孫錄貴++汪順勤++陳偉

摘 要：該文從宿州市碭山縣葛集鎮(zhèn)移動(dòng)通信基站雷擊引發(fā)火災(zāi)事故入手，分析雷擊造成火災(zāi)事故的原因，并針對(duì)農(nóng)村雷電防御現(xiàn)狀，提出切實(shí)可行的防雷、防火措施，有效地防止和減少農(nóng)村通信基站雷擊造成火災(zāi)事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：通信基站；雷擊火災(zāi)；原因分析；防御雷電；防御火災(zāi)

中圖分類(lèi)號(hào) TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）01-96-03

中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信三大通信運(yùn)營(yíng)商為提高無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，避免農(nóng)村通信盲區(qū)，在廣大農(nóng)村設(shè)立了為數(shù)較多的無(wú)線(xiàn)通信基站。無(wú)線(xiàn)通信基站都配有數(shù)十米至百米的鐵塔，相對(duì)于農(nóng)村較低矮的建筑物，在雷雨季節(jié)，其自然成為雷電釋放選擇的對(duì)象。處在鐵塔周?chē)慕饘賹?dǎo)體及接觸物如果防雷措施不力將會(huì)受到感應(yīng)雷擊。據(jù)宿州市多年的雷擊事故調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)村和集鎮(zhèn)基站周?chē)霓r(nóng)戶(hù)和單位遭受雷擊事故的比例占全部雷擊事故的70%。雷擊主要造成基站周?chē)r(nóng)戶(hù)和單位家用電器和信息設(shè)備損毀，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)火災(zāi)、爆炸、甚至造成人員傷亡事故。

1 葛集鎮(zhèn)通信基站附近商戶(hù)火災(zāi)事故調(diào)查研究

2015年6月24日凌晨2：00，宿州市碭山縣葛集鎮(zhèn)移動(dòng)通信基站北側(cè)500m范圍內(nèi)移動(dòng)通信基站交換機(jī)設(shè)備和4戶(hù)商戶(hù)電腦、路由器損壞，3戶(hù)同時(shí)發(fā)生火災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失損失約50萬(wàn)元。火災(zāi)事故發(fā)生后，商戶(hù)向碭山縣消防部門(mén)報(bào)案，消防部門(mén)及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)勘查走訪(fǎng)，排除了人為縱火等其他火災(zāi)因素的可能性，碭山縣氣象部門(mén)防雷技術(shù)人員也到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了勘查和檢測(cè)，宿州市消防支隊(duì)和宿州市氣象局消防和防雷專(zhuān)家協(xié)助分析火災(zāi)起因，結(jié)論是雷擊引發(fā)火災(zāi)。

1.1 火災(zāi)事故地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)勘察 2015年6月24日上午現(xiàn)場(chǎng)勘察：位于碭山縣葛集鎮(zhèn)鎮(zhèn)南1家、鎮(zhèn)北3家的4商戶(hù)，電腦、路由器同時(shí)爍燒損毀，其中3戶(hù)同時(shí)發(fā)生火災(zāi)，損失慘重，起火點(diǎn)均為與移動(dòng)公司寬帶網(wǎng)絡(luò)連接的路由器或電腦處。該網(wǎng)絡(luò)連接線(xiàn)路為傳統(tǒng)的金屬線(xiàn)路，非光纖線(xiàn)路。該網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路與電信、聯(lián)通等公司的網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路交錯(cuò)架空鋪設(shè)，但電信、聯(lián)通等公司的線(xiàn)路為光纖線(xiàn)路，非金屬線(xiàn)路，未有反映電腦損毀或火災(zāi)事故。電腦、路由器損毀及發(fā)生火災(zāi)的4戶(hù)寬帶網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路是由移動(dòng)公司的交換機(jī)引出的，對(duì)應(yīng)的移動(dòng)公司交換機(jī)引出線(xiàn)路接口也均有明顯的放射性灼黑和碳化燒痕，而交換機(jī)電源線(xiàn)接口正常。由移動(dòng)公司該交換機(jī)引出線(xiàn)路共有15條，其余用戶(hù)未有電腦、路由器損壞或發(fā)生火災(zāi)的情況，經(jīng)調(diào)查走訪(fǎng)，或電腦等設(shè)備未開(kāi)機(jī)，或未與設(shè)備連接。

1.2 發(fā)生火災(zāi)時(shí)當(dāng)?shù)靥鞖鈱?shí)況 碭山縣屬中緯度多雷地區(qū)，年平均雷暴日32.8天以上，雷暴活動(dòng)和雷電災(zāi)害發(fā)生頻繁。2015年6月24日的宿州氣象資料顯示，當(dāng)?shù)赜嘘囉?、雷暴活?dòng)。徐州市雷達(dá)探測(cè)資料顯示，2015年6月24日2時(shí)，葛集鎮(zhèn)（東經(jīng)116°30′52″和緯度34°30′16″）所處區(qū)域有大于45DBZ的強(qiáng)回波生成，產(chǎn)生雷電災(zāi)害的可能性非常大。據(jù)碭山縣雷電防護(hù)所雷災(zāi)調(diào)查走訪(fǎng)附近居民，多人證言確實(shí)當(dāng)時(shí)聽(tīng)到雷聲。

1.3 通信基站和商鋪防雷設(shè)施現(xiàn)狀 碭山縣葛集鎮(zhèn)位于碭山縣東北部蘇魯豫皖交界處，黃河故道北側(cè)，距碭城19km。葛集鎮(zhèn)由十字街組成，位于十字街東南600m位置建有一中國(guó)移動(dòng)通信基站?；捐F塔高度55m，位于商鋪后農(nóng)田里，塔基四角與人工環(huán)形接地裝置連接，防雷引下線(xiàn)采用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼，塔頂安裝2m高的接閃桿。室內(nèi)金屬柜和機(jī)房設(shè)備均做了等電位連接，機(jī)房電源安裝了電涌保護(hù)器（SPD）。共用接地裝置工頻接地電阻實(shí)測(cè)值1.20Ω，而移動(dòng)基站交換機(jī)掛靠商鋪東墻2m處，其防雷接地電阻值達(dá)670Ω。移動(dòng)基站通信信號(hào)使用光纖線(xiàn)纜與基站交換機(jī)連接。通信基站電源是從鐵塔東南變壓器架空引來(lái)，電源線(xiàn)固定在鐵塔上進(jìn)入機(jī)房配電箱?；颈眰?cè)是沿街2排近100戶(hù)商鋪，商鋪的電源也是從同一臺(tái)變壓器架空引入，電話(huà)線(xiàn)、網(wǎng)線(xiàn)、有線(xiàn)電視饋線(xiàn)等雜亂無(wú)序架空引入各商鋪。所有商鋪均無(wú)防雷裝置而且路由器、電腦都沒(méi)有保護(hù)接地。

1.4 發(fā)生火災(zāi)直接原因分析 2015年6月24日凌晨2：00，碭山縣葛集鎮(zhèn)籠罩在強(qiáng)雷暴天氣穹頂之下，55m高的中國(guó)移動(dòng)通信基站鐵塔鶴立雞群，首當(dāng)其沖成為雷電接閃器，將雷電電流引入大地，使附近保護(hù)范圍內(nèi)的建筑物等免遭直接雷擊。然而，通信鐵塔瞬間強(qiáng)雷電電流流過(guò)，周?chē)a(chǎn)生瞬變的強(qiáng)電磁場(chǎng)，其周?chē)臻g未有屏蔽衰減的金屬導(dǎo)體上將會(huì)感應(yīng)出數(shù)百甚至數(shù)千伏的高電壓，此高壓將擊壞未經(jīng)保護(hù)的連接設(shè)備甚至所接觸物體。基站鐵塔本身接地良好，足以泄放雷電電流，鐵塔本身不會(huì)被雷擊損壞。基站機(jī)房設(shè)備供電系統(tǒng)安裝了合格的SPD，鉗位雷電感應(yīng)電壓，釋放雷電感應(yīng)電流，保護(hù)基站設(shè)備不至于從電源系統(tǒng)入侵損壞。移動(dòng)基站機(jī)房與交換機(jī)之間使用光纖連通，光纖上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，所連接兩端設(shè)備均沒(méi)有因雷電感應(yīng)造成損壞，電信、聯(lián)通公司進(jìn)入用戶(hù)的寬帶網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路采用的是光纖。

唯有移動(dòng)公司基站交換機(jī)與用戶(hù)之間使用的是金屬網(wǎng)線(xiàn)，且網(wǎng)線(xiàn)所連接的交換機(jī)和用戶(hù)的電腦或路由器都沒(méi)有進(jìn)行良好的保護(hù)接地處理和安裝SPD。結(jié)果是鐵塔接閃，泄放雷電流，產(chǎn)生瞬變電磁場(chǎng)，處在周?chē)募芸战饘倬€(xiàn)路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，擊壞了大大超過(guò)電壓承受能力且又未有任何保護(hù)裝置的連接在線(xiàn)路兩端的移動(dòng)公司交換機(jī)和用戶(hù)的電腦或路由器。電擊產(chǎn)生熱效應(yīng)，點(diǎn)燃了電器所直接接觸的及附近的易燃或可燃物品，火災(zāi)發(fā)生了。如果用戶(hù)電腦或路由器附近沒(méi)有易燃或可燃物品，火災(zāi)慘劇將會(huì)避免，最多損毀電腦或路由器。所幸人員未在此時(shí)操作電腦，否則，人員亦將遭受電擊，后果會(huì)更嚴(yán)重。

2 雷擊引發(fā)火災(zāi)的預(yù)防和控制

從以上對(duì)碭山縣葛集鎮(zhèn)通信基站附近商戶(hù)雷擊引發(fā)火災(zāi)事故調(diào)查研究可以看出，雖然雷電是起因，但是防御措施不當(dāng)才是這次火災(zāi)事故應(yīng)該引以為戒的教訓(xùn)。

2.1 雷擊引發(fā)火災(zāi)機(jī)理 雷電的危害大致可分為直擊雷的危害和雷擊電磁脈沖的危害兩大類(lèi)。在云層的形成過(guò)程中，由于電荷不斷積累，形成了強(qiáng)大的靜電高壓電場(chǎng)。在電場(chǎng)力作用下，需要對(duì)地面上的高大物體形成尖端放電，以卸載電荷。我們可以理解為大地是零電勢(shì)點(diǎn)，當(dāng)云層所帶電荷能量足以擊穿濕潤(rùn)的空氣時(shí)，云層就會(huì)對(duì)地面上的凸起物放電，同時(shí)產(chǎn)生雷聲和在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量，局部范圍內(nèi)溫度高達(dá)6 000～10 000℃，甚至更高，能使金屬熔化，樹(shù)木、草堆等易燃、可燃物燃燒，以至引起火災(zāi)事故。這就是直擊雷最常見(jiàn)的破壞作用——雷電引起的熱效應(yīng)。直擊雷的破壞作用還常表現(xiàn)為雷電引起的電效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等。

雷擊電磁脈沖是指作為干擾源的閃電電流和閃電電磁場(chǎng)。閃電的這種空間雷擊電磁脈沖（LEMP）是在三維空間范圍內(nèi)對(duì)一切電子設(shè)備發(fā)生作用，可以使在閉合的金屬回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，也可以是在不閉合的導(dǎo)體回路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于其瞬變時(shí)間極短，所以感應(yīng)電壓可以很高，發(fā)生電離，以至產(chǎn)生電火花。遇易燃可燃物，則會(huì)引起火災(zāi)，遇易爆物品則會(huì)引起爆炸。上述火災(zāi)事故就屬于這種情況。雷擊電磁脈沖危害還表現(xiàn)為雷電產(chǎn)生的靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、雷電反擊等。

2.2 農(nóng)村住戶(hù)雷電火災(zāi)防御措施 雷電作為自然界最為壯觀的大氣現(xiàn)象之一，亙古未變。但是隨著科學(xué)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)雷電的認(rèn)知程度有極大的提高。人類(lèi)不可能阻止閃電的產(chǎn)生和雷擊現(xiàn)象的發(fā)生，但是對(duì)雷電危害的防御手段不斷提高，若運(yùn)用得當(dāng)，可以避免或減少雷電災(zāi)害，預(yù)防類(lèi)似火災(zāi)慘劇的發(fā)生。

2.2.1 防御直擊雷引發(fā)火災(zāi) 盡管本次火災(zāi)直接原因來(lái)自于雷擊電磁脈沖，但事實(shí)上直擊雷引起火災(zāi)事故的幾率要遠(yuǎn)大于此。

從減少直接雷擊的角度考慮，所建建筑物位置應(yīng)盡量避在土壤電阻率較大山區(qū)和平原，盡量避開(kāi)有金屬礦床的地區(qū)、河岸、地下水出口處、山坡稻田接壤的地上和具有不同電阻率土壤的交接地段，盡量避開(kāi)沼澤、低洼地區(qū)和地下水位高的地方，因?yàn)檫@些地方更容易遭受雷擊。所建建筑物應(yīng)盡量避免成為至高點(diǎn)，盡量避免在曠野中建設(shè)房屋，高而孤立的建筑物更容易成為雷擊對(duì)象。

為建筑物安裝合格的防直擊雷裝置。對(duì)于較高的建筑物，曠野中孤立的建筑物，特別是有易燃易爆物品的建筑物、堆場(chǎng)等，防止直接雷擊目前最有效和簡(jiǎn)單的方法就是安裝接閃器，即法蘭克福當(dāng)年發(fā)明的“避雷針”。它把可能發(fā)生的閃擊主動(dòng)引入大地，避免建筑物被動(dòng)的遭受雷擊而引發(fā)火災(zāi)事故。

2.2.2 防御雷擊電磁脈沖引發(fā)火災(zāi) 對(duì)于一般建筑物住戶(hù)來(lái)說(shuō)，雷擊電磁脈沖造成較多家庭的電視機(jī)、電腦、電話(huà)等家用電器的損毀。但直接引發(fā)火災(zāi)事故的較少，后果卻更為嚴(yán)重，這是預(yù)防和防御失當(dāng)?shù)暮蠊?。目前，廣大的農(nóng)村和村鎮(zhèn)，供電線(xiàn)路、有線(xiàn)電視信號(hào)線(xiàn)路、電話(huà)線(xiàn)路、寬帶網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路等大多是采用有金屬導(dǎo)線(xiàn)的架空線(xiàn)路，這事實(shí)上就給雷擊電磁脈沖造成了可乘之機(jī)。城市里新建建筑的這些線(xiàn)路都采用了埋地屏蔽入戶(hù)，寬帶、電話(huà)線(xiàn)路大多采用了光纖入戶(hù)，這就很大程度的避免了雷擊電磁脈沖的入侵。農(nóng)村和村鎮(zhèn)要改變這種現(xiàn)狀需要一個(gè)時(shí)間周期。可以從以下幾個(gè)方面考慮防御雷擊電磁脈沖造成危害。

（1）遠(yuǎn)離能夠產(chǎn)生閃電電流和閃電電磁場(chǎng)干擾源的區(qū)域。村民新建房屋不要靠近通信基站鐵塔，村鎮(zhèn)新建通信基站選址在空曠開(kāi)闊地帶或山區(qū)，不要靠近村民集中居住區(qū)。

（2）為架空入戶(hù)的金屬線(xiàn)路的供電線(xiàn)路、電話(huà)線(xiàn)路、寬帶網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路及有線(xiàn)電視線(xiàn)路等安裝雷電浪涌保護(hù)器，將雷擊電磁脈沖泄放入地。

（3）安裝寬帶網(wǎng)絡(luò)、電話(huà)時(shí)優(yōu)先選用光纖入戶(hù)線(xiàn)路。光纖線(xiàn)路本身不會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，因此不（下轉(zhuǎn)107頁(yè)）（上接97頁(yè)）需安裝雷電浪涌保護(hù)器。其加強(qiáng)筋是金屬介質(zhì)，盡量作接地處理，以消除雷電感應(yīng)。

（4）如果入戶(hù)線(xiàn)路可能引入雷擊電磁脈沖，且又沒(méi)有安裝防雷裝置，在雷暴天氣不要使用家用電器和電子信息設(shè)備，并最好拔掉電源、網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)、有線(xiàn)電視線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)插頭等，以防雷擊電磁脈沖將設(shè)備擊毀，造成人員傷亡。

（5）為防止雷擊入戶(hù)線(xiàn)路引起火災(zāi)，入戶(hù)線(xiàn)路連接的家用電器、信息設(shè)備等旁邊不要堆放易燃易爆物品，并最好備用滅火器。同時(shí)，應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和掌握滅火常識(shí)和火災(zāi)應(yīng)急措施，在因雷電和其他原因不幸造成火災(zāi)事故時(shí)最大限度保護(hù)人身生命和財(cái)產(chǎn)安全。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)碭山縣葛集鎮(zhèn)移動(dòng)基站雷擊引發(fā)火災(zāi)事故的調(diào)查，明顯看出農(nóng)村普遍存在防雷意識(shí)淡薄，防雷設(shè)施不健全的現(xiàn)象。各級(jí)政府和氣象防雷管理部門(mén)及有關(guān)單位應(yīng)齊抓共管，社會(huì)共同參與，使農(nóng)民群眾增強(qiáng)防御雷電意識(shí)，提高防御雷電災(zāi)害能力，杜絕因雷電造成火災(zāi)慘痛事故的再次發(fā)生，把農(nóng)村雷擊災(zāi)害造成的損失降到最低限度。

參考文獻(xiàn)

[1]汪順勤.農(nóng)村地區(qū)雷電災(zāi)害活動(dòng)規(guī)律和防護(hù)技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（15）：7083-7084，7103.

[2]肖穩(wěn)安，張曉青.雷電與防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：氣象出版社，2006.

（責(zé)編：張長(zhǎng)青）