導(dǎo)語(yǔ)：通信基站施工雷擊傷害措施一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：以桂中正在施工的高山移動(dòng)通信基站工地遭到雷擊案例，闡述高山通信基站施工現(xiàn)場(chǎng)雷擊事故的電場(chǎng)原理，雷電對(duì)人體造成傷害的原因，提出避免雷電傷害的防范措施。

關(guān)鍵詞：高山通信基站，雷擊，電場(chǎng)，防范措施

2020年5月16日13：50，桂中某正在施工的高山移動(dòng)通信基站（北緯24º14'，東經(jīng)108º48'）建設(shè)工地遭到雷擊，致使兩個(gè)施工人員受傷昏迷倒地，其中：一人（稱(chēng)為甲）左手臂和左腳大母指、二指、三指、四指的指背到腳背一片區(qū)域的皮膚受到灼傷；另一人（稱(chēng)為乙）左手掌和左腳后根往上約3cm處受到灼傷，背部受到擦傷。事發(fā)當(dāng)時(shí)天氣為多云，工地上方有云，有陽(yáng)光，沒(méi)有下雨。當(dāng)時(shí)移動(dòng)通信基站的桿式鐵塔（稱(chēng)為桿塔）已經(jīng)立好，用鋼絞線(xiàn)做材料與桿塔沒(méi)有絕緣的三方拉線(xiàn)（稱(chēng)為拉線(xiàn)）也已經(jīng)安裝固定好，正在進(jìn)行地線(xiàn)施工、基站設(shè)備基座澆灌水泥漿、拉線(xiàn)涂防銹漆等工作，現(xiàn)場(chǎng)施工人員5人。約13:50現(xiàn)場(chǎng)人員突然聽(tīng)到一聲雷響，正在進(jìn)行基站設(shè)備水泥底座施工的施工員甲和正在給桿塔拉線(xiàn)涂防銹漆的施工員乙同時(shí)昏迷倒下，幾分鐘后清醒，乙可自行下山，甲需要他人攙扶才能下山。送到醫(yī)院后診斷為：除乙的背部擦傷屬摔傷外，甲、乙的其他受傷部位均屬電擊灼傷，結(jié)合當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的情況可以確定為雷擊傷害。

1事故發(fā)生的靜電場(chǎng)原理

雷雨云靜電場(chǎng)的形成。桂中地區(qū)5月已經(jīng)進(jìn)入雷雨季節(jié)，雖然事發(fā)當(dāng)時(shí)還出太陽(yáng)，但工地上方有云，根據(jù)當(dāng)時(shí)的照片來(lái)看，工地上方的云就是積雨云。積雨云在外電場(chǎng)、重力和大氣劇烈運(yùn)動(dòng)的同時(shí)作用下，云團(tuán)內(nèi)部降水粒子（大粒子）和云粒子（小粒子）因感應(yīng)起電、溫差起電、破碎起電等起電機(jī)理而生產(chǎn)帶有正、負(fù)電荷的帶電離子。在空間電場(chǎng)力和重力的共同作用下，這些帶電離子定向垂直移動(dòng)，使云團(tuán)上部和下部分別積累兩種不同的電荷：正電荷和負(fù)電荷，云團(tuán)內(nèi)產(chǎn)生分層電荷，形成產(chǎn)生雷電的雷雨云。研究表明，雷雨云上部為正電荷區(qū)，下部為負(fù)電荷區(qū)。帶電荷的雷雨云會(huì)靜電感應(yīng)出一個(gè)帶相反電荷的地面陰影，即下部帶負(fù)電荷的雷雨云與帶正電荷的地面形成一個(gè)靜電場(chǎng)[1]。雷電發(fā)生的電場(chǎng)分析。（1）雷電發(fā)生前的靜電場(chǎng)分析。該事故現(xiàn)場(chǎng)的山頭就是電場(chǎng)的地面凸起部位，山頂附近的電場(chǎng)會(huì)比地面上的電場(chǎng)要強(qiáng)得多。由于該桿塔底座和拉線(xiàn)底端全部都打在石灰石上，石灰石為絕緣體，而且桿塔、避雷針、拉線(xiàn)均沒(méi)有接地線(xiàn)，所以整個(gè)桿塔與大地是絕緣的。這時(shí)候的整個(gè)桿塔就相當(dāng)于放置在雷雨云與山頭之間靜電場(chǎng)中的一個(gè)導(dǎo)體，在靜電場(chǎng)的作用下，桿塔上避雷針頂端感應(yīng)出與雷雨云相反的正電荷，桿塔和拉線(xiàn)底部感應(yīng)出與地面相反的負(fù)電荷。甲乙兩個(gè)施工員分別在鐵塔的兩條拉線(xiàn)下施工，腳上穿了絕緣鞋，也相當(dāng)于兩個(gè)導(dǎo)體分別放置于兩條拉線(xiàn)下端與山頭地面之間形成的靜電場(chǎng)中，同樣感應(yīng)出上正下負(fù)的感應(yīng)電荷。（2）雷電形成分析。當(dāng)甲施工員完成塑料薄膜的鋪蓋站起來(lái)時(shí)，由于左手上臂與鐵塔拉線(xiàn)突然靠近，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算式：E＝Q×er/(4πε0r2)[2]，電場(chǎng)強(qiáng)度E與距離r的平方成反比，隨著帶感應(yīng)正電荷的甲左手上臂與帶感應(yīng)負(fù)電荷的拉線(xiàn)下端的靠近，它們之間形成的電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)急劇增加。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度3×104V/cm時(shí)，甲左上手臂與拉線(xiàn)之間的空氣被電擊穿，空氣被電擊穿后就會(huì)形成良導(dǎo)體，這時(shí)整個(gè)桿塔與甲的身體就連通成了一個(gè)導(dǎo)體。根據(jù)導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中的靜電平衡原理，導(dǎo)體是一個(gè)等電勢(shì)，這時(shí)甲的腳與大地之間的電勢(shì)差就是原來(lái)拉線(xiàn)（桿塔）底端與大地之間的電勢(shì)差（假設(shè)為U1），由于剛澆灌了水泥漿的設(shè)備基座與埋在其中間的地線(xiàn)形成較好的導(dǎo)體連接并接入大地，所以，甲的腳與設(shè)備基座之間的電勢(shì)差就是U1。根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度E與電勢(shì)差U之間的關(guān)系E＝U/d，當(dāng)電勢(shì)差U不變時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度與距離d成反比，這時(shí)甲的左腳與設(shè)備基座之間的電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)突然增大。由于甲穿著絕緣鞋，絕緣鞋的橡膠鞋底不容易被擊穿，而此時(shí)絕緣鞋布面已經(jīng)濕了，鞋面的絕緣效果基本失效，當(dāng)甲的左腳與設(shè)備基座之間電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度3×104V/cm時(shí)，左腳背與設(shè)備基座之間的空氣被擊穿，形成導(dǎo)體。這時(shí)桿塔、甲的身體通過(guò)擊穿了的空氣所形成的導(dǎo)體接入到大地，大地與桿塔的避雷針頂部形成了等電勢(shì)，鐵塔的避雷針頂部與雷雨云之間的電勢(shì)差就是大地與雷雨云之間的電勢(shì)差，桿塔高度18m，避雷針長(zhǎng)度1.5m，就相當(dāng)于大地與雷雨云之間的電勢(shì)差不變，距離突然減少約19.5m，電場(chǎng)強(qiáng)度突然增大，特別是避雷針頂部尖端對(duì)電場(chǎng)的局部加強(qiáng)作用，使靠近避雷針頂部尖端的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度3×104V/cm而發(fā)生擊穿，并以電子崩的方式形成雷雨云與大地之間放電的通路，形成打雷。（3）雷擊傷害事故發(fā)生的原因分析。雷電是一個(gè)自然現(xiàn)象，如果掌握它的規(guī)律做好預(yù)防是不會(huì)受到傷害的。該傷害事故之所以發(fā)生，主要原因是桿塔和避雷針下引線(xiàn)沒(méi)有接保護(hù)地線(xiàn)，使得雷雨云與大地之間的放電不能直接通過(guò)避雷針和保護(hù)地線(xiàn)來(lái)完成，而通過(guò)電擊穿空氣，經(jīng)過(guò)人的身體來(lái)完成。

2避免高山通信基站施工工地被雷擊傷害的措施

分析表明，高山上的電場(chǎng)比平地更強(qiáng)，在山上搭建基站鐵塔更容易使空氣被電擊穿而產(chǎn)生雷電，所以，做好施工過(guò)程的雷擊防范尤為重要。（1）先做好防雷保護(hù)，再進(jìn)行鐵塔施工。由于高山基站的地線(xiàn)往往施工難度大，很多施工隊(duì)習(xí)慣于先立好桿塔再進(jìn)行地網(wǎng)施工。桿塔立好后，在地網(wǎng)做好之前桿塔和避雷針沒(méi)有接保護(hù)地，這不僅不能對(duì)桿塔下面的人員和設(shè)備起到保護(hù)作用，還會(huì)因?yàn)闂U塔和避雷針針尖對(duì)電場(chǎng)的局部加強(qiáng)作用更容易發(fā)生空氣被電擊穿引發(fā)放電而對(duì)人身和設(shè)備造成傷害。為此，在進(jìn)行基站建設(shè)時(shí)，應(yīng)先把地網(wǎng)做好，安裝好對(duì)鐵塔施工作業(yè)面有效防雷保護(hù)的臨時(shí)避雷針，再進(jìn)行鐵塔架設(shè)施工，待鐵塔架設(shè)完成，將地線(xiàn)與鐵塔及避雷針下引線(xiàn)連接好后再拆除臨時(shí)避雷針。臨時(shí)避雷針的安裝也需要注意防雷擊的問(wèn)題?？刹捎迷诘孛姘驯芾揍樅蜅U安裝好，用一根截面積不小于相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求、長(zhǎng)度適度的多股軟銅線(xiàn)作為臨時(shí)連接線(xiàn)，將地線(xiàn)接到臨時(shí)避雷針下引線(xiàn)上（如果避雷針直接焊接到桿上，則可直接接到桿的底端），再將避雷桿立起來(lái)。該臨時(shí)連接線(xiàn)接好后盡量順直擺放，不宜盤(pán)繞，以免因連接線(xiàn)盤(pán)繞電感的存在對(duì)突增的雷電電流形成很大的感抗而產(chǎn)生很高的暫態(tài)電壓，也會(huì)對(duì)人員造成傷害。如果鐵塔是在地面組裝好后再立起來(lái)的鐵塔（包括桿塔），則可不用安裝臨時(shí)避雷針，安裝方法與安裝臨時(shí)避雷針的方法一樣。待鐵塔安裝好，將地線(xiàn)與避雷針下引線(xiàn)、鐵塔接好后再將臨時(shí)連接線(xiàn)拆除。（2）嚴(yán)格規(guī)范地線(xiàn)系統(tǒng)施工。高山站的情況比較復(fù)雜，條件比較有限，地線(xiàn)系統(tǒng)施工難度大，地網(wǎng)的施工和接地電阻往往也難于達(dá)到相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，有些工程隊(duì)就會(huì)放低了要求。然而，地網(wǎng)的設(shè)計(jì)和施工是否規(guī)范，接地電阻是否達(dá)到相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，決定了通信基站的防雷效果，地網(wǎng)不規(guī)范、接地電阻太大會(huì)使雷擊時(shí)接地點(diǎn)出現(xiàn)很高的暫態(tài)高壓而發(fā)生閃絡(luò)電弧對(duì)人員造成傷害，所以，高山通信基站的地線(xiàn)系統(tǒng)更需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。（3）避開(kāi)雷雨季節(jié)和雷雨天氣施工。在做一年的工程計(jì)劃安排時(shí)，應(yīng)避免將高山通信基站的施工安排在雷雨季節(jié)。施工前應(yīng)關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，施工過(guò)程中更要關(guān)注實(shí)時(shí)的天氣變化，出現(xiàn)雷雨天氣（雷雨云）時(shí)應(yīng)立即停工，做到不盲目趕工，不冒險(xiǎn)作業(yè)。

3結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)一個(gè)高山通信基站施工現(xiàn)場(chǎng)雷擊事故的電場(chǎng)原理分析，提出了雷電對(duì)人體造成傷害的原因，提出了避免雷電傷害的防范措施。

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作者：楊召江 單位：中國(guó)電信廣西公司