酒泉雷暴特征及酒钢电厂雷电灾害防御措施

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摘 要：利用酒泉1961～2017年气象观测资料对酒泉雷电天气特征进行了统计分析，对酒泉雷击灾害的时空分布进行了分析.结果表明，酒泉雷电灾害3～10月都有出现，主要集中在7、8月份。雷暴有明显的日变化特征，主要出现在11～20这个时段。根据雷暴特征，提出了酒钢电厂防雷措施。
关键词：雷电；特征；灾害；防御
酒泉市电力基础设施薄弱，用电负荷支撑点急需加强。酒钢集团公司为了进一步优化地域用电结构，在嘉北工业园区建设了酒泉钢铁集团公司4×35万千瓦自备机组工程，该工程建设充分利用设备的调压调频功能参与系统调节，有利于保障电力系统的安全稳定运行。雷电灾害对该工程的安全运行影响较大，本文利用1961～2017年气象观测资料对酒泉雷电天气特征进行了统计分析，以期对电厂雷电防护提供技术支持。
1 雷暴活动特征
雷暴是春夏之交或炎热的夏天经常出现的自然现象，当大气层结不稳定时，特别容易产生强烈的上下对流，同时云与云、云与地面之间电位差达到一定程度后就要发生放电，常伴有大风、阵性降雨或冰雹。雷暴天气总是出现在发展强盛的积雨云中，当云顶发展达到-20℃等温线高度时会出现首次雷电，随着云顶增高，闪电和雷鸣也越加频繁，当雷暴云中垂直气流发展很强时可成为强雷暴或强对流天气。
2 雷暴的年变化
统计1961～2017年观测资料得出，酒泉雷暴日数年平均为11天，年雷暴日数变化非常大，雷暴日数最多出现在70年代，平均为14.6天。1977、1980年雷暴日数最多，出现了22天，1985年和1991年最少，雷暴日数仅为3天。雷暴发生最少时段为21世纪初期，平均为7.2天。
从图1可以看出，年雷暴日数总体上为波动状态，大致存在4-5年的振荡周期，60年代为逐年增多趋势，70年代为雷暴多发期，且70年代末期出现两个极大值，80年代正常波动期，90年代为逐年减少趋势，21世纪初雷暴日数为偏少振荡期。
3 雷暴的季节变化
雷暴主要受天气系统、地形和下垫面等影响。局地性强、持续时间短， 所以季节变化特征明显。
雷暴资料表明，除1、2、11、12月外，其它月份至少都有1次以上的雷暴日（图2）。
统计1961～2017年气象资料，雷暴最早出现在3月下旬（1961年3月24日），最迟10月上旬（2008年10月4日）结束，持续期长达8个月，其中夏季是雷暴的多发季节，占全年雷暴日数的81%；4、5、9月次之，占18%，3、10月不足1%。
4 雷暴日变化
酒泉雷暴日变化特征明显，一般在11时到20时为雷暴多发时段， 80%的雷暴都出现在这个时段，其中15时到20时雷暴出现为最多。20时以后和夜间出现的雷暴仅为20%。
5 雷电产生的灾害
雷电是夏季经常出现的一种天气现象。雷电灾害主要产生于直击雷、感应雷和雷电波侵入。雷电灾害主要危险在于雷电流由不同的线路侵入造成电子设备的损坏，其次是雷击引发火灾、建筑物雷灾。办公系统设备、配电系统设备是容易遭受雷击的设备。办公系统设备中的网络计算机，电力系统中的电涌保护器是雷击事故高发区。随着科技和经济的发展，直击雷防范措施已经比较成熟，造成的灾害已明显减少，但是雷电波侵入和感应雷造成的危害却急剧增加。统计得出：由于感应雷击而造成的损害居各种灾害的首位，占全部灾害损失的33.8%。避雷针只能预防直击雷，而对感应雷效果不明显。感应雷产生的电磁场和脉冲电压可以潜入室内，危害各种电子设备，引起系统失灵或导致系统或元器件的永久损坏。
雷电的具体危害表现如下：
雷电产生的电流，能达到上千安。因此，雷击点的温度非常高，可以造成金属融化，引发火灾。雷电会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，能击破外绝缘体，使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等灾害。雷击物体时，可以引发爆炸，导致财产损失和人员伤亡。雷电还可使被击物产生大量电荷，由于高电压发生放电现象从而导致火灾。
例如：2008年7月18日16时至18时酒泉、嘉峪关市出现强雷雨天气。地处嘉峪关市的酒泉钢铁公司遭受感应雷袭击，造成供电中断，部分设备损坏、通讯设备烧毁，财产直接损失超过30万元。
6 雷电的防御措施
（1）人身安全防护。
雷电发生时，人身的安全防护是最为重要的。因此，当遇有雷雨天气时，工作人员应马上转移到安全区域，离开高大建筑物，避免在高墙和树下躲避，不能再建筑顶部行走。同时，不要手持较长的金属器械，避免靠近金属管道等与外部链接的金属设施。在雷电发生时，不要处理易燃易爆的物品。
（2）电厂安全防护。
对于电厂的安全防护，主要从加强管理、落实责任、建立防护系统、加强防雷知识宣传等方面着手。要建立防雷设施的定期检测制度，责任到人，做好安全检查和日常的安全维护。防雷系统设施要达到国家规范的要求，雷雨季节来临前应該由专业防雷检测机构检测防雷设施。安装新设备时，一定要设计防雷系统，防雷设备要符合国家标准，避免使用非标准防雷设备。加强防雷知识的科普宣传，提高雷电防护意识。雷灾发生时应及时向当地防雷主管部门报告，以便及时进行雷电灾害调查和雷击事故鉴定工作。
参考文献：
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[2]王义耕，韦卓运，黄文高，王宛青，陈统军.2006-2010年广西雷电灾害特征.