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城市公園雷電防護安全

來源:德恩拓 發布時間:2011-11-19 9:50:49

 | 來源:本站 |

1 平湖市主要城市公園的雷電防護現狀

1.1 平湖地處長江三角洲,位于浙江省杭嘉湖平原東北部,南瀕杭州灣東臨上海市,屬江南古陸外緣杭州灣凹陷為一沖積平原。此地年雷暴日為40天,為多雷區。平湖市城市公園多為臨湖臨河而建,筆者調查了平湖具有代表性的公園——東湖公園、案山公園、李叔同公園、當湖公園的防雷安全狀況。

1.2 東湖公園是大型戶外場所,人員密集,并處于水陸交接處,公園內建筑只有高建筑九峰一覽樓有完善的外部防雷裝置,游廊、書院建筑、茶室、涼亭等建筑均無防雷裝置。公園內照明系統、監控系統未安裝防雷電感應裝置。

1.3 李叔同公園三面臨湖,園內高大樹木密集,公園電源系統有采取防雷電感應措施,管理中心和李叔同紀念館有完善的外部防雷裝置,公共廁所、涼亭和監控系統無防雷裝置。

1.4 案山公園、當湖公園內所有附屬設施均無任何防雷裝置。

1.5 通過調查發現存在以下共同特點:一是由于公園的特殊性,凹凸不平人地形地貌和普遍存在大面積的水域,增加了雷擊風險,一些公共娛樂設施、花草名樹古木以及孤立高聳景觀等,由于其特殊的觀賞要求而無法實現安裝防雷裝置,且很難去做好雷電防護措施;二是公園里的建(構)筑物由于造型原因也決定了無法完善防雷措施;三是公園里的供電、監控系統線纜距離長,布設位置受客觀影響,對雷電感應防護措施帶來諸多的不利因素。

城市公園普遍存在的雷電安全隱患分析

2.1 雷擊的選擇性分析

2.1.1 大量的雷擊事故的統計資料和實驗研究證明,雷擊的地點是有一定的規律的。由于在雷雨云下方,地面上各類向上凸起的尖端附近聚集大量電荷,使之較附近電場強,如圖一所示,因此突出地面越高的物體越易受雷擊。在空曠的公園內燈桿、高大樹木、監控攝像機支架、附屬建筑物等都是易受雷擊部位

2.1.2 在雷電先導放電過程中,地中的導電電流主要是沿著電阻率較小的路徑流通,使地面電阻率較小的區域被感應而積累大量與雷云相反的異性電荷,雷電自然朝著這些地方發展。因此,土壤電阻率不均勻時,土壤電阻率小的地方易受雷擊,不同土壤交界地段易受雷擊。公園多為臨河(湖)而建,有些公園存在大面積的人工河(湖),所以,城市公園所處位置的自然條件或人為因素,決定了該區域的落雷密度大于城市的其他地方,相對來說也構成雷擊事故易發的先決條件。

2.2 雷擊事故的破壞性分析

2.2.1 在公園里最常見的雷擊事故主要有雷擊人員、動物傷亡,古樹名木起火燃燒、木結構的古建筑引發火災,公園附屬建筑物被損毀,電能高速運轉游樂設施故障風險,監控、廣播等弱電系統和路燈照明系統的損壞等等??傊?,在公園諸多設施未安裝防雷裝置的情況下,不管是直擊雷還是雷擊電磁脈沖都會對公園內的人、動物、樹木、景觀等造成損害。

2.2.2 在公園樹木遭到直擊雷時,通過樹木中的電流非常大,產生大量的熱,使樹木中的水分溫度迅速升高而汽化,變成高溫高壓的水蒸氣,氣體膨脹做功,從而樹木炸開。在樹木接閃瞬間與大地間存在著很高的電壓。樹干上的電壓可按下式計算:

式中:i—雷電流,kA;

      Ri—樹木本身接地沖擊電阻,Ω;

      L0—樹木單位長度的電感量,μH/m;

     l—計算點距地面的長度,m;

    —雷電流的陡度,kA/μs。

如果當人的某部位接觸到被雷擊的樹木時,雷電流就從接觸點流入人體,從另一接觸點流出或從腳底流出,受害者輕則短時麻痹,重者甚至昏迷甚至死亡,當人未接觸樹木,但與樹的距離小于Sa時,  

樹木上的高電壓將對旁邊的人發生閃絡,這樣的情況發生造成人員傷亡的概率很大。

2.2.3在公園中,當雷電擊中公共娛樂設施、路燈桅桿、攝像機桅桿時除了對附近的人構成旁側閃絡的危害外,雷電流流經燈桿、攝像機支架的接地體,流散入周圍土壤時,在周圍行走的人就會受到雷電流所造成的“跨步電壓”的危害。與此同時,雷電過電壓波沿線路傳導,對路燈控制系統、供電系統、監控系統造成危害。

2.2.4 雷雨來臨時,公園里的人們會下意識的到公園里的涼亭、連廊避雨,當雷電擊中這些沒有防雷裝置的建(構)筑物時,雷電流無法正常泄放到大地,將會造成建筑物損壞甚至人員傷亡。 

2.2.5 在公園中,雷雨天氣容易發生間接雷擊事故,間接雷擊雖沒有直擊雷猛烈,但間接雷擊發生概率要比直擊雷的概率大的多,不管是云際閃、云內閃還是云地閃,只要閃電發生都會產生當量的雷電感應、雷擊電磁脈沖。當公園附近發生雷擊,足夠強大雷電流將會對公園監控系統、公共廣播系統、路燈系統等強弱電系統造成嚴重的損壞。

3 城市公園雷電防護安全對策

3.1 ()筑物、電氣裝置的雷電防護

3.1.1 公園內的涼亭、公共廁所、管理中心、景觀建筑、連廊等建(構)筑物,是人們在雷雨天氣時躲避的場所,是保證人身安全、防止被雷擊最重要的場所地方,應參照GB50057-942000版),按三類防雷建筑對其進行防雷設計施工。在完善上述建(構)筑物防雷安全的基礎上,還應當在一些特殊的區域設立具有防雷功能的應急避災點,并在顯著位置設立避災點指示牌,供游客在危急情況下避險。

3.1.2 路燈桅桿、監控攝像機桅桿頂端安裝避雷針,路燈、攝像機及其供電、控制線路應與避雷針保持足夠距離。路燈的供電電纜放置在金屬桿內。監控系統的接線盒和攝像機之間的連接電纜同樣放置在金屬桿的內部敷設。如果無法做到,攝像機的電纜應放置到一金屬管中,并將金屬管兩端做等電位接地處理。

3.1.3 對于公園內較空曠、娛樂健身設施集中的地方建議在附近設置獨立避雷針進行保護,根據不同的地形、地勢,結合實際情況安裝適當高度的避雷針。同時應做好防止接觸電壓和跨步電壓的威脅,一要適當增加防雷裝置接地體的埋地深度,最好避雷針下端及接地系統周圍做絕緣處理,二要在避雷針旁邊樹立警示標語或欄桿,雷雨時禁止游人靠近。

3.2 供電、監控、弱電系統的雷電防護

3.2.1引入公園每個單體的電力線路、通信線路等其他外來線路應穿金屬管埋地進入,金屬管兩端應與接地裝置相連,在防雷區交界處安裝兩級以上適配的避雷器。

3.2.2公園里最容易被雷擊壞的就是監控系統,對監控系統要加強防范,帶云臺的攝像機在前端接線盒配置電源、視頻、控制線路三合一組合式電涌保護器。

3.2.3監控中心機房在完善電源部分的電涌保護器之外,在矩陣主機、視頻分割器的各控制線路接入端、視頻線路接入端,安裝適配的控制信號、視頻信號電涌保護器。

3.3 重點區域設立防雷警示牌、防雷宣傳欄

3.3.1 在公園中,古樹名木以及孤立高聳景觀眾多,要實現全方位裝上防雷裝置在經濟上是一筆巨大的支出,不符合“經濟合理,美觀實用”這一防雷設計原則。

3.3.2 當雷暴臨近時,公園的安全管理部門應當了解和掌握當地天氣現象,一要及時采取應急措施,通過廣播喇叭、電子警示系統,提醒處在大樹周圍、河(湖)水域等易遭雷擊區域的游客,迅速進入安全地帶,防止雷擊傷人事件的發生。二要在公園里高大的樹木或做了防雷裝置的珍樹嘉木旁豎立警示牌,提醒人們雷雨時請勿靠近。在安裝了防雷裝置的樹木或建筑物附近設立防雷知識宣傳欄,讓市民了解和掌握防雷常識,提升市民防雷意識和自防自救能力。

結束語

城市公園是大型戶外休閑且人員密集的場所,國家應盡快出臺公園、公益性場所防雷的法律法規,讓公園的防雷安全管理得到進一步完善。

 

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