王小霞，王小永，王百朋，孙丽娜(.汉中市气象局，陕西汉中 7000；.陕西省防雷中心，西安 7004；.山东省泰安市气象局，山东泰安 7000)

汉中市南郑县雷电灾害原因的分析

王小霞1，王小永1，王百朋2，孙丽娜3
(1.汉中市气象局，陕西汉中 723000；2.陕西省防雷中心，西安 710014；3.山东省泰安市气象局，山东泰安 271000)

2013年5月28日陕西省汉中市南郑县发生雷电灾害，28日8时至12时，南郑县境内共发生闪电166次。在此次雷电过程中，该县黄官镇店子村养殖户的监控电源损坏。店子村养殖户位于汉中市南郑县黄官镇店子村一山谷中，周围四面环山，山谷中溪水顺养殖场自然流淌。养殖场依山谷落差修建5个蓄水池，池子下方修建一简易土胚房，供工人工作生活用。房子上方有两根架空电线引入室内，220 V交流电供生活照明、监控设备等使用。通过对事故现场调查发现，虽然闪电没有直接击中架空线路与简易土胚房，但养殖场的监控系统损坏。调阅陕西省闪电监测网资料发现，28日8时至12时在养殖场周围5 km范围内有11次闪电，其雷电流强度为25.9～65.5 kA。通过计算雷击电磁场强度和环路中感应电压来分析这次雷电灾害的原因。

1 磁场强度的衰减

养殖场建筑物无屏蔽措施，雷击电磁场在空间中的磁场强度按公式(1)计算

H0=i0/(2·π·Sa)

(1)

式中，H0为无屏蔽时产生的无衰减磁场强度(A/m)；i0为最大雷电流(A)；Sa为雷击点与屏蔽空间之间的平均距离(m)。

1971年美国研究报告(AD-722675)指出：当雷电活动发生且磁感应强度达到0.07 GS时，电子设备就可能发生误动作，当雷电活动发生且磁感应强度达到2.4 GS时，就可能发生电子设备的损坏。利用陕西省闪电监测网资料，结合雷击电磁场强度计算公式对养殖场附近5 km范围内的11次闪电分别计算不同距离范围内的磁场强度，得出在1 km范围内，当天发生的所有闪电的磁感应强度都可能达到2.4 GS，3 km范围内电流幅值超过45 kA的闪电，其磁感应强度可达到2.4 GS，4 km范围内雷电流超过61 kA的闪电，其磁感应强度达到2.4 GS。因此，通过计算可知，当日养殖场附近出现的多个闪电都可能造成电子设备损坏。

2 环路中感应电压

环路中感应电压按公式(2)计算

Uoc/max=μo·b·l·H1/max/T1

(2)

Uoc/max为环路开路最大感应电压(V)；μo为真空的磁导系数，其值等于4π×10-7(V·s)/(A·m)；b为环路的宽(m)；l为环路的长(m)；H1/max为LPZ1区内最大的磁场强度(A/m)；T1为雷电流的波头时间(s)。

根据现场勘验情况，取H1/max为2.4 GS，由于架空线路长度超过1 000 m，架空线路宽度0.3 m，取环路的长度l最小为1 000 m，环路的宽b为0.3 m，雷电流以负闪为主，取雷电流的波头时间T1为1 μs，计算得出环路感应电压Uoc/max达到904 V。由于监控设备传输和控制工作电压为24 V直流，最大耐压为100 V；监控系统工作电压220 V，耐压为1 200 V，故闪电造成的环路中的感应电压完全可以击坏监控设备。当日09：10，养殖场4 000 m附近有强度为-61.2 kA的闪电发生，该闪电对架空线路作用，瞬间在架空线路上产生闪电电涌沿线路侵入屋内，损坏监控电源。

3 结语

这次雷电灾害主要是由于闪电电涌沿线路侵入造成的，为了避免类似事故的发生，应做好防雷措施：针对电源与监控系统方面，在养殖场或距建筑物100 m范围内，应有埋地处理或者采取防雷电波侵入的保护措施；做好接地及等电位

连接。选择农村空旷地方作为养殖场地时，选址应远离雷电高发区域，这样能够降低防雷的难度及成本，同时也在很大程度上减轻雷电灾害的威胁，避免雷击事故发生。

[1] GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社，2011.

[2] GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3] Hill R D.Note on vulnerability of computers to lightning[R].Washington，AD0722675，1971.

王小霞，王小永，王百朋，等.汉中市南郑县雷电灾害原因的分析[J].陕西气象，2014(2)：40-41.

1006-4354(2014)02-0040-02

2013-10-17

王小霞(1963—)，女，陕西汉中市人，汉族，工程师，从事防雷安全管理。

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