湖南省常德市防雷中心 415000
摘要：根据通信基站的建设特点及内部建（构）筑、设备设施情况，容易遭受雷击。在实际生活中，不时有民众反映，由于其房子附近修建了通信基站，改写了其房子从不遭雷击的历史，并拿出了各种被损毁的电气证物，决定通过法律部门向基站修建单位讨说法。本文将分析民居遭雷击是否与其附近通信基站有关，通信基站附近民居如何防雷，以供同行参考。
关键词：引雷，防雷措施，小雷暴
1 引言
随着通讯业的日趋发达、现代通信需求的提高，各种通信基站分布得越来越广。这种高耸的铁塔，不论是平原还是山区都不难于一见。基站铁塔自身结构高、金属材质的特点及其直击雷防护措施的设置，使得其相当于一个高耸的接闪塔。从接闪杆的工作原理分析，接闪杆实为引雷针，意味着基站铁塔本质上是尽速通过其顶部的接闪杆引雷，通过引下线尽快泄流入地，从而保护基站设施。那么基站铁塔与其附近的民居遭雷击是否有某种关联呢？通信基站附近民居如何防雷？下面将从多方面进行分析。
2 直击雷方向
具有良好的雷电引下措施和接地装置的基站铁塔相当于是一接闪塔。根据接闪杆的工作原理，由于尖端放电效应及静电感应的作用，雷云与接闪杆之间的空气容易被击穿，接闪杆比较容易吸引雷电先驱，使主放电集中在它的上面，雷电流是击向接闪杆，而不是被保护物，它将雷电吸引至自身，使雷电流经过引下线、接地装置而泄放入地，从而使保护对象免遭雷击。接闪杆的尖端放电效应，使得地闪袭击时，铁塔率先出现在闪电击距范围内。
通常民居建筑并非基站铁塔的保护对象，另一方面，如果民居建筑没有设置任何的防直击雷及雷电感应的措施，本身也是存在雷电安全隐患的。当民居建筑（按三类房间建筑计算）处在基站铁塔的滚球保护范围内，则该民居的防直击雷措施可不设，否则，民居建筑应采取简易的防直击雷措施，将建筑的各结构钢筋可靠互连，当年预计雷击次数达到三类防雷建筑的数值范围时，按三类防雷建筑的要求设置外部直击雷防护装置。
3 侧击雷方向
当雷雨云发展到一定程度，就会产生雷电，雷电本身具有随机性。雷击建筑物的规律有二条：建筑物的地质环境与落雷的关系、闪电袭击建筑的规律。关于前者，基础及附近一带的电阻率较小、有金属矿或地下水位高等情况存在时，雷击概率就较高。而后者，建筑物顶端或比顶端高的接闪杆只能对闪击距离内的下行负雷的最后一级先导发生吸引作用，改变它的袭击途径，而对闪击距离以外的先导毫无作用，因此建筑的高度和雷电泄放通路是主要条件。
举个例子：有一高层建筑，对于一个60kA的强雷电，其闪击距离达120m，大于楼高度（100m），则凡是闪电先导袭击该楼，必被接闪器吸引。但若闪电较弱，例如只有10kA，闪击距离就只有40m，如果闪电与楼的距离为50m，接闪器就不能吸引它，它的先导再向下发展时，就可能进入高楼旁侧某个部位（低层裙楼）的闪击距离之内，该处大气电场强度剧增而引发流光，形成迎面先导，与之会合，就产生回击，闪电就击中这个旁侧部位了。也有可能附近的低层建筑顶端发出流光，产生迎面先导，而使闪电击中低层建筑。
当雷雨云在民居附近发展到一定程度，产生雷击，雷电的下行先导与基站铁塔的距离大于其与民居架空电源线、电话信号线的距离，后者更容易遭受雷击（如图1所示），包括直接雷击和感应雷击。当强大的雷电流所形成的过电压沿架空的电源线或电话信号线进入没有任何防雷措施的民居建筑，就会产生雷害。
4 引发民居电器损坏的途径
如果是建筑物被击毁或是局部击穿成洞，很明显是要么是没有设置直击雷防护措施，要么是建筑物直击雷防护没做到位。而电器设备的损坏，根据分析，有两种情况：一种是民居用户日常用电短路或操作过电压所致，造成设备损坏。另一种是雷击所致。雷击的情况有两种：一种是直接击在线路上，可能是在远处被雷击或雷电击在线路以外附近，雷电过电压沿线路传播引入；一种是雷电击在线路以外附近，由于雷电感应和静电感应的作用，在架空的线路上产生雷电过电压，经传播进入未设置防雷设施的民居建筑，以致雷害发生。示意图如下图1所示。
图1 线路雷灾示意图
感应雷的防护解决措施包括：
1、将入户电源线、信号线穿钢管埋地引入，长度不小于15m。
2、穿线钢管在入户端可靠接地。
3、屋顶设备线路穿钢管，并在设备端及配电箱端可靠接地。
4、在总配电箱及重要设备前端安装参数匹配的电源SPD。
5、入户信号系统装信号SPD。
6、雷雨时减少电气设备使用。
5 是否确有小雷暴的增加
据民居用户反映，在通信基站建立以前从未发生过电气设备被击坏的情况，而建立之后连续两年都使电气设备遭遇雷击损坏。民居用户认为基站来了，雷击也来了。那么是否真是如此呢？
有理论认为，普通的比建筑物顶端仅高出几米的接闪杆所增大的落雷概率是不大的，它只是与建筑物的顶端相比更容易把闪电拉到自身而已，建筑物顶端或比顶端高的接闪杆只能对闪击距离以内的下行负雷的最后一级先导发生吸引作用，改变它的袭击路径，而对闪击距离以外的闪电先导毫无作用。高的接闪杆增加了区域的落雷概率，小雷暴增多，普通建筑对弱雷有一定的抵御能力，也因此，易燃易爆场所不宜用高的接闪杆。
雷电先导随机向下发展，当下行先导进展到倒数第二级时尚不受地面物影响，最后一级的跳跃才受到地面物的影响，与地面物发生的向上迎面先导会合，这最后一次跳跃的距离为闪击距离。当发展到一定程度的雷云过境，其闪击距离与基站铁塔和民居建筑或引入民居建筑的各种架空线路的距离相等时，哪个累积电荷的速度快哪个就获得了遭受雷击的优先权。一般铁塔的地网均设置良好，因此，雷击铁塔的概率很大。
接闪杆（塔）采取的并非明哲保身，而是为其保护对象撑起一把防护伞，使雷电通过设定的合理路径泄放入地，从而保护设备。
6 结束语
良好的防雷装置是有效防避雷击的措施。只有采取主动的防御才能尽量减少被动的袭击。雷击具有随机性，民居遭受雷击的罪魁祸首并非其附近基站铁塔，当民居建筑具备健全的防雷设施，丢弃侥幸心理，人和自然就能达到一定程度的和谐共处。此外，在基站的建设前期，应先行分析基站铁塔建设对附近雷电环境的可能性影响。当影响明显，附近建筑多，且几乎没有设置任何的防雷措施时，基站建设方有义务与临近建筑的所有者协同完善其各项防雷措施。
参考文献：
[1] 国家标准.建筑物防雷设计规范.GB50057-2010
[2] 国家标准.通信局（站）防雷与接地工程设计规范.GB50689-2011
论文作者:陈锡晖,雷斌
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：基站论文; 民居论文; 雷电论文; 防雷论文; 铁塔论文; 建筑论文; 先导论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;