糧庫雷災事例和防護措施分析

摘要" 為降低雷擊事故給糧庫帶來的影響，保障糧食安全，根據實地調查情況，結合天氣實況資料和閃電定位資料，闡述了兩例糧庫災害事件的雷災鑒定過程，分析了糧庫雷災事故的原因。提出針對性的雷電防護措施，從技術和管理層面采取綜合措施進行防護。技術層面包括完善直擊雷防護裝置，加強綜合接地系統的設計與安裝，安裝多級浪涌保護器，安裝雷電預警系統或雷電在線監測系統，以及規范線路布設；管理層面包括強化防雷意識，開展防雷安全知識科普宣傳，以及強化保險賠償。為糧庫雷災防護工作提供參考。

關鍵詞" 糧庫；雷災；閃電定位；直擊雷防護裝置；浪涌保護器

中圖分類號" S229+.3" " " "文獻標識碼" A" " " "文章編號" 1007-7731（2024）23-0106-04

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.23.021

Analysis of grain depot thunder disaster cases and protective measures

LIANG Zhongwu" " ZHOU Guojun" " YIN Juan" " ZOU Xinlong

（Meteorological Bureau of Xiangxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture of Hunan， Jishou 416000， China）

Abstract" To reduce the impact of lightning strikes on grain depots and ensure food safety， based on field investigations， combined with weather conditions and lightning positioning data， the lightning identification process of 2 grain depot disaster events were elaborated， the causes of grain depot lightning accidents was analyzed. The targeted lightning protection measures and suggestions were proposed， and" comprehensive measures were adopted from both technical and management perspectives for protection. At the technical level， included improving direct lightning protection devices， strengthening the design and installation of comprehensive grounding systems， installing multi-level surge rotective device， installing lightning warning systems or lightning online monitoring systems， and standardizing line layout; At the management level， included strengthening awareness of lightning protection， carring out popularization and publicity of lightning safety knowledge， and enhancing insurance compensation. Provided references for lightning disaster prevention work in grain depots.

Keywords" grain depot; thunder disaster; lightning positioning; direct lightning protection device; surge protective device

糧食安全不僅需確保糧食產量安全，也需確保糧食儲存安全。部分糧食儲備庫修建時間較早，多為磚瓦結構，其雷電防護裝置有待進一步完善，其遭受雷擊的可能性較大，可能給糧食儲存安全帶來一定不利影響。近年來，部分地區糧庫遭雷災事件偶有發生，部分倉庫建筑被損壞、供電系統被燒壞，部分電子設備（如地磅傳感器、地磅主機）被破壞，帶來了一定的經濟損失。相關學者開展了關于糧庫防雷設計的分析研究，如袁周等[1]針對糧庫的不同區域可能遭受的雷電侵襲，提出了相應的防雷接地措施，并結合糧庫實際情況設計了防雷接地系統。白亞森等[2]根據現行規范要求，結合糧庫草囤場地特點，采用架空大網格避雷網的防護方式對糧庫進行直擊雷防護。樊希彬等[3]從糧庫防雷工程的環境評價、設計思路和施工方案等方面入手，形成了較為規范、細致且完整的糧食儲備庫防雷工程設計與施工方案。周國軍等[4]研究認為，喀斯特地貌的地質條件一般，土壤電阻率較高，使得防雷接地系統的設計與施工存在較多難題。王耀悉等[5]研究認為，湘西地區的地形地貌、氣候環境具有特殊性。因此，該地糧庫的雷電防護方案設計需做特殊考慮。本文總結近年來湘西發生的2例糧庫雷災調查實例，分析雷災事件發生過程和原因，探討糧庫雷電防護現狀，并提出有針對性的雷電防護措施，為糧庫的防雷安全和降低雷災事故帶來的影響提供參考。

1 糧庫雷電災害事件案例分析

1.1 數據來源

閃電數據來源于湖南省DDW1型全閃閃電定位網，天氣實況資料來源于湖南省氣象災害預警服務一體化平臺，雷災信息來源于雷災現場調查取證。利用現場調查資料（災害發生時間和位置、受災體雷電環境和雷電防護措施情況、目擊者陳述和災害損失情況等）、天氣實況資料（降水量）和雷電監測資料（雷電發生時間、位置和強度等）進行綜合分析與研判。

1.2 災害事例基本情況

1.2.1 事例一 2022年4月，某糧庫發生雷災事件，3根倉庫專用的高壓電纜被損壞，部分隔離開關、電纜頭和避雷器等設施被損壞（圖1），造成了一定的經濟損失。經實地調查，被損專用高壓電纜及設施由2根電桿支撐架空敷設，高度10 m左右，此段高壓電纜上空無避雷線，電桿有明敷的接地引線，電桿電纜左側為水泥馬路，右側為大樹（高于架空電纜）；另外，被損電纜附近的大樹枝葉有被燒枯的現象。

1.2.2 事例二 2023年5月，某糧庫發生雷災事件，其地磅主機和糧庫旁邊的地磅傳感器（共10個）均被損壞，造成了直接經濟損失。經實地調查，災害發生在糧食儲備庫中的1個倉庫，其所處位置相對較高（坡上平地），較為空曠，周邊為其他糧食庫，缺少直擊雷防護裝置，供電線路為架空引入室內，周邊有其他架空線路。

1.3 雷電災害過程研判

1.3.1 事例一 針對2022年4月雷災事件，當天的天氣小雨，21日20：00至22日20：00糧庫附近站點的降水量9.4 mm，適合雷電發生；閃電定位資料表明，22日6：00至8：00，該糧庫附近發生過地閃放電，且閃電活動較頻繁，半徑5 km范圍內監測到云地閃24條，如圖2所示。地閃發生在糧庫周邊，未直接擊中糧庫的高壓桿，且此次閃電過程以負地閃為主，雷電流強度大多集中在-60～-30 kA；出現了2次強負地閃，達150 kA，正地閃有3次，其中1次達100 kA。因此，此次雷電過程可能造成較大損失。現場實地調查發現，閃電發生時間與目擊者描述大致吻合，電力設備接地阻值偏大，判定此次事故為雷災事故，可能由感應雷造成。該糧庫專用高壓線路位置相對空曠，高壓線路架空裸露，無架空避雷線等直擊雷保護裝置，且線路附近有高樹，雷電直接擊打在架空高壓線路遠端（前端）或其他設施上，在線路上產生過電壓和過電流；強大雷電波傳導到糧庫的電桿端時，未能及時泄流入地，進而引起隔離開關、避雷器等的過流損壞。

1.3.2 事例二 針對2023年5月災害事例，當天的天氣大雨，20日8：00至21日8：00糧庫附近站點的降水量23.1 mm，適合雷電發生；閃電定位資料發現，20日9：13，該糧庫附近發生過地閃放電，和目擊者描述時間較吻合，且閃電強度較大，為1條正地閃，強度達107.6 kA，發生地距糧庫約3 km。現場實際調查發現，糧庫無直擊雷防護裝置，電源線路為架空引入室內，室內電源配電箱內未安裝浪涌保護器，地磅的接地情況未知；該儲備庫曾遭遇過雷擊，造成了不同程度的設備損壞，判定此次災害事件由雷電引起。20日9：00左右，糧庫附近發生地閃放電，強度較大，雷電流幅值達107.6 kA，強大的雷電發生時，靜電感應或電磁感應導致架空電源線路上產生較大過電壓和過電流，其通過線路傳導到室內，在缺少必要防護措施的情況下，雷電流未能及時泄流入地，而是傳導至設備端，進而造成設備的損壞。

2 糧庫雷電災害發生原因分析

糧庫雷電災害事件是由雷電環境和承載體自身特點共同造成的。研究區春季的天氣形勢較為復雜，低溫、冰雹、大風、雷電和暴雨等是主要氣候事件，其中雷電在4—5月發生較多，較易造成氣象災害。石燕清等[6]研究指出，4—5月研究區處于汛期，受強對流天氣和冷暖氣流的影響，常有雷暴和雹暴天氣發生，云內閃電活動強烈，伴隨強地閃放電，造成損害的可能性較大。周國軍等[4]研究指出，研究區地處喀斯特地貌帶，地貌高低起伏，土壤電氣特性變化較大，容易發生雷擊。

結合上述2個雷擊事例，分析糧庫雷電災害發生的具體原因，包括以下幾個方面。一是糧庫所處位置較空曠，通常是多個倉庫成排坐落，而研究區地勢起伏不平，糧庫位置相對較高，且需考慮通風、日照等條件，易發生雷電災害。二是糧庫修建年代較早，設施結構有待進一步優化，且糧庫屋面直擊雷防護裝置有待安裝。三是電源架空線路較多，部分架空線路橫穿整個糧庫區，且部分電源線架空直接引入各糧庫室內。四是倉庫區的微電子設備（如地磅傳感器、地磅主機等）較多，王忠勇[7]研究認為，相關設備的供電系統雷電防護裝置有待進一步優化，電源系統、信號系統等應安裝相應的浪涌保護器進行防護。此外，接地系統有待進一步與防雷技術規范[8-9]相符，如電源和信號系統需按照防雷分區原則安裝多級浪涌保護器，用電設備和設施需做好接地處理，接地電阻值不大于4 Ω，等等。五是倉庫管理人員對雷電防護的重視程度有待進一步提升，有待進一步開展防雷裝置安全檢測或防雷工程整改等工作。

3 糧庫雷電災害防護措施分析

為降低糧庫雷電災害帶來的影響，結合事例一、二雷擊事故災害的發生過程及原因，如缺少架空避雷線等必要的直擊雷防護裝置，雷電未能及時泄流入地等，根據標準規范要求[8-9]，從以下幾個方面做好雷電防護。

3.1 技術層面

一是完善直擊雷防護裝置，接閃器、引下線和接地裝置等按規范要求進行設計與安裝，可有效減輕雷擊災害帶來的影響。二是加強綜合接地系統的設計與安裝，為使接地系統達到規范要求，并利于雷電流泄放，可共用接地系統，并適當配合使用降阻劑、接地離子棒等材料。三是安裝多級浪涌保護器，對糧庫的電源系統、信號系統安裝浪涌保護器，按照防雷分區的原則在總配電處、分配電箱處和終端開關箱處安裝浪涌保護器，對地磅等微電子設備進行精細保護。四是安裝雷電預警系統或雷電在線監測系統，該系統具有雷電預警功能，有利于及時發現防雷裝置的問題、采取防御措施；再現雷擊過程，便于確認是否為雷擊造成的災害。五是規范線路布設。減少線路架空引入，線路盡量埋地引入倉庫，對電桿上的線路加裝避雷針或避雷線保護，且電桿設備接地電阻值需達到防雷要求。

3.2 管理層面

一是強化防雷安全意識，制定防雷安全管理專項制度，專人負責日常防雷裝置的自查等安全管理工作，注意春季雷電防護，及時接收和傳播雷電預警信息。二是開展防雷安全知識科普宣傳，李佳媛[10]研究指出，通過開展專題講座，普及雷電防護知識與措施；成立農業氣象研究小組，有利于提高預報精細化水平及設施農業防雷科研水平。三是強化保險賠償，聯合保險公司為氣象災害事件投保，強化雷電災害承受能力。

本文根據2例糧庫災害事故，通過現場調查和天氣實況、雷電監測資料，判定2次事故均由雷擊引起。分析了糧庫雷災事例發生的過程和原因，并提出針對性的雷電防護措施和建議，從技術和管理層面采取綜合措施進行防護。技術層面，包括完善直擊雷防護裝置，加強綜合接地系統的設計與安裝，安裝多級浪涌保護器，安裝雷電預警系統或雷電在線監測系統，以及規范線路布設；管理層面，包括強化防雷意識，開展防雷安全知識科普宣傳，以及強化保險賠償。實踐中，盡可能完善糧庫的防雷措施，加大對人員的雷電安全防護力度，從多個方面采取措施，以保障糧庫安全，降低雷電災害損失。

參考文獻

[1] 袁周，錢宏超，陶凱毅，等. 中央儲備糧庫宜春直屬庫防雷改造設計方案[J]. 吉林農業，2016（1）：120-121.

[2] 白亞森，孫海龍，高繼才. 糧庫草囤場地直擊雷防護方法的探討[J]. 吉林氣象，2009，16（4）：36-37.

[3] 樊希彬，左曉強，石嘉方，等. 中央儲備糧丹東直屬庫綜合防雷工程設計與施工[J]. 糧油加工，2009（7）：46-49.

[4] 周國軍，劉鳳嬌，吳志科，等. 喀斯特地貌綜合防雷接地系統的設計與施工：以矮寨大橋為例[J]. 電瓷避雷器，2015（2）：133-138.

[5] 王耀悉，唐慧強，柴賈然，等. 雷電對地閃擊選擇性與土壤電阻率的相關性淺析：以湖南湘西自治州為例[C]//中國氣象學會.天津：第32屆中國氣象學會年會，2015.

[6] 石燕清，姚蓉，張丹丹，等. 湘西地區高架雷暴類冰雹的基本特征與關鍵預報因子[J]. 氣象科技，2017，45（4）：729-734.

[7] 王忠勇. 國家糧庫電氣設計中的安全問題探討[J]. 電氣應用，2010，29（7）：74-77.

[8] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. 建筑物防雷設計規范：GB50057—2010[S]. 北京：中國計劃出版社，2011.

[9] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. 建筑物電子信息系統防雷技術規范：GB50343—2012[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2012.

[10] 李佳媛. 設施農業雷電災害的影響及雷電防護裝置檢測分析[J]. 棉花科學，2024，46（1）：47-49.

（責任編輯：楊歡）