張世謹(jǐn),盧志紅,陳朝海

(1.貴州省黔南自治州氣象局,貴州 都勻 558000;2.廣東省河源市氣象局,廣東 河源 517000)

都勻市中小學(xué)校的防雷設(shè)施分析與對(duì)應(yīng)措施

張世謹(jǐn)1,盧志紅2,陳朝海1

(1.貴州省黔南自治州氣象局,貴州 都勻 558000;2.廣東省河源市氣象局,廣東 河源 517000)

2010年都勻市開始對(duì)存在雷擊隱患的學(xué)校進(jìn)行整改建議或技術(shù)改造,該文在應(yīng)用雷電監(jiān)測(cè)資料、學(xué)校防雷設(shè)施調(diào)查資料分析基礎(chǔ)上,介紹中小學(xué)校雷電防護(hù)技術(shù)措施對(duì)策。

中小學(xué)校;防雷設(shè)施;現(xiàn)狀分析;措施建議

1 引言

2007年5月23日下午 16時(shí)10分,重慶開縣義和鎮(zhèn)興業(yè)村小學(xué)發(fā)生重大雷擊事件,造成 7名小學(xué)生死亡、19人重傷、20人輕傷。事故發(fā)生后,中國(guó)氣象局、教育部及時(shí)聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)學(xué)校防雷安全工作的通知》,中國(guó)氣象局也對(duì)西部貧困地區(qū)安排一定資金,并要求防雷中心對(duì)部分中小學(xué)校進(jìn)行防雷整改示范工程任務(wù);其中:貴州省幫助 60所中小學(xué)校、四川省幫助 60所貧困農(nóng)村中小學(xué)校、湖南省幫助 43所農(nóng)村中小學(xué)校、江西省幫助 60所中小學(xué)校。為了科學(xué)、優(yōu)質(zhì)、圓滿的完成本次防雷整改示范工程,貴州省防雷減災(zāi)辦公室下發(fā)了《關(guān)于對(duì)中小學(xué)校進(jìn)行防雷裝置普查的通知》,從 2008年3月到 4月底止,黔南州防雷中心組織技術(shù)人員,對(duì)區(qū)域內(nèi)中小學(xué)校防雷裝置現(xiàn)狀進(jìn)行普查,并根據(jù)省局安排完成一個(gè)中小學(xué)校防雷示范工程。

然而,黔南州 11個(gè)縣市,共有 2 000多所中小學(xué)校,示范工程數(shù)量所占全部比例僅為 10%。2010年,中小學(xué)校危房改造工作即將全面進(jìn)行,為了更好的解決農(nóng)村中小學(xué)校防雷安全工作,本文通過都勻市中小學(xué)校防雷設(shè)施現(xiàn)狀情況、雷擊事故隱患分析,提出解決對(duì)策,期望促進(jìn)后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

2 基本概況

2.1 地形、氣候概況

都勻市地處貴州南部偏東的劍江河畔,地處107°7′～107°47′E,25°51′～26°26′N之間,南北長(zhǎng)63Km,東西寬 64Km,總面積 2 274Km2。都勻?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候、四季分明、冬無(wú)嚴(yán)寒、夏無(wú)酷暑,年平均氣溫 15.9℃,年降雨量平均 1 446mm。

2.2 雷電概況

根據(jù)黔南州氣象局 35a雷電氣象觀測(cè)資料顯示:都勻市年平均雷暴日為 48d,屬于典型高雷暴區(qū),都勻市雷電主要發(fā)生在 5-8月,月平均雷電日數(shù)超過 7d,最高達(dá) 13d,3、9月為雷電多發(fā)期,月平均雷電日數(shù)超過 3d;11、12、1月基本沒有雷電發(fā)生?？偟膩?lái)說(shuō),山區(qū)多于城市,夏秋季雷暴多,春冬季雷暴少,雷暴的地閃多,雷電影響范圍廣[1]。

2.3 主要雷擊事故情況

據(jù)統(tǒng)計(jì),2000—2009年都勻市雷擊人身事故發(fā)生 420起,受傷 210余人,身亡 126人。其中學(xué)校雷災(zāi)事故較為嚴(yán)重,共造成 7人死亡、5人受傷,損壞電器設(shè)備、供電設(shè)備 5 878宗,直接損失 3 160萬(wàn)元,間接損失 14 014萬(wàn)元。雷擊引起火災(zāi),燒毀房屋100多間,燒壞 130多間。

從 1996—2002年期間,每逢雷雨季節(jié)都勻市凱口鎮(zhèn)凱酉小學(xué)必遭雷擊。學(xué)校教室內(nèi)的門窗多次被擊壞,教學(xué)用的電視設(shè)備、鍋底天線被擊毀。室外電線也經(jīng)常被雷擊燒毀。

3 中小學(xué)校的防雷現(xiàn)狀

2009年8月20日—31日期間,由都勻市教育局組織黔南州氣象局防雷中心及相關(guān)單位人員,對(duì)都勻市所轄區(qū)域內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中、小學(xué)校防雷設(shè)施建設(shè)進(jìn)行調(diào)研檢查。經(jīng)調(diào)查,防雷環(huán)境的城鄉(xiāng)差別顯而易見,在城鎮(zhèn)中各類中、小學(xué)校建 (構(gòu))筑物設(shè)有防雷裝置的比比皆是,避雷針、避雷帶隨處可見,有條件的還安裝上電源避雷器。而許多地處偏僻,地形、環(huán)境都相當(dāng)復(fù)雜的農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn),教學(xué)樓、辦公樓、宿舍樓,因?yàn)槭芨鞣N因素的制約根本不可能考慮安裝防雷安全措施。這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校普遍存在電源部分、弱電系統(tǒng)無(wú)防感應(yīng)雷、雷電波侵入措施及電源線路未做屏蔽處理等問題。極少數(shù)中、小學(xué)校,僅安裝簡(jiǎn)單的外部防直擊雷裝置 (接閃、引下),但大多數(shù)因年久失修,防直擊雷裝置銹蝕嚴(yán)重,設(shè)計(jì)有待完善,存在嚴(yán)重的雷擊安全隱患。中小學(xué)校的防雷裝置合格率僅為 0.85%(表 1)。

表 1 都勻市所轄區(qū)域內(nèi)中、小學(xué)校防雷設(shè)施普查結(jié)果

3.1 雷電意識(shí)淡薄,沒有認(rèn)識(shí)到防雷的重要性

在一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校調(diào)查過程中,校領(lǐng)導(dǎo)和老師反映最多的是無(wú)經(jīng)費(fèi)安裝防雷保護(hù)設(shè)施。有的認(rèn)為,學(xué)校的教學(xué)樓、宿舍樓只有 2～3層,沒有周邊的山和樹高,不需要安裝防雷裝置。甚至有人認(rèn)為,他們學(xué)校沒有安裝防雷設(shè)施,這些年也沒有出現(xiàn)因雷擊造成的安全事故。由此可見,許多學(xué)校普遍存在麻痹思想和僥幸心理[3]。

3.2 沒有安裝防雷裝置,或者有防雷裝置不健全

檢查到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的中小學(xué)校中,80%建筑物沒有安裝防雷裝置,與城鎮(zhèn)和市區(qū)的學(xué)校相差甚遠(yuǎn)。做有防雷裝置的建筑物,還存在很多防雷隱患,主要表現(xiàn)在:

①位于山區(qū),多在山坡上,或是山腳下,建筑物周邊的樹木環(huán)繞,樹枝靠近外墻,有些甚至遮蓋住大半個(gè)建筑物天面。

②學(xué)校教學(xué)樓的鐵欄桿、窗戶沒有做等電位連接,有的教學(xué)樓天面上有突出的旗桿、天線等金屬設(shè)施。

③學(xué)?，F(xiàn)代化電算教育器材,電視廣播,信息網(wǎng)絡(luò)逐步普及和推廣,學(xué)校在防雷接地保護(hù)措施方面上的不足,易因雷擊引起人身與設(shè)備的安全事故。

④電源線架空,建筑物內(nèi)線路走線曲直復(fù)雜,有亂搭接情況,信息線路入戶沒有做過電壓保護(hù)措施。

3.3 學(xué)校做有防雷裝置,但未定期檢測(cè)維護(hù)

避雷針、帶,明裝引下線,日久失修,有嚴(yán)重脫落,腐蝕現(xiàn)象,防雷裝置失效。

4 綜合防雷措施對(duì)策

完整的雷電防護(hù)體系包括外部防雷和內(nèi)部防雷 2個(gè)方面。

4.1 防直擊雷措施

依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50057-94),在學(xué)校教學(xué)樓、宿舍樓等頂部設(shè)避雷帶,所有突出屋面的金屬物體均與避雷帶可靠焊接。屋面避雷帶采用 F10mm鍍鋅圓鋼,每隔 1.0m用支撐桿固定。利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi) 2根 F16mm主筋作為引下線,以焊接的形式從柱頂引至柱底,與基礎(chǔ)鋼筋焊接相連,并與大樓基礎(chǔ)鋼筋、梁柱鋼筋、金屬框架連接起來(lái),形成閉合良好的法拉第籠,建筑物內(nèi)豎向金屬管道應(yīng)每 3層與圈梁的均壓環(huán)相連,均壓環(huán)應(yīng)與防雷裝置專設(shè)引下線相連。

4.2 內(nèi)部防雷保護(hù)

內(nèi)部防雷裝置的作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。內(nèi)部防雷裝置的措施包括等電位連接設(shè)施 (物)、屏蔽設(shè)施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。

4.3 電源系統(tǒng)保護(hù)

在綜合教學(xué)樓總電源配電柜安裝一組低壓電源避雷器作為第一級(jí)雷電電涌保護(hù);在樓層分配電柜處安裝電源避雷器作為第二級(jí)雷電電涌保護(hù);在特別重要的校園中心機(jī)房、多媒體教室等配電盒處安裝電源避雷器作為第三級(jí)保護(hù),并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)中心主服務(wù)器采用防雷插座細(xì)保護(hù)。這些保護(hù)起到對(duì)從電源線上進(jìn)入的感應(yīng)過電壓的攔截、泄放保護(hù)作用。SPD的三相分別并聯(lián)空氣開關(guān)后面相應(yīng)的線路端子,中線接N端,地線接至配電線路接地排、機(jī)殼或 PE端。

在安裝 SPD時(shí)應(yīng)注意:第一級(jí) SPD相線連接線及地線截面不小于 25mm2,第二級(jí) SPD相線連接線及地線截面不小于 16mm2,第三級(jí) SPD相線連接線及地線截面不小于 10mm2。

4.4 校園網(wǎng)絡(luò)的雷電防護(hù)

一般來(lái)說(shuō),校園網(wǎng)是由校園主干交換機(jī)和各分交換機(jī)以及路由器、服務(wù)器、相當(dāng)數(shù)量的終端構(gòu)成。位于主機(jī)房?jī)?nèi)的主干交換機(jī)通過廣域網(wǎng)路由器與外界聯(lián)系,通過光纖與各分交換機(jī)連接,分交換機(jī)通過集線器與各用戶終端相連。

綜合教學(xué)樓的網(wǎng)絡(luò)總進(jìn)線及中心機(jī)房、多媒體教室主要信息設(shè)備間是采用光纜傳輸信息的,由于光纖是通過光信號(hào)來(lái)傳遞信息的,光信號(hào)不受雷擊的影響,因此只需要將光纜加強(qiáng)芯妥善接地即可,如無(wú)光纜加強(qiáng)芯,則此處無(wú)須防護(hù)。

網(wǎng)絡(luò)傳輸線主要使用的是光纖和雙絞線。其中光纖不需要特別的防雷措施,但若室外的鎧狀光纖是架空的,那么需要將光纖的金屬部分接地。而雙絞線屏蔽效果較差,因此感應(yīng)雷擊的可能性比較大,應(yīng)將此類信號(hào)線敷設(shè)在屏蔽線槽中,屏蔽線槽應(yīng)良好接地;也可穿金屬管敷設(shè),金屬管應(yīng)全線保持電氣上的連通,并且金屬管兩端應(yīng)良好接地。

在信號(hào)線路上安裝信號(hào)防雷器,對(duì)防感應(yīng)雷是一種行之有效的辦法。對(duì)于校園網(wǎng),可在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線進(jìn)入到廣域網(wǎng)路由器之前安裝專用信號(hào)防雷器;在系統(tǒng)主干交換機(jī)、主服務(wù)器以及各分交換機(jī)、服務(wù)器的信號(hào)線入口處分別安裝相應(yīng)型號(hào)信號(hào)防雷器。信號(hào)防雷器的選型應(yīng)綜合考慮工作電壓、傳輸速率、接口形式等。

在多媒體教室內(nèi),遠(yuǎn)程教育衛(wèi)星接收裝置,在饋線進(jìn)入設(shè)備端安裝專用天饋 SPD,電話電纜進(jìn)線、有線電視出線等線路在進(jìn)出戶的穿線鋼管、電纜金屬外皮均應(yīng)與總等電位端子排連接,電話電纜進(jìn)線、有線電視出線等線路到相應(yīng)設(shè)備端安裝相應(yīng)信號(hào)避雷器 SPD加以保護(hù)。在安裝 SPD時(shí),所有的SPD的地線要求接在等電位母排上,且長(zhǎng)度應(yīng)小于 0.5m。

4.5 屏蔽

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、多媒體教室的電腦機(jī)房的四周墻壁均敷設(shè) 5mm×5mm的鋼絲網(wǎng),并設(shè) 25mm× 4mm鍍鋅扁鋼作骨架;窗戶用Φ8鍍鋅圓鋼織成適當(dāng)網(wǎng)格,再敷設(shè) 5mm×5mm的鋼絲網(wǎng);門采用金屬板門或內(nèi)嵌鐵板的門。房間四周的鋼絲網(wǎng)、窗戶四周的鋼絲網(wǎng)和金屬門等均連成一電氣整體,同時(shí)設(shè)一根 25mm2銅芯接地線與其他電器的接地銅排做可靠連接,形成系統(tǒng)電氣等電位。

5 組織實(shí)施對(duì)策

學(xué)校防雷設(shè)施是一個(gè)復(fù)雜、龐大的工程,且處于人員比較密集的公共場(chǎng)所。因此,防雷設(shè)施必須做到設(shè)計(jì)完善,安全可靠,經(jīng)濟(jì)合理。這就需要在政府及有關(guān)部門的支持與幫助下,制定具體的實(shí)施方案。

①無(wú)防直擊雷設(shè)施的教學(xué)樓、綜合樓、宿舍樓等建筑物,設(shè)計(jì)安裝完善的外部防雷設(shè)施。

②所有校園內(nèi)的電源線路、信號(hào)線路、金屬管道等應(yīng)做屏蔽處理。電源線部分至少安裝一級(jí)防雷電波侵入措施,電視廣播、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)部分設(shè)置二級(jí)防雷保護(hù)措施。

③針對(duì)防雷設(shè)施不合格的教學(xué)樓、宿舍樓等建筑物,限期內(nèi)進(jìn)行整改。

④會(huì)同都勻市教育局,加強(qiáng)防雷裝置年度檢測(cè)、安全督察工作。

⑤加強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中小學(xué)校防雷安全宣傳工作。通過電視、廣播等新聞媒體及圖片展覽的形式,讓師生了解常用避雷知識(shí)。

⑥加強(qiáng)監(jiān)督管理。由都勻市政府成立全市中小學(xué)校防雷設(shè)施建設(shè)工作領(lǐng)導(dǎo)安全小組,并在各個(gè)學(xué)校設(shè)置防雷安全員,由市內(nèi)到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)逐級(jí)分工,確保工作到位。

6 結(jié)束語(yǔ)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)中小學(xué)校是人口密集、社會(huì)影響大、電子設(shè)備普及度較高的場(chǎng)所,也是雷擊引發(fā)事故易發(fā)場(chǎng)所,但雷電防護(hù)設(shè)施落后,存在雷災(zāi)事故隱患。加強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中小學(xué)校雷電防護(hù)措施是一項(xiàng)重要工作,加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),作好防雷工作,對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)順利開展、發(fā)展九年義務(wù)教育具有重要意義。

[1] 梅衛(wèi)群,江燕如 .建筑防雷工程與設(shè)計(jì)[M].北京:氣象出版社,2004.

[2] 李京校,程云峰 .學(xué)校防雷現(xiàn)狀與對(duì)策—漯河市中小學(xué)校雷電防護(hù)安全調(diào)查報(bào)告[A].第六屆中國(guó)國(guó)際防雷論壇論文摘編[C].廣州,2007.11.

[3] 關(guān)象石,李超 .電涌保護(hù)器的性能要求和使用原則(二) [J].廣東氣象,2000,增刊 2.

[4] GB50057-94.建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社 2001,02.

T M862

B

2010-06-01

張世謹(jǐn) (1981-),女,助工,主要從事防雷減災(zāi)技術(shù)服務(wù)工作。

1003-6598(2010)05-0029-03