雷擊人身傷害與防雷知識要點----梅忠恕


雷擊人身傷害與防雷知識要點
梅忠恕
（昆雷電力科學研究所，昆明650051）

摘要：本文從直擊雷發生和發展的過程，分析和介紹了各種雷害事故的類型與特征，以利于人們在雷擊條件下保護自身的安全。
關鍵詞：直接雷擊，雷擊傷害，雷電感應電流，雷電感應電壓，電容分壓，旁側閃擊，接觸電壓，跨步電壓
1、 前言
我國地大物博，雷害事故頻發，每年都有數以千計的人們遭雷擊傷亡，其中死亡數百例。在我們加強對建筑物和各種工業設施的防雷保護的時候，我們還應充分注意對人，對我們自身的防雷保護。學習和了解起碼的雷電和防雷知識對每個人來說都是必須的。本文旨在幫助大家認識雷害事故的發生條件，并學習必要的自我防雷保護知識。

2、 雷擊傷害事件的概率
雷擊傷害事件是我們生活中常聽說和常遇到的事件。尤其在我們現代社會，一方面我們對防災減災越來越重視，另一方面，社會信息的傳播也極為迅速，那里出現了雷擊傷害事件，社會新聞媒體就立即報導開來，人們就立即知曉。
2004年我國部分地區的雷害情況如下：
我國去年因雷擊傷亡約6000人，其中死亡3000人，由于雷擊引發的火災、設備損毀等帶來的經濟損失約70億人民幣。以此計算雷擊死亡幾率為百萬分之2.3。
云南省2004年因雷擊造成的人身傷亡事故就達57宗，死亡48人，傷39人。
四川省2004年前八個月雷擊累計造成30人死亡、近40人受傷，造成直接經濟損失500多萬元。
貴州省2002年因雷電災害導致69人死亡，40多人受傷，經濟損失8000余萬元。2003年死亡20人，受傷25人，經濟損失近7000萬元。
廣東省2004年共發生雷災事故2179宗，造成人身傷亡事故110宗，受傷114人、死亡98人，均比上年大幅上升了1～2倍，傷亡人數為近50年來之最。雷災造成直接經濟損失1.8億元，間接經濟損失近15億元，均比去年上升。

河南省2004年前8個月，除濮陽市外，河南全省17個省轄市約發生雷災135起，據不完全統計，雷災共造成15人死亡、16人受傷，直接經濟損失在40萬元以上的7起。

湖南省溆浦縣山背村是一個“雷擊村”，這是一個瑤漢雜居的邊遠貧困山村，海拔在60-1400米之間，共有21個村民小組，507戶近2000人。因其特殊地理環境和氣候特征，自古以來，山背村就是雷擊多發地。自1979年以來，先后被雷擊打死11人，打傷143人，打死打傷耕牛20頭，擊毀電視機150臺次，村里變壓器先后11次被雷電擊毀，并數次擊毀房屋、家具、樹木、莊稼、田地。
好像現在的雷擊傷害事件比以前更多了似的，似乎越來越多了似的？其實，雷擊傷害事件是一種小概率事件。一個人被雷擊身亡的可能性有多大呢？我們可以將它與某些我們常見的同樣是小概率的事件相比較：一個人被蛇咬，被鯊魚咬的可能性有多大？飛機從天上掉下來，核電站出事故，這些事件的幾率有多少？或者說，人們買彩票，但獲得大獎的幾率又會有多少呢？

一個正常的人被雷擊的可能性究竟有多大呢？我們都很關心這個與我們每個人的切身利益相關的問題。
在近年來的新聞報導中恐怖事件更是經常見到的，但是，人們遭遇恐怖事件的幾率又有多大？英國首相馬格麗特·沙徹爾夫人在1986年對美國旅游者說，在英國被恐怖分子襲擊的機率不會比遭受雷擊的機率更大。馬格麗特·沙徹爾夫人世界上唯一的一位政治領導人，拿雷害與恐怖主義相比，這也表明她對雷害事故的了解和關心。

在美國，一項統計分析得出的結論是，人們被雷擊的幾率是709,260分之一，但是，贏得肯塔基彩票大獎的幾率是5,245,786分之一。
明顯地，在我們心目中雷擊傷害事件是一項確定的極有可能發生的事件，而雷擊事件的概率就是傳達這種信念的尺度。但是這種尺度又有多少用呢？那就是一個普通的人確實存在遭受雷擊的可能性。有一些傳統的至理名言說道，被雷擊的概率是在某些數字范圍內浮動的，雖然缺乏經驗的數據，而在很廣的范圍內流傳著，這個概率在三百萬到五百萬分之一之間。可是，令人驚奇的是，美國《男人健康》雜志引證的數據卻是10456分之一。為何會有這么大的差異？

我們在推導出一個正確的概率數據之前，需要更精確地定義我們的問題。是否是在人們的一生中被雷擊的機會？或者是在一個給定的某些年內？或每次我們走出家門的時候？

讓我們取一年的時間作為我們定義雷擊事件概率的標淮時間。
在我國，由于缺乏系統地統計和分析雷擊事件的研究文章和報導，本文也只能應用美國的一些數據來解釋這個問題。關于美國每年受雷擊的人數，芝加哥大學的急救醫學副教授，雷電專家瑪麗·安·庫彭（Mary Ann Cooper）博士說，每年有300美國人被雷擊致死。但是，美國國家海洋與大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration）發表的數據是每年只有106人，而國家安全委員會（National Safety Council）給出的平均數據是100人，國家氣象數據中心（National Climatic Data Center）披露的數據最小，才只有區區的41人。

相比之下美國國家健康中心（National Center for Health）的統計數據似乎更有力，因為它是基于國家的每三年期間的死亡證書的統計數據。這個數據是用雷擊死亡數（1990年為89）除以國家的人口（1990年為248,709,873人），得到1990年的雷擊致死概率為2,794,492分之一。這說是說，美國在1990年被雷擊致死的概率為二百八十萬分之一。
　

可是，得出的這個數字有何種用處呢？在我們這樣一個大國，東西南北差異極大，使用這么一個雷擊死亡平均數又能給出多大準確性呢？
我們要明白，這是一種統計思維，我們不要為這個小概率數據產生誤解，認為一個人遭遇雷擊的可能性很小而不值得注意。避雷針的發明人本·富蘭克林曾對此毫不介意，說雷電只能在你放風箏的時候吸起你的毛發。可是，另外兩位研究者，Richmann和××，按他的研究雷電的方法去做，就被雷電擊死。總之，我們不能因為雷擊致死是一個小概率事件而輕視它，對它毫不介意。為了防災減災，我們各行各業，各級領導，我們每個普通老百姓，都要重視它，要隨時隨地都要有防雷和自我保護的意識。

3、 對地雷擊的發展過程簡介
當雷云起電，電荷逐漸增加，雷云周圍電場逐漸增強，局部達到產生游離放電的條件時，從雷云出發的放電就開始了。最初的放電是電暈放電（corona discharge），隨著電場的增強，在電暈放電中出現火花放電（spark discharge）。隨著火花放電長度的增加而形成刷狀放電（brush discharge）。刷狀放電呈現斷續的刷狀形式，放電逐步發展，每次放電都比前一次更強，推進得更遠。火花放電和刷狀放電都屬于流柱放電（streamer discharge）范疇，流柱放電的發展，以連續和步進的方式向前（從空間來說，向下）推進，轉變成先導放電（leader discharge）。先導放電比較火花放電來說，并不明朗，而是較暗，先導通道難于用肉眼觀察。在先導放電的頭部，仍保持可見的火花放電形式。先導放電以步進方式向下發展并逐步向地面推進，其速度約為（1~8）×105 m/S。先導通道的軸向場強并不大，一般不超過100V/cm。由于雷云對地的電壓很高，而先導通道的壓降又不很大，因此先導頭部的電壓很高，先導頭部周圍的電場強度很大。當先導頭部逐步接近大地時，其電場急劇增強。當這個電場強度達到某臨界值時，在這個電場的作用下，從大地上的某一物體上將發展出迎擊先導，在高電壓專業上稱“最后的一跳（final jump）”。當迎擊先導與下行先導相遇時，雷電主放電通道就貫通了，于是雷云中的電荷通過此放電通道流向大地，并形成主放電雷電流，同時產生強烈的聲光效應（圖1）。人們聽到的雷聲，見到的電閃就是雷電通道內的主放電雷電流形成的。

在雷電先導的發展階段，先導的發展路徑是隨機的，不確定的。直到先導頭部與地面的距離達到出現迎擊先導時，最后先導的發展才受到地面的影響而確定。
圖1 雷電先導的發展過程
雷云中電荷量越大，下行先導的發展越快，在下行先導頭部的電場強度就越高，能誘發出迎擊先導的距離就越大。誘發迎擊先導的這個距離稱最后的閃絡距離，即擊距，可按“電氣—幾何模型”理論進行計算，在防雷保護規程中擊距也稱為滾球距離，或滾球半徑。滾球半徑越大，意味著下行先導頭部的電場越高，其對應的雷電主放電形成后的雷電流就越大。因此，滾球半徑直接與雷電流的大小有關，在國標《建筑物防雷設計規范》GB 50057-94中，滾球半徑（距離）用以下公式表示：

式中，hr為滾球半徑，即擊距，單位m；I為雷電流的幅值，單位kA。
對應第一類、第二類和第三類防雷建筑物的相應的滾球半徑分別為30m、45m和60m，它們分別對應的雷電流為5.4kA、10.1kA和15.7kA。
實際上，一次雷電過程中含有多次雷電流的閃擊。由于我們這里只討論雷擊對人們的危害，而對雷電發展的復雜過程就不做深入介紹了。

4、 雷擊傷害事件的類型
4.1 雷擊前的預兆和感覺
當人們行走或處于空曠的場地或田野里，遇到黑壓壓的烏云，如果云層越來越低沉，似有黑云壓頂之勢時，就要擔心雷電的來臨了。好在這些現象是明顯的，容易感覺到的，每遇這樣的情況，人們首先想到的就是如何找安全地方躲避，防止遭受雷擊。
　

當雷電先導頭部的發展到達離地面的距離接近擊距（即滾球半徑）時，即距地面的距離約60～100米時，鄰近地面上的電場強度就會激劇增大。如果人們正好處于這個地區范圍內，就會有頭發、眉毛豎立起來的感覺，這就意味著雷擊的危險正降臨而來。如果一個人沒有強烈的防雷保護意識，這樣的感覺通常是不明顯的，或者難于察覺到的。所以我們要善于根據我們所處的地形環境、氣象條件以及經驗來觀察、判斷，我們是否處于危險之中。在雷雨季節，我們隨時都要有防雷和自我保護的意識。
要做好防雷，重要的是通過雷電科普知識的介紹，告訴人民大眾，雷擊傷害的類型，它們的特點和表象，以更好地減少和防止雷電的傷害。

4.2 直接雷擊傷害
當雷電先導頭部發展到接近人們的附近或頭頂上方時，在強烈的雷電電場作用下，在人們頭上會感應出很強的與雷電電荷極性相反的電荷。并且在雷電電場作用下，人們的頭發和眉毛就會有豎立起來的感覺。如果人們沒有來得及躲避到安全的地區，或者躲避的地方本來就不安全，那就有可能遭受直接雷擊了。
圖2 直接雷擊傷害
在下行先導頭部的極大的電場的作用下，從受害者的頭部產生一個向上的迎擊先導，去迎接下行的雷電放電先導，當迎擊先導與下行先導相遇時，雷電主放電發生了。其結果就是可怕的極大的雷電主放電電流從受害者的頭部進入身體，而從腳底流出，進入大地。（圖2）
直接雷擊是指雷電放電電流的全部流經受害人的身體。
雷電主放電電流很大，其數量級為幾十千安到百千安以上。那么大的電流流過受害者的軀體，首先傷害的是受害者的大腦和心臟。因為人類的心臟只要幾毫安的電流就足以使它發生心室纖維性顫動，停搏，雷電流也會致使呼吸系統麻痹而停止呼吸，從而致人喪命。此外雷電流的極大的機械效應足以撕裂受害者的皮膚和肌肉，而強烈的熱效應也足以燒焦受害者的軀體。
除直擊雷強大的電壓和電流對人身體的傷害外，伴隨而來的還有強烈的震蕩聲波和強烈的電光刺激對人體的傷害。
如果是幾個人緊挨著站在一起，就有可能全部遭雷擊。例如2004年6月27日發生在浙江臨海的雷擊群傷事故，造成15死15傷，就是直接雷擊造成的。

　 在田間草棚內避雨遭受直接雷擊的案例是很多的。如據新華社合肥８月９日專電報導，安徽省池州市貴池區牛頭山鎮姥山村村民王某和同鄉一道在田間一草棚內避雨時被雷電擊中，當場昏厥過去。據目擊者介紹，當天的雷雨很大，兩人渾身多處被雷電擊傷，幸好被路過的村民發現后及時送到醫院搶救，才脫離生命危險。
2004年7月30日，昆明市近郊呈貢縣吳家營鄉前衛營村村民劉明春、妻子徐琴秀和下莊村村民楊云華3人跑到同一窩棚內避雨遭雷擊，劉明春、楊云華當場死亡，徐琴秀破雷電驚嚇昏死，經送醫院搶救后無生命危險。同日另一家尹紅和妻子周永鳳及一歲的小女兒尹浩東共三人在雷雨交加時迅速跑到菜地內自建的窩棚內避雨。突然間，一道閃電從天而降，徑直劈向尹家3口避雨的窩棚，巨響聲中，尹家3口應聲倒地，年僅1歲的尹潔東當場死亡，周永鳳被送往縣人民醫院搶救，后無效死亡，尹紅重傷轉送昆明醫學院第一附屬醫院搶救無效死亡。
遭受直接雷擊的人十有八九會死亡。但也有少數例外，受直接雷擊而沒有死亡。一般來說，雷電壓很大，通常具有百萬伏級，甚至更高。這么大的電壓擊于人的頭部時，在頭部皮膚還未來得及擊穿之前，雷電壓就在人的軀體之外造成閃絡，閃絡的發生使頭部承受的電壓突然降低。閃絡形成的電弧長度約為人體的高度。電弧中的電壓降不大，通常只有20V/cm。若人體的高度以1.7米計，那人體從上到下的電壓降就將立即降至3.4kV左右。人體的電阻通常只有約1000歐姆，這樣一來，通過人體的電流也立即降至3～4安培。此電流的持續時間與閃電的時間相同，在大多數情況下可能不超過十分之幾毫秒。如果人是處于單腳觸地，這個電流雖然通過人體，但有可能沒有直接流過心臟，在這個電流和這個持續時間之下，不一定能引起心臟的損壞，這就是為什么有少數受到直接雷擊的人還能僥幸活著的原因。
如果受雷擊者當時正手持或肩扛某種工具，或某種長形器具，諸如鋤頭、扁擔、雨傘、高爾夫球棒等，那受雷擊點不是頭部。雷電流乃是通過工具從受擊者的肩或手進入人體，受擊者的頭部沒有遭受雷電流的直接襲擊，雷電流不是通過人體的中心部位，而是通過側面肢體，那情況就可能輕得多了。再之，若人體因為被雨淋濕，或因勞動出汗很多，淋濕或汗濕的衣服的電阻比人體的電阻小很多，它與人體的電阻相并聯，可通過比人體大得多的電流，從而使通過身體內的電流大大減小。于是這也可有能保護了人體，特別是保護了心臟，使被雷擊者能夠存活下來。這并不意味著人手持或肩扛長形工具對人會有保護作用，相反應該知道，手持長形工具將增大受雷擊的概率。我們首先考慮的是應該避免遭受雷擊，而不是對受雷擊后的僥幸保護。
2002年8月9日下午15時左右，寧夏鹽池縣境內大范圍降雷陣雨。在大水坑孫兒莊33歲男性村民馬心兵在井邊給羊飲水之后，背著水斗子回家，途中天氣突降雷陣雨，并伴有強雷暴，因附近地勢空曠平坦無法躲避，馬心兵全身上下淋濕淋透。就在此時，馬心兵突遭雷電擊中昏倒在地，失去知覺。倒在地上將近兩小時，后被同村村民救起，同時自己耳朵已完全無聽覺，衣服從里到外被燒爛，皮膚有較明顯的灼傷痕跡，因傷勢較重，當天下午被送往寧夏醫學院附屬醫院心臟內科接受治療。
經寧夏防雷中心技術人員對傷者仔細觀察詢問，見傷者頭部，背部，右腿直至右腳跟有明顯的灼傷痕跡（5cm*160cm）頭發雖未見燒焦，但頭皮有明顯的灼傷痕跡。
分析判斷，馬心兵的身體沒有直接接閃，而是背著的水斗接閃，在大雨中身著潮濕的衣服有比人體更小的電阻，雷電流通過衣服閃絡，燒壞了衣服和皮膚，他雖然身負重傷，但還是僥幸的活了下來。從圖3可見，在馬心兵的背部和腳上留下了電流通過的樹枝狀電花圖，這就是雷電流閃絡的痕跡。

（從《中國防雷商務網論壇》下載，攝影：東方之雷）
圖3 遭受直接雷擊受傷的村民馬心兵

4.3 感應電流的傷害
當雷電先導以極快的速度發展臨近地面時，先導頭部的體積也越來越大，在先導頭部與人的身體之間就有電容C。先導頭部中有大量的電荷，這些電荷有的是從雷云沿先導放電通道流到頭部的，而更多的電荷則是在先導放電通道和先導頭部中因碰撞游離和電子崩產生的。當它降臨到人們的頭上時，通過電容C在人們的頭部和全身感應出與雷電電荷極性相反的異號電荷，如圖4年所示。需要指出，無論人們是在空曠的野外，還是在室內，雷電的感應現象都是存在的。當人們的頭部和全身感應出異號電荷后，在先導頭部與人之間就形成了一個很強的電場。這時，此人就處于極端危險的可能遭受直接雷擊的狀況。如果僥幸雷擊沒有對人體發生，而是對旁邊的樹木或別的突出物發生。隨著放電，一聲雷鳴，雷電先導中的電荷立即獲得釋放，在人體上感應出的電荷也失去束縛，成為自由電荷。這些電荷立即向大地泄放。這是一股幅值巨大但時間極為短暫的雷電感應電流。在人體內將流過的感應電流i為：

式中，C為人體與雷電先導頭部之間的電容，du/dt為雷電先導電壓的變化率。由于雷電先導鄰近人體，先導頭部的體積也十分巨大，因此電容C不是一個小的數值。由于雷電先導的突然降臨，又迅速釋放，因此電壓變化率du/dt也是巨大的。這樣，流過人體的感應電流數值也會很大。人們受到這個電流的沖擊，雖然不死，但也將震昏或休克。

圖4 雷電感應電流對人體的傷害
左：空曠地形 右：室內
還需指出，即便人們處于室內，如果屋頂和墻壁不是具有屏蔽作用的接地的金屬材料組成，而是一般的磚石、木材或紙板等建筑材料，或在雷電先導頭部與人頭頂之間有其它的隔離物，這種感應電流也不能避免。因為隔離物不能減小人與先導頭部之間的電容，僅有可能保護人體不遭受直接雷擊（圖4）。


屬于這種傷害事件的典型實例是最近發生在長城居庸關8號烽火臺的雷擊事件：
2004年7月23日下大雨，許多游客為避雨擠在8號烽火臺內，一個雷打下來，其中有15位游客被雷電擊倒。受害者之一的南昌游客羅麗稱，當時她一只手扶城墻，雷擊時感到手心發麻。受傷的所有游客都是暫時的昏迷，經送醫院搶救，當天都相繼出院。從報導看，雷電并沒有擊到城墻上，而是擊于城墻以外的空曠地方，否則受直接雷擊處的城墻會有坍塌。再之，若城墻受雷擊，在烽火臺里面避雨的人就不僅是昏迷，而是要受到更為嚴厲的有生命危險的旁側閃擊了。特別是一只手扶城墻的羅女士，在雷擊時只是感到手心發麻，如果城墻遭雷擊，她受到的將是接觸電壓的傷害，那就更嚴重了。那樣她或許自己就沒有感覺的余地了。這都表明，避雨的游客受到的是雷電感應電流的電擊。
感應電流傷害更多的是發生在人們避雨的低矮簡易建筑物中，如田間地頭的避雨窩棚，或者旅游帳篷內。這類簡易建筑物通常都沒有避雷裝置，它在平坦的田野里又顯得比周圍的植物高得多。如果雷直擊此類簡易建筑物，在其中避雨的人很容易受雷直擊傷亡；如果雷沒有直擊建筑物，而是擊到近旁某地某處，那在屋內的人也會受到雷電感應電流的傷害。
如一群人在樹下，或在窩棚內遭受雷擊，其中一部分人死亡，而旁邊有一些人卻只被擊昏。這些被雷電擊昏的人，就屬于雷電感應電流的傷害。

4.4 線路感應過電壓的傷害
雷電對線路的感應過電壓就是發生在各類電線上的浪涌電壓，或稱二次雷過電壓。無論是電源線，還是通信線，或其它用途的電線，反正只要是金屬線，電線，只要雷擊發生在它們的周圍，電線內就將感應出過電壓。感應過電壓產生的機制主要有兩方面，一為雷電先導頭部的靜電（即電容）感應，二為雷擊發生后的雷電流的電磁（即互感）感應。感應過電壓的大小與電線距雷電放電點的距離、電線架設的高度和電線處于雷區的長度有關，與電線的粗細也有關，但與電線以什么電壓工作無關，也與電線是否帶電、是否正在運行無關。即是說，不帶電的，或沒有投入運行的電線一樣的會感應出電壓。例如電話線，在沒有通話時它是不帶電的，如遇雷暴，它照樣會感應出過電壓。感應的過電壓照樣會在進入室內后導致人身和設備的傷害和損壞。
當然，感應過電壓必竟比直接受到雷擊產生的過電壓低得多。如果電線受到直接雷擊，其過電壓就比感應過電壓高得多了。
無論是電線的感應過電壓，還是電線的直接雷擊過電壓，它們將以電壓波的傳播方式沿電線向兩端流動，進入室內，在高電壓專業稱為侵入波過電壓，在通常的防雷專業，則稱浪涌電壓。當它進入室內時，就有可能危及人身安全，或擊壞所聯接的各類電氣設備。
圖5 線路感應雷電過電壓傷害
這樣的雷害事故導致的人身傷亡和設備損壞是很多的。1969年秋天在云南的一個軍馬場，六個炊事員戰士圍座一圈撿菜，在他們中間的上方有一個電燈。220V的電燈線是從較遠的地方用架空導線引過來的，架設電線的是普通干燥的木桿。突然一個雷擊，六個戰士當即全部倒地死亡。事后我到現場觀察分析，雷直擊于電線，由于電線用木桿架設，木桿絕緣強度很高。電線上的過電壓沒有對其它地方閃絡放電，就徑直傳入室內，將圍座的幾個戰士擊死。
這類感應過電壓的大小，從它的產生來說，本來是與電線的絕緣水平無關的。但是，在它產生以后，卻又與電線的絕緣水平有關了。如果電線的支持絕緣子或其它絕緣支撐物的耐電壓強度比雷電感應過電壓低，或者說如果雷電感應過電壓比電線的絕緣放電電壓高的話，則在這些絕緣薄弱處將首先發生對地放電。這樣的放電將泄放掉大部分雷電能量，使雷電感應過電壓得以顯著降低。即是說，只有那些比線路絕緣水平低的雷電感應過電壓，或者經過電線的絕緣支撐物放電降壓以后剩余的過電壓得以繼續傳播，沿線路進入室內，給與電線聯系的電氣設備和人們造成危險和威脅。由此可見，如果電線的絕緣水平是處于正常的值，或比正常值低的話，則感應過電壓就比較低，其結果是使與電線聯系的電氣設備和人們得到相對的比較安全。相反，無限制地提高電線的絕緣水平，不僅是不必要的，而且是危險的。從這點來看，那些具有很高絕緣水平的線路，如木桿線路，能夠傳播的雷電過電壓就特別的高，造成的危害和損失也更多。
但是，為了電線的正常工作，不可能將電線的絕緣水平降低很多，通常情況下電線的絕緣水平要比正常工作電壓高2～3倍。因此，不同類別的電線，應有不同的絕緣水平要求，通常是以安裝相應于它的工作電壓或額定電壓的絕緣子為宜。為了防止電線遭雷擊導致的停運而盲目地提高電線的絕緣水平，或者圖方便亂拉線，不管它的絕緣水平大小，都是不行的，這都會造成以后增多和擴大雷擊事故的隱患。
在農村地區，常有借用生長的樹木，或用木桿架設電話線。須知這將使電話線具有比正常需要高的得多的絕緣水平，如遇雷擊，其可能傳入室內的雷電感應過電壓就特別的高，這是非常危險的。這樣的雷擊傷害事故也是很多的：
11月8日晚6時30分許，雷雨交加，黔江區城南街道辦事處城南居委一心村居民白某在家中用座機接聽電話時不幸遭遇雷擊死亡。同時，雷擊還造成該村1戶居民的電話被毀壞，4戶居民的電話停機。
高中學生周某系江夏區山坡鄉新生村周劉灣人，即將過16歲生日。某晚7時30分許，雷電交加，周家電話吱吱作響，他拿起話筒接聽時，突然倒地，周父趕緊將其抱， 此時他已無心跳和呼吸。
2004年6月22日凌晨，山東省淄博市電信部門的通信設備突然遭雷擊，導致農行系統網絡全部中斷，停工1小時，銀行儲戶所有業務不能正常開展，部分電話用戶電話也打不出去。
為防止和減輕這類雷害事故，一是采用合適的絕緣子和絕緣材料裝設電線；二是將電線入室處的最后一片絕緣子的鐵腳接地；三是安裝相應額定電壓參數的浪涌保護器（即SPD）。

4.5 電容分壓過電壓的傷害
雷電電容分壓過電壓傷害是發生在對地絕緣的金屬屋頂的下面，當人們在里面避雨時，即使屋頂沒有遭受直接雷擊，也因屋頂金屬板對地電容和對雷電先導頭部之間電容的分壓，在屋頂金屬板上會出現瞬間的高電壓。如果屋頂下面人們與金屬板之間的距離較小，不足以承受這個電壓，就將導致金屬板對下面人們的電擊。如圖6所示的一個金屬屋面，它與雷電先導頭部之間的電容為C1 ，而對地有電容C2。當雷電先導發展到達屋頂的附近時，金屬屋頂的電壓U2可達：

當雷電的回擊發生時，雖然屋頂并沒有受到直接雷擊，可是這個電壓足以使屋面金屬板與人頭之間發生閃擊，而致人傷亡。從上式看到，C2越小，U2越大，而C2取決于屋面金屬板的大小和離地的高度，面積較小、距地較高的屋面金屬板還會帶來更大的電壓，更不安全。
由此可見，在開闊空間的孤立小屋，屋頂裝有金屬板時，必須將金屬板接地，否則雷擊時是很危險的。
圖6 雷電電容分壓過電壓傷害

4.6 接觸電壓的傷害
當雷擊于一個立于地面上的物體，諸如樹木，房屋的墻壁，甚至可以是煙囪、鐵塔、鋼架和避雷針塔架時，雷電流流過它們就有電壓降。此電壓降的大小取決于雷電流的大小和此物體的電阻和電感參數。即使是金屬避雷針或引下線，雖然其電阻和電感很小，但由于雷電流的幅值和陡度都很大，當雷電流流過時，也會在上面產生很大的電壓降。據計算，避雷針鐵棒的電感約為0.5 mh/m，若一個雷電流幅值為200kA，陡度為200 kA/mS的雷打在此避雷針上，則將在避雷針塔和引下線上產生100kV/m的電壓降。這樣，在避雷針上大約一人高的地方，即在離地面1.8m高的地方的A點，將有對地電壓180kV。
如果被雷擊的物體不是一根鋼鐵的避雷針，而是其它具有更大電阻的物體，如樹木或墻壁，那沿此物體的電壓降就更大了。例如一顆樹受到雷擊時，其在地面上與人身高相當的這一段樹干的電阻約為幾千歐姆。當雷電流沿樹干流過時，其產生的電壓降將比上述避雷針的大得多。
在此物體高度1.8m的A點與在地面上距此物體0.8m遠的B點之間的電勢，叫做接觸電勢。如果一個人的腳站在B點，而伸手接觸A點，這時此人承受到的電壓，稱接觸電壓。這個接觸電壓足以將人擊傷或擊死（見圖7）。
1878年9月1日，法國博內勒地區。三個婦女和一個男人正在路上行走，忽然間雷電交加，他們只得躲到大樹下避雨。女人們害怕把裙子弄臟，沒有靠著樹干，而那個男子則背靠大樹站在那里。突然一道閃電從天而降，男子身上的衣服瞬間燃燒起來。女人們沖過去救他，卻驚恐地發現，他已經死了。背靠大樹的男子就是被接觸電壓擊死的。

圖7 雷擊樹時的接觸電壓傷害
4.7旁側閃擊的傷害
旁側閃擊的發生主要有兩種情況。其一就是如上所說，當一個高大的物體或樹木遭受雷擊，沿此物體或樹木就有電壓降。對于金屬塔、避雷針或引下線，在1.8米高的地方，就有對地電壓180kV，這個電壓足以擊穿0.4米的空氣間隙。而對于樹木、墻壁等非金屬物體，在同樣高度的地方，對地電壓更高。如果人在此物體近旁避雨，即使沒有伸手觸及此物體，但由于站立的位置很靠近此物體，就有可能遭受此電壓從側面的閃擊，稱作旁側閃擊（圖5）。


圖8 從鐵塔產生的旁側閃擊 圖9從墻產生的旁側閃擊
8月9日下午3點多鐘，一場大雨突襲六合區程橋鎮東胡村，正在磚窯廠干活的龔姓男子跑到附近的一棵大樹下躲雨。忽見一道閃電劃過，然后是幾聲炸雷，雨停后，一村民路過大樹下，發現該男子躺在那里一動不動，頭也破了，身上有明顯的燒痕，上前仔細一看，發現其已沒了呼吸。
8月9日上午11時許，在徐州市區打工的銅山縣大黃山橋北頭村少女小黃，走到村北邊一鄉村水泥路時，一聲響雷伴著閃電從天而降，劈斷了路邊一棵直徑約20厘米的楊樹的樹梢，后又擊中小黃，小黃不幸身亡。后發現少女全身皮膚已變黑，衣服、頭發被燒焦，頸部、鼻、嘴出血，慘不忍睹。（中國徐州網-都市晨報）

4.8跨步電壓的傷害
當雷電流通過一個物體入地時，或者雷擊發生在空曠的地面上時，在雷電流入地點附近的相當大的區域將形成電壓降的分布。（圖10）在這個電壓分布的影響下，地面上任何兩點之間都將出現電壓。如果一個人的兩支腳分別踩在兩個分開的點上，他的兩支腳之間將出現的電壓稱為跨步電壓。
兩腳步之間的跨步電壓也可按下式計算：
式中，i為雷電流幅值，單位kA；r為土壤電阻率，單位W·m；s為人的跨步長度；d為雷擊點與最靠近的一只腳的距離，s與d的單位都是米，參見圖10。
從上式可知，雷電流越大，跨步越大，受擊者離雷擊點越近，跨步電壓越大。
圖10 雷電跨步電壓的傷害
對人來說，在這個電壓的作用下，電流將通過兩腳之間和軀干的下部，極少有電流通過心臟和大腦的，因此遭受跨步電壓的人致死的可能性不大，但兩腳及下胯將受到嚴重的燒傷。
如果一個人不是站著，而是躺在地上，那可能承受的電壓就比跨步電壓更大了。通常四支腳的動物，如牛羊，它們的步長比人類大得多，因此，它們比人類易受雷電跨步電壓之害。
2004年8月3日上午11時左右, 寧夏鹽池縣發生一起雷擊事件。周某家共養肉牛30多頭，一串悶雷響過，傳來牛的慘叫聲，周某循聲向牛棚門口跑去，只見幾頭牛已倒下，等他到門口時也被雷擊昏。據了解，周某家的牛棚到處都是鐵，鐵擔架、鐵牛槽、拴牛的鐵鏈，特別容易導電，又沒有良好的接地裝置，這起雷擊事件可能是直接雷擊所致。這次雷擊事故共有9頭牛當場遭雷擊致死。
據上述情況分析，這就是典型的旁側閃擊和跨步電壓造成的災害。因為鐵牛棚、牛槽和鐵鏈等設施都沒有很好地接地，它們受雷擊后雷電流不能很順利地流入大地，或者說雷電流入地時的接地電阻很大，這將使這些鐵件上出現高電壓。那些靠近鐵牛棚或牛槽的牛就遭受到電擊，嚴重者死亡，而稍輕者被擊倒或昏迷。
　

5、 雷擊事件的規律性
其實，雷擊事件的發生是有規律可循的，它與很多因素有關。
        第一，雷電活動與地形地貌和氣象條件有著直接的關系。世界上的有些地區被證明比其它地區更能激起雷公雷母的發怒。新加坡科學和法醫學學院主任趙澤成教授指出，在英國在每百萬人口中雷電致死的平均數是相當低的0.2，但是，在美國這個數字上升到0.6，在南非，上升到1.5，而在新加坡死亡數則上升到最高點的每百萬1.7。從這些數據可以看到，在南方的國家和地區雷擊死亡率比位于北方的國家和地區要高。
        第二，雷擊致死的多少還與人們的知識水平有關。有報導說，我國每年雷擊死亡人數約為3000人，2004年廣東省雷擊死亡98人，如以我國人口13億計，我國每年的雷擊死亡率為百萬分之2.3。也許我國的這項統計數字并不完善和準確，但我們也能看到，在我國雷擊死亡率比上述幾個國家都大。從這里也可看到，在我國，關于雷電的普及教育還很差。也許這也是我國雷擊死亡率比上述國家都高的原因。
        第三，與雷擊死亡率有關的另一個重要因素是人口的密度和人們的習性和行為。在美國有那么一個高密度人口并且具有熱帶氣候的州，頻繁的雷暴，大量的人群習慣于消耗他們的時間在室外，向天空揮動金屬的桿子（就是玩高爾夫）。這就是佛羅里達，充滿陽光的州，人們最易被雷擊身亡的地方。
平均雷擊數的統計數字表明，人們的習性、行為和方法起著主要的作用，而這正是容易被誤解的。例如，可以正確地說，一個人在白天比在夜晚更易遭雷擊。無論如何，因為人們在白天更多地在室外，而不是說白天與夜晚對雷電活動來說有何本質的不同。
        高爾夫球玩家具有高得多的被雷擊的可能性。這并不是因為他們身穿的奇特的有色短褲，而是他們習慣將自己投入的環境。高爾夫球玩家經常發現他們自己陷入了這種環境——開放的地形空間，遠離掩蔽所，頻繁地向天空揮午著金屬桿子。在足球場上踢球的運動員，即使不向天揮動任何金屬桿子，也有被雷擊死的。在我國的農村，農民們使用的鋤頭，肩挑的木棒等物，頻繁地將這些工具舉過頭頂，這些都是會增大他們受雷擊的危險。
除雷擊死亡外，更多的是在被雷擊后還還活著的人。雖然其中只有很少的人能夠確實記起他們被雷擊的詳細情況，因為電擊事件有時會損壞他們的大腦的記憶。在我國，因雷擊受傷每年約為6000人，即是說，雷擊傷死比例為2：1。據一份英國醫學雜志報導，在英國，在個比例為4：1，而美國報導的總的死傷人數為1500人。
        有趣的是，在一本參考書中記錄了一個退休的維吉尼亞森林巡邏騎兵羅·薩里文（Roy Sullivan），他七次被雷擊：1942年，羅伊還是個孩子時，第一次被雷電擊中，失去了一個腳趾。1969年7月，閃電從眼前劃過，羅伊失去了眉毛。1970年，他的左肩被閃電燒傷。1972年，他的頭發又被燎凈。一年之后的1973年8月，他的腿又被閃電燒傷，頭發也再次被燒光。1976年他被燒傷腳踝。1977年則是胸部和腹部。這一次傷勢很嚴重，他被送進了醫院。但最終他又一次艱難地站了起來。這個人在1983年自殺死亡，為的是不再繼續充擔一根避雷針了。更有趣的是，雷擊不總是帶來災難，確有文獻記載有盲人在遭遇雷擊后恢復了視力。《北京日報》報導，北京教師王立祥曾遭雷擊昏迷三天三夜，醒后記憶力明顯增強。
總而言之，我們人類遭受雷擊的可能性有多大呢？比被鯊魚，被蛇咬的可能性更大嗎？或者比你贏彩票的可能性更大？我們可以這樣說，這取決于你自己——你住在哪里，你的行為和習性，你的愛好，你正在做什么，以及你是否了解雷電的活動規律，是否懂得一些防雷的知識，等等。總之，我們可以這樣說，如果你整天待在你的家里或辦公室，而你所處的房屋具有防雷設施，你就可以自由自在，不用擔心雷擊；而如果你正在室外，無論是在做工，行走，或是踢球，玩高爾夫球，這時，如果遇到天空烏云密布，響起雷聲，那你就要注意了，多看看天空和四周，并觀察周圍，準備尋找避雷的地方。總之，懂得一些防雷知識對于確保你自身的安全，不受雷擊傷害是十分必要的。

6、 個人防雷知識要點
6.1學習和了解雷電活動的基本規律，任何時候都要有防雷的意識。要懂得在什么氣候條件下老天會打雷，雷喜歡打在什么地方和物體上。要懂得，雷專喜歡打高的物體，因此在雷電到來時，不要太突出了自己，不要使你自己成為比周圍物體更高的“引雷針”。
6.2在雷電來臨時，我們首先考慮的是尋找一個可以避雷的地方。這樣的地方最好是具有防雷和避雷設施的房屋內，如果周圍沒有這樣的房屋，可以找結構良好的永久式建筑，或地形低矮的地方。
6.3 如果雷電已經來到我們的頭頂而我們正處在空曠平坦的地方，就不能再站立行走和跑步，更不能在頭上、肩上頂著、舉著或扛著任何長形的物件，甚至也不能打雨傘，因為那樣的物件正好增加了雷擊的可能性。由于多數情況下雷和雨是同時來臨的，一般缺乏防雷知識的人，首先想到的是避雨，在雨中跑步尋找避雨的場所，這就遭了！須知雨淋不死人，而雷卻可擊死人，因此防雷比避雨更重要。如果這時找不到低矮的地方，就要立即蹲下或坐下，雙腳并攏，寧可被雨淋，也不要遭雷打。
6.4 關心你所處的環境、生活和工作的建筑物、個人的活動范圍空間以及個人經常使用和接觸的設備，等等，有無受雷擊或侵入感應雷電波的可能和危險，如果有，則要采取必要的防雷措施，以保安全。
6.5不能在屋頂上亂拉各類電線和架設各種天線，屋頂上的各種設備的金屬構件都應可靠地聯接到接地網。
6.6如果你住在農村或鄉鎮，你還要特別留心你家的電源線、電話線和其它通信線，它們從室外引入時是否暴露向天空。如果是，那在打雷時極有可能感應生成浪涌過電壓，一旦這種過電壓沿線路傳入室內，就可能造成雷擊傷害。許多在雷雨時打電話被雷擊死就是沿電話線傳入的雷電浪涌過電壓造成的。
6.7 記住，以下是適合避雷與不適合避雷的方法和地方：
室內比室外安全；
低處比高處安全；
座下、蹲下比站立安全；
有防雷設施的建筑物比無防雷設施的建筑物安全；
不要在大樹下避雷，寧可在大樹旁的小樹下避雷，并且要離開樹干至少3米，雙腳并攏，坐在地上，不要靠在樹干上；
不要觸摸或靠在高墻、高煙囪和孤立的高大樹木下避雷；
不要在田地間的窩篷里或位于地形高處的簡易農舍里避雷；
在野外，雷暴時不要接觸和接近各種電線類金屬；
雷暴時，停止一切室外的體育活動，特別是在寬大球場上的運動；
雷暴時，停止一切裝填炸藥和放炮的作業。



作者簡介：梅忠恕，教授級高級工程師，1962年清華大學高電壓專業畢業， 1983~1985年公派赴加拿大魁北克水電研究院進修，一直從事高電壓及防雷保護的試驗和科研工作。退休前任云南省電力試驗研究所副總工程師。在國內外發表論文數十篇。
地址：昆明市東風東路東風巷14號郵編：650051
Email:mzhshu@public.km.yn.cn 電話：0871-3185891