摘自：《防雷资讯网》  作者：赵　阳

（江苏如皋市气象局     226500）

摘  要：近年来雷暴的频繁活动导致雷电灾害事故呈逐年上升趋势，雷电灾害中最严重的就是雷击人身伤害或导致死亡的事故。本文主要进行了雷击人身伤害机理分析，探讨了事故鉴定方法及防御对策。

关键字：雷电事故；雷电灾害；雷暴；人身伤害

前 言

   雷电灾害是联合国“国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一,以雷击人身伤害事故最为严重，据国家气象局统计我国每年因雷击造成的伤亡持续在 3000-4000人，由于近几年雷暴的频繁活动造成雷击人身伤害事故也明显增多，所以进行雷击人身伤害事故技术鉴定的分析方法及防御对策的研究是十分有意义的。

   进行雷击人身伤害事故鉴定分析时，首先从当地气象部门获得相关的发生人身事故这个时间段的气象资料，确定这个时间段在发生事故地点附近是否发生过雷击，并从云图上观测当时雷暴活动的情况及产生的其它气象资料，如果当地安装有闪电定位系统，就可以确定发生雷击的具体位置、闪电的正负极、闪电的强度等资料，为雷击事故鉴定提供重要的依据。

   雷击造成人身伤害事故的形式有很多种，主要有雷电直接击中人身、雷电击中金属物产生接触电压、雷电击中大树或金属物产生跨步电压、雷电直接击中或LEMP侵入金属导线或金属管道而产生闪络、雷电产生几率很小的球形雷等几种形式，本文将分别从这几种雷击形式来分析鉴定方法及防御对策。

1、雷电直接击中人身

   雷电直接击中人的身体时，强大的雷电流从人身流过，而此时按三类雷电流大小100kA来计算产生的电压远大于人体能承受的最大安全电压，被雷电直接击中后主要产生心脏停止跳动与人体烧伤。

   发生雷电直接击中人身伤害事故，主要是发生在受害人在空旷地带、水陆结合、大楼天面活动时发生的。当被雷击中后立刻产生心脏停止跳动、呼吸停止，雷击后过几个小时人体表层开始产生烧伤，并可能产生失明与耳聋现象。如果在发生人身伤害事故后产生上述现象并附近没有发生雷击点时，可以鉴定为雷电直接击中人身产生的雷击事故。

   雷击直接击中人的身体时，由于集肤效应雷电流从人体表皮流过，因而会产生表层烧伤现象，而雷电流通过视网膜与耳膜时很容易对其产生烧伤，所以会产生失明与耳聋现象，这也是判断是否是雷电直接击中人身产生的雷击事故重要依据。

   对于避免雷电直接击中造成人身伤害，注意不要雷雨发生时在空旷地段、水陆结合、大楼天面活动。因为空旷地带或大楼天面人体便形成了明显的凸起物，雷雨云与大地形成了等效的电容，当电场达到一定强度时就会发生击穿，也就是发生雷击，而此时人形成了明显的尖端放电并距离雷雨云较近，容易被雷直接击中，另外水陆结合处是电阻变化大的地带也容易产生雷击伤人事故，更不能在雷雨发生时在水中游泳，当附近发生雷击时通过水导电也相当于直接击中人体。

2、接触电压与跨步电压

   当雷击中树木或金属导体时，很容易产生接触电压或跨步电压的人身伤害事故。接触电压是人的脚站在与它相距0.8m处用手触到金属外壳时，人的手与脚之间的电压，跨步电压是地面相距0.8m两点间的电压，如图1所示：

           图1 跨步电压的形成

   发生雷击产生接触电压或跨步电压人身伤害事故，主要是雷击中树木或金属导体时，如果此时人手或身体的部位接触到雷击中的物体就会产生接触电压，如果此时人在雷击中树木或金属附近时，由于雷电流散入大地在人两脚间产生了电位差而造成人身伤害。

   雷击产生接触电压与跨步电压可以参照电力设备发生故障时进行计算，接触电压与跨步电压的允许值^[2]：

接触电压：

                     （1）

   ρf为人脚站立处表面土壤电阻率，Ω.ｍ；t为雷电流持续时间，这里取8/20μs波形t=20×10-6s；

跨步电压：

                （2）

ρf为人脚站立处表面土壤电阻率，Ω.ｍ；t为雷电流持续时间，这里取8/20μs波形t=20×10-6s；

取ρf=50.0Ω.ｍ、t=20μs计算可得：

   可见产生接触电压与跨步电压远超过人体承受的36V最大安全电压（由于雷电的脉冲特性，人所能承受的雷电产生的接触电压与跨步电压要远大于工频交流的36V安全电压，一般人所能承受雷电产生几千伏的电压），而最大接触电压Utmax与最大跨步电压Usmax将更大。

   当确定发生雷击并击中大树或金属物时，而此时人手或身体接触到了雷击物，就可以鉴定为雷击接触电压造成的人身伤害，人站立的位置在雷击物附近可以鉴定为雷击跨步电压造成的人身伤害。如果雷击中树木，可以明显在树木上找到雷击点，树木上会有霹裂或燃烧留下的痕迹；如果雷击中金属物体可以利用“剩磁法”对金属物的楞角及尖端部位进行剩磁鉴定，测量的剩磁数据大于1.5mT可作为发生雷击的依据。

   对于避免雷击产生接触电压与跨步电压造成人身伤害，注意不要雷雨发生时接触树木、金属等物体物体,如果不得以必须停留在附近时要保持3.0m的安全距离，并双脚并拢蹲下。信息机房的工作人员更要注意，因为信息机房都做了S型或M型的等电位连接措施，如机房内的配线架、路由器及服务器等都做了等电位连接措施，当雷击中信息机房大楼或LEMP侵入时，如果此时工作人员在操作电压或接触到等电位连接的设备就很容易产生接触电压或跨步电压的雷击人身伤害事故。

3、雷电直接击中或LEMP侵入金属导线

   当发生雷击人身伤害事故时，没有直接击中人体也没有接触到金属物产生接触电压，附近也没有因雷击产生雷电流散入大地的可能产生跨步电压，这时很可能是因为雷击中金属导线或LEMP侵入金属导线发生闪洛而造成的人身伤害事故。

   雷击中金属导线或LEMP侵入金属导线发生闪洛造成人身伤害时，导线产生很大的电压才能发生，而LEMP侵入金属导线产生感应电压没有那么大，所以发生闪络时雷直接击中金属导线比较常见，一般对于小于2.5mm²的导线将产生被雷击而熔断的现象。

   雷击中导线时由于强大的雷电流瞬时流过将产生很大的热量，当热量大于金属导线的熔点时，金属导线将会熔断，热量由焦耳定律可得^[3]：

     （I为雷电流，t为雷电流作用时间，取8/20波形）；

    （R为电阻，ρ为电阻率；L为护导线长度；S为护导线的截面积）；

   雷击在导线上产生的热量Q=Cm△T （C为导线的比热，m为质量，△T为升高的温度）；

   如果雷电流在直径为d（mm2）的导线上产生的热量全部导线全部吸收，导线常温度为T0，熔点温度为T，则：

   所以当△T≥T-T0时导线将由于雷击产生的热量而熔断，通过计算当雷电流采用8/20波形是I=100kA时，完全可以熔断2.5mm2的铜芯导线，而此时导线产生电压达几千千伏，可对2.0m以上的人和物体产生闪络。

   当发生雷击人身伤害事故时，没有直接击中人体也没有接触到金属物产生接触电压，附近也没有因雷击产生雷电流散入大地的可能产生跨步电压，而此时附近有金属导线经过并可以找到雷击导线熔断点，就可以鉴定为雷电直接击中或LEMP侵入金属导线造成的人身伤害事故。

   对于避免雷电直接击中或LEMP侵入金属导线造成人身伤害，最好的办法就是合理进行布线，最好导线穿金属管并两断接地。电力部门架设线路时也应考虑防雷的问题，电力线应安装避雷线进行保护，入户变压器高低压端应按照规范安装浪涌保护器，室内布线要合理，并设置安全保护距离。

4、球形雷

   球形雷是最奇妙、最罕见和最神秘莫测也是产生几率最小的闪电，球形雷产生的危害是极大的。关于球形雷的研究主要有Kapitsa(1969)的射频理论、Jennison（1973）的电磁辐射驻波理论、McNally(1972)的核反应理论以及近年来的等离子体粒子流理论等。球形雷特点是拳头般大小到足球那样大的球形发光体所组成，活动速度不大，可以看到其移动，它走的路径极不规则，往往与风向一致，它出现时，常有尖哨声或嗡嗡声，有时会安然地消失，但有时也会发生恐怖的爆炸。它消失时，往往留下具有刺激性的轻烟雾。

   球形雷产生的人身伤害事故鉴定比较容易，一般产生球形雷人身伤害事故都是在室内，并有明显的爆炸迹象。

   对于避免球形雷入室造成人身伤害，雷雨天气要紧闭门窗，新建建筑物设计之初要考虑金属门窗的等电位连接。如果球形雷意外飘进室内，千万不要跑动因为球形雷会跟随气流飘动。如果在野外遇到球形闪电也不要动，可拾起身边的石块或其它物体用力向球形雷掷去，将球形雷改变方向。

5、结束语

   雷击造成人身伤害事故的形式有很多种，但都是归纳为雷电直接击中人身、雷电击中金属物产生接触电压、雷电击中大树或金属物产生跨步电压、雷电直接击中或LEMP侵入金属导线金属导线或金属管道而产生闪络、球形雷等几种形式。根据气象资料分析，进行现场人身伤害事故技术鉴定，以鉴定雷击人身伤害事故的原因，为研究雷电的特性及防御对策做进一步的完善。

   目前对于雷电人身伤害的防御，主要采用“躲”的措施，当雷暴天气时应注意以下几点：

(1)雷雨天气时不要在空旷地段、水陆结合（游泳、划船、钓鱼等）、大楼天面活动，如果雷暴活动强烈并此时在室外时，最好不要打金属的雨伞，应蹲下以降低自己的高度，同时将双脚并拢；

(2)雷雨天气时不要在树下避雨更不要接触树木、金属等物体（高塔、电线杆、广告牌等）,如果不得以必须停留在附近时要保持3.0m的安全距离，并双脚并拢蹲下；

(3)雷雨天气时如果在市外，最好把手机关掉。因为有过打手机时造成的人身伤害事故，但由于雷电的特性，目前还没有充足的证据证明手机可以引雷但也不能证明手机不引雷，鉴于生命的宝贵，在雷雨天气室外活动时最好把手机关掉；

(4)雷雨天气时要关紧门窗，与金属门窗、水管煤气管等保持安全距离，新建建筑物设计之初要考虑金属门窗的等电位连接；

(5)信息机房的工作人员也要注意，因为信息机房都做了等电位连接措施，不要接触机器的金属外壳或各种进出的金属管道，以免产生接触电压与跨步电压；

(6)新建大楼应进行严格的图纸审核，考虑接地系统产生的跨步电压，经常有人出入的走道处，应铺设砾石、沥青路面，距离不小于2.0m，局部不小于1.0m；

(7)对于经济允许的单位，应做系统的防雷工程，建立安全的防雷大厦；

(8)如果雷击造成人身伤害，应立即进行“人工呼吸”与“心脏按摩”进行救治，并及时送往医院。

参考文献：

[1] 建筑物防雷设计规范（GB50057-94）（2000 版），北京：中国计划出版社，2001；

[2]《电气火灾原因技术鉴定方法第2 部分：剩磁法》(GBl6840.2)，北京：中国标准出版社，1997；

[3]《雷电学原理》（第二版），北京：气象出版社，2006；

作者简介:

赵阳，男，1980年出生 ，江苏省如皋市气象局，南京信息工程大学防雷与电磁兼容专业（学士），研究方向为防雷与电磁兼容。