贺州学院综合防雷系统

李 韬，卢 崴，邓宁文

1.贺州市气象局，广西 贺州 542800

2.玉林市气象局，广西 玉林 537000

3.广西壮族自治区防雷中心，广西 南宁 530022

0 引言

雷电是一种美丽又迷人的大气放电现象，有着超长而耀眼的放电轨迹。当雷暴云积累了足够强的正（负）电荷，使得空间或者地面某处的电场达到了击穿大气的数值时，就产生了雷电。虽然雷击过程只有几十微秒，但雷电电流高达几万至几十万安培，电弧温度也可达几千摄氏度以上，对建筑群中高耸的建筑物及尖形物、空旷地区内孤立物体以及特别潮湿的建筑物、屋顶内金属结构的建筑物及露天放置的金属设备等有很大威胁，可能引起坍塌、火灾等事故。全球每秒钟约有46次雷电发生，而我国每一分钟发生70余次雷电，频繁的雷击造成生命和财产的巨大损失。依法防雷、科学防雷，建立防雷安全保障体系，减少雷灾危害，已成为社会经济发展的要求。

雷电灾害属于非确定性突发灾害，世界各国处理和解决非确定性突发灾害的实践表明，采取预警技术对灾害实行分级防御是一种有效的减灾方法。近年来，预警的思想和模式已在我国各种突发社会事件、自然灾害、经济运行等社会公共安全领域得到了广泛的应用。

1 贺州学院概况概况

贺州学院（英文：Hezhou University）是具有60多年办学历史经国家教育部批准设立的一所全日制公办本科院校。校园占地总面积781亩，校舍建筑总面积22万余平方米，在校师生超过12000人。

2 校园防雷现状及分析

近年来，随着教育事业的迅速发展，学校建筑规模不断扩大，信息技术的应用也日益普及。但校内存在的隐患却众多，许多建筑物和电子电器设备未及时按国家有关法律法规和技术标准规定采取适当防雷措施，致使隐患日益显著。导致隐患存在的如下原因：

1）防雷意识不足，甚至存在误区；学校的经费有限，系统的防雷往往需要较大的资金；

2）新建建筑物许多后续电源系统和信息系统未进过防雷验收，其防雷措施往往不到位；旧建筑物防雷隐患无系统、经济的整改方案；

3）雷电预警信息发布不畅，师生对预警信息接收途径较少，且对预警信息的含义和如何避险不够了解。

3 校园防雷风险等级划分与预警联动机制方案的提出

3.1 雷击风险评估与雷电监测预警

3.1.1 雷击风险评估

雷击风险评估是根据项目所在地雷电活动时空分布特征及其灾害特征，结合现场情况进行分析，对雷电可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险计算，从而为项目选址、功能分区布局、防雷类别（等级）与防雷措施确定、雷灾事故应急方案等提出建设性意见的一种评价方法。这里主要采取IEC62305进行雷击风险评估。

3.1.2 雷电监测预警

雷电的预报和预警现今主要依托于雷电定位系统，气象多普勒雷达，大气电场探测仪三种观测监测技术。雷电灾害的发生和影响范围属于中、小尺度的天气系统，多普勒雷达能够有效地反映对流云的强度、高度和风场结构等信息，而大气电场仪则可以有效地检测雷暴云中电荷的分布，指示和预警闪电的发生。大气电场结合闪电定位检测数据和雷达回波综合分析，能够有效探测局地对流云在发生、发展、成熟、减弱不同阶段特征，以及判断和识别强雷暴云影响区域及未来发展趋势。

3.1.3 综合防雷体系

无论是雷击风险评估或者雷电监测预警都是气象科技服务的一部分。前者主要是依托历史气象观测资料，总结分析项目所在地历史雷电活动时空分布特征及其灾害特征，结合项目具体情况进行风险分析；后者偏重于利用实时的气象观测数据，发布预警信号。作为防雷体系两个重要部分，但二者之间却未能有效的结合在一起，以下就贺州市的一所学院作为示范点，探讨包括雷击风险评估和雷电监测预警在内的综合防雷体系实际应用。

3.2 模式的提出

图1 校园防雷风险等级划分与预警联动机制方案的示意图

对校园的雷击风险评估主要是对已有建筑物和场所的现状评估，就是对校内待评估区域、评估单体现有的雷电防护措施进行雷电灾害风险量的计算分析，给出现有雷电防护措施是否能将雷电灾害的风险量控制在国家要求的范围内，给出科学、经济和安全的整改措施，提供风险管理、雷灾事故应急方案。评估所得出的风险值利用数据库、GIS等技术绘制出校园雷电灾害风险区划，建立起雷电监测预警机制，组织起校园防雷应急小组，有效地使雷击风险最大化的降低。具体模式示意图如下所示：

4 综合防雷体系

4.1 各区域风险评估流程

贺州学院的雷击风险评估都是针对建筑单体进行的，先确定各个可能存在的损失类型，确定并计算各分风险R，根据超标分量R类型提出合适的整改方案。

4.2 各个子单体的数据处理

雷击风险评估都是针对建筑单体进行的，IEC62305方法中雷击风险的基本关系：R=N·P`L，全部雷击风险分量和来源扼要地归纳为一个4x8矩阵，利用这一基本计算原理，并利用EXCEL和WordPipe等设计出雷评专用软件，它不仅可以将各个单体的风险值计算简化，同时能对风险超标的项目最佳的弱化手段。为学校雷电灾害防护提供了更加科学、有效、经济的预防手段，使学校防雷更加明细和防护措施有的放矢。

4.3 建立动态校园区域风险动态信息库，利用gis绘制校园雷击风险图

通过计算分析形成贺州学院校园内的各区域风险值信息库，信息库不仅有建筑物的现有风险值，同时还包括不达标区域的最佳整改方案，以及临时应急方案。利用数据库和GIS技术，实现校园雷击灾害风险的可视化区划，并实现风险图与各区域风险值数据库的超级链接。赋予每个单体不同风险等级：●（绿）风险值达标区域，●（蓝）不达标区域，●（黄）室外场所，●（红）高危场所。

4.4 预警模式建立

4.4.1 校园防雷应急小组

校园防雷风向等级区划为在校园内实现实时的雷电监测预警联动机制提供了良好的条件。为了使预警模式有效的实施，贺州学院成立防雷安全应急小组，应急小组应定期接受防雷知识和技术培训，特别是对区域风险图和风险值数据库使用的培训，并负责校内以下主要任务为：

1）定期请有资质的专业防雷检测机构检测防雷设施，评估防雷设施是否符合国家规范要求，落实整改项目，消除隐患；

2）充分利用校内广播，短信等信息平台，保证预警根据预警信号的畅通广泛发布，并启动相应级别的应急预案，检查、落实预案的执行情况，发布躲避通知，必要时组织避灾疏散；

3）配合有关部门开展灾情监测工作；

4.4.2 应急处置

雷电监测预警信号分三级，分别以黄色、橙色、红色表示。

表2 雷电监测预警及应急措施

雷电黄色预警信号6小时内可能发生雷电活动，可能会造成雷电灾害事故。●（绿）●（蓝）更高等级预警发布时做好临时应急预案●（黄）更高等级预警发布时停止活动●（红）及时远离这次场所*略雷电橙色预警信号2小时内发生雷电活动的可能性很大，或者已经受雷电活动影响，且可能持续，出现雷电灾害事故的可能性比较大。●（绿）●（蓝）做好临时应急预案●（黄）必须外出须使用汽车工具；*略雷电红色预警信号2小时内发生雷电活动的可能性非常大，或者已经有强烈的雷电活动发生，且可能持续，出现雷电灾害事故的可能性非常大。●（绿）呆在室内居中位置●（蓝）做好临时应急预案 *略

4.4.3 校园防雷预警及应急措施的宣传与推广

要进行防雷首先要告诉别人为什么要防雷，气象部门首先对校园防雷应急小组安全进行防雷安全培训，应急小组再配合气象部门做好宣传推广工作，包括：

1）做好在校师生的防雷科普、雷灾避险的宣传工作；

2）建立校园防雷宣传栏和警示牌，特别是预警信号、应急措施和校园各区域风险图的张贴宣传，在●（红）高危场所树立醒目的警示牌；

3）建立信息发布制度，充分利用校园内现有渠道，并建设电子信息屏等发布渠道，确保信息及时、准确、客观、全面。

5 模式的总结与推广

贺州学院的综合防雷系统是一个预防预警模式，是将气象防雷科技成果转化与应用，总体目标是利用风险评估等手段，为学校雷电灾害防护提供了更加科学、有效、经济的预防手段，使学校防雷更加明细和防护措施有的放矢；进一步降低贺州学院遭受雷电灾害的风险和损失，通过有效的预警机制，有力保障了在校师生的生命和财产安全，把“防雷减灾，利国利民”落到实处。

在此模式中，雷击风险评估通过雷电监测预警得到了雷电流强度、落雷密度，大大提高了其报告的准确性和科学性，利用了雷评作为关键技术的校园防雷风险等级划分又使得雷电监测预警做到更到位、更精细化。两种业务在内的综合防雷体系模式在村落、大型单位、厂区甚至城区都可以值得推广和应用。

[1]IEC62305.雷电防护.

[2]孟青吕伟涛等.地面电场资料在雷电预警技术中的应用[J].气象，31(9).

[3]尹娜，肖稳安.区域灾害易损性分析、评估及易损区划[J].热带气象学报，2005，17(5)：638-644.