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中國雷電災害的現狀
雷電災害是一種不可抗拒的自然性災害，危害著人類的人身和財產。安迅電源防雷器主要通過地區分析、行業分析、時間分析、人身雷電災害四個方面來講解中國雷電災害的現狀。1998-2001年全國直接經濟損失超過100萬元的雷電災害每年都在10次以上.其損失每年都大于5000萬元。全國同期平均每年雷擊死亡379人.受傷310人。
一、雷電災害地區分析
全國重大雷電災害在空間上呈現明顯的區域性分布特點.1998-2001年這四年間.全國56次重大雷電災害的46.4%(約一半)發生在5個省，其中山東7次、廣東6次、江西5次、河南4次、浙江4次，這5省重大雷電災害的直接經濟損失為8337萬元，占全國的57.9%;其余的發生在貴州等17個地區，另外，新疆等9個省區沒有重大雷電災害的記錄。圖6.1給出了1998-2001年中國重大雷電災害空間分布(各省用省會城市來表示).全國重大雷電災害主要分布在東南地區和華北地區.形成一南一北的兩個明顯的雷災中心區。雷災在南方集中在浙江——江西——廣東，呈帶狀分布。在北方集中在山東和河南，呈圓形分布。這兩個雷災中心區在地形上具有很好的代表性，北區以平原為主。南區以山地為主。在直接經濟損失方面，北區的損失強度為235萬元/次，比北區更嚴重的南區為383萬元/次，其原因主要是南區發生了3次損失都在1000萬元以上的重大
雷電災害.其中1998年2月和6月江西兩次棉麻儲備庫遭雷擊引發火災分別造成1800萬元和1200萬元的損失，2001年5月廣東某廠房遇雷擊并引發爆炸造成1000萬元的損失并有人員傷亡。這3次雷電災害都與倉儲行業有關，和下面所做的雷災行業分析的結果是吻合的.從整體來看，全國重大雷電災害在東部比西部更嚴重，其原因主要是社會狀況尤其是經濟水平存在差異，經濟相對發達的東部地區發生重大雷電災害的可能性較大。西南地區的雷電災害也比較嚴重，成為僅次于兩大雷災中心區的第三雷災區。整個廣大的西北地區是全國雷電災害輕的地區。
圖6.1 1998-2001年中國重大雷電災害空間分布圖(單位:次)
二、雷電災害行業分析
1998-2001年全國重大雷電災害56次分布在采礦、倉儲、電力、紡織、旅游、農業、石化、通、冶金、醫藥等10個行業.其中雷災嚴重的三大行業是通、電力和倉儲，雷災次數(指重大雷電災害次數，下同)分別為15次、14次和9次，占全部的67. 9%。這三大行業的直接經濟損失為10757.8萬元，占全部的74.7%。圖6.2給出了1998-2001年中國重大雷電災害行業分布，實線代表雷災直接經濟扭失，虛線代表雷災次數，行業損失和雷災次數的相關系數為0.6965，存在一定的相關性。通和倉儲行業具有代表性，通行業的重大雷電災害發生頻繁，而倉儲行業的經濟損失嚴重。通行業自身的特點以及伴隨電子化的發展是導致雷電災害日益頻繁的根本原因，特別是雷電電磁脈沖(LEMP)的危害變得越來越嚴重，這也是雷電災害的發展趨勢之一。通行業的雷電災害往往有一個明顯的特點，就是其經濟損失不僅存在嚴重的直接經濟損失，而且伴有更嚴重的間接經濟損失如服務中斷和數據丟失等。而倉儲行業的重大雷電災害的發生有兩個顯著的特點:一是雷災損失強度很大，即單次雷電災害造成的經濟損失很高，全國9次重大雷電災害的直接經濟損失高達5470萬元，平均607. 8萬元/次;二是雷災的后續危害很嚴重，容易發生雷擊火災和雷擊爆炸等，尤其是當雷電襲擊存放棉麻、火藥、糧食等易燃易爆物品的倉庫或廠房時.對重大雷電災害單次直接經濟損失按行業進行比較，高的是倉儲行業.其次為農業、采礦和石化行業，居中的是電力、醫藥和冶金行業，而通、紡織和旅游行業低。
圖6.2 1998 -2001年中國重大雷電災害行業分布圖
(實線代表雷災直接經濟損失，單位:萬元.坐標左軸;虛線代表雷災
次數,單位:次,坐標右抽)三、雷電災害時間分析
全國1998-2001年56次重大雷電災害分布在各年分別為21次、17次、8次和10次，其中52次發生在4-8月的時間段內，占全部的92.9%. 4-8月的重大雷電災害在很大程度上可以代表全年的同類災害，這一點在下面的雷電災害預測中將會得到應用。全部56次雷災按月統計。8月多為18次，其次7月為14次，1、3、11、12月為0次。圖6.3給出了1-12月的重大雷電災害次數的季節指數，顯著表明雷災集中發生在4-8月，尤其是7月和8月。雷電災害次數和直接經濟損失之間的相關系數r為0.9284，具有良好
的相關性，因此，下面的雷電災害分析與預測將以雷災次數為主，其直接經濟損失可以用雷災次數乘以單次雷災損失而得到.按月的距平百分率分析結果表明，重大雷電災害每月平均發生1.167次。1998年的7月與8月和1999年的7月與8月是主要的正偏移月份，而每年的1,2,3月和9,10,11,12月幾乎沒有重大雷電災害的發生，為主要的負偏移月份。雷災的發生呈現周期性，集中在每年的4-8月，并且有逐漸遞減的趨勢，重大雷電災害次數1998-2001年的48個月中平均每月遞減0.027次.但由于年度數據太少，并不能得出確切的雷災年際周期及年際趨勢。
圖6.3重大雷電災害次數的季節指數
四、人身雷電災害
雷電災害的危害不僅體現在經濟損失方面，也多造成人身傷亡。1998-2001年雷擊死亡人數每年分別為421,227,451和417人，四年共死亡1516人，平均每年379人；同期雷擊受傷分別為192,194,372和483人，四年共受傷1241人.平均每年310人.其中嚴重的1998年8月發生在湖北的庫雷災，一次性造成197人死傷。造成人身傷亡的雷擊多發生在海邊、河邊、樹下、農村田間和山坡等易受雷擊的地方。全國雷電典型災害造成人身傷亡多的是廣東省，其次為廣西、貴州、福建、云南等4省區，這5個省區每年的雷擊人身傷亡人數占全國的60%左右，其中廣東約占全國的1/4。這類災害主要發生在廣大的農村，具有很大的不確定性.很難得到根本的防治.有效的防治方法就是加強雷電災害的宜傳和教育，提高人們的防雷意識，讓人們主動避開易受雷擊的時候和遠離易受雷擊的地方。
對于雷電災害，開展災害預測是必要的，可以對未來雷電災害的風險評估提供重要的指導.鐘萬強等人對中國的雷電災害做過初步的預測，雷電災害的預測主要根據雷災與時間的關系，分別采用時間序列平滑法和季節變動預測法，預測結果表明，在2002-2005年期間全國將分別發生重大雷電災害14,12,11,11次，四年合計47次，平均每年12次，每年將造成直接經濟損失約3000萬元，平均每年人身傷亡580人左右。
描述接地與等電位連接的名詞術語
1.地((earth, ground):(1)導電性的土坡，具有等電位，且任意點的電位可以看成零電位。(2)導電體,如土壤或鋼船的外殼，作為電路的返回通道.或作為零電位參考點。(3)電路中相對于地具有零電位的位置或部分。
2.遠方大地(remote earth, remote ground):接地極與大地表面遠處點的距離的增加將測不到接地極與新的遠處點間阻抗的變化.則該地表遠處點為遠方大地。
3.接地(名詞)(earth, ground):一種有意或非有意的導電連接，由于這種連接，可使電路或電氣設備接到大地或接到代替大地的、某種較大的導電體.注:接地的目的是：(a)使連接到地的導體具有等于或近似于大地(或代替大地的導電體)的電位;(b)引導入地電流流入和流出大地(或代替大地的導電體)。
4.接地(動詞)(grounding, earthing):指將有關系統、電路或設備與地連接。
5.接地(參考)平面[earth (reference) plane]:一塊導電平面，其電位用作公共參考電位。
6.接地連接(earthing connection):用來構成地的連接.系由接地導體、接地極和圍繞接地極的大地(土壤)或代替大地的導電體組成。
7.保護接地(protective earthing, protective grounding):為了電氣的目的，將系統、裝置或設備的一點或多點接地。
8.防雷接地(lightning protection ground) :避雷針的接閃器、避雷線及避雷器等雷電防護設備與接地裝置的連接。
9.單點接地((single-point ground):單點接地指網絡中只有一點被定義為接地點，其他需要接地的點都直接接在該點上.
10.多點接地(multi-point ground):每個子系統的“地”都直接接到距它近的基準面上.通常基準面是指貫通整個系統的粗銅線或銅帶，它們和機柜與地網相連，基準面也可以是設備的底板、構架等，這種接地方式的接地引線長度短.
11.浮點接地(floating ground):將整個網絡完全與大地隔離，使電位懸浮.要求整個網絡與地之間的絕緣電阻在50以上.絕緣下降后會出現干擾.通常采用機殼接地，其余的電路浮地.
12.接地極(earthing electrode):為達到與地連接的目的，一根或一組與土壤(大地)密切接觸并提供與土壤(大地)之間的電氣連接的導體。
13.垂直接地電極(vertical earth electrode):垂直安裝在土壤中的接地電極。
14.水平接地電極(horizontal earth electrode):水平安裝在土壤中的接地電極.
15.自然接地極(natural earthing electrode):具有兼作接地功能的但不是為此目的而專門設置的各種金屬構件、鋼筋棍凝土中的鋼筋、埋地金屬管道和設備等統稱為自然接地極。
16.基礎接地體(foundation earthing electrode):構筑物混凝土基礎中的接地極。
17.集中接地裝置(concentrated earthing connection):為加強對雷電流的散流作用、降低對地電位而敷設的附加接地裝置，一般設3-5根垂直接地板.在土壤電阻率較高的地區，則敷設3-5根放射形水平接地極。
18.接地匯流排(main earthing conductor):在建筑物、控制室、配電總接地端子板內設置的公共接地母線.可以敷設成環形或條形，所有接地線均由接地匯流排引出。
19.接地裝置(earth-termination system):接地線和接地極的總和.
20.接地網(ground grid):由埋在地中的互相連接的裸導體構成的一組接地極，用以為電氣設備或金屬結構提供共同的地。注，為降低接地電阻，接地網可連以輔助接地極。
21.接地系統(earthing system):在規定區域內由所有互相連接的多個接地連接組成的系統。(注:包括埋在地中的接地極、接地線、與接地極相連的電纜屏蔽層、及與接地極相連的設備外殼或裸露金屬部分、建筑物鋼筋、構架在內的復雜系統)
22.設備接地系統(facility earthing system):電氣連接在一起的導體或導電性部件構成的系統，能夠提供多條電流人地的途徑。設備接地系統包括接地極子系統、雷電保護子系統、號參考子系統、故障保護子系統。建筑物鋼筋結構、設備外殼、金屬管道等任何導電部件都可以作為設備接地系統。
23.接地基準點[earthing reference point(ERP)]:共用接地系統與系統的等電位連接網絡之間的連接點。
24.總接地端子(main earthing terminal):將保護導體，包括等電位連接導體和工作接地的導體(如果有的話)與接地裝置連接的端子或接地排。
25.總接地端子板(main earth-terminal board):將多個接地端子連接在一起的金屬板。
26.共用接地系統(common earthing system).將各部分防雷裝置、建筑物金屬構件、低壓配電保護線(PE線)、設備保護地、屏蔽體接地、防靜電接地和息設備邏輯地等連接在一起的接地裝置.
27.接地均壓網(earthing mat):位于地面或地下、連接到地或接地網的一組裸導體，用以防范危險的接觸電壓。注:接地均壓網的通常形狀是適當面積的接地極和接地柵格。
28.接地裝置對地電位(potential of earthing connection):電流經接地裝置的接地極流人大地時，接地裝置與大地零電位點之間的電位差。
29:接地極有效沖擊長度(effective impulse length of ground electrode):特定幅值及波形的雷電沖擊電流在某電阻率土壤中的接地極上流動，雷電流衰減到小于某百分數(如1%)時所對應的長度.
30:接地系統檢查(earthing system check):按照相關標準的規定.對設備、建筑物或電力系統的發、變電站接地系統或輸電線路桿塔接地裝置可靠性進行檢查，測量接地電阻。安迅防雷器www.ansunspd.com
31.沖擊接地阻抗(impulse earthing impedance):沖擊電流流過接地裝置時，接地裝置對地電壓的峰值與通過接地極流人地中電流的峰值的比值。
32.工頻接地電阻(power frequency ground resistance):工頻電流流過接地裝置時，接地極與遠方大地之間的電阻.其數值等于接地裝置相對遠方大地的電壓與通過接地極流入地中電流的比值。
33.保護線(PE線)(protective earthing conductor):為防電擊用來與下列任一部分作電氣連接的導線:外露可導電部分、裝置外可導電部分、總接地線或總等電位連接端子、接地極、電源接地點或人工中性點.
34.保護中性線(PEN conductor):具有中性線和保護線雙重功能的導體。
35.地電流(earth current,telluric current):在大地或接地極中流過的電流。
36.地回電路(ground-return circuit):利用大地形成回路的電路。
37.接觸電壓(touch voltage):接地的金屬結構和地面上相隔一定距離處一點間的電位差.此距離通常等于大的水平伸有距離，約為1m.
38.搭接(bonding):將設備、裝置或系統的外露可導電部分或外部可導電部分連接在一起以減小雷電流流過時它們之間的電位差，也稱連接、聯結。
39.等電位連接(equipotential bonding):將分開的裝置、諸導電物體用等電位連接導體或浪涌保護器連接起來，以減小雷電流在它們之間產生的電位差。
40.等電位連接帶[equipotential bonding bar(EBB)]:其電位用來作為共同參考點的一個導電帶.需要接地的金屬裝置、導電物體、電力和通線路以及其他物體可與之連接。
41.等電位連接導體(equipotential bonding conductor):將分開的裝置的各部分互相連接以減小雷電流流過時的它們之間的電位差的導體。
42.等電位連接網絡(bonding network):將一個系統的諸外露可導電部分做等電位連接的導體所組成的網絡。
43.跨步電壓(step voltage):地面一步距離的兩點間的電位差，此距離取大電位梯度方向上1m的長度.注:當工作人員站立在大地或某物之上，而有電流流過該大地或該物時，此電位差可能是危險的，在故障狀態時尤其如此.
44.土壤電阻率(earth resistivity) :表征土壤導電性能的參數，它的值等于單位立方體土壤相對兩面間測得的電阻，通常用的單位是歐姆.m.
45.號地(signal ground):電路中各號的公共參考點，即電氣及電子設備、裝置及系統工作時號的參考點。
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