【文章內(nèi)容簡介】 世紀(jì) 50 年代發(fā)行的，已推出從根本上新的概念，服務(wù)于大多數(shù)保護(hù)系統(tǒng)在這個分支的實施直到 2022 年 [6]。 王萬端（ 2022）一文中介紹 了英國、德國防雷業(yè)務(wù)考察情況，主要集中在幾個方面：雷電防護(hù)意識比較強(qiáng)；注重雷電防護(hù)產(chǎn)品的研發(fā)，防雷產(chǎn)品質(zhì)量可靠； 但是對雷電現(xiàn)象發(fā)生的過程和各種災(zāi)害形成的機(jī)理研究比較少，不能夠得到雷電現(xiàn)象產(chǎn)生的根源 [7]。 劉金華，張永剛（ 2022） 則通過對法國每年雷電現(xiàn)象發(fā)生情況的統(tǒng)計和分析，著重介紹了其國家雷電監(jiān)測和管理工作的內(nèi)容。他指出法國非常注重國家雷電防御基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和防護(hù)技術(shù)的研究，目前法國采用的雷電監(jiān)測系統(tǒng)有兩種，其中一種能夠完成對雷電位置的準(zhǔn)確定位，另一種則能夠?qū)崿F(xiàn)對雷電發(fā)生事件和地點的準(zhǔn)確預(yù)測 ；由于政府部 門的大力支持，目前法國在雷電工作中的研究處于世界領(lǐng)先地位，特別是在 TEC 標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂中。對于雷電防護(hù)，其國家使用的主要設(shè)備是避雷針和電涌保護(hù)器。為了確保防雷工作的質(zhì)量，法國的雷電防御管理工作由多個部門共同完成，各個部門之間相互協(xié)調(diào)進(jìn)行 。 建筑物在進(jìn)行施工之前，必須由專門的機(jī)構(gòu)對建筑物可能遭受的雷擊風(fēng)險進(jìn)行評估，然后根據(jù)國家防雷標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定制定具體的防雷措施，但是對于用戶來說，其是否采用以及采用的程度完全由用戶決定，政府部門不會強(qiáng)制采用，但是建筑物施工完成之后必須要經(jīng)過國家專門的驗收機(jī)構(gòu)對其防雷工作質(zhì)量進(jìn)行驗收，經(jīng)驗收合格后才可以投入使用 [8]。 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 國內(nèi)雷電災(zāi)害、分布特征及農(nóng)村防雷措施研究情況 國內(nèi)雷電災(zāi)害情況 我國四季分明，夏天進(jìn)入雨期，雷電發(fā)生的次數(shù)非常多，因為雷電襲擊 每年大約有 30004000 人傷亡 [911]。據(jù)歷史資料查詢統(tǒng)計： 在上個世紀(jì) 50 年代到 60 年代我國東北地區(qū)浩瀚的森林中因雷電襲擊造成的損失得到了 70%以上，特別是 1987 年 ，在我國內(nèi)蒙古 地區(qū)發(fā)生的一次雷電襲擊將 1000 多平方公里的樹木燒成了灰燼，給整個林區(qū)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 98 年發(fā)生在山東地區(qū)的一次雷電，正好 擊中了一個油庫，引發(fā)了大范圍的火災(zāi)，迫使百十家企業(yè)不得不停產(chǎn)。同時油庫周圍的海水出現(xiàn)了較大的污染現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了該地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。 2022 年，浙江省某個農(nóng)村受到了強(qiáng)烈的雷電襲擊，導(dǎo)致村中 17 人喪失了生命。根據(jù)國家各項統(tǒng)計資料顯示，我國每年遭受雷電襲擊的次數(shù)有 6000 多例，其中導(dǎo)致的人員受傷和死亡的人數(shù)超過了 1000 人，給國家造成的經(jīng)濟(jì)損失超過了 12 多億元 [12]。 李家啟 (2022)對我國雷電發(fā)生現(xiàn)象進(jìn)行了研究，其研究以重慶地區(qū)為例，曾在 2022 年重慶一小學(xué)被雷電擊中，由于當(dāng)時學(xué)生正在上課，位置非常集中 ，最終造成了 50 多人的傷亡現(xiàn)象，該事件受到了黨中央和國務(wù)院的高度關(guān)注，并且就學(xué)校的防雷工作給予了明確的任務(wù) [13]。通過對我國近幾年雷電發(fā)生情況的統(tǒng)計，大部分的雷電事故還是發(fā)生在農(nóng)村，這是由農(nóng)村本身基礎(chǔ)設(shè)施的水平所決定的，因此必須要加強(qiáng)對農(nóng)村地區(qū)防雷工作的建設(shè)和管理，力爭將雷電災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)降低到最少，為人們的生活和生產(chǎn)提供一個安全的環(huán)境 [14]。 中國雷災(zāi)分布特征研究情況 梅貞 ,陳水明 等（ 2022）通過對我國 2022 年以前各項數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計，對雷電事故發(fā)生的原因進(jìn)行了闡述，通過數(shù)據(jù)對比得到了 這些年雷電事故的分布和變化情況。統(tǒng)計和調(diào)查的結(jié)果顯示， 2022 年前我國每年雷電發(fā)生的次數(shù)逐年增加，因雷電造成的人員傷亡概率為百萬分之零點三，這個數(shù)據(jù)跟國外其它國家相比非常高。另外研究中還將國內(nèi)城市地區(qū)和農(nóng)村地區(qū)雷電災(zāi)發(fā)生的次數(shù)進(jìn)行了對比，其中農(nóng)村地區(qū)每年因雷電襲擊造成的人員傷亡數(shù)量占到了全國總數(shù)量的 80%以上。 按雷電災(zāi)害事故分類統(tǒng)計分析，其中單位辦公電力電子設(shè)備受損事故占到總事故 63%，家用電器受損事故占到總事故 11%、供電故障受損事故占到總事故 10%[15]。 林建 ,曲曉波 等（ 2022）通過對我國雷電數(shù)據(jù) 資料的分析，得到了雷電現(xiàn)象在我國的分布區(qū)域以及路徑情況，研究結(jié)果表明我國雷電災(zāi)害發(fā)生次數(shù)比較多的地區(qū)主要集中在南方和高原地區(qū)，且隨著時間的變化呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。對于陰雨天氣較多的南方地區(qū)來說，其雷電從每年的 3 月份開始，從南向北逐漸發(fā)展。進(jìn)入夏季之后，雷第 1 章 引言 5 電現(xiàn)象在逐漸從南部地區(qū)消退，到每年的 10 月份基本上不會出現(xiàn)較大的雷電現(xiàn)象。不過從全國范圍進(jìn)行分析，大部分雷電災(zāi)害發(fā)生在 4 月份到 9 月份的下半天，其中下午三點到 5 點，晚上七點到八點是雷電災(zāi)害產(chǎn)生的主要時段。北方地區(qū)的雷電災(zāi)害多發(fā)生在晚上，頻次也相對較低，對農(nóng)村造 成的損壞遠(yuǎn)低于南方地區(qū) [16]。 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 6 湖南省雷災(zāi)分布特征研究情況 賀秋艷 ,祝燕德 等（ 2022）將其研究重點放在了雷電災(zāi)害的防御中，為我國雷電災(zāi)害的防御提供了較強(qiáng)的指導(dǎo)。在研究過程中，他們主要以湖南地區(qū)為研究對象，對其02 年到 08 年的各項雷電數(shù)據(jù)信息進(jìn)行了統(tǒng)計，并且根據(jù)湖南地區(qū)的人口分布情況以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，對其遭受雷電襲擊的密度、拼讀以及模數(shù)等進(jìn)行了綜合性評估，完成了整個湖南地區(qū)遭受雷電損壞情況的劃分 [17]。 張瑜玲 ,鄒天勁等 （ 2022）通過對湖南雷電數(shù)據(jù)信息進(jìn)行研究，得到雷電災(zāi)害在湘南發(fā)生的 概率多余湘北，同樣湘西地區(qū)發(fā)生的概率大于湘東，這是由湖南的地形特色所決定的。另外文章中還對湖南地區(qū)各個城市中的雷暴日進(jìn)行了統(tǒng)計和分析，其中 郴洲 的雷暴日最長，達(dá)到了將近 60 天，常德 的雷暴日最少，大約 為 40 天 [18]。 國內(nèi)農(nóng)村防雷措施研究情況 高安生 和 李勇進(jìn) 以云南地區(qū)為研究對象，對其雷電發(fā)生的次數(shù)、損失情況以及防御措施等進(jìn)行了研究，并且針對其防雷工作的實際情況提出了改善云南地區(qū)雷電防御質(zhì)量的措施 [19]。 張賽忠 和 王小英 （ 2022）從科普的基礎(chǔ)上對農(nóng)村地區(qū)中雷電防御技術(shù)進(jìn)行了調(diào)查和分析，分別介 紹了現(xiàn)階段農(nóng)村中各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理中出現(xiàn)的問題和可以采取的對策 [20]。 李斯文 （ 2022）則以 遼寧 為研究對象，對其農(nóng)村中的雷電防御工作進(jìn)行了分析，探索了造成農(nóng)村雷電災(zāi)害發(fā)生頻繁的主要原因，并且給出了在雷電防御中可以采取的具體策略，有效的促進(jìn)了遼寧省經(jīng)濟(jì)的安全穩(wěn)定發(fā)展 [21]。 朱明 和 丘志彪 （ 2022）則以全國農(nóng)村為研究對象，對農(nóng)民雷電防護(hù)意識、觀念，農(nóng)村地區(qū)防雷設(shè)施建設(shè)以及管理工作進(jìn)行了分析，詳細(xì)闡述了造成雷電災(zāi)害頻發(fā)的原因，同時根據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗，給出了防雷管理中可以采取的具體解決策略，如擴(kuò)大宣 傳面、優(yōu)化管理模式、加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及盡快落實各項政策 [22]。 周紅彬 （ 2022）則主要研究了雷電襲擊對農(nóng)村建筑物以及建筑物內(nèi)的設(shè)備設(shè)施造成的影響，并且提出了具體的改進(jìn)策略，如采用各種使用防雷措施，為降低農(nóng)村雷電災(zāi)害襲擊的次數(shù)和損失大小做出了應(yīng)用的共享，同時也推動了我國農(nóng)村地區(qū)各種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè) [23]。 國內(nèi)外雷電災(zāi)害情況及農(nóng)村防雷措施研究 述評 通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，針對國外的雷電災(zāi)害統(tǒng)計幾乎沒有，有的只是體現(xiàn)片面或局部數(shù)據(jù)，缺乏系統(tǒng)和連續(xù)性統(tǒng)計、時間跨度較大。而國內(nèi)雷電災(zāi)害統(tǒng)計相對比第 1 章 引言 7 較系 統(tǒng)全面連續(xù)性較強(qiáng)，對其防雷減災(zāi)的研究能提供數(shù)據(jù)支持。但歐洲及其其它發(fā)達(dá)國家防雷起步較早，雷電防護(hù)意識比較強(qiáng)、重視視雷電基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和研發(fā)工作、防雷管理系統(tǒng)及程序相當(dāng)完善。 鑒于我國雷電災(zāi)害防御工作的開始較晚，不論是在雷電防御技術(shù)，還是防御設(shè)備和人員上都非常欠缺。為此更好的完成防雷工作，我國在 2022 年建立了專門的氣象法，對氣象部門的主要工作進(jìn)行了明確說明，要求其認(rèn)真做好我國各項雷電災(zāi)害的防御工作。該法律實施以后，各級政府部門都在其管轄范圍內(nèi)成立了專門的防雷機(jī)構(gòu)，著手雷電災(zāi)害的防御工作 。近幾年，國家及各省、直轄市、 地區(qū)同時也出臺相關(guān)法律法規(guī)及部門規(guī)章，進(jìn)一步明確了縣一級以上氣象主管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)本行政區(qū)內(nèi)的防雷工作。 政府部門的支持極大的促進(jìn)了我國氣象部門工作的進(jìn)行，提高了我國防雷工作的質(zhì)量 。 經(jīng)過多方面的努力，我國 城市 的雷電防御已經(jīng)取得了一定的成就，極大的降低了雷電災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)，但是對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后的農(nóng)村，防雷工作還遠(yuǎn)達(dá)不到要求，還有很多工作需要進(jìn)行完善。 由于目前農(nóng)村是雷擊事故高發(fā)區(qū)，所以對農(nóng)村 如果降低雷電發(fā)生次數(shù)是整個社會都比較關(guān)注的問題 。雖然，有一些關(guān)于農(nóng)村防雷問題的研究，但還是缺少比較系統(tǒng)、全面、實用可行的研究。 研究方法 論文在研究過程中采用文獻(xiàn)法、統(tǒng)計法、案例法相結(jié)合，首先通過對雷電現(xiàn)象產(chǎn)生機(jī)理等的分析，闡述了雷電災(zāi)害發(fā)生的原因； 通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料， 以湖南為例，介紹了其 雷電 現(xiàn)象的 分布 情況和發(fā)生規(guī)律 。以 省 氣象局 中的數(shù)據(jù)資料分析了每年因雷電造成的人員傷亡情況； 對 比較典型的一些 農(nóng)村雷擊傷亡案例進(jìn)行 了探討 ，找出原因，得出結(jié)論。實地開展防雷工程的設(shè)計、施工、對防雷技術(shù)的運(yùn)用、造價進(jìn)行可行性推廣論證。 通過湖南省農(nóng)村防雷現(xiàn)狀及存在的問題入手，從宏觀（政府）和微觀（技術(shù)運(yùn)用推廣）對做好湖南省農(nóng)村防雷減災(zāi)工作提出建議 。 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 8 第 2 章 理論基礎(chǔ) 雷擊的概念以及雷電災(zāi)害防護(hù) 雷擊的概念 雷擊是指天空中的云 內(nèi)攜帶著 大量的 電荷 ， 當(dāng)兩種帶有不同種電荷的云彩發(fā)生碰撞或者云彩和地面之間發(fā)生碰撞后，云彩中攜帶的電荷被迅速釋放， 碰撞過程中會伴隨著較強(qiáng)的閃電和雷聲。一般情況下云層 碰撞產(chǎn)生的各種放電現(xiàn)象會對 天空中的 導(dǎo)體的運(yùn)行帶來較大的影響 ， 但是 不會對地上的物體造成任何傷害；但是如果是地面和云層之間碰撞產(chǎn)生放電現(xiàn)象時，會對地面周圍空間中的所有物體和人造成傷害，本次論文研究的主要對象是云層和地面碰撞的雷擊。 雷擊產(chǎn) 生的形式及雷擊侵入的途徑 對于雷擊來說，按照其產(chǎn)生原理不同可以將其分成直擊雷、感應(yīng)雷和球形雷三種。 直擊雷是指云層和地面撞擊瞬間釋放的電荷，且直接作用于建筑物或者動植物上，導(dǎo)致建筑物受到較大的破壞以及人畜傷亡。直擊雷 輸電線路中的電壓會產(chǎn)生兩種不同的影響作用，其中一種是建筑物中的點線沒有設(shè)置相應(yīng)的避雷措施，導(dǎo)致雷電產(chǎn)生的個電流直接流入電線中；另一種則設(shè)置了避雷措施的導(dǎo)線，雷電流直接擊中導(dǎo)線，導(dǎo)致線路中的電壓升高現(xiàn)象。 對電壓的影響有兩種，一種是由于建筑物輸電線路中沒有避雷線路，導(dǎo)致雷電直接擊中輸電線路中的導(dǎo)線， 另一種是雷電繞過避雷線路擊中輸電線路中的導(dǎo)線，導(dǎo)致線路中電壓過高。在沒有避雷器的建筑物輸電線路中，雷電擊中線路的概率較大，但是對于有避雷線路的建筑物，雷電不容易繞過避雷線直接擊中導(dǎo)線。由于科技的不斷發(fā)展，輸電線路的絕緣水平有了一定的提高，對直擊雷具有了一定的抵抗作用，所以在雷電故障中所在比列不大，但是對于沒有安裝避雷器的輸電線路，當(dāng)雷電直擊時容易出現(xiàn)絕緣子閃爍，導(dǎo)致電網(wǎng)跳閘事故。 通常情況下直擊雷可以通過安裝相應(yīng)的避雷器來避免，其原理是利用避雷器中的引線將雷擊電流迅速導(dǎo)入到大地，實現(xiàn)對建筑物的保護(hù)。但是直擊 雷進(jìn)入建筑物的形式多種多樣，避雷器不能夠確保建筑物內(nèi)的所有電子設(shè)備都不會受到直擊雷的影響。 感應(yīng)雷發(fā)生時云層中帶有較多的負(fù)電荷，在其放電之前，負(fù)電荷會通過先導(dǎo)通道向下傳輸，在地面周圍形成較強(qiáng)的電場。導(dǎo)體中的正電荷則 沿著一定的方向 發(fā)生聚集，第 2 章 理論基礎(chǔ) 9 先導(dǎo)通道中的負(fù)電荷則慢慢注入大地。由于先導(dǎo)階段中，雷電釋放的負(fù)電荷較少，導(dǎo)體中正電荷的聚集速度也較慢，導(dǎo)線中形成的電流基本上可以忽略，不會引起導(dǎo)體中電壓的變化。但是當(dāng)雷電 中電荷被釋放 時， 就會在其先導(dǎo)通道內(nèi)發(fā)生正負(fù)電荷中和現(xiàn)象，使得導(dǎo)體周圍存在的電場消失， 這時 由于導(dǎo)體不受其周 圍空間中電場力的影響，其內(nèi)部的大量正電荷會被迅速釋放，進(jìn)而引起導(dǎo)體中電壓的上升 。由于這種過電壓是在電場力的作用下形成的，我們將其稱為感應(yīng)電壓。另外，當(dāng)雷電放電時，由于瞬間釋放大量的電流，會其在釋放空間周圍產(chǎn)生特別大的磁場力，導(dǎo)體中的電流在電磁感應(yīng)原理作用下也會出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象。 通過對雷電感應(yīng)電壓大小的分析，它 受 導(dǎo)線 位置高低的影響，且隨著導(dǎo)線位置的增加而增加，同時它還受導(dǎo)線和雷擊點之間的距離影響，二者距離越近感應(yīng)電壓越大。且雷電瞬間釋放的電壓搞到百萬千伏，會對地面中物體和人畜造成較大的損害，同時還會出現(xiàn)電路短 路故障，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致絕緣子擊穿或者變電站設(shè)備損壞， 影響人們的正常用電活動 。 感應(yīng)雷是現(xiàn)階段雷電發(fā)生的主要形式，且其影響范圍較大，甚至能夠通過電力線路或者電話線路到進(jìn)行傳輸，導(dǎo)致雷擊的范圍不斷擴(kuò)大。 球形雷是雷擊的一種特殊存在形式，其存在時間較短，國內(nèi)外對球形雷的研究也非常少。一般情況下，球形雷的直徑不超過 20cm，存在時間僅僅為幾分鐘，通常是沿著建筑物上的各種孔洞以及門窗等進(jìn)入建筑物內(nèi)。 雷擊的選擇性 雷擊具有較強(qiáng)的選擇性，通過對雷擊現(xiàn)象的總結(jié)我們發(fā)現(xiàn)以下幾處位置最容易產(chǎn)生雷擊現(xiàn)象： （ 1）土 壤比較潮濕的地區(qū)，如離水源比較進(jìn)的地方或者金屬元素含量較高的地區(qū) ； （ 2）山坡與稻田接壤處； （ 3） 不同類型土壤的連接處； 而 對于各種類型的建筑，其遭受雷電襲擊必須具備以下特點之一 ： （ 1） 高度比較大的建筑，如常見的各種類型的塔，由于他們的高度較大，當(dāng)發(fā)生雷電現(xiàn)象時會被首先擊中 。 （ 2）排出導(dǎo)電塵埃、廢氣熱氣柱的廠房、管道等； （ 3）內(nèi)部有大量金屬設(shè)備的廠房；