民重要的气象状况信息参考和气象预测发布单位，对这类灾害的防治更是责任重大，关系到来宾市的整体发展，肩负着防雷审核检测和灾害调查研究，以及防范措施的任务，对雷电防御过程中出现的暂态电位升高引起的雷电反击现象的处理有义不容辞的责任。

[1]国家标准 《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94，2010版)[S].北京：中国计划出版2011.8

[2]舒兴武，杨启彬，罗名权，刘玲宏.某自动气象站发生的一次典型雷击事故分析[A];2010年滇黔桂三省区七州市气象协作区交流会特刊[C];2010