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试析通讯铁塔可能增加雷击事故的原因 　　摘要：文章从避雷针的防雷保护原理、通讯铁塔年预计雷击次数及通讯铁塔遭雷击后容易引发的后果三个角度解释说明了通讯铁塔增加了铁塔所在位置及附近建筑物或设施遭雷击的概率。 　　关键词：通讯塔；高雷击率；原因解释 　　笔者在对全市中小学校防雷安全现状普查过程中，经常听到校方反映明显感觉这两年学校周围的雷多了、近了、声音更大了，再经了解方知这些学校内或离学校很近的地方近些年架设了移动或联通的通信铁塔；另外，笔者所在城市的广播电视台转播塔高100多米，塔体正下方转播机房内设备及附近居民家电脑、电视机等却多次遭到雷击损坏。按照常人理解，有这些高大的铁塔作避雷保护，铁塔附近应该是更安全了，可为什么实际情况却恰恰相反呢？本篇想就此谈一下自己的解释，不当之处，请各位同仁批评指正。 　　1从避雷针的防雷保护原理来解释 　　避雷针是较传统的叫法，更科学的叫法是接闪器或接闪杆。 　　雷电放电开始时为先导放电，梯级先导前端接近地面数十米时，它的趋向受到地面上物体的影响，从先导前端向四周伸出10～100m的“长臂”探索，一旦接触到地面物体或地面前先导相会便发生闪击，这个“长臂”的臂长叫做击距或闪击距离。避雷针的防雷保护作用，在于它能在闪击距离内把雷电引向自身并安全泄入大地：在雷电先导阶段，避雷针顶部聚集电荷，使先导前端和避雷针顶端之间通道中形成了很大（较其它空间区域更大）的电场强度，避雷针迎面先导的产生和发展大大加强该通道中的场强，致使雷电击中避雷针的概率比被保护物高，又由于避雷针的屏蔽和迎面先导作用，所以被保护物遭受雷击的概率很小，这就是避雷针的防雷保护原理。但是，避雷针的引雷效率（接闪效率），即对被保护物的保护作用，与雷电的极性、雷电通道的电荷分布、空间电荷分布、先导头部电位、避雷针的数量和高度、被保护物的高度和相互之间的距离，以及当时的大气条件、地理条件有关，如空气的温度和湿度越高避雷针的保护效果越差等，这就导致了通信铁塔（兼做避雷针）把雷电吸引到铁塔上（引雷成功）或附近区域（引雷失败）两种可能。进一步讲，即便引雷成功了，若铁塔所在位置及附近的信息系统的防雷电感应雷措施、防雷电地电位反击措施不到位，那么这些信息系统设备遭雷击损坏也是难免的，引言中所述广电机房设备及附近居民屡遭雷击便是明证。所以，本人想说避雷针只是把雷电引到了其附近区域，而不能保证引到避雷针本身。这样一来，避雷针附近物体遭到雷击的可能性就提高了，而它是否会因雷击致损则要看这些物体自身的防雷击能力了。 　　2从年预计雷击次数来解释 　　为了扩大通讯信号的覆盖范围，就要尽可能地增加天线架设高度（距地面高度50-65m）。这样，当铁塔超过一定高度之后，受雷击的概率将显著增加，根据原CCITT《防雷手册》的资料，铁塔每年受雷击次数的计算式为： 　　N=r·100（CH+h）2T·K（次/年） 　　由此公式可以看出，在同一位置，铁塔的年预计雷击次数与塔高呈平方关系。 　　其中，r—地面落雷密度，我国取r=0.015（次/km2） 　　＆#8195;＆#8195;＆#8195;C—地形系数，山顶铁塔取0.1~0.3，周围为开阔地及陡坡时取0.3，否则取0.1；介于之间取0.2；非山顶铁塔取0.05~0.1，平地铁塔取0； 　　＆#8195;＆#8195;＆#8195;H—塔所在位置与周围1Km范围内地平面之间平均差值，在平地H=0； 　　＆#8195;＆#8195;＆#8195;h—塔高（Km）； 　　＆#8195;＆#8195;＆#8195;T—年平均雷暴日； 　　＆#8195;＆#8195;＆#8195;K—选择性雷击系数，一般取1，雷击区应取1.5-2。 　　以安阳市（安阳市的年平均雷暴日为28.6天）的50m通信铁塔为例计算，该铁塔的年预计雷击次数N=r·100（CH+h）2T·K=0.015×100×（0.2×0+0.05）2×28.6×1 　　经计算，N=0.10725次/年，即该铁塔预计每9.32年遭受一次雷击。这一预计雷击概率是非常高的。 　　下面我们可以计算铁塔下机房的预计雷击次数及铁塔附近建筑物的年预计雷击次数做一比较。 　　1）铁塔下机房的年预计雷击次数。铁塔下机房的预计雷击次数N2在不考虑通讯铁塔的屏蔽作用下： 　　N2=r·T·K（a+5h）·（b+5h）·10-6 　　上式中：a、b、h分别为机房的长、宽、高（m）。 　　这里假设某机房的a、b、h分别为15、10、4m，则该机房的年预计雷击次数N2经计算为0.00045次/年。 　　由此可见，由于通信铁塔的作用，该区域落雷的概率大约增加了 　　N/N2（约238）倍。因此，具有通讯铁塔的信息系统的感应雷防护、雷电地电位反击的防护尤为重要。 　　2）铁塔附近建筑物的年预计雷击次数。