美好乡村建设中雷电防御技术探讨

邱明江

摘 要：农村存在着防雷设施薄弱、防雷意识不强、防护知识匮乏等情况，农村相对城市成为雷击事件的高发区。通过对农村雷电灾害的调查研究和防护实践，分析总结了农村雷电灾害活动规律，并根据农村的现实条件，有针对性地提出了切实可行、经济适用、科学合理的农村雷电灾害防护方法。

关键词：美好乡村建设；雷电灾害；雷电活动规律；雷电防护技术

随着美好乡村建设的开展，雷电防护在农村建设过程中尤其重要。就近几年的雷灾调查发现，农村是雷击灾害的多发区，雷击伤亡较多，农村防雷电有待加强。

1 农村雷电灾害现状分析

在日常雷电灾害调查中，可以说防雷设施严重不足在农村比较普遍，农村的防御雷电能力不强。雷电防御知识的缺乏是造成雷击伤亡的主要原因。据不完全统计2011年、2012年我国农村因雷击灾害事故1487起、2300起；人员伤亡268起、224起[1]。2007年在全国影响重大的重庆市开县一所小学雷击造成7名学生死亡、伤数十人，雷击时学生遭受雷电接触电压、旁侧闪络和跨步电压的作用而伤亡。原因就是教室没有防雷装置[2]，没有直击雷防护措施的建筑物，财产和人员在雷击时都可能发生危险[2]。

造成雷击伤害的主要原因，首先是农民防雷意识不强，传统观念以为雷击伤害是天灾人祸；其次村民不了解雷电防御的做法，农村防雷科学知识普及不够；还有防雷技术和防雷法规等在南昌没有得到重视。农村建筑物多数达不到《建筑物防雷设计规范》[3]（GB50057-2010）防雷规定，形成技术规范以外的建筑物-农舍。

2 农村雷电活动规律

2.1 农村易遭雷击的地方

雷击的主要对象：（1）旷野孤立的或高于20米的建筑物和构筑物。（2）河边、湖边、土山顶部的建筑物和构筑物。（3）低洼地区、地下水出口处、特别潮湿处、山坡与稻田水面交界处、地下有导电矿藏处或土壤电阻率较小处的建筑物和构筑物。（4）山谷风口处的建筑物和构筑物。

据统计，在靠近河、湖、池、沼和潮湿地区的人员遭受雷击占23.5%，在靠近大树、杉篙、旗杆者占15%，在靠近烟囱、收音机天线、电视天线者占10%，稻田和导电性良好的土壤交界地带占10%，球形雷事故占5%。

2.2 雷电的危害及雷击人体形式

雷电的危害有热效应、机械效应、电磁效应、静电感应效应、电磁辐射效应、雷电反击、冲击波效应等。雷击时其强大的雷电流、高温、冲击波、强烈保护的电磁场、辐射等物理效应会造成人员伤亡、火灾等严重损失。雷电危害涉及人类社会活动的各行各业。雷击的形式有直击雷（直接击中受害者，最大可能是雷电流从头部输入，经躯干由脚底进入大地）、接触雷击（雷击其他物体时，与该物体接触的人受到的雷击）、旁络闪击（雷击击中物体，因该物体带高电位并向它附近的人闪击放电）和跨步电压（在发生雷击时，雷电流散人大地，因土壤散流电阻的存在，经接地体散入大地的雷电流在周围土壤产生压降，雷电流入地点附近地面上不同点之间产生电位差。人的两只脚之间就存在着一定的电位差，工程上将步长0.8米的两脚的电位差称为跨步电压）。

3 人身防雷安全

在雷击事故调查时发现，田间劳动的农民在雷暴来临时，有的扛着金属农具回家、有的奔跑、有的在高压线旁劳动、有的开着拖拉机在雷雨中赶路以及顶着金属杆雨伞等引来雷击，造成伤亡。农村雷击伤亡主要是农民缺乏基本的防雷知识所致。因此在雷暴来临时，（1）户外人员应尽快离开水边、高压线旁和平坦的高地等这些易受雷击的地方，不要停留在山顶、脊或建筑物的顶部；田间劳动的农民应尽快收工，找有防雷设施的建筑物躲避，不能在孤立的无防雷设施的建筑物、工棚或大树下躲避；在路上不要将铁制农具扛在肩上，以免引雷；不要在田野中奔跑、不要用金属雨伞。雷暴就在附近，应尽快双手抱头，双脚并拢，蹲在地上或躺在地上，尽可能降低人体高度，避免成为雷击目标。（2）室内防雷注意事項：关好门窗阻止球形雷进入室内造成伤害；拉掉进户电源总刀闸，脱离室外天线与家用电器（电视机）的连接；不要使用电话和淋浴器；不要穿潮湿的衣服，不要靠近潮湿的墙壁。以防雷电沿各种通道入侵威胁人身安全。

4 农村建筑物防雷

目前农村的主要建筑一般为砖混结构，均为农民自建的二、三层建筑，高度约8米，而没有防雷装置。

（1）对于有简易框架结构（钢结构）的砖混建筑物，可以利用钢筋混凝土屋面钢筋网、梁内钢筋和钢结构金属屋面作为接闪器；柱内钢筋和钢结构柱作为自然引下线；基础内钢筋作为接地装置；各部分有效连接形成电气贯通，就能起到防直击雷效果。（2）对于砖石、砖瓦等结构的，在尖屋顶和较高的马头墙处装设接闪杆。在接闪杆不能保护的脊觉、角，利用不小于8mm钢筋直径在屋脊和檐角处敷设接闪带。（3）对已建好的，又没有按上述方法做防雷的建筑物，可以在人不常活动的建筑物外距外墙5米外，栽种易长高的树木（水杉、白杨等）。这相当于在建筑物一侧树立了若干避雷针（根据保护滚球半径60米计算）。当树木长到一定高度应及时修剪树木枝条（防止旁络闪击）。

5 雷击电磁脉冲的防护

随着家电在农村的普及，家用电器防雷又成为农村新的防雷难题。应从以下三方面解决广大农村的防雷电电磁脉冲问题。

5.1 入村前低压线路防雷

农村低压线路一般为架空引入，且无避雷线保护，在旷野中很容易遭受直击雷和雷电电磁感应，在低压线路上形成浪涌侵入农村民居，造成家用电器的损坏。为减少雷电流侵入室内，应在进入村庄的最后一根电线杆上，将绝缘子的铁脚接地，这样不会使过高的雷电流侵入。

5.2 入村后低压线路的合理布设

村庄中栽有各种树木。入村后的线路应远离高大树木，不能将低压线路固定在树干上，以避免树木受雷击对低压线路产生反击和雷击电磁感应。

5.3 电线入户后的处理

在每户进线处安装一个刀闸开关，雷雨天气时，将刀闸开关拉下切断电源，即可预防雷电电磁脉冲通过低压线路侵入室内，造成损失。刀闸开关操作方便，方便村民使用，一次操作可切断家中所有用电设备的电源。刀闸开关间隙较大，可以安全可靠的操作（进入的雷电流最大为10KV，不可能击穿刀闸开关的空气间隔）。

6 雷电防御参考做法

（1）根据美好乡村整体规划，进行雷电灾害风险评估，确定风险。并针对原来的民居按文章技术要点进行改造或竖立防雷警示牌等。（2）按国家规范要求，同时设计防雷装置。降低风险量在容许范围内。（3）防雷设计方案送主管部门审查，通过，实施。（4）完成的雷电防御工程，经防雷部门检测、验收合格，即可交付使用。

7 结束语

农村地区防御雷电的技术难度远低于城市，关键是农民要有防雷和避雷的意识，注意掌握一定的防雷技术知识，并适当增加防雷设施的投入。目前，美好乡村建设在全国开展，农村防雷减灾工作逐渐得到各级政府和有关部门的重视，加大了农村防雷科普知识的宣传力度，结合文章农村雷电防御技术，在防雷设计、施工中加以应用，有的地方还出台了有关农村中小学校、美好乡村建设防雷减灾工作的规范性文件。相信有各级政府的重视，各有关部门的支持，农村的雷电灾害程度一定会大大降低。

参考文献

[1]中国气象局雷电防护管理办公室，中国气象学会雷电委员会.全国雷电灾害汇编[Z].

[2]李家启，覃彬全，陈宏，等.开县“5.23”重大雷电灾害事故分析[J].气象科技，2007，35（Z1）：55.

[3]GB50057-2010.建筑物防雷设计规范[S].