濮方正
Pu Fangzheng
貴陽方正新技術發(fā)展有限公司 貴陽550001
1 引言
區(qū)域防雷是防雷領域內的一個新課題，目前國內外涉及并取得良好效果的實例還不多。它從宏觀的防護設計原理是：根據(jù)被保護對象區(qū)域地理、地形、氣象因素，按照富蘭克林避雷針防雷原理，在其周邊適當?shù)奈恢冒惭b一定數(shù)量的防雷裝置，對直擊雷電流進行吸引和攔截，使雷電流沿著這些防雷裝置在區(qū)域外圍泄放入地，降低區(qū)域內的雷擊電流強度，減小區(qū)域內發(fā)生雷擊事故的機率。
2 與常規(guī)防雷方法關系
區(qū)域防雷與常規(guī)的防雷的設計思路有一定的區(qū)別。常規(guī)防雷方法是在相對特定的建構筑物或狹小的場地上安裝防雷裝置，對特定的人員、設備等進行防雷保護；區(qū)域防雷是對一定范圍（如旅游景區(qū)、某一大型運動場所、某一大型工業(yè)園區(qū)）進行大面積的直擊雷電流進行攔截。常規(guī)防雷是針對所要求保護的具體對象進行防雷保護，其保護對象相對狹小得多，由此還可以解答生命在戶外遭遇雷擊的困惑。
在建筑物密集的城市區(qū)域，常規(guī)防雷裝置即可滿足對象的雷電防護要求。設置區(qū)域防雷措施意義不大。但在建筑物數(shù)量相對較少、地形、氣象因素特殊的區(qū)域，只作被動式的常規(guī)防雷裝置防護效果不理想，必須增加區(qū)域防雷措施作補充，在區(qū)域的外圍削弱或減少雷擊強度，以保障區(qū)域內部的雷害減少到最小程度，甚至避免雷擊事故的發(fā)生。
區(qū)域防雷與常規(guī)防雷之間是互補關系，不是孤立的兩套防雷接地系統(tǒng)，更不是區(qū)域防雷沒用。
3 同時區(qū)域防雷 社會進步的必然產物
1750年富蘭克林發(fā)明的避雷針，解決了直擊雷擊防護問題。隨著工業(yè)化革命的蓬勃興起，人們從分散的小型手工作坊進入相對大型、人員相對集中的工廠、礦山、農牧場進行集體的勞動，為了對相對集中的人員、牲畜、建筑物設施、設備進行防雷保護，所以建筑物上安裝避雷針的這一舉措得到迅速的推廣和運用，一直沿用至今，而且還會沿襲到將來。
進入21世紀的今天，由于電了時代的來臨而引發(fā)了工業(yè)、電子信息時代的飛躍發(fā)展，人們的生產、生活發(fā)生了質的變化，大型工業(yè)園區(qū)的開發(fā)、大型野外作業(yè)的建設以及大型體育活動的開展、大型露天運動場的不斷增加、人員密集的旅游景區(qū)增多，使人們的生產、生活活動相對集中，雷電災害對人類及建筑物產生危害的幾率大大增加，并時有發(fā)生，而在大范圍內防范雷擊災害的愿望和要求日益凸現(xiàn)，在人們的日常工作和生活中，區(qū)域防雷必將應運而生。
國際ISO9000《質量管理體系認證》到ISO14000《環(huán)境管理體系新標準》，及OHSAS18000《職業(yè)健康安全管理體系》，這里提到的“安全”應該包括工業(yè)園區(qū)、體育場所、旅游景區(qū)、野外作業(yè)的人員在任何情況下的生產、生活防雷災害的安全，所以區(qū)域防雷將必然產生并會得到廣泛的推廣和運用。
4 區(qū)域防雷的設計施工理念
雷擊電流的特性是向大地的突出物體放電，如 高于地面的建（構）筑物、大樹或開闊地上的行人或牲畜都會成為雷擊電流放電的目標。同理，我們利用雷擊電流向突出物體和低電阻值物體放電的規(guī)律，在區(qū)域周邊安裝適當數(shù)量和一定高度的避雷針裝置，并讓這些避雷針裝置具備良好的接地引下線和較低的接地電阻值，這樣在雷雨時刻，避雷針上因靜電感應而聚集了與雷云相反極性的電荷，使其附近的電場強度顯著增強，而雷擊先驅閃電的發(fā)展方向主要決定于最大電場強度，因此當雷擊先驅閃電達到在一定高度時，它就會向區(qū)域周邊的避雷針定向發(fā)展，并被吸引過來，改變了原來要擊向被擊物體的發(fā)展方向轉到避雷針上來。避雷針就將雷擊電流通過引下線和接地體瞬間泄放入大地，起到了轉移雷擊目標，達到保護區(qū)域內的安全的目的（當然區(qū)域內的建（構）筑物仍需單體采取防雷接地措施才能達到更安全的目的）。
由于區(qū)域寬廣，在此區(qū)域內會函蓋各種不同地形、不同的地質土壤，它們的土壤電阻率、土壤干濕情況、氣流走向、風向途徑、溫差變化以及區(qū)域周圍山脈的地理位置和這些山脈的地理朝向的不同，乃至歷年來的氣象觀測紀錄和雷電記載都與區(qū)域防雷要采取的措施密切相關，而非在區(qū)域周邊安一圈避雷針裝置就了事。
當大環(huán)境中的區(qū)域防雷設施布局完后,如果區(qū)域內地理環(huán)境發(fā)生變化，區(qū)域內建（構）筑物的布局等都會影響雷電路徑,建筑物內電氣設備和其他金屬設備，可能會產生各種離子微粒，影響雷電的襲擊位置，而導致區(qū)域防雷方案的修正和增減防雷設施的數(shù)量以及安裝位置的改變，所以，在區(qū)域內，建（構）筑物的建設布局、建筑物的高度、建筑物的有關功能及各類管線的布設、區(qū)域供電、供氣接地預留管線布置等規(guī)劃方案確定之后，才是最佳和最終的區(qū)域防雷方案。
譬如：我國東面和南面都是海洋，因而從東面和南面吹來的熱潮濕氣流遇山坡被迫提升，或由山坡另一面來的冷空氣翻山后，迫使熱濕空氣上升，從而形成雷雨的條件，因此，在我國部分地域的東面和南面形成雷電進入的可能性不容忽視，必須多加提防。
以下事例雖不是區(qū)域防雷的典型案例，但確有區(qū)域防雷的雛形，也取得了良好的效果：
（1） 如貴州省遵義市習水縣桃林鄉(xiāng)曾是一個雷災相當嚴重的苗鄉(xiāng)，2002年7月貴州省防雷辦在該鄉(xiāng)的雷電入口通道及相關位置上設計和安裝了14支避雷針，對直擊雷進行吸引、并泄放入地，從一個年年遭受雷災的大戶變成了雷災不再的安全村寨。
（2） 又如今年7月23日居庸關長城8號敵樓被雷擊傷人事件中可得到同樣的佐證。
居庸關長城內安裝了13根避雷針裝置，據(jù)該長城下面的某小鎮(zhèn)反映，自從該長城安裝了避雷針后，就幾乎沒有再遭受過雷擊，這是因為該小鎮(zhèn)在長城腳下，而避雷針又高高在上，從高位吸引或攔截了強大的雷擊電流瞬間泄放入地，保護了該小鎮(zhèn)平安。而恰恰在該長城的8號敵樓及其附近都沒有安裝避雷針裝置，而導致了雷擊傷人事故的發(fā)生，而有報紙宣傳說：有“專家”認定是打手機導致的雷擊傷人事故，筆者認為不可以（原文見“防雷論壇”www.pufz.cn/bbs……是手機惹的禍嗎？和《防雷世界》2004第8期“居庸關長城8號敵樓的雷擊事故是撥打手機惹的禍嗎？”）。
如果居庸關長城的防雷系統(tǒng)能從區(qū)域防雷的理念去進行設計、施工形成一條區(qū)域防雷的保護鏈，在高聳的8號敵樓附近安裝上避雷針，相信7月23日的雷擊事故不一定會發(fā)生，正是由于這條區(qū)域防雷的保護鏈斷缺，才導致了7.23雷擊傷人事故，這次雷擊事故與撥打手機完全無關。
同樣道理，如果在高爾夫球場、足球場等大型運動場、大型工業(yè)園區(qū)、以及旅游景區(qū)、電力輸電線路、野外露天作業(yè)等等地方進行區(qū)域防雷的設計和在適當位置安裝一些避雷針，相信會有更多人的生命和財產得到保護。
（3）電力變電站四周安裝的獨立避雷針也是小的區(qū)域防雷案例。
（4）筆者在貴州省貴陽市金陽新區(qū)，為貴州南方匯通世華微硬盤有限公司的工業(yè)園區(qū)已完成了一例區(qū)域防雷的設計方案。貴州省處在我國的西南面，從孟加拉灣吹來的潮濕空氣，上大陸后，被陽光照曬后溫度升高，遇山坡被提升，因而在西坡仍有雷雨形成的條件。因此主要在園區(qū)的東面、南面和西面安裝避雷針，東面是山脈，西面有山體，因此在東面、西面的山頭上和在南面山頭適當?shù)奈恢冒惭b獨立避雷針。其保護的區(qū)域面積：長2.3km，寬為1.37km，用12根避雷針裝置保護。避雷針的自身高度從30m、18m、12m、5m不等，并將安裝在區(qū)域周邊的不同位置上。
5 區(qū)域防雷前景
隨著工業(yè)化電子時代的不斷發(fā)展和進步，隨著人類生產、生活高素質的要求以及人類對雷電特性的不斷探索，必然認識到僅依靠單一的、傳統(tǒng)的常規(guī)防雷接地裝置已不能滿足日益增加的防雷接地需求時，必將同時兼顧和依賴區(qū)域防雷來獲取人生財產的最大安全，使其損失減小到最低限度。區(qū)域防雷必將提上議事日程并與常規(guī)防雷并駕齊驅。
參考文獻 [1] 雷電與靜電專輯，2002 [2] 周道剛，特殊環(huán)境防雷措施，貴州氣象，2004.3
