基于高压分支箱的一次雷击调查实例分析

摘要：随着防雷体制改革的不断深入，气象部门的社会管理职能从法律、法规及规范性文件等方面已经明确，雷击灾害调查也是气象部门履行社会管理职能的主要工作。雷击灾害调查分析是防雷减灾的一项基础性工作，目的是经过调查分析雷击发生的原因、损害途径、防护对象及防护方式，确定现有防护措施是否安全，给出防护建议，防止或减少同类雷击事故的发生；其重要意义是为政府各相关职能部门管理安全生产，防范公共安全事故发生提供理论依据及数据支撑。

本文通过对铜仁市万山区谢桥街道办事处牙溪村牙溪生态农场的高压分支箱雷击灾害原因分析，给出了其雷电防护整改措施建议，为牙溪生态农场的高压分支箱防雷电波入侵系统的整改接供理论帮助，供同仁参考。

关键词：牙溪生态农场 高压分支箱 雷击鉴定 灾害分析

前言

2023年6月28日，铜仁市气象灾害防御技术中心接到万山区气象局报告，称其辖区内谢桥办事处牙溪村牙溪农场高压分支箱遭受雷击损坏。市气象灾害防御技术中心立即组织相关人员于6月28日9时赶到现场进行勘察，勘察过程中发现受损设备应是6月19日这次雷雨天气过程造成的，且该农场同年5月份发生过雷击事故，导致整个消防设施悉数损坏，本次雷击事故发生之前尚未修复，6月28日12时03分完成现场勘察。

1 基本情况

铜仁市万山区苏高新文化旅游有限公司建设的牙溪生态农场位于万山区谢桥街道办事处牙溪村（经纬度：E109°13′17″,N27°38′37″），属于集文化、生态农场、旅游为一体的场所，生态农场处于四面环山包围的低洼地带，高压分支箱建在小溪岸边，10KV高压线从附近山上架空进入高压分支箱。牙溪生态农场高压分支箱中高压端设置了氧化锌避雷器，进线柜、计量柜、出线柜的机壳、双电源开关、接地排都已接地。

据牙溪生态农场经理介绍，2023年6月19日凌晨1时45分左右，接到值班人员的微信信息称牙溪村出现了雷雨天气过程，经理随即吩咐值班人员将所有的用电设备断电，刚刚在微信里回复才几分钟，值班人员便告知整个农场已经于1时48分停电了。6月19日上班之后，由于停电，牙溪生态农场经理向谢桥办事处供电所报停电需修复，当天谢桥办事处供电所的工作人员查找了一天都没有找到原因，6月20日在排除了外围高压线路的其他原因之后继续查找才发现牙溪生态农场高压分支箱中的进线柜内的电源线连接处被击穿，计量柜中的三条铜排连接带均不同程度受到损伤，有缺口、烧糊的痕迹，氧化锌避雷器已被击穿损坏。基本确定这次雷击发生于6月19日凌晨1：45—1：50这个时间段。

1.1  当日天气情况

根据铜仁市气象局雷达回波记录，2023年6月19日1时40分，东西带状的积云层状云混合型降水回波开始自西向东影响万山区牙溪村，回波强度达45dBZ，强回波一直维持至1时56分，导致牙溪村出现了明显的雷雨天气。铜仁市万山区苏高新文化旅游有限公司建设的牙溪生态农场正处于这次雷雨天气尺度内，雷达回波如下：

图一 2023年6月19日1时39分09秒铜仁雷达回波图

图二 2023年6月19日1时44分55秒铜仁雷达回波图

图三  2023年6月19日1时50分42秒铜仁雷达回波图

图四  2023年6月19日1时56分28秒铜仁雷达回波图

1.2 闪电监测情况

查询2023年6月19日1时40分至1时50分时段贵州省雷电监测网闪电监测记录，以事发地点为中心、半径5km范围内，共记录到闪电49次，云闪 14次, 云地闪 35次, 云闪比 28.6%； 正闪 15次, 负闪 34次, 正闪比 30.6%； 云闪最大高度 19.0公里, 云闪最小高度 0.8公里, 云闪平均高度 5.6公里。最大负闪电强度53.443kA，最小负闪电强度9.91kA；最大正闪电强度28.037kA，最小正闪电强度6.1kA。

表1 事发地点5km半径范围内闪电记录

图五 万山区谢桥办事处牙溪村位置图

1.3现场勘查与测试情况

由于铜仁市万山区苏高新文化旅游有限公司建设的牙溪生态农场防雷装置未经行政审批，未取得防雷检测报告，调查组赴雷灾调查时带了“GEO-1021N”多功能接地电阻测试仪，经实测，高压分支箱进线柜机柜接地电阻为6.21欧姆，进线柜接地排接地电阻为3.54欧姆，计量柜机柜接地电阻为5.65欧姆，计量柜接地排接地电阻为4.65欧姆，出线柜机柜接地电阻为3.54欧姆，出线柜接地排接地电阻为3.54欧姆，双电源开关机壳接地电阻为10.54欧姆，双电源开关接地排接地电阻为10.07欧姆，接地电阻符合设备最小值要求。但从以上测试的接地电阻数值发现，进线柜机柜与进线柜接地排接地电阻相差较大，计量柜机柜与计量柜接地排接地电阻相差也较大，说明进线柜机柜与其接地排、计量柜机柜与其接地排连接效果不好，现场可以看出特别是计量柜内的连接螺母及垫片都严重锈蚀，见下图：

图六 计量柜内的连接螺母及垫片严重锈蚀

据牙溪生态农场经理介绍，该地域常年湿度大，调查时可以明显看到高压分支箱内的电源线上有密集的水珠。

高压部分的氧化锌避雷器已经损坏，同年5月发生一次雷击事故把所有消防设施悉数击坏，本次雷灾事故发生时消防设施尚未修复。

2 灾害原因分析

根据雷达回波和闪电定位系统资料并结合现场堪察情况分析，牙溪生态农场发生雷击为2023年6月19日凌晨1时45分至48分之间，闪电定位系统显示，在牙溪生态农场周围5公里范围内6月19日1时45分15秒至47分56秒共发生云地闪电16次，雷云向高压线路放电，雷电波沿着高压线路入侵到牙溪生态农场的高压分支箱，击坏高压端的氧化锌避雷器，击穿连接线的接头导致断路停电。

3 雷电防护建议

经现场勘察并结合雷达回波及贵州省闪电定位系统数据分析，铜仁市万山区苏高新文化旅游有限公司建设的牙溪生态农场于2023年6月19日凌晨1时45分至48分之间遭受来自高压线的雷电波入侵，雷电防护建议如下：

1）高压分支箱内在市电进入的高压端装设氧化锌避雷器，其接地电阻不小于10欧姆。

2）高压分支箱内低压电源线路引入的计量柜、出线柜处分别装设Ⅰ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的冲击电流值，当电源线路无屏蔽层时可按《建筑物防雷设计规范》式(4.2.4-6)计算，当有屏蔽层时可按《建筑物防雷设计规范》式(4.2.4-7)计算，式中的雷电流应取等于150kA。

3）各分支配电箱安装的浪涌保护器（SPD）安装Ⅱ级试验的电涌保护器，其启动电压应安装为560V左右的SPD，且残压值应小于1.5KV，其接地电阻不大于10欧姆。

4）针对湿度大的情况，建议在电源线的连接处用绝缘效果较好的绝缘胶布做好良好的绝缘处理。

5）针对计量柜内连接固定螺丝锈蚀严重的问题，建议做好防锈处理和维护。

6）积极关注天气预报，特别是及时收获雷电预警信息，做好防范措施。

7）受灾单位履行好企业的主体责任，完善其防雷相关行政审批手续，及时组织技术力量进行防雷隐患整改，尽早消除隐患，同时，按照相关要求进行常规年检，尽量避免雷电灾害事故发生或最大程度减小雷电灾害造成的人员和社会经济财产损失。

4 结束语

国家法律法规明确规定了各级气象主管机构为雷击灾害的调查鉴定机构，依法开展雷击灾害鉴定工作是各级气象部门履行社会管理职能的重要职责。雷击灾害调查鉴定是应用雷电及相关专业知识和科学技术手段，科学、规范、准确、公正地对雷击灾害的发生原因进行客观论证，鉴定结论能正确反映雷击灾害现象及结果，鉴定建议能正确指导防雷系统的整改方法，减少同类雷击灾害的发生。我国对于雷击灾害调查鉴定目前还处于探索阶段，对雷击灾害鉴定科学技术手段及鉴定能力还需要大力提升，雷击灾害鉴定人员需要掌握全面的专业知识才能胜任鉴定工作，因此，对雷击灾害调查鉴定人员的培训、锻炼、培养尤为重要。由于雷击灾害调查鉴定工作是一项烦琐而复杂的工作，许多结论须根据监测数据进行反演计算，由于作者水平有限，难免出现疏漏及不妥之处，敬请各位同仁、专家、领导批评指正。

参考文献

（1）QX/T 191-2017《雷电灾害调查技术规范》

    （2）GB50343-2012《建筑信息系统防雷规范》

    （3） GB/T 21431-2015《建筑物防雷装置检测技术规范》

    （4）贵州省闪电定位系统资料

    （5）铜仁市雷达回波资料

    （6）《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010

（7）附录A 表A.1雷电灾害调查表

（8）附录A 表A.2询问笔录

（9）附录A 表A.3现场勘查笔录

（10）附录A 表A.4现场测试记录表

（11）附录C 雷电灾害经济损失情况表