海岛型校园雷击灾害系统防控研究

摘要：我国目前正处在海洋大开发时期，涉海高校也在不断发展壮大，为此我国应不断加强海岛型校园的安全防控工作。文章分析了海岛雷电活动的特点，校园雷击防控现状及存在的问题；并从增强内部防雷击电磁脉冲措施，建立或完善相关制度，增强校园雷电灾害防控意识，宣传雷灾应急保护知识四个方面提出建议，为建立海岛校园雷击灾害综合防控体系提供参考。

关键词：海岛 雷击灾害 防控

随着我国海洋经济的不断发展壮大，亟需大批高素质的海洋人才，促进和推动了海洋科技教育的发展，涉海类高校不断发展壮大，有不少高校就建在雷灾泛滥的海岛上，这就要求我们重视海岛类校园的安全问题。

据统计，我国华南沿海地区和华东沿海地区是雷灾分布最广的区域，雷灾占全国的73%，十年经济损失达88650.46万元。校园是人员密集场所，雷击极易造成群死群伤。因此，建立基于海岛特性的校园雷击综合防控体系对保证校园安全具有重大意义。

1.海岛雷电特点分析

雷击是积雨云内、积雨云团之间、积雨云团与大地之间发生的剧烈放电的现象，而积雨云多出现在水汽充沛的地区。雷击大致分为直击雷和雷击电磁脉冲（LEMP）两种。以下以舟山群岛为例，从雷暴日数、雷暴发生方向、地形地貌等角度分析海岛雷电特性。

1.1 雷电日数

雷电日数反应了雷电活动的频繁与强弱。它的统计数据分别由雷电活动日数（Tdo）、雷暴日数（Td）、闪电日数（Tds）组成，它们之间的关系为Tdo=Td+Tds。

以陈军等测得《舟山群岛雷电活动的特征分析》为参考数据。舟山市定海测得的年平均雷电活动日数为42.4 d/a，嵊泗测得为39.5 d/a。月平均雷电活动日数在3月和7月出现峰值，并在7月出现极大值，6月-9月是舟山市的雷电活动频繁的时间，在夏季及与秋季转换时，雷电活动是最频繁的。

由上面的统计数据可以看出，海岛城市的雷电日数活动频繁。每年的3月、9月份是学生开学的时间，校园里人流密集；另外，在6月-9月是学校放暑假的时间段，在这期间虽然大部分学生放假回家，但无论在高校、中小学还是技校仍有部分学生留校学习，而这期间校园里也只留值班老师，这样一来很容易造成松懈的现象，恰恰此时是雷电活动最为频繁的时段，这两个时段都需要格外注意雷电安全问题。

1.2 首次雷暴发生来自方向

根据统计，由于定海距离其西部和西南部的宁波市较近，雷暴来源主要以西（W）和西南（SW）为主；而嵊泗距离北部的上海市较近，及受宁波市和舟山群岛链的共同作用，雷暴来源主要以西北（NW）、西南（SW）和西（W）为主。

可以看出，舟山地区的首次雷暴基本来自于沿海发达城市，这恰恰说明这些城市里发达的电子设备与雷暴灾害有着一定的关系。从雷击事故案例分析出，对电子设备危害最大的是雷击电磁脉冲。

1.3 电闪密度与雷电流强度

海岛地形地貌复杂，雷电流平均强度较大，由于舟山群岛多丘陵，山坡对气流的抬升作用，且山顶与雷雨云距离较近，地闪密度较高；而在开阔地带，如平地、滩涂则由于雷击选择性强，地闪密度也较大。虽然总体上说，舟山海岛电闪密度低于大陆，但雷电流平均强度较大，近十年来发生过多起雷击事故，经济损失达3500万元，并有人员死亡。拥有近万名师生的浙江海洋学院地处舟山本岛南面的长峙岛，虽然长峙岛闪电密度不大，但因为校址紧临海边，属雷击选择性较强区域，当有强雷暴过境时，落地雷的危险性极大。

2.校园雷击灾害防控现状分析

对地处海岛的高校校园的雷击灾害预防控制现状进行了调研，着重从防雷击装置、雷击灾害防控制度、防护意识及应急等方面分析目前海岛校园雷击危险性的防控现状。

2.1 防雷击装置现状

校园建筑物属三类防雷建筑物，按二类建筑物设防。按照功能大致划分为办公楼、实验楼、教学楼、科研中心、实训中心、宿舍、食堂、医疗中心、游泳馆、体育馆等。其防雷击措施主要分布在屋顶和底层通过接闪器和基础接地、接地装置、避雷引下线、等电位连接。

接闪器主要包括避雷网：使屋面上各金属物及构建均与避雷网相通，暗避雷带：屋面内敷设暗避雷带，明避雷短针：与暗避雷带结合使用。另外，在屋顶设有接地装置：竖直敷设的金属管道和金属物的底端与接地网相连，顶端与屋顶避雷网相连接。基础接地主要是利用基础地梁主筋环形闭合焊通，组成综合接地网，接地电阻要求不大于1欧姆。

以上大部分属于外部防雷措施针对直击雷，而对雷击电磁脉冲的内部防雷措施还有所欠缺。

2.2 校园雷击灾害防控制度不完善

排查后发现，大部分在建设过程中依据某些防雷设计或经验安装了相应的防雷击装置以外，其它基本并无任何相关防雷资料可查。一般认为雷击事故发生是偶然的，不会经常发生，所以在制度上成为短板。

2.3 雷电防护意识薄弱

目前雷电防护还局限在建构筑物建设过程中的防雷阶段。经调查，大家对防雷方面的知识基本停留在一根“避雷针”上面，被问及周围有何种雷电隐患？是如何预防控制的？回答者会指着楼顶答：是不是楼顶有根避雷针！？回答者得状态基本是摸不着头脑且不确定型的。如果被问及雷电来临时知道如何避雷吗？回答者得答案众说纷纭没有统一标准。

雷电灾害却与人一机一环之间均有一定的相关性。人始终是作为机器、设备的持有者，它们同在一个环境当中，所以雷电的防护应做到人人有意识、人人有知识、人人懂得如何去规避雷电灾害的影响。就如同火场逃生一样，如何科学合理的避雷也应掌握相关知识。

2.4 雷击应急知识宣传不够

雷击应急一般指雷暴日，电闪雷鸣之时，我们应该做些什么能够更好的保护自己，保护仪器设备免受意外损坏。调查后发现雷击灾害应急方面的措施薄弱、缺乏对应急知识的了解和掌握。

3.海岛型校园雷击灾害系统改进建议

针对以上存在的不足，建立海岛型校园雷击灾害系统的防控体系需要做到以下几点：

第一，增强防雷击电磁脉冲（LEMP）措施。雷击电磁脉冲一般指闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应，通过空间电磁感应、线路感应、地电位反击等侵入电子信息设备，其后果可能会使整个电子信息系统失灵，而造成难以估计的经济损失和安全风险。沿海地区经济水平发达，大量微电子设备充斥着人们的工作生活空间。在雷暴日，雷电直击建筑物防雷装置或建筑物周围产生电磁场，从而对微电子设备产生能量冲击，造成设备损坏。

同时，校园防雷击电磁脉冲不仅是对电子设备，还要集中在校园网络方面。随着信息技术的发展，校园建设过程中已经越来越离不开网络建设：各种网络课程、网络教学平台的相继出现，使教学手段更加先进，学生们随时随地在线学习更加方便，校园网络系统一旦遭受雷电冲击将会对网络教学产生严重影响。

所以，在防雷击过程中更要做雷击电磁脉冲的防控工作。防雷击电磁脉冲方面尽量采用电磁屏蔽、接地、等电位联结以及在电源和信号侧安装电涌保护器（SPD）的方式进行预防。选择科学合理的屏蔽形式，根据建构筑物的不同正确的接地方式以及选择合格的浪涌保护器能够有效的预防雷击电磁脉冲。

第二，完善或建立防雷相关制度。防雷管理制度的短板应该尽早解决。建立防雷设备管理制度，确定专人专责定期检查维护雷击设备，防止隐患的存在；建立雷电知识普及制度，做到人人了解雷电知识以及防护不当带来的后果等；建立雷灾报告及事故分析制度，相关部门要严格观测并及时报告，对已发生的雷灾案例及时进行原因分析；建立校园雷电预防机制、应急预警、应急演练等相关制度，确保在雷灾发生后能够及时、有效的采取措施保护或减轻人员伤亡、财产损失的情况，进行雷灾应急演练，训练在紧急情况下采取保护措施时人的心理素质以及对应急措施的熟练程度；各部门也可根据自身情况不同建立专项防雷击应急预案。

制度的建立要科学可靠，结合各部门不同层次分别建立相应的具体内容，如根据功能分区的不同，分别建立在本区域内如何做到雷电灾害的预防控制以及在雷电发生时结合区域特点该采取何种措施。做到有制度可依、有制度可循、结合实际实施才能够从根本上对雷击灾害进行有效的防控。

第三，增强校园雷击灾害防控意识。增强安全意识一直是安全工作的关键，在雷电灾害的防控过程中仍然不能缺乏雷电防控意识的加强。通过雷电知识的各种宣传、雷电预警的演练等，不断加强师生以及相关人员的雷电防控意识，为雷击灾害来临做好准备工作，灾害发生时方能做到更加准确、行之有效的应急保护。

第四，宣传雷灾应急保护知识。电应急保护知识宣传尚且不够，大部分人几乎不懂得如何在雷电灾害来临时做到自身的有效防护以及能够做到周围设备环境等不受损害。

雷雨天时尽量不要待在室外，更不要靠近高耸的建构筑物、大树、空旷的地方躲雨；避免在雷雨天手持金属工具，因其会感应电流“引电”上身；远离高处尚雷雨、露天垂钓等一系列“雅事”；为避免雷击电磁脉冲关闭所有电源防止导电击穿损坏设备，关闭一切电源仍是行之有效的避雷方式；尽管待在室内仍有可能遭受雷击危险，远离一切电子设备，不接打电话、不靠近带电导体、电线等。

4.结论

海岛型校园雷击灾害的防控工作需要各部门加强重视，制定出符合不同类型校园的雷击灾害防控体系，做到从外部防直击雷、内部放雷击电磁脉冲和人员自身的应急保护等方面进行雷击灾害的防护。