濮方正
Pu Fangzheng
貴陽(yáng)方正新技術(shù)發(fā)展有限公司 貴陽(yáng)550001
1 引言
區(qū)域防雷是防雷領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)新課題，目前國(guó)內(nèi)外涉及并取得良好效果的實(shí)例還不多。它從宏觀的防護(hù)設(shè)計(jì)原理是：根據(jù)被保護(hù)對(duì)象區(qū)域地理、地形、氣象因素，按照富蘭克林避雷針?lè)览自?，在其周邊適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b一定數(shù)量的防雷裝置，對(duì)直擊雷電流進(jìn)行吸引和攔截，使雷電流沿著這些防雷裝置在區(qū)域外圍泄放入地，降低區(qū)域內(nèi)的雷擊電流強(qiáng)度，減小區(qū)域內(nèi)發(fā)生雷擊事故的機(jī)率。
2 與常規(guī)防雷方法關(guān)系
區(qū)域防雷與常規(guī)的防雷的設(shè)計(jì)思路有一定的區(qū)別。常規(guī)防雷方法是在相對(duì)特定的建構(gòu)筑物或狹小的場(chǎng)地上安裝防雷裝置，對(duì)特定的人員、設(shè)備等進(jìn)行防雷保護(hù)；區(qū)域防雷是對(duì)一定范圍（如旅游景區(qū)、某一大型運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所、某一大型工業(yè)園區(qū)）進(jìn)行大面積的直擊雷電流進(jìn)行攔截。常規(guī)防雷是針對(duì)所要求保護(hù)的具體對(duì)象進(jìn)行防雷保護(hù)，其保護(hù)對(duì)象相對(duì)狹小得多，由此還可以解答生命在戶外遭遇雷擊的困惑。
在建筑物密集的城市區(qū)域，常規(guī)防雷裝置即可滿足對(duì)象的雷電防護(hù)要求。設(shè)置區(qū)域防雷措施意義不大。但在建筑物數(shù)量相對(duì)較少、地形、氣象因素特殊的區(qū)域，只作被動(dòng)式的常規(guī)防雷裝置防護(hù)效果不理想，必須增加區(qū)域防雷措施作補(bǔ)充，在區(qū)域的外圍削弱或減少雷擊強(qiáng)度，以保障區(qū)域內(nèi)部的雷害減少到最小程度，甚至避免雷擊事故的發(fā)生。
區(qū)域防雷與常規(guī)防雷之間是互補(bǔ)關(guān)系，不是孤立的兩套防雷接地系統(tǒng)，更不是區(qū)域防雷沒用。
3 同時(shí)區(qū)域防雷 社會(huì)進(jìn)步的必然產(chǎn)物
1750年富蘭克林發(fā)明的避雷針，解決了直擊雷擊防護(hù)問(wèn)題。隨著工業(yè)化革命的蓬勃興起，人們從分散的小型手工作坊進(jìn)入相對(duì)大型、人員相對(duì)集中的工廠、礦山、農(nóng)牧場(chǎng)進(jìn)行集體的勞動(dòng)，為了對(duì)相對(duì)集中的人員、牲畜、建筑物設(shè)施、設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)，所以建筑物上安裝避雷針的這一舉措得到迅速的推廣和運(yùn)用，一直沿用至今，而且還會(huì)沿襲到將來(lái)。
進(jìn)入21世紀(jì)的今天，由于電了時(shí)代的來(lái)臨而引發(fā)了工業(yè)、電子信息時(shí)代的飛躍發(fā)展，人們的生產(chǎn)、生活發(fā)生了質(zhì)的變化，大型工業(yè)園區(qū)的開發(fā)、大型野外作業(yè)的建設(shè)以及大型體育活動(dòng)的開展、大型露天運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的不斷增加、人員密集的旅游景區(qū)增多，使人們的生產(chǎn)、生活活動(dòng)相對(duì)集中，雷電災(zāi)害對(duì)人類及建筑物產(chǎn)生危害的幾率大大增加，并時(shí)有發(fā)生，而在大范圍內(nèi)防范雷擊災(zāi)害的愿望和要求日益凸現(xiàn)，在人們的日常工作和生活中，區(qū)域防雷必將應(yīng)運(yùn)而生。
國(guó)際ISO9000《質(zhì)量管理體系認(rèn)證》到ISO14000《環(huán)境管理體系新標(biāo)準(zhǔn)》，及OHSAS18000《職業(yè)健康安全管理體系》，這里提到的“安全”應(yīng)該包括工業(yè)園區(qū)、體育場(chǎng)所、旅游景區(qū)、野外作業(yè)的人員在任何情況下的生產(chǎn)、生活防雷災(zāi)害的安全，所以區(qū)域防雷將必然產(chǎn)生并會(huì)得到廣泛的推廣和運(yùn)用。
4 區(qū)域防雷的設(shè)計(jì)施工理念
雷擊電流的特性是向大地的突出物體放電，如 高于地面的建（構(gòu)）筑物、大樹或開闊地上的行人或牲畜都會(huì)成為雷擊電流放電的目標(biāo)。同理，我們利用雷擊電流向突出物體和低電阻值物體放電的規(guī)律，在區(qū)域周邊安裝適當(dāng)數(shù)量和一定高度的避雷針裝置，并讓這些避雷針裝置具備良好的接地引下線和較低的接地電阻值，這樣在雷雨時(shí)刻，避雷針上因靜電感應(yīng)而聚集了與雷云相反極性的電荷，使其附近的電場(chǎng)強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，而雷擊先驅(qū)閃電的發(fā)展方向主要決定于最大電場(chǎng)強(qiáng)度，因此當(dāng)雷擊先驅(qū)閃電達(dá)到在一定高度時(shí)，它就會(huì)向區(qū)域周邊的避雷針定向發(fā)展，并被吸引過(guò)來(lái)，改變了原來(lái)要擊向被擊物體的發(fā)展方向轉(zhuǎn)到避雷針上來(lái)。避雷針就將雷擊電流通過(guò)引下線和接地體瞬間泄放入大地，起到了轉(zhuǎn)移雷擊目標(biāo)，達(dá)到保護(hù)區(qū)域內(nèi)的安全的目的（當(dāng)然區(qū)域內(nèi)的建（構(gòu)）筑物仍需單體采取防雷接地措施才能達(dá)到更安全的目的）。
由于區(qū)域?qū)拸V，在此區(qū)域內(nèi)會(huì)函蓋各種不同地形、不同的地質(zhì)土壤，它們的土壤電阻率、土壤干濕情況、氣流走向、風(fēng)向途徑、溫差變化以及區(qū)域周圍山脈的地理位置和這些山脈的地理朝向的不同，乃至歷年來(lái)的氣象觀測(cè)紀(jì)錄和雷電記載都與區(qū)域防雷要采取的措施密切相關(guān)，而非在區(qū)域周邊安一圈避雷針裝置就了事。
當(dāng)大環(huán)境中的區(qū)域防雷設(shè)施布局完后,如果區(qū)域內(nèi)地理環(huán)境發(fā)生變化，區(qū)域內(nèi)建（構(gòu)）筑物的布局等都會(huì)影響雷電路徑,建筑物內(nèi)電氣設(shè)備和其他金屬設(shè)備，可能會(huì)產(chǎn)生各種離子微粒，影響雷電的襲擊位置，而導(dǎo)致區(qū)域防雷方案的修正和增減防雷設(shè)施的數(shù)量以及安裝位置的改變，所以，在區(qū)域內(nèi)，建（構(gòu)）筑物的建設(shè)布局、建筑物的高度、建筑物的有關(guān)功能及各類管線的布設(shè)、區(qū)域供電、供氣接地預(yù)留管線布置等規(guī)劃方案確定之后，才是最佳和最終的區(qū)域防雷方案。
譬如：我國(guó)東面和南面都是海洋，因而從東面和南面吹來(lái)的熱潮濕氣流遇山坡被迫提升，或由山坡另一面來(lái)的冷空氣翻山后，迫使熱濕空氣上升，從而形成雷雨的條件，因此，在我國(guó)部分地域的東面和南面形成雷電進(jìn)入的可能性不容忽視，必須多加提防。
以下事例雖不是區(qū)域防雷的典型案例，但確有區(qū)域防雷的雛形，也取得了良好的效果：
（1） 如貴州省遵義市習(xí)水縣桃林鄉(xiāng)曾是一個(gè)雷災(zāi)相當(dāng)嚴(yán)重的苗鄉(xiāng)，2002年7月貴州省防雷辦在該鄉(xiāng)的雷電入口通道及相關(guān)位置上設(shè)計(jì)和安裝了14支避雷針，對(duì)直擊雷進(jìn)行吸引、并泄放入地，從一個(gè)年年遭受雷災(zāi)的大戶變成了雷災(zāi)不再的安全村寨。
（2） 又如今年7月23日居庸關(guān)長(zhǎng)城8號(hào)敵樓被雷擊傷人事件中可得到同樣的佐證。
居庸關(guān)長(zhǎng)城內(nèi)安裝了13根避雷針裝置，據(jù)該長(zhǎng)城下面的某小鎮(zhèn)反映，自從該長(zhǎng)城安裝了避雷針后，就幾乎沒有再遭受過(guò)雷擊，這是因?yàn)樵撔℃?zhèn)在長(zhǎng)城腳下，而避雷針又高高在上，從高位吸引或攔截了強(qiáng)大的雷擊電流瞬間泄放入地，保護(hù)了該小鎮(zhèn)平安。而恰恰在該長(zhǎng)城的8號(hào)敵樓及其附近都沒有安裝避雷針裝置，而導(dǎo)致了雷擊傷人事故的發(fā)生，而有報(bào)紙宣傳說(shuō)：有“專家”認(rèn)定是打手機(jī)導(dǎo)致的雷擊傷人事故，筆者認(rèn)為不可以（原文見“防雷論壇”www.pufz.cn/bbs……是手機(jī)惹的禍嗎？和《防雷世界》2004第8期“居庸關(guān)長(zhǎng)城8號(hào)敵樓的雷擊事故是撥打手機(jī)惹的禍嗎？”）。
如果居庸關(guān)長(zhǎng)城的防雷系統(tǒng)能從區(qū)域防雷的理念去進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工形成一條區(qū)域防雷的保護(hù)鏈，在高聳的8號(hào)敵樓附近安裝上避雷針，相信7月23日的雷擊事故不一定會(huì)發(fā)生，正是由于這條區(qū)域防雷的保護(hù)鏈斷缺，才導(dǎo)致了7.23雷擊傷人事故，這次雷擊事故與撥打手機(jī)完全無(wú)關(guān)。
同樣道理，如果在高爾夫球場(chǎng)、足球場(chǎng)等大型運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、大型工業(yè)園區(qū)、以及旅游景區(qū)、電力輸電線路、野外露天作業(yè)等等地方進(jìn)行區(qū)域防雷的設(shè)計(jì)和在適當(dāng)位置安裝一些避雷針，相信會(huì)有更多人的生命和財(cái)產(chǎn)得到保護(hù)。
（3）電力變電站四周安裝的獨(dú)立避雷針也是小的區(qū)域防雷案例。
（4）筆者在貴州省貴陽(yáng)市金陽(yáng)新區(qū)，為貴州南方匯通世華微硬盤有限公司的工業(yè)園區(qū)已完成了一例區(qū)域防雷的設(shè)計(jì)方案。貴州省處在我國(guó)的西南面，從孟加拉灣吹來(lái)的潮濕空氣，上大陸后，被陽(yáng)光照曬后溫度升高，遇山坡被提升，因而在西坡仍有雷雨形成的條件。因此主要在園區(qū)的東面、南面和西面安裝避雷針，東面是山脈，西面有山體，因此在東面、西面的山頭上和在南面山頭適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b獨(dú)立避雷針。其保護(hù)的區(qū)域面積：長(zhǎng)2.3km，寬為1.37km，用12根避雷針裝置保護(hù)。避雷針的自身高度從30m、18m、12m、5m不等，并將安裝在區(qū)域周邊的不同位置上。
5 區(qū)域防雷前景
隨著工業(yè)化電子時(shí)代的不斷發(fā)展和進(jìn)步，隨著人類生產(chǎn)、生活高素質(zhì)的要求以及人類對(duì)雷電特性的不斷探索，必然認(rèn)識(shí)到僅依靠單一的、傳統(tǒng)的常規(guī)防雷接地裝置已不能滿足日益增加的防雷接地需求時(shí)，必將同時(shí)兼顧和依賴區(qū)域防雷來(lái)獲取人生財(cái)產(chǎn)的最大安全，使其損失減小到最低限度。區(qū)域防雷必將提上議事日程并與常規(guī)防雷并駕齊驅(qū)。
參考文獻(xiàn) [1] 雷電與靜電專輯，2002 [2] 周道剛，特殊環(huán)境防雷措施，貴州氣象，2004.3
