魏永顺　蓝法强　邱巧勇　邱劲飚

【摘 要】目的：针对2017年8月28日发生在广东省博罗县气象综合探测基地观测场的一次雷击事故开展调查。方法：采用天气雷达组合反射率图、闪电定位系统资料，结合雷击事故发生地点的地理位置、设施设备安装情况及遭受破坏程度等进行系统分析。结果：此次雷击由雷电流沿输电线路侵入配电开关箱，致漏电开关和交流稳压器内功率继电器发生损毁，由电源端口侵入交换机电路主板，传导至信号网络，造成部分网络设备故障。结论：本着“科学指导，防重于治”的原则，为减少观测场的雷击危害，避免类似事件再次发生，对观测场雷电防护等方面提出整改意见。

【关键词】雷击事件;探测基地;惠州博罗

【中图分类号】P458.121.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）07-0106-02

雷電活动具有较强的破坏性、突发性和不确定性，给人民的生产生活带来极大的影响。雷电穿过引起强大的冲击波、电磁场的剧变、电磁辐射的强度，会对地表的建（构）筑物、设施设备和人民的生命造成严重的威胁。雷电灾害是我国南方地区夏季频繁发生的自然灾害之一，仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害。20世纪80年代以来，经济快速发展，人们在生产生活中广泛应用电气、电子设备，从而使雷电灾害发生概率不断增大，所造成的经济损失和人畜伤亡事件也相应递增[1-6]。广东省博罗县属于山区型地形，南亚热带季风气候。罗浮山和象头山两大山脉的突起，导致气候极不稳定，夏季时有雷暴天气产生，年平均雷暴日约81.1 d，属于雷电频发区。雷暴天气来时，时有发生建（构）筑物、电器设备等被雷击的事件。根据广东省雷电灾害实例汇编统计，2009—2015年6年间，惠州市共发生雷灾111宗，造成17人受伤，5人死亡，直接经济损失达430多万元，间接经济损失达1 400多万元。其中，博罗县发生雷灾20宗，造成17人受伤，直接经济损失为49万元，间接经济损失为130万元。

由于周围环境、地理位置差异，所以雷击的形成特性也有很大区别，从防灾减灾方面出发和考虑，非常有必要对雷灾事故个例进行特征分析。博罗县气象综合探测基地观测场于2015年1月1日正式建成投入使用，目前尚未有雷击事件的统计分析，因此本文针对2017年8月28日发生在观测场的一次雷击事件（简称“8·28”），利用1960—2018年博罗县城（博罗观测场旧站）雷暴日（2014年后采用雷电定位仪资料进行转换）、2009—2018年闪电数据和雷击事件等资料进行统计分析，并通过天气雷达组合反射率图和闪电监测定位系统资料，以及雷电学原理对事故进行系统分析，同时结合事故现场的勘察，对此次事故区域的雷电环境特殊性进行了总结分析，提出了更为全面的雷电防护方案。

1 “8·28”雷击事件概况

据该观测场的工作人员口述，2017年8月28日9时50分左右，博罗县气象综合探测基地观测场及其附近出现了强对流天气，随着雷声过后，网络设备和监控设备无法正常工作。此次雷击事件无人员伤亡，建筑物无损坏，设备损坏包括浪涌保护器1个、漏电保护器1个、计算机2台、网络设备（路由器、交换机、光纤）4台、监控摄像头1个、生物舒适度观测站1台、新型站采集器1个、能见度仪一台、蓝天观测仪1台，造成直接经济损失11.5万元，间接经济损失13.5万元。

现场调查发现，配电箱里的漏电保护器爆裂，有明显的烧焦痕，交换机外壳底部被烧穿孔，拆开发现主板被烧穿，8号网口和电源口有烧痕（如图1所示）;交流稳压器内功率继电器有烧痕。漏电开关进线口处剩磁为0.55 mT、出线口为0.22 mT;观测场东面的接闪杆下部的剩磁测得最高为0.2 mT，观测场西面的接闪杆下部的剩磁测得最高为0.15 mT，生物舒适度测量仪为0.22 mT。

因此，根据现场剩磁测试仪的测试结果，未遭受雷击的铁基金属为0.02 mT，现场测试结果均10倍以上高于此判定值，判定此次事故为雷击造成。本次事故区域没有直接雷击记录，根据检测记录为附近雷击感应，判定事故是雷电流沿输电线路侵入造成的。雷电流沿线路至配电箱开关，导致漏电开关和交流稳压器内功率继电器发生损毁。根据剩磁测试结果推断，雷电流由电源端口侵入交换机电路主板，传导至信号网络，造成部分网络设备，也造成与网络设备相连接的观测场生物舒适度观测仪、新型站采集器、能见度仪、蓝天观测仪等观测设备出现故障。

2 博罗县城雷暴日数和雷击事件统计

统计1960—2018年共59年博罗县城雷暴日数可以发现，博罗县城年平均雷暴日数约81.2 d，月平均雷暴日数如图2所示，大致呈单峰型分布，主要集中在4—9月，其中8月为峰值，平均达16.62 d，最大为1975年的26 d，也就说，8月为博罗县的雷暴最活跃期。从2009年以来的发生在博罗的雷击事件统计来看，共有21次雷击事件，其中10次发生在博罗县城及其周边地区，从发生时间统计来看，5、6和8月分别出现3次，9月出现1次。因此，8月为博罗县城雷暴和雷击事件频发、易发时段。

3 “8·28”雷击事件影响因素分析

雷击事件的发生跟当时的强对流天气密不可分，同时与事发地的地理位置，以及观测场内仪器的分布位置等息息相关。

（1）天气形势分析。通过对2017年8月27—28日的天气情况进行分析，此次雷击事件发生在1715号台风“帕卡”（强热带风暴级）登陆减弱后的外围残余环流里，28日凌晨，台风中心已移至西南部，08：00停止编号，台风强度虽已减弱，但其后部仍有强盛的西南气流，同时在副热带高压西侧气流的影响下，在海南岛东侧至珠江口东侧一带有对流云系不断发展，08：30—10：30的雷达回波动态图有一条明显的东南偏南-西北偏北螺旋对流雨带经过博罗观测场上空。

结合闪电数据可以发现，闪电范围并不是很大，但在09：36—10：00有小范围的闪电群自南向北移动，博罗观测场周围出现较密集的闪电。根据09：54—10：00闪电观测数据显示，观测场上空出现了闪电现象。同时，结合事故现场GPS测试数据，广东省惠州市博罗县罗阳镇黎村大岭古山（即观测站位置）3 km范围内，09：20—10：20共发生2次闪电，其中最疑似雷击记录为09：47，雷电流强度为-66.6 kA。闪电记录时刻与雷击发生后仪器出现故障时间比较接近。

（2）博罗观测场环境分析。博罗县气象综合探测基地观测场位于广东省惠州市博罗县罗阳镇黎村大岭古山，地势较高，其西面和北面为山地丘陵地貌，南面和东面为东江流域，地势比较平坦。

根据《建筑物防雷设计》（GB 50057—2010）的规定，雷击次数计算公式如下：

其中，K为校正系数，博罗探测基地属于山坡，所以取值为1.5，Ng为建筑物所处地区雷击大地的年平均雷周密度，Ng=0.1Td，Td为年平均雷暴日，博罗县近54年年均雷暴日为81.1d，Ae为与建筑物截收相同雷击次数的等效面积，L、W、H分别为观测场长宽高，分别为25 m、25 m和17 m（以风塔为高度），带入公式计算得出观测场的年预计雷击次数N=0.16（次/a）。按照建筑物防雷分类可得出该建筑物属于易遭受雷击的三类防雷建筑物。因此，该观测场所处区域为属于雷暴易发区。

4 防范措施及对策

为了减少观测场的雷击危害，避免类似事件再次发生，根据《关于加强业务系统雷电防护工作的通知》（粤气〔2007〕132号）、《地面气象观测场（室）防雷技术规范》（GB/T 31162—2014）和《气象台（站）防雷技术规范》（QX 4—2015）的要求，提出以下几点应对措施：①在守班室所在建筑物地面层处接地装置与金属装置、建筑物金属体、建筑物内系统、进出金属管线进行等电位连接。②有进入守班室的金属管线，均在LPZ0B和LPZ1交界处与建筑物的基础接地进行等电位连接。③对雷击电磁场敏感程度较高的设备应置于具有屏蔽功能的机柜内。机房内电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、防静电接地、安全保护地、SPD接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络连接。④室外观测仪器设备数据传输线路、配电线路应分槽穿金属管或金属线槽敷设，并应与接地干线多点连接，宜每隔5～10 m连接一次。⑤室外观测仪器设备金属外壳应就近与接地干线进行电气连接，其连接部位应做防腐处理。⑥该场站为国家一般站，惠州市年均雷暴日大于60 d，应划分为一级防雷气象站，低压配电系统宜安装3级SPD进行保护，除现有的总配电柜SPD外，尚需在分配电盘上安装第二级SPD，在设备前端安装第三级SPD，所装SPD参数、级间能量配合应符合有关标准规范要求。

5 总结

博羅县气象综合探测基地观测场地处城乡接合部，回填土层较厚，地阻值较高，在建成初期使用临时农电线路供电，处于雷暴易发区，年平均雷暴日为81.2d，是发生雷灾的高风险地区。此次雷击事件发生在台风残余外围环流引发的强对流天气下，观测场3 km内有雷声，并伴有闪电现象，为雷电感应造成的损失。鉴于现场勘查找到的设备损害点，可以更有针对性地进行新的雷电防护方案。此次雷击并不是直击雷引起，但同样应高度重视，并总结经验改进方案。

参 考 文 献

[1]林奕峰，陈绍东，区永平.广州市雷暴的基本气候特征及其对防雷减灾工作的指导意义[J].广东气象，2013，35（3）：61-63.

[2]卢炳源，张健波，郭志勇，等.番禺地区一次典型雷灾事故的原因分析及应对措施[J].广东气象，2013，35（3）：61-63.

[3]卢志红，郭小明，侯学源.紫金县苏区镇“4·29”雷击事故分析及防御对策[J].广东气象，2016，38（2）：63-65.

[4]舒建军，陈庚.2001—2010年韶关市雷电灾害特征及防雷减灾对策[J].广东气象，2012，34（4）：49-50.

[5]陈达杨，于东海，郑水平.一次雷击事故的分析及防雷措施[J].广东气象，2014，36（2）：71-73.

[6]陈易昕，殷启元，戴巍，等.2016年广州地区雷灾特征的综合分析[J].广东气象，2018，40（2）：62-64.