摘 要：我国南方地区夏季易发雷电雷雨，尤其农村地区更因为缺乏雷击保护措施，易出现雷电灾害。现结合具体案例对广东地区农村雷电灾害的特征加以分析，探讨对应的雷击防护技术，尽可能为雷电灾害防御提供一些有益的策略及方法支持，以保障农村地区相关产业的安全生产，保护农民众的生命财产安全。 关键词：农村；雷电灾害；防护技术；广东地区
受气候异常变化越发剧烈的影响，各地区全年性气候灾害发生频率居高不下，南方地区更因为夏季高温多雨的气候特征，易出现不同烈度的雷电灾害。雷电本身极强的破坏力不仅会造成严重的经济财产损失，同时也使得民众的生命健康安全面临着难以预估的风险。在查阅雷击灾害事故相关调查结果及数据之后，发现超过90%的雷击事故发生在农村地区，据分析应为农村地区经济建设水平上升，农村的供配电基建设施得到发展，但同时农民的防雷意识相对不足，导致农村承受雷电安全隐患的概率大幅提升，最终使得农村演变成雷电灾害事故高发区。因此，新农村建设进程中应充分重视广大农村地区的防雷减灾工作，以保障农民众的生命财产安全。
1.具体案例及环境分析
1.1灾害事故基本情况
2014年7月21日，广东省某县某村发生重大雷击事件。事发地点为当地田间一处未配备任何防雷措施的砖砌小屋，周边环境以农田与排水沟为主。由于当地当日下午4时左右下起雷雨，4名在田间劳作的农民进入砖砌小屋避雨，至当日下午4时16分左右，电流强度为15kA的雷电电流直接击中小屋，并在小屋屋角发生接闪。此时小屋内避雨人员头部距离天花板仅有30-40cm，在暴雨及高压电的作用下，小屋内空气受高压电影响出现击穿放电及电离现象，部分雷电流经人体从头至脚传递至地面，导致坐在小屋内池子上方的人直接死亡。受电阻率分布差异影响，部分高压电电流进入地面后按照从脚至躯干下部的顺序经过人体，波及小屋内避雨的另外三人，最终造成后果严重的雷击人员伤亡事件。事发后小屋接闪屋角出现混凝土脱落及崩裂痕迹，并将其内的钢筋暴露在外，部分钢筋表面存在熔焊痕迹。
1.2全局分析
事发地点位于广东某县某村。由于广东夏季本就高发雷电灾害，因此按照雷电灾害发生概率将整个省划分为极高易发区、高易发区与一般易发区三种，而该县及下属村则属于高易发区。事后相关研究人员前往现场进行事故分析还原，认为高压电途经区域的铁磁性材料应存在剩磁，于是应用特斯拉计检测屋角露出的钢筋等铁磁性材料构件，发现其剩磁含量约为0.82mT，可确定该位置为雷击接闪点。尽管小屋墙体为砖砌结构，但小屋本体及周边并未发现任何防雷措施。考虑到人体受雷电伤害的方式主要表现为直接雷击、旁侧闪络、接触电压、跨步电压及向上流光，在对伤亡人员状况进行调查之后，推断该次事故应为雷击导致的旁侧闪络及跨步高电压所致[1]。相关专家学者在获取现场情况及事故还原报告之后，一致认为此次事故是一次局地极端天气事件导致的雷击导致人员伤亡事故。
1.3区域雷电环境特征分析
为进行进一步分析，相关研究人员调查了该村过去五年间的雷电定位资料，并将事发地点小屋作为位置中心，对周围15km范围内的雷击检测资料进行统计分析，得出当地雷电日变化特征及月变化特征为下图1所示。
图1 事发地点雷电日变化特征（左）与月变化特征（右）
统计分析中还发现区域环境内雷电流幅值主要集中在15-65kA，总体占比93.47%，其中15-30kA居多，占比46.86%。雷电日变化特征分析显示其变化状态为单峰型，主要集中在13：00-18：00这一时段，月变化特征同样表现出明显的单峰型，主要集中在6-9月，并于7月早期至8月达到峰值。后续针对雷电分布路径的分析，发现当地雷电主导方向为东北，次主导方向则为西南，两者存在相当明显的差异[2]。
2.广东地区农村雷电灾害发生原因分析
2.1农民防雷意识不足
针对此次事故进行调查后，认为农民防雷意识上的缺陷，是导致广东地区农村雷电灾害易
造成生命财产安全损失的重要原因。实际调查中发现事故地点所处村落农民受教育程度以初中肄业为主，少有进入过高中接受教育的农民，且其中小学肄业的农民也占了相当比重。这就使得农民接受的文化知识存在明显的局限性，整体表现出的受教育程度及知识层次并不高，除了了解一些“雷雨天不要站在大树下”的民俗防雷知识之外，对雷电灾害形成发生的机理、所导致后果的严重性均缺乏清晰认知。在对农民雷雨天气下的反应进行调查之后，发现雷雨天来临时，部分仍在田间操作的农民会选择就近进入屋内及棚下避雨，或是扛起金属农具快速奔跑回家避雨，但并不清楚金属农具是否会引雷，也不确定避雨的小屋或棚是否采取了有效防雷措施[3]。农民的行为也只是以避雨为主，几乎很少考虑避雨环境是否具有完备的防雷措施。此外还有少部分农民在居住地选址上倾向于风水这一概念，较少考量所在区域雷电灾害的发生频率，导致居住地处于雷电灾害高发区域。
太阳能小屋2.2自然环境因素
广东地区农村地势多空旷，且具有地广人稀的特征，使得雷击发生概率大幅增加，整体上广东地区农村中土壤金属含量较高的地区容易出现雷击，且由于缺乏高大建筑物的遮挡，雷击发生时往往直接作用于地面。若雷击位置周边一定范围内有人选择避雨，则很容易造
成雷击安全事故。另外农村地区的低矮建筑物及农田遭受雷击的概率往往较高，厂房仓库雷击概率则相对较低，而一些农村中的水陆交界处受雷击的概率也较高，应当是由于水陆交汇导致环境成分复杂，土壤中电阻值下降所致[4]。
2.3农村防雷减灾工作力度不足
防雷减灾工作力度缺失，是导致广东地区农村雷电灾害发生的又一关键原因。事故调查过程中发现广东地区农村普遍存在防雷设施不足、线路配备缺乏合理性的情况，农村地区的绝大多数建筑并未按照建筑规格配备防雷装置及设备，或直接不配备防雷设备，少数配备相关设备与装置的建筑，在配置的规范性上也有明显不足，使得防雷设备与装置无法发挥其应有的作用。然而更不理想的状况是，随着近年来农村经济的发展，农民的物质生活水平普遍有所提升，大部分农户均在住房屋顶上安装了电视天线、太阳能热水器等设备，若这类设备未保证有效接地，无疑会大幅增加农村地区雷击的安全隐患，进而影响到建筑物内农村居民的生命财产安全。此外农村地区用电线路普遍存在线路铺设缺乏合理性、长时间使用导致绝缘严重老化的现象，使得雷击事故发生概率大幅上升。另一方面，农村地广人稀的特征使得农村地区难以有效开展防雷减灾管理工作，也难以建设对应的雷电监测网
络，广东部分农村地区在雷电及其他气候灾害预警上甚至会出现依靠有线喇叭广播的情况，这就无法保证农村居民接受雷电灾害预警信息的及时性，进一步增加了雷电灾害造成的负面影响。
3.广东地区农村雷电灾害的防护技术
3.1设置应急避险场所
设置应急避险场所是为了保证农民夏季田间劳作时，在突遇雷雨的情况下拥有安全可靠的避雨避雷场所。实际上雷雨时节比起避雨，避雷要更为重要。避雷场所的设计建造应与当地雷击强度及烈度相匹配，在容积上应能够囊括该村农民总量的60%及以上。考虑到该村整体面积并不很大，农田最远边界位置至农民居所的步行距离不超过30min，而雷雨云出现并被农民目睹至雷雨云对地形成闪击的时间通常也在30min左右，因此最初计划建设2-3处野外避雷室作为避雷场所。但在后续研究过程中发现，雷雨时节时雷雨云来临尽管声势浩大，但可能农民因为背向雷雨云操作农机或其他原因，无法第一时间发现雷雨云，因此需考虑农民发现雷雨云的最晚安全时间，确保所有农民在夏季劳作且遭遇雷雨云时，能够在10min之内赶到避雨避雷场所，重新于野外设计了避雨避雷场所的位置，尽量避开东北
与西南两处雷击高发方向，并将避雨避雷场所的数量增加至4个，确保所有场所在避雷能力上能有效抵御当地85%以上的雷电灾害。
3.2区域雷电拦截
区域雷电拦截是通过于特定位置将雷雨云中的电极引入地面，以减少雷雨云向其他地区放电的概率。在对事故地点的地形地势、雷电分布路径进行分析之后，确定在该村东北、西南、东南及正南方向上选取地势较高位置，于四处位置上分别设置仿生树接闪杆。出于接闪有效性的考量，所有仿生树接闪杆的高度应保证在40m以上。这样一来当该村面临雷雨云时，雷雨云中的电场及高压电在与地面出现接闪时，会优先通过这些接闪杆将高压电导入地面，如此便能降低与其他位置发生接闪及造成雷击事故的概率，进而有效拦截外围入侵的雷电，提升该地区雷雨天气对雷电的防范能力。
3.3优化雷电防护措施
优化雷电防护措施，需要首先对民居的雷电防护装置进行优化。在具体的做法上需先调查所有民居结构的完善程度，对结构中墙体破损导致内部钢筋外露的情况，采用水泥砌筑的
方式加以填平。考虑到村庄所在区域属于广东省范围内的雷击高易发区，在上述基础上详细检查所有高5m以上的建筑，按照第二类防雷建筑物设计，对这些建筑的防雷设备及设施进行详细调查及调整，确保其设备安装应用、规格参数完全满足相应规范与要求。所有入户电源线路需详细检查其接地保护，并匹配C级防护措施，综合采用多种方法加以防范。对于线路中老化、破损的绝缘部件及结构予以更换，保证接电线路不会出现漏电问题。
另一方面则需要强化对农民的宣传教育工作，帮助农民意识到雷雨天避雷比避雨更重要。这就需要开展行之有效的宣传活动，除了每年夏季来临之前在村中召开夏季劳作避雷宣传教育会之外，还需要在村里张贴海报、粉刷墙体广告，并利用等宣传平台定期向农民科普避雷的重要性及雷击的危害等等，以使村民能够充分意识到雷击造成的损害及伤亡，正视相关教育内容。在此基础上则需要向村民科普正确的避雷知识及方法，充分发挥村民的主观意识，降低雷击事故对地区造成的负面影响。
4.结语
广东地区夏季高温多雨，而农村又大多地形开阔，因此夏季农忙时更容易面临雷击。对此就需要强化农民的避雷意识，并为该地匹配行之有效的避雷防护技术及方法，强化雷雨气
候的预警服务，以保障当地新农村建设稳定进行。
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