关于台山市都斛镇莘村体育馆雷击现场的分析

陈根潮++雷琳++刘艳辉

[摘 要] ：本文叙述了一个典型雷击事故所造成的破坏，及其过程中雷电从发生到结束出现的各种雷电效应的破坏力，同时简单介绍了一些在雷雨天气时如何保护自己，提高个人防雷意识。

[关键词]：直击雷 ； 电效应 ；热效应； 机械力效应； 激波

1 、 前 言

雷电以其巨大的电流给人类造成了严重的灾害。在我国尽管无法知道雷电致死的确切数字，但调查表明，在有些国家和地区，雷电直接致死的数字比任何其它灾难性气候现象（如龙卷风、雪崩）致死人数都多。台山地区属强雷暴地区，据本站50年录得的历史资料统计，台山年平均雷暴日达到86天，也就是说平均每年有86天可见雷电。雷电的活动相当的频繁，对人们的生命、财产安全造成了巨大的威胁。特别近些年人们生活水平和质量的不断提高，弱电设备、智能设备如：电脑、电视、电话、智能监控系统等进入了千家万户，而这些弱电设备又是雷击事故中最容易被烧毁的设备。所以说如何防止及减少雷电造成的破坏已成为当代人们重视的一大科题。

2 、雷击事故原因分析

我们防雷所就2006年8月4号也即农历7月11日台山市都斛镇莘村体育馆的雷击事故，派出多名工作人员并随防雷主管领导吴局长到都斛镇莘村对体育馆遭受雷击的情况作一详细的了解：

首先我们先对8月4日也即是雷击当天的天气情况了解一下，由于受台风“派比安”的影响，台山大部份地区的天气比较恶劣，有明显的降雨和大风。8月3日8时——4日8时就我们台城本站录得的降雨量有107.0毫米（24小时内），阵风最大达19.6米/秒（相当8级风），平均风速有11.2米/秒（相当6级风），并且伴有强雷暴。海边区域上川气象站录得155.2毫米降雨量，阵风最大达34.0米/秒（相当12级风），平均风速有23.0米/秒（相当9级风）。

据几位村干部的反映，该体育馆于2003年4月奠基，7月正式开工，2004年5月份全面竣工验收。于2006年8月4日早上8时左右，附近群众看到一道白光在体育馆的附近即当地人称黑石山的方向对地闪烁放电，并听到震耳欲聋的巨雷声响。当时天空下着雨并且吹着较为强劲的风， 9时左右当地群众外出户外工作时发现体育馆北面飘台上的女儿墙因雷击倒塌。

综合几位莘村村干部反映的情况及我们对现场的勘测，总结如下：造成此次雷击事故的主要原因是直击雷。

何谓直击雷，直击雷是指：闪电直接击在建筑物、其它物体、大地或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力效应。

在这里我们首先强调一点：该体育馆虽然于2004年5月全面竣工验收，但体育馆的防雷设施并没有通过我们检测所的任何验收工作及防雷隐蔽工程的跟踪，也没有取得防雷设施合格证。

雷击区与地质结构相关，一般情况下相对来说土壤电阻率比较低的地区比土壤电阻率高的地区遭受雷击的机会大。经常发生在有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、山坡与稻田接壤的地上和具有不同电阻率土壤的交界地段。如果在旷野，即使建筑物并不高，但是由于它比较孤立、突出，因而也比较容易遭受雷击。该体育馆位于空旷的田野中，方圆100米内都无一高出的建构筑物，体育馆显得孤立存在，旁边是水田正好处于土壤电阻率突变的交界处。由于该体育馆所处的地理位置都符合雷击选择性，所以遭受雷击的可能性远远大于其它的建筑物。

体育馆的本身虽安装了防雷设施但不符合国家相关的技术规范要求。建筑物天面上仍有部份突出的地方无防雷设施，并且在建筑物各个阳角处都无安装避雷短针。遭受雷击的二楼飘台（附图1-1、1-2）上的女儿墙无安装防雷设施，当雷电击中建筑物的女儿墙上时，雷电流迅速向周围泄放能量，并产生各种雷击效应；一、电效应：使得建筑物内所有金属物体都带上高电位和电流。二、热效应：被雷击的物体瞬间将产生大量热，又来不及散发，以致物体内部的水份大量变成蒸汽，并迅速膨胀，产生巨大的爆炸力，造成破坏。三、机械力效应：在物体受到电效应和热效应的情况下，机械力效应就显得更加夸张了，机械力使得固定在某个位置上的物体因受力而移动到别一个位置。强大的雷电流击中建筑物女儿墙时，由于女儿墙上并没有防雷设施所以无法及时将强大的雷电流有效地排泄入大地。雷电流穿过混凝土沿着楼板内的钢筋向四周释放能量，最后通过柱内钢筋传导进大地而完成一个放电过程。雷电的可怕在于它发生和泄放入大地的过程完成的时间短而且快，在发生和完成的过程只是纳秒级的事；也即是10-9秒内完成一个放电的过程。而且在这个过程中所产生的各种效应多，从而实现了破坏和杀害力大的效果。

雷电从形成到对地放电的过程中会出现多个雷电通道，雷电通道的温度高达几千℃到几万℃，空气受热急剧膨胀，并以超声速度向四周扩散，其外围附近的冷空气被强烈压缩，形成“激波”。被压缩空气层的外界称为“激波波前”。“激波波前”到达的地方，空气的密度、压力和温度都会突然增加。“激波波前”过去后，该区压力下降，直到低于大气压力。这种“激波”在空气中传播，会使其附近的建筑物、人、畜受到破坏和伤亡。这种冲击波的破坏作用就跟炸弹爆炸时附近的物体和人、畜受损害一样。

这只是一个雷击放电从发生到完成的过程，而往往雷击不是单一的一个放电过程，伴随的有后续雷击，多次雷击的放电过程。一次的雷击所造成的破坏威力足以让我们感到惊讶，更何况是还有后续雷击和多次雷击。

通过现场的调查我们发现本来完好的女儿墙大部份已遭雷击破坏，结合前面所说的雷击发生和完成的过程中所产生的各种效应及破坏的威力，再加上后续和多次雷击和当时台风“派比安”的遗力破坏。我们就不难想象当雷电击中飘台上的女儿墙而造成女儿墙倒塌也是在我们的预料之中。楼板底端及楼板和柱子交接处都有明显的雷击痕迹。楼板底端（附图2）因为强大的雷电流无法及时泄放入大地，在楼板内的雷电流程树枝状向四周放电，产生的热效应而使得混凝土楼板多处程现小孔状的损坏。柱子里的柱筋和楼板里板筋的连接情况因为防雷隐蔽工程没有通过我们所的跟踪验收不能确保做到良好的電气连接。（正常建筑只用铁丝进行绑接）没有一个良好的电气连接（焊接）必然会出现电位差，电位差的形成就会使得高电位向低电位放电的现象，楼板内钢筋向柱子内柱筋放电使得柱子与楼板的交接处出现多处烧灼过的痕迹。（附图3）

3 、整改意见

为了更好落实和做好莘村体育馆的防雷工作，保障广大人民群众生命和财产安全特提出如下整改意见：

3.1体育馆天面没有安装避雷带的女儿墙及铁皮屋面上的排水沟檐边加设避雷带

和避雷短针保护。

3.2体育馆各阳角处补加避雷短针对建筑物保护。

3.3体育馆飘台按国家规范要求设独立引下线，女儿墙上加装避雷带保护，并且与

天面避雷带焊接连通。

一、 为了防止雷电波高电位入侵进室内造成用电设备烧毁，建议在电源总配电处安

装相匹配的防感应雷避雷器。

4 、 避雷常识

为了更有效地防止和减少雷电这种自然灾害给我们正常的生活、工作、学习造成影响和损失，我们对全民特提出如下注意事项：

当雷鸣电闪时，你正行走在空旷田野上，要遵守哪些原则进行避雷呢？

4.1不要使自己成为尖端，也就是说，要尽量降低自身高度，不应该把铁锹、锄头、

高尔夫球棍等带有金属的物体扛在肩上高过头顶，因为这样会增加闪电直接击中的机会。如果四周没有比自己高的物体，那么举着雨伞将是很危险的。

4.2要尽量缩小人体与地面的接触面，以减少跨步电压的伤害。根据第一个要求看，似乎人平躺在地面上比较安全，这样会增大人体与地面的接触面，从而增加了跨步电压的危险。最好的办法是寻找一个沟谷或凹地，不得已时就在平地上双脚并拢蹲下，既降低了高度，又可防止跨步电压。

4.3在市郊区，最好躲入一栋装有金属门窗或设有避雷针的建筑物内，也可躲进有金属车身的汽车内。一旦这些建筑物或汽车被雷击中，它们的金属构架或避雷装置或金属本身会将闪电电流导入地下。

4.4在稠密树林中，最好找一块林中空地，选与四周树木差不多远的地方，双脚并拢蹲下。这时由于高大树木易遭雷击，从而保护了开阔地区的避雨者。

当同行中有人遭雷击我们要懂得急救方法。通常，当一个人被雷电击中，他的心脏活动和呼吸就立即停止了。如果受害者在一段时间内没有呼吸，说明他遇到脑缺氧的危险。在严重的脑损伤发生之前，新陈代谢的停止或减慢一般能延续5、6分钟时间。也有这样一例报道说，一位受害者呼吸停止了13分钟后苏醒了。

雷电“死亡”有时是可回生的。很多呈现死亡的受害者没有呼吸，心脏停跳，用适当的救护可使他们苏醒过来。如果一个受害者没有呼吸，十之八九还能再生，但不幸的是，这个事实目前还没有被人们广泛认识。

雷击致人死亡的最主要原因有两个：一是雷电流流经心脏导致心室产生纤维性颤动，因而造成人体的血液循环停止；二是雷电流流经人体脑下部的呼吸中枢时，使人体停止呼吸。有时表现为“假死”。因此，应就地及时抢救，有条件应尽快送医院抢救。

5 结语

如何减少和防御雷电给我们造成的损失，不但要有一套完整的可靠的防御雷电灾害系统，还需要我们全民提高防雷的意识，增加防雷知识。特别注意的是在雷雨天气我们尽可能少或不要出去建筑物外面进行户外工作。

[参考文献]：

[1] GB50057—94，建筑物防雷设计规范（2000版）[S].

[2] 雷電与避雷工程/苏邦礼等编著-广州：中山大学出版社1996.11