黃宏健

（海南祥云雷電防護有限公司，海南 ?？?570203）

引言

雷電是一種大氣放電現(xiàn)象，產(chǎn)生于積雨云，當云與地之間的電場強度大到可以擊穿空氣時，就會產(chǎn)生強烈的電閃雷鳴形成雷電。近年來，雷電災害已逐漸成為危害程度僅次于暴雨洪澇、氣象地質(zhì)災害的第三大氣象災害。海南島四面環(huán)海，屬于熱帶海洋性季風氣候，一年四季都有雷暴發(fā)生，年平均雷暴日數(shù)113天，居全國之冠。海南在雷雨天氣，農(nóng)村房屋遭雷擊事故時有發(fā)生，給村民的財產(chǎn)損失和生命安全帶來較大威脅。2015年5月21日下午3點，瓊海市龍江鎮(zhèn)蒙養(yǎng)村委會蔡德群家住宅樓遭受雷擊，造成三部空調(diào)、一部冰箱、一臺電視機、兩臺電腦及三部熱水器損壞。2011年5月23日，萬寧市龍滾鎮(zhèn)東環(huán)鐵路安置村蔡某家樓房發(fā)生雷擊事故，雷電把屋頂炸了個小坑。加強對農(nóng)村的雷電保護已經(jīng)成為一個越來越重要的課題擺在我們面前。

1 海南農(nóng)村房屋易發(fā)生雷擊事故分析

海南農(nóng)村的房子主要有瓦房和樓房。瓦房由于采用磚木結(jié)構(gòu)，與大地基本連為一體，且多為老房子電器設(shè)施較少，建筑高度較低，所以遭受雷擊事故相對較少。樓房由于采用混磚或鋼筋框架結(jié)構(gòu)，并多由村內(nèi)發(fā)展到村外，周圍比較空曠，樓頂還裝有太陽能熱水器，室內(nèi)有電視機、高級音響等家用電器，加上院內(nèi)院外多有架空供電線路、電信線路，樓房極易遭受雷擊，造成建筑物受損，電器設(shè)備的損害，嚴重時甚至造成人員傷亡的雷擊事故。由于農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，年輕人傳統(tǒng)觀念淡化，特別是經(jīng)歷2014年的超強臺風“威馬遜”致瓦房嚴重損毀事實后，村民的建房觀念已悄然改變，興建樓房越來越多。因此，如何與時俱進加強農(nóng)村平屋面樓房防雷設(shè)施建設(shè)迫在眉睫。

2 海南農(nóng)村樓房綜合防雷設(shè)計

農(nóng)村新建樓房防雷技術(shù)應采取綜合防雷措施，充分利用框架結(jié)構(gòu)建筑特點來設(shè)計安裝建筑物直擊雷防護裝置；內(nèi)部防雷設(shè)施則采用在電源線路或電話等各類信號線路上安裝相應的SPD來抑制沿線路引入的雷電波。兩者有機結(jié)合，相互補充，有效的防止雷擊事故，減少雷電災害。

2.1 外部防雷措施

海南農(nóng)村樓房至少應按第三類建筑物防雷的要求進行設(shè)計?；谀陀?、節(jié)省投資、電氣性能良好的原因，應充分利用建筑物本身的基礎(chǔ)構(gòu)造鋼筋、結(jié)構(gòu)柱鋼筋等作為防雷裝置。

（1）接地裝置。對于新建的框架或混磚結(jié)構(gòu)建筑物，應利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的主鋼筋作為防雷的垂直接地裝置，利用地梁（鋼筋混凝土圈梁）內(nèi)主鋼筋作為防雷的水平接地裝置。要求結(jié)構(gòu)柱與樁間的地梁鋼筋至少2根兩根Φ12主鋼筋焊接連通，確保結(jié)構(gòu)柱、地梁內(nèi)的鋼筋焊接連成一整體。由于海南農(nóng)村絕大多數(shù)的土壤電阻率小于3000Ωm，且利用基礎(chǔ)鋼筋作為接地裝置時，其環(huán)形接地裝置所包圍的等效圓半徑均大于5m，因此，防雷接地裝置可不計及接地電阻。但當在農(nóng)村特殊土壤（土壤電阻率大于3000Ωm）上建筑房屋的接地裝置接地電阻大于時30Ω時，則應增加人工接地裝置。人工接地裝置的水平接地體采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用50mm×50mm×5mm的熱鍍鋅角鋼、間距5m直接打入，并與水平接地體可靠焊接，接地體埋深不應小于0.5m，增加的接地裝置應確保其接地電阻小于30Ω。

（2）引下線。利用外圍結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土柱內(nèi)2根不小于Φ16mm或4根不小于Φ12mm的主鋼筋作防雷引下線，做引下線的主筋焊接，要求通長焊接連通，其上端應與屋頂避雷帶焊接，下端與底板基礎(chǔ)梁或樁基內(nèi)主鋼筋可靠焊接，構(gòu)成電氣通路。為了進一步增加防雷泄流效果，應全部利用建筑物所有外柱作為引下線，而不是死按《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的引下線間距不大于25m來進行設(shè)計。

（3）接閃器。屋頂設(shè)置明裝接閃帶，沿女兒墻、樓梯頂、水箱頂、裝飾構(gòu)架等突出部位安裝，整個屋面應組成不大于20m×20m或24m×16m的接閃網(wǎng)；閃帶材料可采用Φ10mm或以上鍍鋅圓鋼。

2.2 預留等電位連接

為保證在遭受直擊雷擊時不產(chǎn)生反擊和危險的接觸電壓，以及便于安裝SPD需要，在防雷設(shè)計時，應在建筑物總配電箱安裝位置，電話線、網(wǎng)絡線路進線盒的位置，樓面安裝衛(wèi)星接受天線、太陽能熱水器、樓頂金屬水箱，以及室內(nèi)安裝的電熱水器的位置，從就近的結(jié)構(gòu)樁、地梁中用不小于Φ12mm圓鋼或30X3扁鋼焊接引出等電位連接端子，作為SPD接地線或屋面、室內(nèi)金屬設(shè)備接地用，確保防雷效果好、又經(jīng)濟。

2.3 防閃電電涌侵入措施

（1）電源線路。農(nóng)村配電系統(tǒng)主要為TT系統(tǒng)。普遍采用220V低壓線路（1條相線、1條中性線）架空進入各家各戶，為了防止閃電電涌通過電源線路對家用電器造成的危害，一是在建筑物總配電箱處，將總配電箱金屬外殼和預留的接地端子進行良好接地；二是在總配電箱預留的接地端子上引出PE線，使進入室內(nèi)的供電線路變成三條線路，即1條L線、1條N線、1條PE線（圖1）；三是在總配電箱處安裝第一級電源SPD，SPD的標稱放電電流宜≥12.5KA（10／350us）或 50KA（8／20us），沖擊殘壓不大于2.5KV；四是利用安裝在插座板內(nèi)的電源SPD（即具有防雷功能的插板）作為第二級防護，SPD的標稱放電電流宜≥5KA （8／20us），沖擊殘壓不大于0.9KV；把電視機、電子計算機、音響等家用電器通過該插座板取電，以確保這些家居設(shè)備得到一定過電壓保護，以進一步減少發(fā)生雷擊事故的概率。

圖1 入戶供電線路雷電防護示意圖

（2）電話、網(wǎng)絡等信號線路。進入建筑物的信號線路主要包括電話線、電視接收天線、寬帶線路線路等。根據(jù)雷電電磁脈沖理論和實踐經(jīng)驗，電子計算機等設(shè)備的損壞，主要是由閃電感應造成的，閃電感應可以通過供電線路、信號線路進入到電器設(shè)備內(nèi)部，破壞其接口或電子元件。由于農(nóng)村信號線路也都采用架空線路進入室內(nèi)，因此，應在這些信號線路連接的家用電器設(shè)備的端口處安裝相適配的信號SPD進行保護。如在電話機、電視機前端串聯(lián)電話、電視線路等SPD。采用的各類信號SPD參數(shù)指標符合該設(shè)備的傳輸性能要求。

2.4 樓頂大件金屬物的防雷

現(xiàn)代農(nóng)村樓房屋面都安裝有金屬儲水箱、太陽能熱水器和衛(wèi)星電視天線。對于金屬儲水箱，應從對稱兩個方向?qū)⑺渑c樓面預留的接地端子或接閃帶就近進行可靠聯(lián)接。對于太陽能熱水器和衛(wèi)星電視天線的金屬底座，除應與樓面預留的接地端子進行可靠的聯(lián)接外，還必須安裝獨立的接閃桿（俗稱避雷針）進行直擊雷保護。接閃桿應離開太陽能熱水器有1m、離開衛(wèi)星電視天線有3m以上的凈距離，其底端與樓面避雷帶就近焊接連接，接閃桿的高度應根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》所規(guī)定的滾球法（按第三類防雷建筑物）進行計算。為進一步做好雷電防護，建議將從屋面的太陽能熱水器、衛(wèi)星接收天線引入室內(nèi)的各類信號線敷設(shè)在金屬管道內(nèi)，金屬管兩端應做好良好接地。

圖2 太陽能熱水器和衛(wèi)星天線直擊雷防護示意圖

3 加強農(nóng)村防雷工作的建議

隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，樓房的增多，無防雷裝置或防雷裝置不合格的樓房越來越成為雷擊的重災區(qū)。實踐證明雷電并不可怕，只要積極采取相關(guān)的措施，就能將雷電災害控制在最小范圍，減少村民財產(chǎn)損失和人員傷亡。一是應加強雷電防護知識的宣傳，科學認識雷電、克服僥幸心理，確實讓廣大農(nóng)民群眾了解雷電防護的重要性，增強他們的雷電防護意識管理。二是村民在修建自己的樓房時應向具有防雷設(shè)計資質(zhì)的單位或個人尋求幫助，為房屋設(shè)計科學經(jīng)濟的雷電防護裝置并正確施工。要做到防雷裝置與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投入使用，以減少不必要的重復施工的浪費。三是電力、電信、通信、廣播電視部門在架設(shè)線路時應盡量做好防雷設(shè)計，有條件的應采用套金屬、埋地敷設(shè)線路入戶，并在這些線路的入戶端安裝相應的電涌保護器。四是村民應掌握必要的防雷常識。在雷雨天氣時，盡量不要使用電話或看電視，并及時將有線電視和網(wǎng)線拔掉，以避免雷擊事故發(fā)生。如在戶外遭遇雷電時，不要在野外奔跑，而應選擇低洼處，雙腳并腳蹲下，卸去身上所帶金屬物品；不要靠近電線桿、高塔等高大物體；不要騎自行車，在水面上作業(yè)、游泳時應迅速上岸等等。

4 結(jié)束語

農(nóng)村樓房的防雷是一個綜合工程，防雷設(shè)計應外部防雷及內(nèi)部防雷兩個方面綜合來考慮。在設(shè)計階段就應針對室內(nèi)各種家用電器設(shè)備的安裝位置、等電位端子預留點等方面做防雷措施的設(shè)計，使整個防雷系統(tǒng)取得良好的防雷效果及經(jīng)濟實用。此外，海南農(nóng)村由于受到經(jīng)濟和防雷技術(shù)的限制，加上認知上存在的僥幸心理，造成樓房在建設(shè)時過少考慮對雷電的防護，作為各級防雷主管部門應加大對農(nóng)村防雷知識的普及，喚起村民對農(nóng)村防雷工作的重視，當?shù)卣块T應該把農(nóng)村防雷減災工作與中央加快新農(nóng)村建設(shè)的政策有機結(jié)合起來，對安裝了防雷裝置的農(nóng)民給予適當?shù)慕?jīng)費補助，真正讓防雷工作與農(nóng)村建設(shè)同步發(fā)展，讓農(nóng)民真正過上幸福安居的生活。

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