杭州雷电灾害特征分析及安全防护

杭州雷电灾害特征分析及安全防护

任勇1沈洁皎2

（1杭州市气象局，浙江杭州310051；

2杭州防雷安全检测有限公司，浙江杭州310051）

摘要：本文利用杭州市1998-2017年自动气象站逐月、逐年雷电观测资料，着重分析了杭州市近20年的雷电灾害特征，并在此基础上提出雷电灾害的安全防护措施。结果表明：（1）1998-2017年杭州市雷电灾害发生次数总体呈现出显著的增加趋势，气候倾向率为84.444次/10年，其中2013年雷电灾害出现次数最多，1998年雷电灾害次数最少。杭州市夏季雷电灾害多发，其次为春季，而秋季与冬季相对较少；8月为杭州市雷电灾害多发时期，其次为7月份，12月及次年1月份是发生雷电灾害的低谷期。（2）雷电灾害为当地民众造成的影响与损失不计其数，因此必须加强雷电灾害监测预警，做好建筑物电子设备、易燃易爆等场所的雷电防护工作，以最大程度的减少雷电灾害造成的经济财产损失与人员伤亡，切实达到雷电灾害安全防护的目的。

关键词：杭州市；雷电灾害；特征；安全防护

引言

雷电灾害往往发生在天空中有积雨云、大气层结不稳定等天气条件下，是大自然中一种常见的天气现象。雷电灾害发生时还时常伴随有暴雨、大风、冰雹等强对流天气，不仅会损坏家用电器，导致导航、计算机信息系统瘫痪，引发火灾等安全事故，严重时甚至还会造成人员伤亡及巨大的经济财产损失。杭州市位于浙江北部，钱塘江下游及京杭大运河的南端，地处东经118°21′—120°30′及北纬29°11′—30°33′之间，境内地形复杂多样，包括丘陵、山脉、平原、河谷等多种类型。杭州位于亚热带季风气候区，气候具有四季分明、春季气候宜人、夏季气候炎热、冬季寒冷干燥、雨量充沛等特点。据统计，杭州市年平均温度为17.8℃，年降水量为1454mm，年日照时数为1765h。雷电灾害是杭州市多发的气象灾害之一，对当地民众生命财产安全及经济发展产生的影响不容忽视。因此，研究杭州雷电灾害特征，并做好雷电灾害的安全防护工作具有重要意义。

1资料与方法

本文资源来源于杭州站1998—2017年逐年、逐月的雷电观测资料，并使用统计学方法，对历年雷电灾害次数、各月雷电灾害次数等进行统计与分析。

2雷电灾害特征分析

2.1雷电灾害的年际变化

由1998—2017年杭州市雷电灾害观测资料统计得出，近20年来杭州市一共出现雷电灾害2047次，年平均出现雷电灾害102.4次。由上图1能够看出，近20年来杭州市雷电灾害次数变化较为明显，其中2013年雷电灾害出现次数最多为302次，而1998年雷电灾害次数最少为8次。对年雷电灾害出现次数进行计算得出线性趋势方程为,气候倾向率为84.444次/10年，表明1998-2017年杭州市雷电灾害发生次数总体呈现出显著的增加趋势。

2.2雷电灾害次数的季节变化

对1998-2017年杭州市各个季节的雷电灾害次数进行统计得出：近20年来春季（3—5月份）雷电灾害总次数为410次，其出现频率20.5%；夏季（6—8月份）是杭州市雷电灾害多发时期，这一阶段雷电灾害总次数为1328次，占到全年雷电灾害总次数的66.5%；秋季（9—11月份）杭州市雷电灾害呈现出逐月减少的趋势，这一时间段内一共出现雷电灾害206次，其出现频率为10.3%；冬季（12月—次年2月份）雷电灾害次数最少，为53次，其出现频率仅仅为2.6%。由此可见，杭州市夏季雷电灾害多发，其次为春季，而秋季与冬季相对较少。这一现象表明雷电灾害的季节变化与热力作用及大气环流之间存在着密切关系。

2.3雷电灾害次数的月变化

对1998-2017年杭州市逐月雷电灾害日数进行统计得出：8月为杭州市雷电灾害多发时期，累计出现雷电灾害540次，其出现频率为27%；其次为7月份，累计出现雷电灾害522次，其出现频率为26.1%；12月及次年1月份是发生雷电灾害的低谷期，其出现频率仅仅为0.3%。从杭州市各月雷电灾害出现次数来看，杭州市雷电灾害主要集中在汛期（3—9月份），一共出现雷电灾害1923次，占到全年雷电灾害总次数的96.3%；自2月份起雷电灾害次数逐渐增加，与温度逐渐升高有关。6—8月份雷电灾害次数大幅上升，主要是由于空气当中水汽含量较多，为雷电灾害的产生创造了有利条件。之后雷电灾害次数明显回落。

3雷电灾害的安全防护

3.1雷电灾害监测预警

监测预警系统在雷电灾害防护过程中发挥着重要作用，对于及时发现雷电灾害并做好相关的防范工作具有重要意义。具体而言，应当基于雷电观测对相关参数的变化情况进行分析，进而确保及时获取灾害信息。通过分析相关数据为雷电灾害的安全防护提供一定的资料参考。使用雷达探测系统及雷电定位系统以确保及时为民众提供准确的雷电防护信息。另外，建设雷电监测预警系统，必须与站点地区及防护单位相结合，并综合雷电灾害活动规律等进而建立一个较为完善的评估系统，对雷电灾害的发生概率及由雷电造成的影响与损失进行评定，并据此建立较为完善的雷电防护方案，不断对防雷装置及系统进行改进与完善，以确保防雷措施的科学性及有效性。

3.2电子设备的安全防护

电子设备的安全防护不仅要防直击雷，还要防感应雷击。对于防直击雷而言，往往通过安装均压环、避雷针、避雷网、避雷线、避雷带等避雷装置来实现，而对于雷电灾害频发且电子设备较为集中的建筑物而言，应当提高建筑物的防雷等级，并做好建筑物的屏蔽与接地处理。就防感应雷而言，主要包括以下几点：（1）就各类进屋的电子设备而言，应当切实做好屏蔽与接地处理，以防止线路被架空。另外，还要在电子设备的信号线、数据线的各个入口位置处安装避雷器，并及时将设备外围的感应雷引导入地，以达到雷电安全防护的目的；（2）电子设备供电应当使用TN-C-S或TN-S的方式，其电源线路的防护应当在3级以上，并安装与通流量相符合的浪涌保护器；（3）另外，良好的接地对于确保系统设备及人身安全具有重要作用，应当从建筑物接地网上单独引上电子设备接地网。如果选用独立地网，应当确保建筑自然接地网与独立地网之间保持一定的安全距离；如果选用共用地网，则接地电阻的数值应当在1Ω以下；（4）做好电子设备的等电位联接，使设备、地网与金属构件之间的电位差得到有效减小。

3.3易燃易爆区的安全防护

对于易燃易爆区域的建筑物而言，应当通过安装避雷针、避雷带、避雷网等避雷装置来实现雷电防护。为减少雷电流与地电位、提高防雷接地的可靠性、避免跨步电压与反击，易燃易爆场所的接地处理应当在2处以上，加油站、油库的防雷接地、电气设备工作接地、防静电接地及保护接地应当共同连接，并且共同使用一组接地装置。还可以使用屏蔽的方法阻断感应雷电流的电磁脉冲入侵空间的通道，导致雷电流没有空隙可以钻，进而实现雷电防护。

参考文献：

[1]刘垚，缪启龙，刘淼等.杭州市雷电活动特征及雷电灾害区划[J].气象与减灾研究，2011,34（04）：62-67.

[2]刘艳.浅谈雷电灾害特征分析与安全防护[J].科教导刊-电子版（中旬），2014（11）：139.

作者简介：任勇（1984-），男，汉族，山西临汾人，本科学历，工程师，从事防雷安全监管工作。