雷电灾害及其预防

什么是雷电？雷电是闪电和雷声的合称。云接近地面物体或带异性电 的云块互相接近时，产生火花放电现象，电光很强，叫做闪电；同时伴随 发生强大的响声，叫做雷。

2008 年 9 月 13 日雷电活动资料图：

什么是雷电灾害？带电的雷云对地面目标冲击放电，造成建（构）筑 物、场所或电力、电信、电子等设备的破坏，或发生人身伤亡，或发生火 灾等危害。分为直击雷、雷击电磁感应、雷电波侵入、雷电反击和雷电跨 步电压等。

雷电灾害是世界最严重的十种自然灾害之一，全世界每年因雷电灾害 造成的直接经济损失超过100亿美元，死亡人数达8000人以上，仅我国就因 雷电灾害损失100亿元左右，伤亡3000人以上。在我国的海南、广东等沿 海地区及长江流域，发生雷电灾害非常频繁。湖北也属雷击多发区，据不 完全统计，近几年来，湖北已有多座电视差转台、多个移动通讯台、多个 闭路电视监控系统、多个微波通讯站、1000多个单位的计算机网络系统、 多个水厂、20000多台供(配)电设施、l00万多台家用和办公电器设备，均 因雷击受到了损毁，并造成了一定的人员伤亡。当今雷电灾害出现新特点：

1、受灾面积不断扩大。从电力到建筑扩展到几乎所有的部门，如航空 航天、国防、通信、计算机、电子、电厂、石油化工、铁路、矿山、学校 等。

2、从二维空间入侵到三维空间入侵。从闪电直击、过电压波沿线传输 到空间脉冲电磁场，从三维入侵到任何角落。

3、随着经济的发展，雷电灾害的经济损失和危害程度大大地加大， 特别是由于高新技术的迅速发展，如像火箭的发射、银河计算机系统、通 信系统等遭受雷击后其损失惨重显而易见。

4、雷击对象增多。如今高层建筑越来越高，电视塔、通信塔越来越多， 高压线、储油罐、计算机网络、社会公共服务电子系统（公交讯号、灯监 视器）家用电器，特别是微电子器件等，雷击的目标大大增加。

学校是人员十分密集的场所，培养的都是祖国的花朵、国家的人才， 同时也是高新技术设备集中使用的单位，一旦发生雷电灾害，后果将不 堪设想。下面围绕雷电知识结合湖北中小学校的实际讲四个问题。

一、雷击与雷电灾害

雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异性电荷的云层，或者是带 电云层对大地之间的迅猛放电。雷击的时间很短，一般只有几十微秒，正 因为时间极短，所以雷电破坏力很强，主要是因为它把雷云蕴藏的能量在 短短的几十微秒中释放出来，瞬间功率达到1亿W。

云层之间的放电主要对飞行器有危害，而云层对大地的放电．则 对建构筑物、电子设备和人、畜有很大危害。

下面简要介绍雷电灾害的几种形式。 1、直击雷

所谓直击雷是指雷电直接击在建筑物、构筑物、树木、动植物 上，因热效应、电效应和机械力效应等造成建筑物损坏及人员伤亡。 直击雷的电磁场还有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。 如果雷电直接击在树木上，则会引起森林火灾，如果击在截面积不够大 的金属体上，可使其熔化。如果在雷电流通道上遇到易燃物质，可 能引起火灾。如l999年3月l6日，我省枣阳市遭强雷暴袭击，造成30人

伤亡，其中9人死亡、7人重伤、50多台电视机、60多部电话机烧坏， 直接经济损失20多万元。又如2002年6月27日武汉市黄陂区王家河 中学遭雷直击，死亡4人。2003年3月31日，雷击引燃晨鸣汉阳纸业 军山苇场苇垛，造成特大火灾事故发生。大火造成1223吨芦苇被烧毁， 过火面积2000余平方米，直接经济损失50.14万元。再如2007年5月23 日重庆开县义和镇兴业村小学遭雷直击，造成7人伤亡，其中19 人重伤、20多人轻伤。（如下图）

2、雷击电磁感应

所谓雷击电磁感应，是通过雷电之间或雷云对地放电，在附近的 架空线路，地埋线路，钢轨、钢管或类似导体上产生感应过电压，称为雷 击电磁感应，又叫二次雷效应，它对人、畜以及机房微电子设备都有一 定危害。雷击电磁感应包括雷电静电感应和雷电电磁感应。

雷电感应发生的机率比直接雷高得多。直击雷一次只能袭击一两 个目标，而一次雷击可以在比较大的范围内多个小局部同时发生感应 雷过电压现象，并且这种感应高电压可以通过电力线、电话线等金属 导线传输到很远，致使危害范围扩大。如1997年7月14日，武汉市图书

馆计算机网络遭感应雷击，损失近10万元。又如1991年8月12日，山东黄 岛大型油库，由感应雷引起爆炸起火，100多小时才扑灭，伤亡百余人， 数万m 原油被烧毁，上万m 原油流失，直接经济损失数千万元。再如1999 年6月14日，武汉市新洲区金台收费站遭感应雷击，损坏闭路电视系统、 控制设备等，直接经济损失4万多元。

A、静电感应

所谓静电感应，是由于雷云先导的作用，使附近导体上感应出与 雷云先导通道符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅 速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如不就近泄入地中，就会产 生很高的电位。这种高电压，在高压架空线路上可达300—400KV，在 低压架空线上可达IOOKV，在电信线路上可达40--60KV。这种由静电 感应产生的过电压对接地不良的电气系统有破坏作用，对接地不良的 金属器件之间容易产生火花，对存放易燃易爆的建筑物，如汽油、瓦 斯、火药库以及有大量可燃性微粒飞扬的场所，如面粉厂、亚麻厂等有 引起爆炸的危险。如1986年我国某亚麻厂遭静电感应袭击，发生爆炸，损 失惨重。

B、电磁感应

所谓电磁感应， 是由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强 电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。如果在雷电流引下线附 近放置一个开口的金属环．金属环上感应电动势足以使开口两端气隙 间放电，产生火花，极易引起燃烧、着火或爆炸。如1985年7月26目， 上海北菜仓库因棉花包外面是铁丝捆扎的，在雷电感应中铁丝有强大的 感应电流通过，铁丝接触点发热产生火花，引起棉花着火，损失巨大。 再如2003年4月18日，武汉市新洲区阳逻棉花储运仓库遭雷击引发火灾， 过火面积300 m2 ，过火棉花105吨，直接经济损失36.5万余元。也是铁 丝捆扎的棉花包在雷电感应中铁丝有强大的感应电流通过，铁丝接触

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点发热产生火花，引起棉花着火引发火灾。（如下图）

3、雷电波侵入

所谓雷电波侵入，是由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电 波可能沿着这些管线侵入室内，危及人身安全或损坏设备。雷电波侵入 其危害仅次于直击雷，事故发生率很高．而且往往较严重。这方面的 教训是很多的。如1998年4月l1曰，武汉市黄陂区一中遭雷电波侵入，损 失15台微机等，直接经济损失4万元。l998年6月6日，武汉市新洲区阳逻中 行遭雷电波侵入，整个计算机网络被击坏，直接经济损失近5万元。再 如1999年5月4日，武汉市新洲区施岗拌和站遭雷电波侵入，整个微机控 制系统被击坏，直接经济损失2万元。2002年6月27日，武汉市新洲区自来 水厂3组机电设备遭雷电波侵入被击坏，停水半天，直接经济损失2万元。 2005年4月8日， 武汉市新洲区水务局橡胶坝控制室配电柜遭雷电波侵入烧 毁配电柜等，损失数万元。同日，武汉市新洲区新施公路收费站遭雷击损 坏摄像头，控制翻板等。

2005年4月8日，武汉市新洲区橡胶坝配电房遭雷击。图为雷击损毁 的配电设备。

4、雷电反击

雷电反击通常是指接受直击雷的金属体，在接闪瞬间与大地间存在 很高的电压，这电压对与大地连接的其它金属物品发生闪击(又叫闪洛) 的现象称为反击。如1997年，汉阳九真山地球卫星站遭雷电反击，13 类电子设备被损坏，直接经济损失300万元，造成湖北卫视台停播12小时。

此外，其它还有球形雷、雷电跨步电压等。 二、湖北中小学校的防雷现状

湖北学校众多，人口密集，学校内建筑物突出，教学楼、科技实验 楼、图书馆、学生宿舍林立；电磁环境差，微机室、语音室相继建立， 电教设施齐备。从我们实地勘察的情况看，其防雷现状堪忧。多数学校

的建筑物都是三类防雷建筑物，少数为二类防雷建筑物，但很少是按建 筑物防雷规范采取防雷措施的，湖北中小学防雷设施先天不足，设施老 化，隐患很多。许多教学楼、宿舍、都是20世纪八、九十年代建筑的， 根本没有防雷设施，即使有少量的防雷设施，也老化、腐蚀、损坏、严 重不符合国家防雷规范，也没有投入经费进行改善。防直击雷根本没有 达到建筑物防雷规范要求。而防雷电感应、防雷电波侵入几乎没有。特 别是微机室。全省中小学校大多有微机教学室，多数学校微机都在30 台以上，有的达80多台，大多未采取防雷措施。

从教育事业的发展前景看，雷击隐患极为突出。随着计算机等电子 设备的运用越来越广泛，设备结构越来越精密，其抗雷击电磁脉冲的能 力也越来越弱，因此必须做好计算机等微电子(仪器)设备的防雷工作。 目前计算机遭雷电灾害袭击的不在少数，仅近几年计算机遭雷击的就有许 多起。如2005年5月2日，武汉市新洲区四中遭雷电波侵入，学生食堂微 机采集卡损坏。同日，武汉生物工程学院东园餐厅光缆被雷击断，1食 堂洗衣机房4台洗衣机被雷击坏。

高新电子仪器设备的集中运用，高大建筑物的不断增多，充分反映 了湖北教育事业飞速发展的新局面。同时，我们也应该看到事业越发展， 雷电灾害造成的损失也会越大。加上学校是一个人员密集场所，因此， 学校防御雷电灾害工作应当摆到十分重要的位置，增强防患意识，增加 投入，加强和完善防雷设施建设，以改变令人堪忧的雷电灾害预防现状， 对国家财产和人民生命安全负责。

三、雷电灾害的预防

人类在与大自然斗争中，对自然界的认识，总是不断深入，不断有 所发现，有所发明，有所前进。雷电灾害虽然危害很大，但并不可怕， 是可以预防的。自从18世纪富兰克林发明了避雷针以后，人类在与雷电 的斗争中取得了重大胜利。但不能认为有了避雷针，接好了地，就高枕

无忧万事大吉了，就不会遭雷击了。随着人类的科学进步和大量微电子 设备的使用，对防雷技术也提出了更高的要求，原先得到避雷针保护的 大楼，而今并不能对建筑物内的人和物进行有效的保护，电子计算机房 内的主机、服务器、终端等微电子设备，更是频繁遭受雷电过电压波侵袭 的受害者。按照国际电工委员会(IEC)标准规范要求，防御雷电灾害要采取 接闪、接地、拦截、屏蔽、等电位、合理布线等多重防护措施。

l、直击雷的防护

直击雷的防护主要采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网作为接闪器， 把雷电流接收下来，然后通过良好的接地装置迅速而安全地把它送回大地。

接闪器与大地电气连接越好(接地电阻越小)，大地积存的电荷与雷 云的电荷中和越迅速。这样雷电造成的过电压和时间就越短，雷击的 危害性就大大减小。

2、感应雷的防护

感应雷的防护是采用避雷器进行拦截。避雷器叫做雷电，浪涌 抑制器，又叫电压器，其作用是把已进入电力线、信号传输线的雷 电高电压，在规定的范围之内并泄放到大地，保证用电设备不被高电 压冲击穿。

3、雷电波侵入的防护

雷电波侵入的防护主要是采用屏蔽和安装避雷器予以防护。 所有进线 宜全线采用金属铠装电缆或一般塑料外皮电缆套金属管直接埋地敷设，其 电缆金属护套的两端均应作良好的接地，对于雷电灾害的各种防护措施， 国家都制定了专业规范标准，这里只是作一简要介绍。在设计防护设施、 制作安装防御装置中，必须严格执行国家有关规定，不得擅自进行。

四、防雷方法和秘诀 1、单位防雷电六大方法

（1）单位应定期由有资质的专业防雷检测机构检测防雷设施，评估防

雷设施是否符合国家规范要求。

（2）单位应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作，建立各项 防雷减灾管理规章，落实防雷设施的定期检测，雷雨后的检查和日常的维 护。

（3）建设单位在防雷设施的设计和建设时，应根据地质、土壤、气象、 环境、被保护物的特点、雷电活动规律等因素综合考虑，采用安全可靠、 技术先进、经济合理的设计和施工。

（4）应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材，避 免使用非标准防雷产品和器件。

（5）新增加建设和新增加安装设备应用时对防雷系统进行重新设计和 建设。

（6）雷灾发生时应及时向区气象局上报情况，以便及时处理，避免再 次雷击。

2、个人防雷电十大秘诀

（1）应该留在室内，并关好门窗；在室外工作的人应躲入建筑物内。 （2）不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器，不宜 使用水龙头。

（3）切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙，远离电 线等带电设备或其它类似金属装置。

（4）减少使用电话和手提电话。

（5）切勿游泳或从事其它水上运动，不宜进行室外球类运动，离开水 面以及其它空旷场地，寻找地方躲避。

（6）切勿站立于山顶、楼顶上或其它接近导电性高的物体。 （7）切勿处理开口容器盛载的易燃物品。

（8）在旷野无法躲入有防雷设施的建筑物内时，应远离树木和桅杆， 两脚并拢下蹭。

（9）在空旷场地不宜打伞，不宜把羽毛球、高尔夫球棍等扛在肩上。 （10）不宜开摩托车、骑自行车。