摘要通过对一例农村民宅雷击事故的调查和原因分析,提出切实可行的雷电灾害防御措施,以期为减少农村因雷击造成的人员伤亡和财产损失事件发生提供借鉴。
关键词雷电灾害;原因;防御措施
雷电灾害是全球十大自然灾害之一,尤其在农村,农户住宅大多为自建,因大多数农民缺乏防雷意识,很少有防雷设施,许多住宅屋顶还装有水箱、太阳能热水器,更是增加了雷电安全隐患[1,2]。笔者通过对滨海县一例农村住宅雷击事故的调查分析,提出切实可行的防雷措施,旨在提高广大农民的防雷意识,以减少雷击造成的人员伤亡和财产损失。
1雷击事故调查
2009年9月25日12～15时,江苏省滨海县出现强雷暴天气,13时左右,滨淮镇公玉村10组张红民家遭受雷击。经现场调查,遭受雷击的建筑为一座2层住宅楼。雷击造成屋面部分琉璃瓦片破损、太阳能热水器2根集热管被击破;室内电话线、电源线被烧黑或烧毁,太阳能进水管铜开关被击落,收款机盖被击飞,电话机、空调(未接电源)各被击坏1台,电表、所有开关被击穿;燃烧的电话线引燃卧室衣物,幸亏主人及时发现,未造成人员伤亡。直接经济损失达10 000多元。
2雷击事故原因
2.1直击雷造成的机械效应
强大的雷电直接击中屋面,由于屋面无任何防雷措施,雷电流无处入地,从而产生极强的机械效应,击破琉璃瓦片和太阳能集热管[3,4]。
2.2雷电波侵入
(1)直击雷造成的雷电波侵入[5]。雷电直接击中太阳能,虽然太阳能水管为软塑料管,但水作为导体将雷电流引入,由于与水管相连的铜开关未采取任何等电位或接地措施,极强的雷电流作用于铜开关,使铜开关温度突然升高,以致炸断落地。
(2)雷电感应造成的雷电波侵入[6]。当雷电击中住宅楼面,在住宅楼附近的架空电源线和电话线上因静电和电磁感应会产生几千伏到几十千伏的高电位,感应电流沿电源线和电话线侵入室内(室内线路布置混乱),一方面造成与线路相连的电表、开关、电话等设备的损坏;另一方面又对线路邻近的物体放电,产生机械力作用,从而击飞收款机机盖;同时由于热效应及线路老化,造成线路燃烧,继而引燃线路周围物品。
(3)空调机未接电源却因雷击烧毁原因分析。由于雷电流具有极大的幅值和陡度,在放电通道周围的空间里,会产生强大的变化电磁场。处在这一电磁场中的导体会感应出较大的电动势。对于未闭合的导体,感应的电动势足以使未闭合的间隙间产生火花放电;对于闭合回路的金属物体,如果回路中有些地方接触不良,就会产生局部发热或放电。空调机虽未插上电源插座,但内部局部线路可能老化,在雷电放电瞬间线路中感应出极大的电动势,接触不良的地方产生局部发热,造成内部线路烧毁。
3.1完善直击雷防护措施
一是接闪器。在住宅屋面安装接闪器(避雷针或避雷带),将水箱、太阳能热水器等置于接闪器的保护范围之内,金属支架与屋面接闪器进行等电位连接。二是引下线。沿外墙用40×4扁铁敷设引下线(1～2根);三是接地体。在每根引下线处设置人工接地体(用长2.5m,规格50×5的角钢3根,每根间距2.5m,作为垂直接地体,打入地下0.5m深处,各垂直接地体间用40×4的扁铁焊连);四是引下线应上与接闪器、下与接地体焊连[7]。
3.2规范布线
农村电话线、有线电视线、电源线均架空入户,线路进户应穿管沿墙敷设(暗或明),明敷时用卡子固定好,电源线和电话线耐绝缘水平要符合标准。
3.3线路防雷
有条件的在电话线、有线电视线、电源线进线端安装适配的浪涌保护器;条件不许可的在强雷暴天气应拔掉所有与电器相连的线。
3.4等电位
各种进户金属管及线路的铠装层应在进户处作接地处理;卫生间的金属水管、开关等金属构件应做等电位连接(等电位连接端子可从室外接地体引入)。
3.5注意太阳能热水器的使用
