长白山天池主峰雷电灾害防御浅析

矫祥肇

摘要 长白山天池气象站位于海拔较高的长白山北坡主峰上，极易遭受雷击危害。在充分认识雷电危害形式的基础上，总结长白山天池气象站多年来雷击事故现状及影响，分析事故发生的原因并提出整改建议，雷电来临前应加强户内外防御，同时通过典型事例做好公共防雷宣传，提高全民防雷意识。

关键词 雷电灾害;防御;措施

中图分类号：S761.5 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）04–0126–02

雷电灾害已成为人们日常生活中的重要危害之一，长白山天池主峰雷电灾害尤为甚之。长白山天池气象站位于长白山北坡主峰，观测场拔海高度2 623 m，地处高处，周边空旷，多年来雷击事故时有发生，为雷击频发地区。雷电具有极其巨大的破坏力，会造成巨大的生命财产损失[1]，因此做好雷电防御工作非常重要，通过对雷电灾害进行分析，就如何做好雷电防御措施展开探讨。

1 雷电形式其危害性

1.1 直击雷

直击雷是在云层与地面凸出物之间放电产生的，这种雷危害极大，可以直接击伤或使人、畜致命。强烈的雷电电流流入地下，会使雷击点直接链接某种金属对地面产生特别强烈的电压，电压能达到数十万至数百万伏的冲击，对变压器、发电机等造成严重破坏，造成大规模的停电，甚至可能导致火灾，甚至会引起爆炸。同时直击雷的巨大的雷电流通过被雷击物，在极短的时间内会变成大量的热能，引燃易燃易爆物品或使金属熔化飞溅而引起火灾。

1.2 球形雷

这种雷种发生的次数不是很多，且很不规律。它可以直接从门、窗、烟囱等通道侵入室内，造成强烈的电压，使房屋中的煤气、电气、燃气泄露，从而发生火灾。这种雷电极其危险，危害极大。

1.3 感应雷

这种雷种分为静电感应和电磁感应。静电感应是因为雷云与地面比较接近，它是在地面突出顶部感应出大量异性电荷所产生的。它的传播速度非常快，在雷云与其他部位放电后，突出物顶部的电荷失去束缚，以雷电波形式，沿突出物极快地传播。而电磁感应则完全不同，电磁感应是在雷击后电流形成一个强大的磁场产生的，磁场会使周围的金属感应出强烈的电压，对人体造成二次放电，不仅损害电气设备，而且会使人致命，其危害力巨大。

1.4 雷电波侵入

雷电波侵入会使电气设备的绝缘很大程度遭到损害，使高压窜入低压，容易造成严重的触电事故。由于雷电波传播速度比较快，其传播速度为3×108 m/s。它的产生是由于雷击后在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播。雷电波会使室内电气设备突然爆炸起火或损坏，人在屋内使用电器或打电话时突然遭电击身亡，其危害性约占总雷害事故的70%[2]。

2 天池气象站防雷能力现状

多年来，长白山天池气象站每年均遭遇4～5次雷击，损失巨大。2014年8月，省气象局投入80余万元专项资金，对天池站雷电防护设备进行升级改造，防雷能力得到了有效加强，2015—2016年未遭遇雷击。2016年8月，省探测装备保障中心在天池站安装了2套中环天仪公司生产的高山专用自动站后，由于新安装设备位置发生变化，原雷电防护设备未能对其进行全面防护，致使天池站在2017年6月8日和2018年6月20日分别遭遇雷击。其中，2017年6月8日击毁自动站采集器2台，超声波风向风速传感器2台，强风仪1台，通讯传输模块若干，计算机2台，内网路由器1台，造成经济损失近10万元;2018年6月20日雷击事故发生前，值班员提前关闭了1套自动站，并切断了市电，自动站依靠UPS供电工作，雷电从自动站数据传输线路进入，击毁主采集器1台，超声波风向风速传感器1台，强风仪信号转换模块1个，内网路由器通讯接口损坏，互联网光电转换器1个，通讯传输模块若干，经济损失约5万元。

3 雷击事故原因分析及相应整改建议

（1）初步判断是雷电感应导致系统线路（包括供电系统线路，光纤金属加强芯）均已耦合进了雷击过电压。之所以电源系统没有造成大面积损坏是由于当时断开了外电源，处置得当。

整改建议：第一，采集线与其它线路分开敷设进户;第二，室外部分人穿塑料管后再穿全线电气贯通两端接地的金属管敷设。光纤金属加强芯必须接地处理。第三，建议采用光纤入户的方式，采集器供电设备单独走线（或雷暴发生时段拔掉电源线），光纤加强芯等电位处理，或者可能的话只走光纤（不含加强芯）。此外，在雷暴发生月份，接地装置冻土层未化时也要加强日常维护。防雷装置不能起到100%的防护作用，应尽可能地把雷击损失降到最低。

（2）直击雷落于观测场上风杆或附近导致地电位抬高。

整改建议：要将接地设计成大面积等距离的等电位面，如变电所的接地方式。其他的线路综合布线，强调强电与弱电分离，保持安全距离。线路进去不同的lpz区要安装相应的spd。

（3）天池站周围是一个大型地网，检测中心测得数值为14Ω，经检查，各处均已做等电位连接（观測场、避雷塔、办公楼），雷击原因为观测场附近有雷击导致设备带电并通过线路引入值班室，雷电感应导致系统线路（包括供电系统线路，光纤金属加强芯）均已耦合进了雷击过电压。

整改措施：第一，室外裸漏电源进户线金属管敷设并接地，电信联通进户线与观测数据线分开进户，观测场至室内数据线穿管埋地;第二，风塔重新做接地并与大型地网联接;缩小观测场等电位网格距离，联通电信线路与数据线分开进户，电源线与数据线分开进户均用金属管敷设。

4 雷电灾害来临前的注意事项

4.1 户内预防

如果是在室内，雷电时应及时把电视机的室外无线与电视机脱离，而与接地线连接，这样防止雷电损害电器设备，防止引起火灾。同时雷雨天气要关好门窗，如果发生球形雷的时候，能够有效防止球形雷窜入室内造成危害。雷雨天气要在雷电发生的时候，与可能传来雷电波侵入的线路和设备保持1.5 m以上的距离，不能够使用各种电器，不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器。雷电来临时要把屋内的各种电源拔掉，尽量减少使用电话。最有效的保障方式是把总电源关掉，手机关机，以免与室内电源产生电流引起火灾。不要靠近室内的金属设备如暖气片、自来水管、下水管，同时，要尽量离开电源线、电话线、广播线，以防止这些线路和设备对人体的二次放电。此外，不要穿潮湿的衣服，不要靠近潮湿的墙壁。

4.2 户外防御雷击

雷雨天气，在雷雨来临时要立即离开水面以及其他空旷的场地，寻找地方躲避。尽量不要在旷野里行走。如果非走不可，要穿塑料等不侵水的雨衣，不要用金属杆的雨伞，不要把带有金属杆的工具如铁锹、锄头扛在肩上。人在遭受雷击前，会突然有头发竖起或皮肤颤动的感觉，这时应立刻躺倒在地，或选择低洼处蹲下，双脚并拢，双臂抱膝，头部下俯，尽量缩小暴露面[3]。为了防止反击事故和跨步电压伤人，要远离建筑物的避雷针及其接地引下线。同时要要远离各种天线、电线杆、高塔、烟囱、杆，如有条件应进入有宽大金属构架、有防雷设施的建筑物或金属壳的汽车内。

5 加强防雷宣传

提高雷电灾害防御的意识。天池气象站要抓住雷电灾害典型事例，通过广播、电视、报纸、网络等各类媒体，大力宣传防雷减灾有关法律规章和科普知识，不断提高人民的防雷减灾意识，提高社会对防御雷电灾害重要性和必要性的认识，增强全社会参与防御雷电的自觉性。坚持预防为主、防治结合的方针，从新建、改建、扩建开始，严格把关，从源头上将雷电灾害隐患控制在最低范围，同时，要积极主动向省局、长白山局汇报和宣传，争取各级领导的支持，共同推进防雷减灾工作的开展。

参考文献

[1] 王暾，顾林生，林鸿潮.快速提升自然灾害预警能力 防范化解重大自然灾害风险[J].中国应急管理，2019（6）：38-39.

[2] 廖永丰，赵飞.强化我国自然灾害风险管理技术途径的思考[J].中国防汛抗旱，2018，28（11）：33-36.

[3] 沈慧群，孙存清，韩勇.通信机房雷击风险评估案例分析[J].沙漠与绿洲气象，2010，4（B8）：117-118.

责任编辑：黄艳飞