海南省2021年夏季一起雷灾事故调查分析

侯安校 ，符华森 ，王康平 ，邓发斌

（1.海南省气象科学研究所，海口 570203；2.海南祥云雷电防护有限公司，海口 570203）

0 前言

雷电是自然界中一种大气放电现象，因其具有大电流、高电压、强电磁辐射和剧烈冲击波等特征，具有很大的破坏性和危害性，常常造成人员死亡和财产损失。马明等人分析了1997-2006年我国雷电灾情特征[1]，高燚等人分析了我国雷击致人死亡特征[2]和海南雷灾特征[3]，殷启元等人对广东省雷电死亡事故特征[4]和一次“晴天霹雳”致死事件[5]进行了分析，刘平英等人对云南省雷灾时空分布特征进行了分析[6]，陈小艳等人[7]、沈海波等人[8]分别分析了南宁市和梧州市雷灾特征。本文对2021年5月24日在海南省东方市养牛基地发生的一起雷击致牛死亡事故进行调查分析，并给出了雷电防护措施建议。

1 雷灾概况

2021年5月24日下午，海南省东方市出现雷雨天气过程；15时58分，东方市气象台发布了雷雨大风黄色预警信号；16时40～50分，因雨势较大，东方市三家镇红草村军团园养牛基地3名工作人员将牛群赶回养牛场，当牛群走到养牛棚旁小斜坡靠近堆放报废弹簧床的低洼地带时，工作人员看到一道闪电划过，靠近养牛棚的两名工作人员瞬间跌落到地面，但很快起身，没有伤亡，另外一名距离养牛棚较远的工作人员没有受到雷击影响，但是已经进入积水低洼地带的牛群有42头黄牛死亡，其中大牛35头，小牛仔7头，部分牛的肚子已经裂开。

2 雷灾调查

2.1 现场勘查

海南省东方市三家镇红草村军团园养牛基地（经纬度108.824°E，19.189°N）共养殖了150多头黄牛，位于开阔的野外，地势较平坦、光秃，地势起伏高程差不超过1m，主要以裸地为主，低洼处有部分积水，路面泥泞，较高处以沙地为主。养牛基地有少量灌木丛，无高大树木，养牛场内有简易的养牛棚、集装箱房，无任何防直击雷措施。事故发生在养牛棚旁的低洼地带，低洼地的斜坡顶上堆放有一堆报废的金属弹簧床（图1）。受灾当事人（养牛基地工作人员）现场看到闪电发生，但事故现场没有发现雷击痕迹。

图1 事故现场的斜坡顶上堆放有报废的金属弹簧床

2.2 剩磁检测

根据《雷电灾害调查技术规范》（QX/T 103-2017）[9]，当雷灾事故现场调查无熔痕可作依据时，可进行剩磁检测，作为雷灾的判定技术依据。由于电流的磁效应，当地闪发生时，雷击电流会在地闪通道周围空间产生很强的磁场，处于磁场中的铁磁体受到强磁化作用，会保持较大的磁性，铁磁体保持的磁性大小与电流和磁场的强弱以及距离地闪通道的距离有关。

2021年5月25日上午，利用剩磁测试仪对事故现场金属弹簧床进行剩磁检测（图1），检测值高达2.3 mT。对照剩磁数据分析判定表（表1）[10]，测量得到的剩磁值（2.3 mT）大于1.5 mT，可作为雷击判据之一。

表1 剩磁数据分析判定对照表（单位：mT）

2.3 天气系统分析

2021年5月24日，海南岛受南海低压槽影响。影响海南岛雷暴的天气系统主要有低压槽、冷空气、热带气旋和副热带高压，其中低压槽类天气系统发生雷暴天气的概率最高，低压槽天气系统影响下的雷暴占总雷暴天数的62%[11]。海南岛低压槽类天气系统（西南低压槽、南海低压槽、华南沿海槽）中，南海低压槽影响下，海南岛午后地闪发生的概率最高[12]。

海口多普勒天气雷达回波表明，2021年5月24日16时，东方市西南部海域及南部陆地出现强对流天气系统并向西北移动，至16时30分左右，养牛基地上空处于该天气系统的强回波中心边缘，至16时40分左右，养牛基地上空基本被强回波中心覆盖，16时45分养牛基地上空雷达回波强度超过50 dBZ，强回波覆盖面积较大。

2.4 雷电数据分析

海南省ADTD地闪定位网和海南省三维闪电定位系统的监测结果显示，2021年5月24日16时40～50分养牛基地附近闪电活动频繁，雷灾事故现场方圆5 km半径范围内共监测发生了9次地闪回击（如表2所示），其中ADTD地闪定位网监测到2次回击，三维闪电定位系统监测到7次回击。这9次地闪回击均为负极性，距离雷灾事故现场最近的两次回击均发生在其1.7 km附近，发生时间分别为16：47：42和16：48：48，闪电强度分别为-6.54 kA和-9.53 kA。

表2 雷灾事故现场附近的闪电定位结果

3 雷灾成因分析与防护建议

3.1 雷灾成因分析

综合受灾当事人目击情况、现场勘查、剩磁检测、雷达回波及闪电定位结果，可以判定此次致牛死亡事故为雷电灾害，雷击未造成人员死亡，雷击造成45头黄牛死亡，预计直接经济损失65万元，属于较大雷电灾害等级。根据现场调查情况，初步判定此次雷灾事故原因是雷击跨步电压，推断此次雷灾事故是由于雷电击中养牛基地堆放报废弹簧床旁边的积水低洼地带，在雷电流泄放过程中，地电位抬升，不同距离间形成较大电位差，由于牛的前后脚间距较大，造成前脚与后脚之间的跨步电压较大，导致处于有积水低洼地带的42头牛遭受跨步电压袭击而死亡，而距离雷击点较远的其它牛群没有伤亡。而2名工作人员站的位置离雷击点相对较远，且其所处的沙地相对干燥，土壤电阻率较大，人体站立双脚间距较小，所遭受的跨步电压较小，没有造成伤亡。

3.2 雷电防护建议

（1）外出放牛前应及时的收听关注雷电预警信息。当雷雨天气来临之时，应尽快把牛群赶进牛棚；牛棚应安装直击雷防护装置，并安装环形接地装置，降低牛棚跨步电压；牛棚周围人和牛停留时间较多，建议在其周围安装接闪杆，并在接闪杆周围安装防护栏；集装箱房应做防雷接地处理。

（2）清除养牛场内非常用的、闲置的金属物件。

（3）养牛棚等金属架构的建构筑物做好防直击雷措施，采用金属屋面及金属支柱作为接闪器和引下线的，应当将其与牛群隔离或者做好绝缘处理，避免养牛棚内牛群遭受接触雷击。

（4）养牛基地工作人员在场外放牧期间，做好绝缘防护措施，不要使用有金属尖端的雨伞，不要把铁锹等农具及其他金属物品扛在肩上。

（5）雷雨天气，养牛基地工作人员应避免骑自行车、驾驶摩托车或敞篷拖拉机，切忌狂奔。

（6）头顶雷鸣时如找不到合适的避雷场所，应远离树木、铁塔、电线杆、 烟囱等高耸、孤立的物体，在地势低洼的地方，双腿靠拢蹲下，临时躲避。如万不得已在树下躲雨时，必须与树干及枝叶保持3米以上距离。

（7）雷雨天气时，不要停留在山顶、山脊或建筑物的顶部。应迅速躲入有防雷装置保护的建筑物内，如正在驾车，可留在车厢内。不要进入临时性的棚屋、岗亭等无防雷设施的低矮建筑物内。