邵阳市中小学校防雷实例分析及工程完善举措

2021-09-14邹德培

科技与创新 2021年17期

邹德培，陈超，赵晋

（1.湖南省邵阳市气象局，湖南邵阳422000；2.新邵县气象局，湖南邵阳422900；3.湖南省绥宁县气象局，湖南邵阳422600）

雷电是一种自然现象，是雨云与大地之间电荷不平衡而带来的一种放电结果。雷电作为影响人类活动的十大自然灾害之一，不仅会造成人员伤亡，也会造成严重的经济损失。中小学校人员高度集中，是防雷减灾工作中的重中之重，做好学校防雷减灾工作极为重要。2007-05-23，重庆开县义和镇兴业小学遭遇雷击，造成该校学生伤亡46人，其中死亡7人，重伤19人，轻伤20人[1-4]。因此，必须根据农村中小学校的实际情况将学校防雷建设工作重视起来，从近几年对本市防雷装置检测及雷灾调查情况来看，中小学校的雷电灾害防护仍然存在较多问题，本文以邵阳市檀江乡双江小学（以下简称“双江小学”）为例，提出安全可行、有针对性的整改意见和对策措施，以便为学校完善校园防雷设施，强化其防雷安全。

1 背景

双江学校位于邵阳市檀江乡，处于东经111°30′4″，北纬27°11′52″，距离市区约10 km，校园占地面积约8000 m2，建筑面积1085 m2，学校所处位置地势较高，东面依靠山体，山顶距学校约200 m处有移动通信基站；西面下坡为村落；南面为小土坡；北面为小土坡，有一高压线桩。是雷击的首选目标。气象资料显示，邵阳市属于亚热带季风性湿润气候，其年平均雷暴日为57 d，根据GB 50343—2012中的3.1.3，邵阳地区属于多雷区。据现场勘测，双江学校有教学楼共2栋，1号教学楼长45 m，宽8 m，高8 m，为2层砖混结构建筑；2号教学楼长36 m，宽8 m，高8 m，为2层砖混结构建筑；学校入校处有一间门卫室。

根据实地勘察，两栋教学楼及门卫室无直击雷保护装置。监控室（教导室）无电源SPD保护、用电设施无两级保护措施。一号教学楼一侧旗杆接地电阻为108Ω，二号教学楼一侧旗杆接地电阻为118.6Ω，各金属栏杆无接地，不符合规范要求。双江学校尺寸平面图如图1所示。

图1 双江学校尺寸平面图（单位：mm）

2 双江学校雷电防护措施

邵阳地区属于多雷区。分析双江学校2 km范围2008—2017年十年的雷电监测资料，十年来共发生闪电次数多达1466次，大于100 kA的强雷暴达34次，最大雷电流高达270 kA。在邵阳地区为明显的高值区，属于典型的强雷区。通过计算邵阳市檀江乡双江学校的年预计雷击次数，根据GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》将邵阳市檀江乡双江学校防雷设计划分为建筑防雷第二类。根据GB 50343—2012中的4.3，将学校电子信息系统防雷设计划分为C类。

2.1 外部雷防护措施

门卫室根据GB 50057—2010中第3.0.3划分，按照第二类防雷建筑物设计根据滚球法计算针高为2 m，安装在楼顶中央位置。明敷引下线接至地网。接闪杆保护半径计算公式如下：

式（1）中：rx为接闪杆在hx高度的水平面上的保护半径，本次取值4 m；h为接闪杆高度；hr为滚球半径，本次取值45 m（将表1数据代入公式）；hx为被保护物的高度，本次取值4 m。

经过计算，将h的取值取整，为2 m。本方案采用1 m的优化避雷针加1 m的不锈钢支撑杆组成接闪器装置。

1号教学楼、2号教学楼采用接闪带与接闪杆组合形式进行保护，每个建筑4根接闪优化接闪杆安装在建筑四角，如图2、3所示。

图2 门卫室接闪杆保护范围（单位：mm）

教学楼接闪带安装如图3所示。

图3 教学楼接闪带安装位置图（单位：mm）

2.2 内部防雷措施

防雷电感应方面：智能教育终端引下线要根据相关规范要求加粗且接地端要按照规范深埋入地，教育终端必须加装相对应SPD进行保护。

配电系统：总配电箱、分配电箱加装一、二级浪涌保护器。

等电位连接：学校建筑物的铁栏杆、窗户等金属设施[6-8]要做好等电位连接。操场旗杆要良好接地处理。装在校园里面的移动基站、通信铁塔要有独立的防雷装置，与建筑及学生活动范围有一定安全距离，其引下线要做到套管深埋。雷雨天气要避免户外活动，且要远离通信铁塔、防雷引下线等。LED屏幕及广播系统的室外部分，均采用柱体高架的方式来进行，底座安装中加入一些绝缘材料，可以降低由于土地传导作用而带来的雷电对弱电系统的间接破坏。

校园内[5]的电话线、电视线、供电线、网线等架空铺设（如图4所示架空电缆埋地处理）的现象较为严重，各种线路乱拉乱搭，进入建筑物内的线路采取屏蔽、接地等措施。

图4 地网设计大样图

3 分析与对策

邵阳市气象部门非常重视中小学校防雷安全工作，2017年联合邵阳市教育部门，按照《中国气象局、国家安全监管总局关于进一步强化气象相关安全生产工作的通知》中相关要求，对各所中小学校防雷安全排查，基本上10%的学校同双江学校情况类似，气象主管机构应加强与教育部门的联系，帮助、督促学校建立雷电灾害应急预案；建立有效的雷电预警信息接收与响应机制；不定期组织学校师生进行雷电灾害应急演练；督促学校建立防雷安全责任制，配备专职或兼职人员对雷电防护装置进行日常维护，建立日常防雷设施维护工作台账；在每年雷季来临之际应委托专业有资质的检测机构进行定期检测，排除雷灾隐患，有问题及时进行整改。