湖南消防总队 | 作者: 欧高文
摘要:本文以洞庭湖西北部安乡县发生的三起典型的雷击火灾为例,分析洞庭湖区雷击火灾的形成和原因,以及研讨预防雷击火灾的措施。
洞庭湖平原位于湖南省北部,两湖平原的南部。又称洞庭盆地。主要由长江通过松滋、太平、藕池、调弦四口输入的泥沙和洞庭湖水系湘江、资水、沅江、澧水等带来的泥沙冲积而成。面积约1万平方千米。大部分海拔 50米以下。地势北高南低,主要湖沼洼地多在南缘地带。洞庭湖产鱼、菱、莲、苇等。平原热量丰富,水域广阔、土层深厚,土壤自然肥力较高,为理想的粮、棉、麻、水产和蚕丝的重要基地。湖区多围湖造田形成的圩田。洞庭湖平原属中亚热带向北亚热带过渡的湿润气候区,是雷暴活动十分频繁的地区。
近几年来,洞庭湖平原频频发生雷击火灾事故。据不完全统计,最近五年,仅湖南安乡县年平均雷击火灾损失就高达三百万元以上。2007年5月23日21时45分,安乡县大鲸港镇安乡日银纸业有限公司新芦苇坪因遭受雷击发生火灾,烧毁芦苇2680吨,直接经济损失为166余万元。2007年5月23日22时15分,安乡县陆家渡陆家渡烟花仓库因雷击发生爆炸,继而引发火灾,烧毁仓库两栋,价值数百万元的烟花全部化为灰烬。2008年7月21日17时50分,安乡县仙桃造纸有限公司露天芦苇堆场因遭受雷击发生火灾,过火面积2300平方米,烧毁芦苇3200余吨,直接经济损失220余万元。这些火灾的发生,给当地经济发展和社会稳定带来了较大影响。因此,分析洞庭湖平原雷击火灾的形成原因和加强防雷措施具有十分重要的意义。
一、雷击火灾的三种形式:
1、直接雷击火灾。当空中带有某种电荷的雷雨很低时,此时周围又没有异性电荷的雷雨云,这种低雷雨云就使地面上突出物体感应出异性电荷 ,造成雷雨与地面突出物之间的直接放电。这种直接击在建筑物上的雷击称为直接雷击。这种雷击的破坏作用一是它的热效应,引起物质燃烧;二是它的机械效应,能摧毁建筑物或其它物体;它还能引起高压冲波,使用电气设备的绝缘被击穿,造成人员伤亡事故,这是最常见的雷击火灾。安乡县日银纸业有限公司新芦苇坪火灾和安乡县仙桃造纸有限公司露天芦苇堆场火灾都属于这种类型。
2、感应雷击火灾。这种火灾是由于雷雨云的静电感应或放电时的电磁感应作用,使地面上的金属物件,如化工厂中的金属设置、管道、反应装置上感应出与雷雨云电荷相反的电荷,造成放电,这种雷击现象称为感应雷击。它对建筑物不起直接破坏作用,但对易燃、易爆物品聚集的场所所有引起燃烧爆炸的危险。安乡县陆家渡烟花仓库火灾就属于这种类型。这种雷击火灾不易被人们"识破",所以更应该引起重视。
3、球状闪电雷击火灾。这是一种特殊的闪电雷击引起的火灾。平时不多见,一旦发生,后果相当严重。球状闪电为什么会有这么大的破坏力?据分析,小火球的能量约为4×12焦耳,近似千卡热量,其温度可高达几千摄氏度以上,就是下着倾盆大雨,雨水碰到它也顿时化作水汽。
二、洞庭湖平原雷击火灾的主要原因:
作为消防监督人员,笔者与气象技术人员和防雷专家进行了多次商讨,认为洞庭湖平原易遭受雷击的主要原因分为自然原因和人为原因。
(一)、自然原因。洞庭湖平原环绕在洞庭湖周围,境内河流较多,河网及沟渠密布,水系复杂,特殊的地形,形成了特殊的平湖区气候。而雷电具有很强的地域选择性,常以山地、河流、湖泊以及地面较高堆积物、突出高楼大厦等为危害目标,像安乡县河流沿岸最易遭受雷击,雷电灾害发生率较高,全县是全省雷灾频发的地区之一。
1、具有优于其他地区形成雷雨云的水汽条件。洞庭湖平原水网密布,水汽充沛,随着气流辐合上升,有利于积云的形成,进一步发展为对流云,进而到成熟阶段的雷雨云,从而产生局地强对流天气。
2、具有利于雷雨云移动的地形。雷电地域选择性强,常选择河流、湖泊、山地等为危害目标,由于洞庭湖平原地形平坦,无山地阻挡,气流平直,这样无论大气候系统的影响或局地强对流天气,云团的移动基本不受阻挡,在沿河气流的牵引下,极易在河畔形成雷电。如安乡县近三年来日银、仙桃和陆家渡烟花仓库这3起重大的雷电灾害均位于河流两岸。
3、具有极易遭受雷击的地面目标物。近两年来,安乡县日银和仙桃两家纸业芦苇堆码坪都先后遭受雷击,造成重大损失。初步看这种雷击事故好象是偶然的,实则是必然的。两家芦苇堆码坪均位于安乡县临近河流的两岸地带,同时,芦苇堆码高度均突出地面10多米,且堆垛数量较多,堆垛集中,面积体积较大,成为了天然的雷电接收体,为遭受雷击提供了更大的接受面和命中机会。
(二)、人为原因。主要体现在人们缺乏对防雷的认识和没有采取有效的防雷措施。
1、认识问题。企业特别是企业管理者认识不到位,认为雷灾是天灾不可防,防雷装置可有可无,缺乏必要的科学认识。
2、措施问题。主要是防雷安全装置不到位,如发生重大雷电灾害的日银、仙桃、陆家渡烟花仓库这三家企业,都未安装防雷装置或未按标准安装(仅日银纸业安装了一支避雷针,而标准设计是要求安装18支),因此,这就是防范安全措施不到位造成雷灾事故的最好佐证。
三、预防雷击火灾的主要方法:
(一)、开展科普教育,增强人们的防雷意识。各级政府要组织气象、消防等部门进行广泛的雷电知识宣传教育,使广大人民群众充分认识雷击的危害性,了解防雷知识,从而采取积极有效的预防雷击火灾的措施。
(二)、增强防范措施,有效预防雷击火灾的发生。为防止雷击火灾事故的发生,应该采取以下防雷措施。
(1) 各种建筑物、构筑物都应按防雷要求设计和安装避雷针、避雷网带或接闪器等避雷设施,一般建筑的接地电阻不得大于30欧姆,易燃易爆等特殊场所的接地电阻不得大于10欧姆,并经常对避雷设施进行检查,发现故障后应及时维修,保证设施效能良好,保证每幢建筑都在避雷针保护范围之内。不要在建筑物上端设置无避雷设施的铁杆、木杆等物,以防成为雷击对象。
(2) 雷雨天时,应切断所有不用的电器设备的电源,拔出未装避雷器的室外天线。建筑物屋顶上的设备金属外壳、电缆外皮和建筑物金属构件,均应接地。
(3) 高层建筑顶部突出物上应加装避雷针,其余层面应装设避雷带。对于高层建筑上突出屋面的广告牌铁架,应把铁架和原有防雷系统进行电气连接,组成一个新的防雷接闪系统。当广告牌设在高层建筑楼顶以下时,也应采取预防雷击的措施。
(4) 露天堆场应采用多针或避雷线保护。具有一定规模的气罐、油罐群,既要考虑单罐防雷,更应从罐群整体上考虑防雷。钢筋混凝土油罐遭雷击的可能性比钢质罐大,在建造时,罐壁、罐顶上的钢筋一定要造成闭合回路,不允许钢筋裸露在混凝土外。浮顶油罐和气罐,因其壁、顶之间是绝缘的,所以防雷跨接线一定要可靠。
(5) 要积极消除现有的火灾隐患,对易燃、易爆物品要妥善保管,防止雷击后引起连锁反应,造成严重火灾。对各种高层建筑、古建筑及旧式建筑等易遭雷击的建筑要经常检查,采取防雷措施,消除雷击火灾隐患。
结束语:洞庭湖平原雷击火灾的发生与其特殊的地理位置密不可分,也与人们缺乏预防雷击火灾的知识有关,只有通过宣传教育,提高人们对雷击的科学认识,加强预防雷击火灾的措施,才能减少和避免各类雷击火灾事故的发生。
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