连云港雷电灾害防御问题探索与实践分析

连云港雷电灾害防御问题探索与实践分析

摘要:本文在连云港雷电活动特征上结合气象部门城市气象服务及雷电防护工作实践,阐述了建筑工程防雷、网络工程防雷和防雷装置年检在防雷减灾工作中的重要地位,以及有关防雷法规在城市气象服务中的作用。提出应建立区域性、高精度雷电预警、定位、监视系统是进一步完善城市气象服务体系和城市雷电灾害综合防御体系的有效手段。

关键词:雷电灾害防雷装置防护监测

1 连云港市雷电的分布规律

1.1 连云港地区闪击次数分布规律

我们可以用闪电频发率取代雷暴日这种说法,就连云港地区而言,通常在三月份其闪电的频次就开始增加,六月份进入多发期,在八月是高峰期。夏天是连云港地区发生闪击现象最多的季节。据观测连云港在2010年某天闪电频次达到了近800次,所以夏季是连云港地区闪电频发的季节。

1.2 雷电流强度和分布特征

据相关观测数据显示,雷电流在1-10kA的占全年雷击频率的70%左右,而其中绝大多数的雷击电流在10kA以下,大于10kA的只有约2.4%的比例。不过尽管其比例比较小,但是它却在夏季的八九月高度

集中发生,这个时期大于10KA的雷击电流几乎占到全年的70%,并且从三月份以来到九月份,每个月都会发生。因此连云港的强雷击电流有着时间跨度长、特定时期发生频率集中等特点。

1.3 雷暴发生地域分布特征

雷暴的发生与地理环境有着密切的关系。通常一些低山丘陵区、河岸、山坡和水田接壤的地段以及地下水的出口处等,这些区域均有着土壤电阻率极低的特点。发生雷电时这些区域所产生的感应电荷要远远高于其它地方,从而电场强度也随之升高,雷云的下行先导就会被吸引到此处,相应的这些区域的建筑或者结构体等就容易到雷电的侵袭。此外,在进行防雷等级的设计时,不可以年均雷暴日作为主要依据,因此一些雷暴多发地段会由于依据的标准过低导致设施受到雷灾的损坏;而对于雷暴灾害较少的地区,则会由于标准过高而导致资源浪费。因此在观测过程中要采用闪电定位仪获取相应的资料,针对雷暴多发地段要以原地区设计等级为基础,再加上相应的强防雷措施。

1.4 连云港地区的落雷密度

对于建筑物防雷设计而言,雷云对地放电的年均次料比较有实际的参考意义,而该参数的指标即为落雷密度,即每个雷暴日每平方公里的平均落雷次数。其实具体的一个区域只能够应用一个地面落雷密度值,但是每个区域的落雷密度各不相同;对于连云港地区来说,在水边的地区为闪击多发区,其他的临江和临湖的区域发生频率也比较高。

因此在进行防雷设计时要对这些地方特别留意。

2 连云港雷击灾害分析

2.1 雷电活动的选择性

通常在连云港地区水边地区为闪击多发地段,这些地方的土壤电阻率比较低。再加上城市所具有的热岛效应,当城市上空有雷云出现时,受到雷云静电感应,地面上的建筑物会积聚相反的电荷,因此地面和雷云之间就会形成强大的电场。如果某个位置聚积了高密度的电荷,电场强度受到激发后达到空气游离的临界值,雷云就会向下进行阶梯式放电。城市边缘的高层建筑周围的空间就会聚积高密度的电荷,最终引发直击雷,因此要对这些地区的建筑多做防范。

2.2 雷击灾害等级的划分

按照雷暴的破坏程度不同,雷击灾害可以按照以下标准划分为几个等级:一级,破坏程度轻、损失不足一万元,社会影响范围小;二级,破坏程度较大,损失在一万到五万元范围内,有设备受损或人员受伤等情形,有一定社会影响;三级:破坏严重、时间长,损失在五万到十万元范围内,一些设备受损严重或才造成人员伤亡,社会影响大;四级:破坏非常严重,损失在十万到二十万之间,大型的设备受损,有很大社会影响;五级,破坏极其严重,损失难以估计,大量设备受毁灭性损坏,社会影响非

常大。

2.3 雷击灾害的特点

连云港的雷击灾害几乎每年夏季县里会出现一至两起事故,会导致人员伤亡和经济财产损失。总结而言,客观上均会发生在土壤电阻率比较低,雷击频率比较高的地方。造成人员伤亡和经济财产损失的主观原因是人员在发生闪电的时候没有采取一定的防护措施,或进行一些违规操作。近年来,雷暴日的首发日越来越早,很多化工厂房的防雷措施没有进行安全检测和整改,被雷击后容易造成严重的损失。

3 连云港雷击灾害的防御措施

3.1 防雷需遵循的主要原则

首先要采取疏导的原则,使雷电流尽可能的通过低阻抗导电通道泄入大地,让大地将雷电的能量接纳消耗掉。而对于防雷工程设计而言,除了按照相关的规范标准实施外,因为雷电存在一定的随机性,所以无法保证防雷工程的百分百有效。因此在实际的防雷工程设计时,要遵循合理的统筹兼顾原则及经济性原则。

3.2 具体的雷灾防御方法

第一,接闪功能,包括接闪器的形式、连接接闪的效果、耐流抗压

的能力以及成本和接闪器和建筑的美学统一等各方面的设计内容。第二,分流影响,引下线的粗细及数量会对分流效果产生直接的影响,如果通过引下线的雷电流比较小引下线又多的情况下,感应范围就会相应的缩小,而建筑物比较高,引下线相对较长时,要在建筑中间部位增加均压环,从而降低引下线的电感电压降,不仅可以实现分流,还能够降低反击电压。第三,均衡电位,即等电位,如果建筑物中的结构钢筋和各种金属设备、管线可以连接为统一的导电体,则建筑物内均为等电位,从而保证其中不会有反击及接触电压和跨步电压,从而可以有效防雷。第四,屏蔽作用,其主要目的是将通信设施、电子设备及相关元器件进行屏蔽,以防受到雷电电磁脉冲的损害。第五,良好接地,这也是预防雷灾的有效途径之一。第六,合理布线,充分考虑布线的位置及屏蔽,并在线路上设置相应的压敏电阻或者避雷器等浪涌保护装置。

4 结语

总之,要保证防雷工程设计的有效性及可靠性,减少雷击造成的人员伤亡和经济财产损失就要加强对地区雷击灾害的研究与了解,建立区域性、高精度雷电预警、定位、监视系统。此外平时还要加强防雷科普知识的宣传,提高广大民众的防雷意识,掌握科学有效的防雷知识,以将雷击灾害的损失降至最小。