長白山天池主峰雷電災害防御淺析

矯祥肇

摘要 長白山天池氣象站位于海拔較高的長白山北坡主峰上，極易遭受雷擊危害。在充分認識雷電危害形式的基礎上，總結長白山天池氣象站多年來雷擊事故現狀及影響，分析事故發生的原因并提出整改建議，雷電來臨前應加強戶內外防御，同時通過典型事例做好公共防雷宣傳，提高全民防雷意識。

關鍵詞 雷電災害;防御;措施

中圖分類號：S761.5 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0126–02

雷電災害已成為人們日常生活中的重要危害之一，長白山天池主峰雷電災害尤為甚之。長白山天池氣象站位于長白山北坡主峰，觀測場拔海高度2 623 m，地處高處，周邊空曠，多年來雷擊事故時有發生，為雷擊頻發地區。雷電具有極其巨大的破壞力，會造成巨大的生命財產損失[1]，因此做好雷電防御工作非常重要，通過對雷電災害進行分析，就如何做好雷電防御措施展開探討。

1 雷電形式其危害性

1.1 直擊雷

直擊雷是在云層與地面凸出物之間放電產生的，這種雷危害極大，可以直接擊傷或使人、畜致命。強烈的雷電電流流入地下，會使雷擊點直接鏈接某種金屬對地面產生特別強烈的電壓，電壓能達到數十萬至數百萬伏的沖擊，對變壓器、發電機等造成嚴重破壞，造成大規模的停電，甚至可能導致火災，甚至會引起爆炸。同時直擊雷的巨大的雷電流通過被雷擊物，在極短的時間內會變成大量的熱能，引燃易燃易爆物品或使金屬熔化飛濺而引起火災。

1.2 球形雷

這種雷種發生的次數不是很多，且很不規律。它可以直接從門、窗、煙囪等通道侵入室內，造成強烈的電壓，使房屋中的煤氣、電氣、燃氣泄露，從而發生火災。這種雷電極其危險，危害極大。

1.3 感應雷

這種雷種分為靜電感應和電磁感應。靜電感應是因為雷云與地面比較接近，它是在地面突出頂部感應出大量異性電荷所產生的。它的傳播速度非常快，在雷云與其他部位放電后，突出物頂部的電荷失去束縛，以雷電波形式，沿突出物極快地傳播。而電磁感應則完全不同，電磁感應是在雷擊后電流形成一個強大的磁場產生的，磁場會使周圍的金屬感應出強烈的電壓，對人體造成二次放電，不僅損害電氣設備，而且會使人致命，其危害力巨大。

1.4 雷電波侵入

雷電波侵入會使電氣設備的絕緣很大程度遭到損害，使高壓竄入低壓，容易造成嚴重的觸電事故。由于雷電波傳播速度比較快，其傳播速度為3×108 m/s。它的產生是由于雷擊后在架空線路上或空中金屬管道上產生的沖擊電壓沿線或管道迅速傳播。雷電波會使室內電氣設備突然爆炸起火或損壞，人在屋內使用電器或打電話時突然遭電擊身亡，其危害性約占總雷害事故的70%[2]。

2 天池氣象站防雷能力現狀

多年來，長白山天池氣象站每年均遭遇4～5次雷擊，損失巨大。2014年8月，省氣象局投入80余萬元專項資金，對天池站雷電防護設備進行升級改造，防雷能力得到了有效加強，2015—2016年未遭遇雷擊。2016年8月，省探測裝備保障中心在天池站安裝了2套中環天儀公司生產的高山專用自動站后，由于新安裝設備位置發生變化，原雷電防護設備未能對其進行全面防護，致使天池站在2017年6月8日和2018年6月20日分別遭遇雷擊。其中，2017年6月8日擊毀自動站采集器2臺，超聲波風向風速傳感器2臺，強風儀1臺，通訊傳輸模塊若干，計算機2臺，內網路由器1臺，造成經濟損失近10萬元;2018年6月20日雷擊事故發生前，值班員提前關閉了1套自動站，并切斷了市電，自動站依靠UPS供電工作，雷電從自動站數據傳輸線路進入，擊毀主采集器1臺，超聲波風向風速傳感器1臺，強風儀信號轉換模塊1個，內網路由器通訊接口損壞，互聯網光電轉換器1個，通訊傳輸模塊若干，經濟損失約5萬元。

3 雷擊事故原因分析及相應整改建議

（1）初步判斷是雷電感應導致系統線路（包括供電系統線路，光纖金屬加強芯）均已耦合進了雷擊過電壓。之所以電源系統沒有造成大面積損壞是由于當時斷開了外電源，處置得當。

整改建議：第一，采集線與其它線路分開敷設進戶;第二，室外部分人穿塑料管后再穿全線電氣貫通兩端接地的金屬管敷設。光纖金屬加強芯必須接地處理。第三，建議采用光纖入戶的方式，采集器供電設備單獨走線（或雷暴發生時段拔掉電源線），光纖加強芯等電位處理，或者可能的話只走光纖（不含加強芯）。此外，在雷暴發生月份，接地裝置凍土層未化時也要加強日常維護。防雷裝置不能起到100%的防護作用，應盡可能地把雷擊損失降到最低。

（2）直擊雷落于觀測場上風桿或附近導致地電位抬高。

整改建議：要將接地設計成大面積等距離的等電位面，如變電所的接地方式。其他的線路綜合布線，強調強電與弱電分離，保持安全距離。線路進去不同的lpz區要安裝相應的spd。

（3）天池站周圍是一個大型地網，檢測中心測得數值為14Ω，經檢查，各處均已做等電位連接（觀測場、避雷塔、辦公樓），雷擊原因為觀測場附近有雷擊導致設備帶電并通過線路引入值班室，雷電感應導致系統線路（包括供電系統線路，光纖金屬加強芯）均已耦合進了雷擊過電壓。

整改措施：第一，室外裸漏電源進戶線金屬管敷設并接地，電信聯通進戶線與觀測數據線分開進戶，觀測場至室內數據線穿管埋地;第二，風塔重新做接地并與大型地網聯接;縮小觀測場等電位網格距離，聯通電信線路與數據線分開進戶，電源線與數據線分開進戶均用金屬管敷設。

4 雷電災害來臨前的注意事項

4.1 戶內預防

如果是在室內，雷電時應及時把電視機的室外無線與電視機脫離，而與接地線連接，這樣防止雷電損害電器設備，防止引起火災。同時雷雨天氣要關好門窗，如果發生球形雷的時候，能夠有效防止球形雷竄入室內造成危害。雷雨天氣要在雷電發生的時候，與可能傳來雷電波侵入的線路和設備保持1.5 m以上的距離，不能夠使用各種電器，不宜使用無防雷措施或防雷措施不足的電視、音響等電器。雷電來臨時要把屋內的各種電源拔掉，盡量減少使用電話。最有效的保障方式是把總電源關掉，手機關機，以免與室內電源產生電流引起火災。不要靠近室內的金屬設備如暖氣片、自來水管、下水管，同時，要盡量離開電源線、電話線、廣播線，以防止這些線路和設備對人體的二次放電。此外，不要穿潮濕的衣服，不要靠近潮濕的墻壁。

4.2 戶外防御雷擊

雷雨天氣，在雷雨來臨時要立即離開水面以及其他空曠的場地，尋找地方躲避。盡量不要在曠野里行走。如果非走不可，要穿塑料等不侵水的雨衣，不要用金屬桿的雨傘，不要把帶有金屬桿的工具如鐵鍬、鋤頭扛在肩上。人在遭受雷擊前，會突然有頭發豎起或皮膚顫動的感覺，這時應立刻躺倒在地，或選擇低洼處蹲下，雙腳并攏，雙臂抱膝，頭部下俯，盡量縮小暴露面[3]。為了防止反擊事故和跨步電壓傷人，要遠離建筑物的避雷針及其接地引下線。同時要要遠離各種天線、電線桿、高塔、煙囪、桿，如有條件應進入有寬大金屬構架、有防雷設施的建筑物或金屬殼的汽車內。

5 加強防雷宣傳

提高雷電災害防御的意識。天池氣象站要抓住雷電災害典型事例，通過廣播、電視、報紙、網絡等各類媒體，大力宣傳防雷減災有關法律規章和科普知識，不斷提高人民的防雷減災意識，提高社會對防御雷電災害重要性和必要性的認識，增強全社會參與防御雷電的自覺性。堅持預防為主、防治結合的方針，從新建、改建、擴建開始，嚴格把關，從源頭上將雷電災害隱患控制在最低范圍，同時，要積極主動向省局、長白山局匯報和宣傳，爭取各級領導的支持，共同推進防雷減災工作的開展。

參考文獻

[1] 王暾，顧林生，林鴻潮.快速提升自然災害預警能力 防范化解重大自然災害風險[J].中國應急管理，2019（6）：38-39.

[2] 廖永豐，趙飛.強化我國自然災害風險管理技術途徑的思考[J].中國防汛抗旱，2018，28（11）：33-36.

[3] 沈慧群，孫存清，韓勇.通信機房雷擊風險評估案例分析[J].沙漠與綠洲氣象，2010，4（B8）：117-118.

責任編輯：黃艷飛