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

摘要：以桂中正在施工的高山移動通信基站工地遭到雷擊案例，闡述高山通信基站施工現(xiàn)場雷擊事故的電場原理，雷電對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，防范措施

2020年5月16日13：50，桂中某正在施工的高山移動通信基站（北緯24º14'，東經(jīng)108º48'）建設(shè)工地遭到雷擊，致使兩個施工人員受傷昏迷倒地，其中：一人（稱為甲）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)時天氣為多云，工地上方有云，有陽光，沒有下雨。當(dāng)時移動通信基站的桿式鐵塔（稱為桿塔）已經(jīng)立好，用鋼絞線做材料與桿塔沒有絕緣的三方拉線（稱為拉線）也已經(jīng)安裝固定好，正在進(jìn)行地線施工、基站設(shè)備基座澆灌水泥漿、拉線涂防銹漆等工作，現(xiàn)場施工人員5人。約13:50現(xiàn)場人員突然聽到一聲雷響，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涂防銹漆的施工員乙同時昏迷倒下，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)時現(xiàn)場的情況可以確定為雷擊傷害。

1事故發(fā)生的靜電場原理

雷雨云靜電場的形成。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)時還出太陽，但工地上方有云，根據(jù)當(dāng)時的照片來看，工地上方的云就是積雨云。積雨云在外電場、重力和大氣劇烈運動的同時作用下，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。在空間電場力和重力的共同作用下，這些帶電離子定向垂直移動，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)。帶電荷的雷雨云會靜電感應(yīng)出一個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靜電場[1]。雷電發(fā)生的電場分析。（1）雷電發(fā)生前的靜電場分析。該事故現(xiàn)場的山頭就是電場的地面凸起部位，山頂附近的電場會比地面上的電場要強(qiáng)得多。由于該桿塔底座和拉線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、拉線均沒有接地線，所以整個桿塔與大地是絕緣的。這時候的整個桿塔就相當(dāng)于放置在雷雨云與山頭之間靜電場中的一個導(dǎo)體，在靜電場的作用下，桿塔上避雷針頂端感應(yīng)出與雷雨云相反的正電荷，桿塔和拉線底部感應(yīng)出與地面相反的負(fù)電荷。甲乙兩個施工員分別在鐵塔的兩條拉線下施工，腳上穿了絕緣鞋，也相當(dāng)于兩個導(dǎo)體分別放置于兩條拉線下端與山頭地面之間形成的靜電場中，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時，由于左手上臂與鐵塔拉線突然靠近，根據(jù)電場強(qiáng)度的計算式：E＝Q×er/(4πε0r2)[2]，電場強(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)電荷的拉線下端的靠近，它們之間形成的電場強(qiáng)度就會急劇增加。當(dāng)電場強(qiáng)度超過空氣的擊穿強(qiáng)度3×104V/cm時，甲左上手臂與拉線之間的空氣被電擊穿，空氣被電擊穿后就會形成良導(dǎo)體，這時整個桿塔與甲的身體就連通成了一個導(dǎo)體。根據(jù)導(dǎo)體在靜電場中的靜電平衡原理，導(dǎo)體是一個等電勢，這時甲的腳與大地之間的電勢差就是原來拉線（桿塔）底端與大地之間的電勢差（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)備基座之間的電勢差就是U1。根據(jù)電場強(qiáng)度E與電勢差U之間的關(guān)系E＝U/d，當(dāng)電勢差U不變時電場強(qiáng)度與距離d成反比，這時甲的左腳與設(shè)備基座之間的電場強(qiáng)度就會突然增大。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)備基座之間電場強(qiáng)度超過空氣的擊穿強(qiáng)度3×104V/cm時，左腳背與設(shè)備基座之間的空氣被擊穿，形成導(dǎo)體。這時桿塔、甲的身體通過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，鐵塔的避雷針頂部與雷雨云之間的電勢差就是大地與雷雨云之間的電勢差，桿塔高度18m，避雷針長度1.5m，就相當(dāng)于大地與雷雨云之間的電勢差不變，距離突然減少約19.5m，電場強(qiáng)度突然增大，特別是避雷針頂部尖端對電場的局部加強(qiáng)作用，使靠近避雷針頂部尖端的電場強(qiáng)度超過空氣的擊穿強(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。雷電是一個自然現(xiàn)象，如果掌握它的規(guī)律做好預(yù)防是不會受到傷害的。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沒有接保護(hù)地線，使得雷雨云與大地之間的放電不能直接通過避雷針和保護(hù)地線來完成，而通過電擊穿空氣，經(jīng)過人的身體來完成。

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往往施工難度大，很多施工隊習(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有接保護(hù)地，這不僅不能對桿塔下面的人員和設(shè)備起到保護(hù)作用，還會因為桿塔和避雷針針尖對電場的局部加強(qiáng)作用更容易發(fā)生空氣被電擊穿引發(fā)放電而對人身和設(shè)備造成傷害。為此，在進(jìn)行基站建設(shè)時，應(yīng)先把地網(wǎng)做好，安裝好對鐵塔施工作業(yè)面有效防雷保護(hù)的臨時避雷針，再進(jìn)行鐵塔架設(shè)施工，待鐵塔架設(shè)完成，將地線與鐵塔及避雷針下引線連接好后再拆除臨時避雷針。臨時避雷針的安裝也需要注意防雷擊的問題?？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、長度適度的多股軟銅線作為臨時連接線，將地線接到臨時避雷針下引線上（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。該臨時連接線接好后盡量順直擺放，不宜盤繞，以免因連接線盤繞電感的存在對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，也會對人員造成傷害。如果鐵塔是在地面組裝好后再立起來的鐵塔（包括桿塔），則可不用安裝臨時避雷針，安裝方法與安裝臨時避雷針的方法一樣。待鐵塔安裝好，將地線與避雷針下引線、鐵塔接好后再將臨時連接線拆除。（2）嚴(yán)格規(guī)范地線系統(tǒng)施工。高山站的情況比較復(fù)雜，條件比較有限，地線系統(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，有些工程隊就會放低了要求。然而，地網(wǎng)的設(shè)計和施工是否規(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、接地電阻太大會使雷擊時接地點出現(xiàn)很高的暫態(tài)高壓而發(fā)生閃絡(luò)電弧對人員造成傷害，所以，高山通信基站的地線系統(tǒng)更需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。（3）避開雷雨季節(jié)和雷雨天氣施工。在做一年的工程計劃安排時，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，施工過程中更要關(guān)注實時的天氣變化，出現(xiàn)雷雨天氣（雷雨云）時應(yīng)立即停工，做到不盲目趕工，不冒險作業(yè)。

3結(jié)語

本文通過對一個高山通信基站施工現(xiàn)場雷擊事故的電場原理分析，提出了雷電對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：中國電信廣西公司