雷击风险评估范文1
1.1总体说明德清-嘉兴天然气长输管道工程，起点为浙江省湖州德清，与西气杭湖线德清二号分输阀室相接，终点为嘉兴市南郊分输站，与川气杭嘉线相连，横跨德清县、桐乡市、嘉兴市区三个区域，建有8座线路阀室及嘉兴接气站、梧桐站、南郊站3座站场。输气管道系统示意图如图1所示。1.2南郊站概况1.2.1总平面布置南郊站由工艺区、辅助用房和发配电间三大部分组成。工艺区设有接收站、预留LNG及CNG供应站区、预留加气母站区三部分，其中接收站位于场区西北部，预留LNG及CNG供应站区位于场区南部，预留加气母站区位于场区东北部，辅助用房和发配电间位于场区东侧。1.2.2工艺流程南郊站是嘉兴市川气与西气沟通的枢纽站以及城市调峰站的综合性站场。南郊站接收上游来气，天然气经过过滤后分三路，一路经计量后去预留加气母站;一路经计量、调压后去嘉兴中压管网;另一路经计量、调压后输送至大桥站，此外进站管道预留阀门与省分输站高压管线来气相接，嘉兴中压管网出站管道预留阀门与CNG和LNG站出站管道相接。南郊站工艺流程如图2所示。
2雷击环境分析
南郊站位于浙江省嘉兴市城区南郊，该处地势平坦，土壤湿润，土质良好。根据嘉兴市近30年的雷暴日及闪电资料显示［8］，三月到九月是全年雷电主要发生期，占全年雷电数的96%，七、八月份是雷电高峰期，占全年雷暴日的51%。南郊站除了辅助用房和发配电间两幢低矮建筑外，工艺区全是的清管器接收筒、清管器发送筒、旋风分离器、卧式高效过滤器等金属设备。另外，场区围墙外有架空高压输电杆塔及高压输电线缆，这些都增加了南郊站遭受雷击的概率。
3南郊站雷击风险评估
3.1评估方法
GB/T21714.2—2008《雷电防护第2部分:风险管理》［9］适用于建筑物和服务设施的雷击风险评估，利用该技术方法，通过分析南郊站所在地的雷电活动规律及其灾害特征，并结合项目使用性质及其特性，对其可能遭受雷击的概率及雷击产生后果的严重程度进行分析计算，提出相应的雷电防护措施。
3.2雷电损害因果分析
雷电流是根本的损害源，根据雷击点的位置不同，即雷击建筑物(S1)、雷击建筑物附近(S2)、雷击服务设施(S3)、雷击服务设施附近(S4)，造成的基本损害类型有生物伤害(D1)、物理损害(D2)、电气和电子系统失效(D3)，不同类型的损害，无论是单一的或是多种类型的联合，都会使被保护对象产生不同的损失后果。根据被保护对象的特点、使用性质及其内存物品(系统)等特性，雷击可能出现的损失类型有人身伤亡损失(L1)、公众服务损失(L2)、文化遗产损失(L3)、经济损失(L4)，相应的风险有人身伤亡损失风险(R1)、公众服务损失风险(R2)、文化遗产损失风险(R3)、经济损失风险(R4)。不同损害类型产生的损失和风险如图3所示。
3.3评估简化处理
以南郊站工艺区、辅助用房和发配电间三个功能模块为基础，将站场做一简化处理:考虑工艺区与辅助用房和发配电间防火等级、使用性质等不同，且工艺区内设备布置较为密集，有效截收面积互相重叠。为此，将工艺区视为一整体单元进行评估，其高度取值以被保护高度为准，辅助用房和发配电间单独处理。
3.4针对R1评估参数选定
通过查阅资料和现场勘测得评估所需的基本参数如表1～表4所示。3.4.1建(构)筑物数据及特性南郊站工艺区内各设备高度0.5～3m不等，将工艺区简化处理后，长、宽取值以工艺区边界为准，高度按被保护高度计算，即:长Lb为37.00m，宽Wb为22.50m，高Hb为3.00m(表1)。根据初步设计，工艺区为第二类防雷构筑物，故PB=0.1(表1);辅助用房和发配电间均为第三类防雷建筑物，对应PB=0.2(表1)。3.4.2线路及其相连内部系统数据及特性南郊站电力电源由市政高压电网埋地引入发配电间，经带保护外壳干式变压器变压后至工艺区和辅助用房，线路穿钢管埋地敷设，但两端未进行接地处理，因此PLD=1、KS3=1(表2)。辅助用房和发配电间低压电源线路设置D级SPD进行防护，故PSPD=0.03(表2)，而工艺区未考虑，因此PSPD=1(表2)。南郊站通信线路、SCADA控制线路均采用光纤引入，在光纤转换器前端将金属加强筋和铠装层做可靠接地时，雷电流对其造成的损失率可忽略不计［10］。3.4.3区域划分及其特性对于单个建(构)筑物而言，考虑其特性，定义以下两个区域:Z1(建筑物内)和Z2(建筑物外)，Lt及Lf值取典型平均值。由于工艺区内各设备利用金属本体作为防雷引下线，辅助用房和发配电间均利用钢筋混凝土结构柱内主筋作为防雷引下线，故此缩减因子为1×10－2，另外站场内接地网格可以有效地降低跨步电压引起的危害，相应缩减因子为1×10－2，故PA=10－2×10－2=10－4(表3)。天然气输气管道及站场所属高压容器释放出的天然气可能带来以下危害:天然气若立即着火即产生燃烧热辐射，在危险距离内的人会受到热辐射伤害;天然气未立即着火可形成爆炸气体云团，遇火就会发生爆炸，在危险距离以内，人会受到冲击波的伤害，建筑物会受到损坏［11］。但由于天然气属清洁能源，燃烧后产生少量的水及二氧化碳，不会对环境造成严重污染，故工艺区特殊伤害hz取值为20(表4)。3.5计算及评估结论确定以上评估参数后，分别计算工艺区、辅助用房、发配电间及其引入线路(入户金属管道暂不考虑)的截收面积(表5)、预计年危险事件次数(表6)、各区风险分量值(表7)以及各区R1的风险分量组成(表8)。南郊站工艺区、辅助用房和发配电间现有防雷设施满足防护要求的前置条件为R1≤RT=10－5，否则应提供额外的防护措施。从评估结果可知:辅助用房和发配电间人身伤亡损失风险R1＜RT，现有的防雷措施能够起到有效的防护效果，不必增加额外防雷保护;工艺区人身伤亡损失风险R1＞RT，必须采取更高等级的防雷措施，以降低雷击造成的人身伤亡损失风险。从计算结果不难发现，工艺区的风险主要是损害成因S1及S3在区域Z2中造成的物理损害RB和RV所引起的。因此，应采取更高等级的防护措施:(1)完善工艺区防直击雷措施，使所有装置得到完全的直击雷防护，工艺区内金属管道、金属设备等所有金属构件进行完善的等电位连接。(2)将电力电缆金属保护管两端进行接地处理，入户设施上安装比LPSⅠ级性能高效的电涌保护器(SPD)。这样，PB降为0.001，PC=PU=PV=0.001。采取上述完善措施后，R1=9.969×10－6≤RT，低于风险容许值，是经济合理的，实现高效防雷的目的。
4结论
雷击风险评估范文2
关键词：雷击；风险评估；评估技术；探究
中分类号：U652.5文献标识码：A
引 言
青海省海西州气象局是国家设立的一个事业单位性质的气象局，其工作涉及范围非常的广泛，为青海省人民的生活提供了保障。在海西州行政区域内组织对重大灾害性天气跨地区、跨部门的联合监测、预报工作，及时提出气象灾害防御措施，并对重大气象灾害做出评估，为海西州人民政府组织防御气象灾害提供决策依据。总之，青海省海西州气象局对于青海省天气的详细研究对于当地民众的生产生活都产生了深刻的积极影响。
一、雷击风险评估技术现状
（一）雷击风险评估技术的发展应用
进入21世纪后，科学技术发展的非常迅猛，进而带动了一系列的科技的发展，其中对于作为研究各种天气状况的青海省海西州气象局来说，研究雷击风险评估对于提前防范和认识雷击的严重后果具有重大的意义。当然，雷击风险评估是认识和评价雷击风险最有效和最适当的方法之一，所以说雷击风险评估技术也就显的更加的重要了。好的雷击风险评估技术对于雷电天气所造成的影响和灾害来说有着非常重要的意义，能够将一次雷电天气所造成的影响准确的分析出来，进而避免造成进一步的危害。雷击风险评估技术的发展应用经历了很长的时间，对于青海省的雷电天气来说，雷击风险评估技术就非常的适用青海省海西州气象局。由于青海省的海拔普遍比较高，所以也就更容易产生雷电天气，雷击的可能性也是更加的大，所以采用先进的雷击风险评估技术对于雷电天气产生的影响来说也是非常的重要的，不仅仅对民众的生产生活产生的积极影响。
对于雷击风险评估技术的发展应用来说，先进的雷击风险评估技术往往能够带动雷击风险评估的最大科学化，另一方面科学化的雷击风险评估才是当今社会雷击风险评估技术的主流，因为科学化的雷击风险评估无论对于雷击风险评估的质量还是造成的影响来说都是非常重要的。下面我将通过一张图表针对雷击风险评估技术的发展应用进行详细的说明分析，并通过对比先进的雷击风险评估技术和一般的雷击风险评估技术，这样才能达到雷击风险评估的最优化效果，如下图表所示：
（二）雷击风险评估技术的特征分析
雷击风险评估技术的特征分析对于雷击风险评估来说同样不可或缺的，雷击风险评估技术的特征分析对于雷击风险的评估同样是非常重要的。雷击一般是伴随着暴雨天气一同形成的，所以雷击风险评估需要考虑到暴雨天气的影响因素。暴雨天气一般是降水量非常的巨大，还会伴随着雷击和闪电的发生，所以对于雷击风险评估来说，其特征分析需要对暴雨天气的特征分析规划在内，那么我将通过不同的方面针对雷击风险评估技术的特征进行详细的分析。首先是雷击发生时的天气因素分析，一般雷击的产生是电荷间的相互作用，所以这个方面的因素需要认真的考虑。其次是雷击产生时的能量释放因素，这个就比较复杂了，不同的条件下产生雷击的能量释放大小也不同，有些雷击释放的能量非常的大，所以我们会听到很大的雷声，这些能量就通过声音的形式释放出来的。
在探究了雷击风险评估技术的特征后，气象站的工作人员会根据雷击的具体情况采取不同的措施进行各方面的评估探究。对于青海省的天气状况来说，由于青海省的特殊地理条件，海拔比较高气候条件恶劣，所以往往雷电更加能对当地的民众造成一定的伤害和影响。另外，在人口稠密的平原地区，雷电灾害会对这些地区的经济发展和人民的生活造成一定的影响，所以对于高原地区和平原地区的雷电灾害都要进行系统仔细的研究，只有这样才能够真正的了解雷电灾害发生的机理，才能够对雷击风险的评估技术特征分析的够透彻，进而可以得到有关雷电灾害的最新消息。总之，对于雷击风险评估技术的特征来说，需要气象站对于不同的雷电灾害做充分深入的研究，这样才能得出最可靠的雷击风险评估结果。
二、雷击风险评估技术的探讨
在雷击风险评估技术的探讨中需要对雷击风险评估的方法进行充分综合的探究。那么对于雷击风险评估方法的综合应用探究来说，需要掌握雷击风险评估技术的基本方法，这些方法对于气象站的工作人员来说都是必须掌握的。在对雷击风险评估技术的探讨中，评估的技术非常重要，气象站往往需要掌握最新的评估技术才能够在雷击风险评估中占据绝对优势，才能对雷击风险评估做出合理科学的探讨。气象站在雷击风险评估技术的探讨中，需要针对具体的情况做一些针对性的实验模拟，这些模拟实验对于工作人员研究雷击风险评估技术会有很大的帮助作用。在雷击风险评估技术的探讨中，科研人员会根据不同种类的气候条件下的雷电灾害进行讨论，这样更加有助于工作人员对雷击风险评估技术进行深入的探讨。
三、结语
本文通过对雷击风险评估技术的探讨做了具体详细的概述说明，通过青海省海西州气象局的相关监测和数据支持对未来的青海省天气状况都有了一些详细的了解，对于及时的掌握青海省的天气状况有着积极的影响。其次，对于雷击风险评估技术的探讨对于全国各地区共同对抗雷电灾害也有一定的启示作用。
参考文献;
[1] 李兴龙，丁新亚.Excel在建筑物雷击风险评估计算中的应用[J].建筑电气.2007年12期.
雷击风险评估范文3
关键词：移动基站；雷击风险评估；雷电电磁脉冲
1 概述
随着我国移动用户的不断增加和对移动网络服务精益求精的需求，移动基站的密度越来越大，由于移动基站天线塔较高，而且大多数移动基站位于郊区或者高山上，雷雨天气时极易遭受雷击，对基站内的通信设备造成损害，同时移动基站附近频繁的落雷还恶化了周围的电磁环境，对基站附近的电子信息系统也构成一定的危害，因此，有必要对移动基站做出科学而合理的雷击风险评估，将雷击基站的风险降到最低点。
2 雷击风险评估方法介绍
雷击风险评估是根据雷电及其灾害特征进行分析，对可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险计算，为建设工程项目选址和功能分区布局、防雷类别与防雷措施确定等提出建议性意见的一种评价方法。
雷击风险评估的主要任务包括：识别组织面临的各种风险（R）；评估损害风险概率（P）；评估损害的损失率（L）；可能带来的经济损失（Re）；确定组织承受风险的能力（RT）；确定雷电电磁脉冲屏蔽的效能（SE）；推荐风险消减对策（方案a、方案b）[1]。
同其它类型的雷击风险评估一样，风险计算主要包含三个重要的方面：雷击损坏的概率和损失率，而损坏概率又是与年预计雷击次数N，密切相关，直接决定着风险的大小。上述因子通过某种关系组织在一起，构成了风险值R。
3 移动基站的雷击风险评估
本评估方法的前提是没有给移动基站提供任何特殊的保护措施，这种保护措施包括基站自身组成的部分或者线缆外部自身的保护装置。但是，现实中总有一些因子减小了雷电对基站的影响，所以破坏发生的可能性总比理论要低一些。
3.1 移动基站雷击风险评估的公式
移动基站的风险R依然由雷击损坏的频率F，和损失率δ，且存在下列关系[2]：
R=∑F・δ
3.2 移动基站的组成及其雷电损害成因
移动基站由基站建筑物、电力线缆、电信线缆、基站设备和铁塔天线组成。根据雷电的破坏途径和规范，直接或者间接对移动基站造成的损坏成因可以分为四种：雷击建筑物或天线直接造成损坏；雷击邻近建筑物电流泄放入地时通过电阻或电感耦合对移动基站内设备造成的损坏；雷击入户设备（电力、电信线缆）造成的损坏；雷击与基站连接的铁塔天线时造成的损害。
3.3 雷击损坏的频率F
风险区域包含组成基站的各个构筑物的单独风险区域部分，应该注意到不同的风险区域可能会重叠在一起，当计算总的风险区域时应注意这点，也就是说要单独计算每部分的实际等效面积。
高的天线铁塔在一定程度上可以保护比它矮的移动基站的机房免受直击雷损害，一般直击雷引起的破坏要远远大于感应雷引起的破坏。因此，对于入户的线缆要比地面附近需要保护的区域优先考虑。
四个表达式分别描述了直击雷对基站造成的损害d，雷击基站附近引起的损害n，雷电击中线缆或线缆附近引起的损害s，雷击与机房连接的铁塔，对基站造成的损害a。在大多数的情况下，第三种引起的损害是占主要地位的，但是对比较大的建筑或者有移动铁塔的建筑，来自其它几种的影响占主导地位的。
在计算等效面积时将各种因素单独分开计算，有利于识别保护失败的原因，并提出最有效的方法。
3.4 损害概率P的估算
不同的概率P取决于用于降低损坏可能性的已经存在或将要采取的措施，所以影响P的各种因子可以分为两类，一类是本身自然具有的保护措施的因子，如建筑物的材料、天线、地网；另一类是给建筑物或者线缆提供的特殊的保护装置的因子，如SPD、线缆屏蔽。概率P不能大于1。
同建筑物雷击风险评估中的损害概率P一样，移动基站的损害概率P也由几个分项组成，分别是基站内部及外部的地表类型、基站的结构类型、基站外部的保护装置、基站内部的保护装置和入户线缆的特性。这些概率值应该基于计算或者长时间的实践得出，但是当无法确定时，可以采取下列表格中的参考数据，当基站满足同一个表格内的多项时，应将各因子相乘得出风险值，因为采取的措施越多，损害的概率就越小。
3.5 损坏的风险R
移动基站可以承受的一系列的风险可以用下式表示：R=（1-e-F・t）・δ，可以简化为R=F・δ=∑Fi・δi
权重因子δ表示由于雷击移动基站附近或相应的入户线缆造成的间接破坏的影响。它表示没有保护的基站的年预计损害与被保护对象的总价值之间的关系。权重因子δ应该根据不同的损害类型采取不同的方法。
3.5.1 人员伤亡
人员安全是防雷保护设计和安装的关键问题。人身安全风险存在于绝缘体击穿或由于在安装和维护与线路连接的设备时发生的浪涌。为了防止发生严重的人员伤亡，人员伤亡的权重因子δ定为1。
3.5.2 服务设施损失
雷击造成服务设施的潜在损坏经常是很难估计的，举一个例子，假如一个移动基站在工作了24小时后被损坏了，一种严重的情况是在这段时间内或者更长时间内无法正常工作，比如附近的移动天线被雷击了。在这个假设下，δ=24/8760，但是，大多数情况下， 服务设施的损害仅仅是网络设施的一部分，损害的后果减小到nx/ntot，nx是因损害受影响的用户数量，ntot是连接到交换机或者远程站点的总用户数。
3.5.3 物理伤害
移动基站的内的硬件设备即使在没有保护的情况下也是很少损坏的。通常是连接到外部网络接口的部分会损坏，例如各种网络和通讯端口。对于硬件的损害，对应δ的典型值为0.2，更高的值用于雷电直接击到网络线缆时的选择。直击雷对移动基站机房或邻近设施，尤其是邻近的天线将会造成比浪涌侵入线路更为严重的损坏。对于没有保护的移动基站，δ值最高取到0.8已经算是比较现实了。
3.6 可接受的风险Raccept
保护措施的目的是为了减小损害的数量，把损害的风险降低到可以承受的范围之内，如果要考虑经济损失风险的话，可接受的风险水平要由移动运营商来决定。当可接受的风险水平确定以后，降低损害或用户服务设施的损害应该占决定性因素了。它包括不可用的设备、计算机、其他信息设备的直接费用。服务中断，可能也会影响到企业的生产力和收入，紧急服务由于操作失误造成的简介损失可能会更大，必须要给予高度的重视。排除经济损失外，移动基站的损坏主要包括两个方面：物理损失和服务设施损失。因此对应的可接受的风险也包括两个，可接受的物理损坏的风险和服务设施损坏的风险，该风险应由移动通信运营商给出，下表给出了参考值：
3.8 雷击大地密度Ng
Ng是雷击风险评估时非常重要的一个因子，原则上该因子应该由雷电监测预警系统监测到的实时雷电为依据计算得出，可以采用这样的方法，将某地区的移动基站全部用GPS定位，然后将基站的位置反定位到地图上，并且通过调阅雷电监测预警系统的雷电资料，对移动基站附近三公里范围内的地闪次数进行统计，用公式并且计算出移动基站的雷击大地密度：
3.9 磁场评估
雷电在形成和发生阶段，由于雷电感应原理可以形成两种干扰源，分别为静电场、雷电电磁脉冲。两种干扰中，雷电电磁脉冲对电子系统的危害最大。雷电电磁脉冲是发生地闪或云闪时产生的一种时变电磁波，通过传导干扰和电磁辐射干扰两种方式对信息系统造成危害。对于传导干扰，一般是在相应线路上安装浪涌保护器，对设备的线路端口进行保护，而电磁辐射干扰，必须采用电磁屏蔽的方式，从静电屏蔽和雷电电磁脉冲屏蔽入手，利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播而达到消减电磁场强度的目的。
评估移动基站的屏蔽效能时，可以用屏蔽体电磁效能测试系统的振荡器产生接近首次雷击或后续雷击的电磁波频率，测试现有建筑物和机柜的屏蔽效能，根据测试结果和设备对电磁骚扰的抗扰度进行屏蔽设计。
屏蔽体的屏蔽效能用下面公式表示：
SEH=20lgH0/HS（H0：屏蔽前某点的磁场强度，HS：屏蔽后某点的磁场强度）。
实验室表明，当磁场强度大于0.07高斯时，的电路板会发生误动作，大于2.4GS时的电路板会发生永久性损坏。因此，屏蔽效能的评估也是雷击风险评估中非常重要的一个项目。
4 结束语
随着雷击事故的不断发生，雷击风险评估已经受到各个行业的关注。现有雷击风险评估还停留在建筑行业，对于特殊行业如化工、基站、风电、油轮的雷击风险评估还处于空白状态，文章提供的移动基站的雷击风险评估给出的方法和思路，依然遵循建筑物雷击风险评估的常规方法，可为其它特殊用途的生产、生活场所提供雷击风险评估新的思路，完善防雷减灾工作，为重大项目的决策提供一个科学的依据。
参考文献
[1]苏伟，罗佳俊.雷击风险评估程序的开发与应用[J].电气技术，2010（4）：32-36.
[2]易高流.雷电监测资料在雷击损害风险评估中的应用[J].江西气象科技，2004，27（4）：45-47.
[3]尹娜，肖稳安.区域雷灾易损性分析、评估及易损度区划[J].热带气象学报，2005，21（4）：441-448.
雷击风险评估范文4
关键词：新建建筑物雷击风险
中图分类号：TS958文献标识码： A
Lightning Risk Assessment of new Building
Li ya qin , xu hong mei , liu xiu
(FuYang Meteorologal Bureau,AnHui FuYang)
Abstract：Basing the lightning risk assessment of the new building hailiang Washington serviced apartment building, lightning risk assessment and analysis of the lightning risk assessment factors and related evaluation technology is discussed in this paper, using the principle and method of science, probability of buildings may suffer from lightning and lightning for the analysis of the severity of the consequences, put forward the corresponding technical measures to prevent. Aims to provide a scientific basis for further work for lightning protection and disaster mitigation.
Key words：new building, thunder and lightning disaster
雷暴是强对流天气的产物，对国民经济和军事活动危害较大。而且越来越多敏感电子器件的应用，使得雷电灾害也逐年上升，雷电的巨大破坏力，给人类社会带来惨重的灾难，它极大地影响着人民生命和财产的安全。据估计，全世界平均每分钟发生雷暴2000次，每年因雷击造成的人员伤亡超过1万人，直接经济损失达160亿元以上。中国每年因雷击造成的人员伤亡约3000-4000人，财产损失50-100亿元。阜阳市位于淮北平原的西部、黄淮海平原南部，地处北暖温带南缘，属暖温带半湿润季风气候，是冷暖气流频繁交汇的地带，雷暴天气频繁。随着阜阳市经济社会的快速发展，雷暴造成的损失日益增加。据不完全统计，我市每年因雷击造成的人员伤亡数10人，财产损失数千万元。这就要求我们要不断提高雷电防护的水平，完善雷电防护的方法。只有认真做好雷电防御工作，才能把雷电灾害降到最低点，更好地保护人民的生命财产安全，促进社会经济的持续发展。本文以国家标准IEC62305、GB/T21714、GB50343 和QX/T85等技术标准 为依据，对海亮华府酒店式公寓进行雷击风险评估，对评估对象可能遭受雷击的概率以及雷击后产生后果的严重程度等进行科学系统地计算与分析，确定风险总量，并从安全和经济合理性出发，提出综合防雷对策措施。以探讨复杂建筑雷击风险评估的技术。
1周边环境
1.1项目概况
项目位于阜阳市淮河路与规划西清路交叉口，总建筑面积16173.46O，最高建筑高度55.9m。设地下室，一层、二层为商业，三到十三层为酒店式公寓，是人员相对密集的场所。建筑内部设置了各类电气、弱电系统。项目所在区域－1m～－9m 土壤层的平均土壤电阻率ρ 约为20.8Ω・m，以下为安徽省闪电定位监测网资料所显示的项目所在地阜阳市的雷电情况。
1.2气象资料
阜阳市年平均雷暴日的空间分布，图1显示，阜阳市年平均雷暴日的空间分布特征为由东南向西北方向逐渐减少。最多是颍上县年平均雷暴日为30天左右，其次是阜阳市和阜南县为27-29天，太和县年均雷暴日在26-28天，临泉县和界首市最少年均雷暴日为26天左右
。
图11960-2009年阜阳市年平均雷暴日
Figure 1 1960-2009 in Fuyang City, the average annual thunderstorm days
阜阳雷击幅值主要分布在8kA-100kA。从图2中可知小于8.0kA的雷暴数大约为359个，占总雷暴数的12%。具体情况如A-10所示。项目所在地的雷电活动在一年中的6-8月为一高发时段，一天中的14：00～20：00为一高发时段。
图2 阜阳雷击幅值
Figure 2 Fuyang lightning amplitude
2研究方法
2.1雷击风险评估类型分析
根据雷击点位置的不同，可分为以下几种情况：
S1：雷击建筑物
S2：雷击建筑物的邻近区域
S3：雷击公共设施
S4：雷击公共设施的邻近区域。
L 为一次雷击产生的损失平均数量，与被保护物体的的用途、人员在场情况、公共服务设施的类型、受损的货物价值和采取减少损失的措施有关，根据损失类型不同分为以下几种情况
L1：致人死亡
L2：为大众服务的公共设施的损失
L3：文化遗产的损失
L4：经济损失（建筑物及其内部装置，公共设施及其功能失效）
雷击风险R 是指由雷击导致的建（构）筑物及公共设施的可能平均年度损失， 不同类型损失对应的风险R 是不同风险分量Rx 的总和，相关的相应风险有以下几种：
R1: 致人死亡的风险
R2：为大众服务的公共设施损失的风险
R3：文化遗产损失的风险
R4：经济损失的风险
经过分析，该建筑遭受雷击造成的损失主要是人员生命损失（L1型）和经济损失（L4 型），而向公众服务的损失（L2型）可忽略不计，社会文化遗产的损失（L3 型）则不存在。相应的风险种类有致人死亡的风险R1和经济损失的风险R4，为大众服务的公共设施损失的风险R2和文化遗产损失的风险R3则可不计。
2.2雷击风险评估分量分析
经过分析该项目存在着风险分量R A、RB、RC、RM、 RU、 RV、 RW、 RZ，具体分析见表1。
表1 风险分量分析
Table 1 Risk components analysis
分量 含义
R A 在建筑物3米区域内，由触摸和跨步电压导致的对活体的伤害与RA有关
RB 在建筑内由危险火花所引发的火灾或爆炸，对整个环境可能造成威胁，此情况下导致的实体损害与RB有关
RC 与雷电电磁脉冲防护引起的内部系统失效有关。
RM 与雷电电磁脉冲防护引起的内部系统失效有关
RU 与建筑物内由于触摸和跨步电压导致的对活体的伤害相关
RV 与雷电流通过或沿着入户公共设施导入所致的实体损害有关
RW 与入户线路中存在并导入建筑物的感应过电压引起的内部系统失效有关
RZ 与入户线路中存在并导入建筑物的感应过电压引起的内部系统失效有关
根据本项目的性质和特点确定:人员生命损失风险R1 = RA+ RB+ RU+ RV
经济损失风险R4= RB+ RC+ RM+ RV+ RW+ RZ
2.3建筑物区ZS划分
为评估每项风险的组成，本建筑物可划分为区Z1（户外）、Z2(地下室)、Z3（商业）、Z3（公寓住宅）。根据不同区域的具体情况取值不同的参数见表2-5
表2Z1区参数
Table 2Z1 area parameter
参数 注解 符号 量值
地表类型 混凝土、地砖 ra 0.01
接触和跨步电压触电概率 利用建筑物钢筋做引下线 PA 0
建筑物外3米区域接触和跨步电压损害相对量 活动的人员有接触和跨步电压损害的可能 Lt 0.01
表3Z2区参数
Table 3Z2 area parameter
参数 注解 符号 量值
地板类型 混凝土 ru 0.01
火灾危险 一般 rf 0.01
人员生命损失特殊危险 低度惊慌 hz 2
经济损失特殊危险 无特殊伤害 hz 1
火灾防护措施因子 自动报警装置 rp 0.2
建筑物边界屏蔽 有 KS1 0.504
内部屏蔽 有 KS2 1
接触和跨步电压导致损失 建筑内 Lt 0.0001
物理损害导致的损失（生命） 地下室 Lf 0.01
物理损害导致的损失（经济） 地下室 Lf 0.1
内部系统故障损失 地下室 Lo 0.0001
表4Z3区参数
Table 4Z3 area parameter
参数 注解 符号 量值
地板类型 大理石、瓷砖 ru 0.001
火灾危险 一般 rf 0.01
人员生命损失特殊危险 低度惊慌 hz 5
经济损失特殊危险 无特殊伤害 hz 1
火灾防护措施因子 自动报警装置 rp 0.2
外屏蔽 有 KS1 1
内部屏蔽 有 KS2 1
接触和跨步电压导致损失 建筑内 Lt 0.0001
物理损害导致的损失（生命） 商业 Lf 0.05
物理损害导致的损失（经济） 商业 Lf 0.2
内部系统故障损失 商业 Lo 0.01
表5Z4区参数
Table 5Z4 area parameter
参数 注解 符号 量值
地板类型 大理石、瓷砖 ru 0.001
火灾危险 一般 rf 0.01
人员生命损失特殊危险 低度惊慌 hz 5
经济损失特殊危险 无特殊伤害 hz 1
火灾防护措施因子 自动报警装置 rp 0.2
外屏蔽 有 KS1 1
内部屏蔽 有 KS2 1
接触和跨步电压导致损失 建筑内 Lt 0.0001
物理损害导致的损失（生命） 公寓 Lf 0.1
物理损害导致的损失（经济） 公寓 Lf 0.1
内部系统故障损失 公寓 Lo 0.0001
2.4截收面积的计算
所有线缆均为埋地引入，且长度未知，取Lc为1000m，H取55.9m。因为此建筑为不规则建筑物，利用CAD作图法以及计算公式求得其截收面积的值如表6所示。
表6 Ad、Am、Ai、Al numerical
Table 6Ad、Am、Ai、Al numerical
符号 解释 值
Ad 建筑物雷击截收面积 123065.5O
Am 附近地面截收面积 188507.6O
Ai 入户线路截收面积25Lc√ρ 114017.5O
Al 线路附近大地截收面积(Lc-3H)√ρ 3795.9O
2.5 相关公式及计算结果
即R＝Rx，Rx＝Nx×Px×Lx， 式中Nx 为每年影响建筑物及公共设施的雷击次数（单位： 次／ a），N 与雷电对地闪击的密度、被保护物体特征、周围环境和土壤特征有关。P为一次雷击造成建筑物的损害概率，与被保护物的特征和防护措施有关。PA为0，PB为0.01，PC、PM 、PU 、PV、 PW、 PZ均为1。L 为一次雷击产生的损失平均数量，与被保护物体的的用途、人员在场情况、公共服务设施的类型、受损的货物价值和采取减少损失的措施有关。阜阳市雷击大地密度Ng为2.7次/平方千米・年，建筑物位置因子Cd为0.5，入户线路场地因子Cd为0.25,入户线路变压器因子Ct为0.2,入户线路的环境因子Ce为1。计算结果见表7。
雷击建筑物年预计雷击次数： 、
ND＝Ng×Ad×Cd×10-6≈0.166
雷击入户线路的年预计雷击次数：
NL＝Ng×Al×Cd×Ct×10-6≈0.000512
雷击建筑物附近的年预计雷击次数
NM＝Ng×(Am-Ad×Cd)×10-6≈0.34
雷击入户线路附近的年预计雷击次数
NI=Ng×Ai×Ce×Ct×10-6≈0.016
表7 各分区人员生命损失和经济损失分量
Table 7Each partition losses of life and economic loss of weight
分量 Z2 Z3 Z4
人员生命损失 RA 0 0 0
RB 6.64E-08 8.3E-07 1.66E-06
RU 8.27E-07 2.05E-07 2.05E-07
RV 8.19E-08 2.56E-08 5.12E-07
经济损失 RB 3.32E-07 6.64E-07 3.32E-07
RC 6.64E-05 6.64E-03 6.64E-05
RM 6.0E-06 1.2E-05 1.2E-05
RV 4.096E-07 8.192E-07 4.096E-07
RW 2.048E-05 2.048E-05 2.048E-05
RZ 6.195E-04 6.195E-04 6.195E-04
2.6 结果分析与应对措施
雷击海亮华府酒店式公寓引起人员伤亡的风险总量R1=4.41E-06＜1.0×10E-05(规范规定的人员生命损失最大允许值),对于人员生命损失方面此建筑在防雷设计等级下，符合规范要求。
雷击海亮华府酒店式公寓引起经济损失风险总量R4=3.02E-02，对于经济损失，规范未给出固定的最大容许值，容许值可由项目方确定，也可由评估方综合项目特点给出量值，本项目将本值定为1.0×10E-03，因为R4=3.02E-02＞1.0×10E-03所有本项目必须采取相应的雷电防御措施，对初步的防雷设计加以修改完善，使得风险降到容许值以下。
措施：1）按照Ⅲ类防雷建筑物设计直击雷防护，所有屋顶装置都有着完善的直击雷防护和具有作为自然引下线的连续金属框架或钢筋混凝土框架的建筑物，电源系统和弱电系统设置根据设备需要设置完善的电涌保护器防护，外来线路需埋地敷设，在室内线路安装需套钢管敷设，钢管需接地良好。
2）当采取上述建议设计并施工后，雷击建筑物导致内部系统失效的概率PC降为0.03，雷击建筑物附近导致内部系统失效的概率PM降为0.03，雷击入户设施线路导致物理损害的概率PV、PW、PZ均降为0.03。
当采取以上防护措施后，经济损失损失风险总量变为R4=4.65E-04＜1.0×10E-03
3 结语
1）关于分析计算：对于新建建筑物，进行雷击风险评估时，要从两方面进行评估，即人员生命损失和经济损失。需要注意的两点就是截收面积和建筑物分区的计算。
2）关于降低风险所采取的措施：除应按照规范安装相对应的SPD外，所有非屏蔽信号线缆应敷设在金属屏蔽线槽（管）内，金属屏蔽线槽（管）应保持良好电气导通性，并应在雷电防护区交界处做等电位连接并接地。
3）新建建筑物应该在雷击风险评估报告的指导下进行防雷详细设计和具体施工，以保证工程的质量和人员生命以及财产的安全。
参考文献
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雷击风险评估范文5
关键词：闪电；风险评估；监测数据；应用
中图分类号 P427.32 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）12-0132-03
The Application of Lightning Monitoring Data in the Risk Assessment of Lightning in Heze
Cheng Meng1 et al.
（1Meteorological Bureau of Juye，Juye 274900，China）
Abstract：The lightning monitoring data from June 2014 to July 2006 in Heze area，which is acquired by lightning location system of Shandong Province，is used to analyze the variation law of the lightning density with the time in the range of 5km，and the parameters of lightning amplitude. The results show that the lightning density acquired by the lightning monitoring and artificial observation differs greatly，the former is more accurate；lightning activity have obvious change over time，we should make arrangement for production and operation process reasonably and avoid risk according to changes. It is concluded that the intensity of lightning current and cumulative probability distribution according to the analysis of lightning current intensity changes，in the calculation of the impact of current value for each protected mode of surge protection device，the measured values is more reasonable than the recommended value.
Key words：Lightning；Risk assessment；Monitoring data；Application
雷击风险评估是根据雷击大地导致人员、财产损害程度确定雷电防护等级、类别的一种综合计算、分析方法。有利于建设项目选址、功能分区布局、确定防雷类别与防雷措施、提出雷灾事故应急方案、保障人民生命和财产安全。
近年来，一些学者针对雷击风险评估方法及其应用进行了探索性研究[1-8]。例如，赵军等基于风险评估的基本思路，总结了雷电灾害的作用机制和雷击风险评估的理论和方法[1]。问楠臻等利用广州市雷电监测网数据，按1km2的网格进行区域划分，通过加权得到地闪密度[2]。钱强寒等根据在以IEC62305―2进行雷击风险评估进行风险评估实践中时的一些经验，介绍了各雷击风险分量的鉴别方法[3]。樊荣等从落雷密度的概念出发，利用克里金（Kriging）插值法，计算任一经纬度上的多年平均雷暴日数，并使用C#语言编制出计算落雷密度的软件。还有些学者通过对各地的雷击大地年平均密度和多年平均雷暴日的分析，总结出了符合当地特点的两者的关系式[5-6]。以上研究，部分涉及雷击大地密度，但均没有综合研究闪电监测数据得出闪电时空分布规律并运用到雷击风险评估中。目前尚未见到针对菏泽市雷电监测数据的处理，并将其应用于雷击风险评估业务。因此，对该地区评估对象附近的地闪密度、雷电活动时间变化、雷电强度分布的研究，有利于评估参数的准确取值，得出科学的评估结论。
1 利用闪电监测数据确定地闪密度（Ng）及其在雷击风险评估中的应用
1.1 利用人工观测资料计算Ng的局限性 雷击风险评估的传统方法中，通常采用当地气象部门提供的所在城市的年平均雷暴日（Td）来计算评估点的Ng值，即Ng=0.1Td。该年平均雷暴日来源于观测人员的观测数据，1d内只要观测到1次或1次以上的雷声就算是1个雷暴日。但由于人工观测的局限性（人的监听范围通常半径为8～12km），以行政区域为代表的雷电参数并不能代表该辖区的雷电特征。因此，在进行年雷击次数的估算时，应以在评估对象所在区域测得的地闪密度为准。
1.2 利用闪电监测数据确定Ng
1.2.1 山东省闪电定位系统简介 山东省闪电定位系统是LD-II型闪电定位系统，主要由13个分布在全省各地的闪电定位仪、一个中心数据处理系统和图形显示终端构成，采用磁定向时差遥测法进行闪电定位，各个定位仪将接收到的闪电信息和GPS时间信息，通过通信网络传送至中心站计算机，通过中心数据处理系统的计算，得到闪击的时间、位置、极性、强度等参数。该系统时钟同步精度可达到0.1μs，山东省内大部分地区闪电探测效率理论值为95%，定位精度可达到300m。
1.2.2 以具体评估对象为实例确定Ng 根据雷击大地的年平均密度的含义即一年里某一确定地区的地闪次数，通过闪电定位系统提供的一年中某地区的地闪次数再除以该地区的面积可以得到更为精确的雷击大地的年平均密度。计算公式为
（1）
其中：D―一年中的地闪次数（次/a），S―面积（km2）。
菏泽市辖区内某化工企业中心点经纬度为：E115.530778，N35.09000，在山东省闪电定位监测数据中提取8年来（2006年7月―2014年6月）距离该点一定距离之内（以方圆5km为例）的闪电数据，期间共发生地闪1 406次，平均每年176次，根据公式（1）计算出雷击大地密度为1.76次/km2・a，而根据观测的雷暴日计算出的雷击大地密度为3.06次/km2・a，两者有较大差异。根据地闪的分布，利用surfer8.0绘制出地闪密度分布渐变图（图1），可以清晰的显示出方圆5km内各位置雷击密度的大小，为雷击风险评估结论提供参考。
2 利用闪电监测数据分析闪电月变化规律及其在雷击风险评估中的应用
该区域发生的1 406次地闪中，负地闪1 377次，占总地闪的98%，正地闪29次，占总地闪的2%（表1）。
由图2可以看出，该地域地闪月分布呈单峰状，始于2月，结束于11月。峰值出现在8月，地闪总数为723次，约为其余11个月的总和。雷电主要活动期为6、7、8月，共1 260次，占总闪数的89.6%，1、2、9、10、11、12月基本没有地闪发生。该地区闪电月变化规律，为雷击风险评估的指导意见提供了参考依据。该化工企业每年6月份前需对化工户外装置、罐区、楼房、机房、配电室等进行防雷装置安全检测。企业的集体户外活动要尽量避开6、7、8月，可以安排在防雷设施完善的建筑物内。每次雷雨天气后，安全人员要检查防雷接地装置是否损坏，电源和信号系统的浪涌保护器工作状态是否正常，如有异常，要及时整改。办公人员使用电脑等电器时也要避开闪电多发期，降低闪电电涌侵入造成人员伤亡的风险。
3 利用闪电监测数据分析闪电时变化规律及其在雷击风险评估中的应用
该地区的地闪时分布呈多峰状，2个最大的峰值出现在00：05和11：00左右，地闪数占总闪数的44%，16：00和19：00左右雷电活动也较频繁。雷电活动随时段的不同有明显变化，企业施工运行时应根据日变化合理安排工作进程，可将潜在雷击危险显著降低，建议6、7、8月份的00：05和11：00不安排施工。
4 利用闪电监测数据分析雷电流强度变化及其在雷击风险评估中的应用
由图4可知，该地区雷电流强度在5～10kA的地闪数为412次，占地闪总数的比例最大，为29.3%，其次为10～15kA的地闪402次，所占比例为28.6%，0～35kA的地闪所占比例为98.9%，大于35kA的地闪只占1.1%，没发生过大于55kA的地闪。负地闪的雷电流强度分布和总地闪的吻合度很好。
在进行雷击风险评估时，电源线路上电涌保护器安装位置和选型将直接影响评估因子的取值。而雷电流幅值是确定电涌保护器雷电流参数的一个重要的依据。电源总配电箱处所装设的电涌保护器，其每一保护模式的冲击电流值，当电源线路无屏蔽层时宜按式（2）计算，当有屏蔽层是宜按式（3）计算[10]：
式中：I―雷电流，取200kA、150kA、100kA；n―地下和架空引入的外来金属管道和线路的总数；m―每一线路内导体芯线的总根数；Rs―屏蔽层每km的电阻（Ω/km）；Rc―芯线每km的电阻（Ω/km）。
给定的首次正闪击雷电流的幅值参考值，第一类、第二类、第三类防雷建筑物对应分别为200kA、150kA、100kA。如果评估中采用上述推荐值，得出的计算结果并不能真正反映评估对象所需要的电涌保护器的雷电流参数。由图5可以看出，雷电流大于5kA的累积概率为81.9%，大于10kA的累积概率为52.6%，大于50kA的累积概率为1%，大于55kA的累积概率为0，也就是说此区域内8年来未出现过大于55kA的地闪，若采用推荐值150kA（该企业为第二类防雷建筑物）计算，需要安装的SPD通流容量偏大，鉴于雷击风险评估的目的是寻求最低雷电灾害事故率、最少的雷电灾害损失和最优的防雷安全投资效益，I取55kA较为合适。
5 结论与讨论
利用由山东省闪电定位系统获取的菏泽地区2006年7月―2014年6月闪电监测数据，计算得到评估对象周围5km范围的雷击密度，地闪月分布规律、地闪时分布规律以及雷电幅值参数，分析发现：（1）利用闪电定位系统监测数据计算得到的雷击大地密度为1.76次/km2・a，而根据观测的雷暴日计算出的雷击大地密度为3.06次/km2・a，两者有较大差异，前者更符合实际。（2）雷电活动随月份和时段的不同有明显变化，评估对象应根据月变化和日变化规律合理安排生产运行进程，并在闪电高发期前进行防雷装置安全检测，规避雷电灾害风险。（3）通过闪电监测数据分析雷电流强度变化得出雷电流强度分布和累积概率，此区域内8年来未出现过大于55 kA的地闪，计算电涌保护器每一保护模式的冲击电流值时，I取55kA较规范推荐值合理。
山东省闪电定位系统在全省范围内有13个闪电定位仪，随着该系统的进一步完善，闪电定位仪的增加，该系统同步精度和定位精度将进一步减小，闪电探测效率也将进一步提升，为雷击风险评估的各参数的选取提供更准确的监测数据，评估结论也更科学。
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雷击风险评估范文6
1雷电灾害风险评价体系理论
雷电灾害风险的评价与管理工作，是当前国际减灾防灾管理中较为先进的模式，已经成为灾害科学等学科的发展方向和研究课题。雷电灾害的风险评估是指在一定时限范围内，对风险区遭受到雷击灾害的概率，以及可能造成的后果进行定量分析和评估。其内容主要包括2个层面：一是对发生雷击灾害可能性较大的区域，进行雷击风险的评价；二是对评估区域内发生的雷击灾害进行综合性分析。通过对雷击灾害风险进行识别、估测、评价，并以此为基础对各种防控风险的方式进行优化组合，就可有效管控雷击灾害带来的损害并且妥善处理损失，以最小的成本来获得最大的安全保障目标。
2雷电灾害风险评估的目的及作用
就减轻雷电灾害带来的损失而言，通常有3种方式：一是加强雷灾天气的预警工作，提醒人们在雷电灾害到来之前做好相关预控措施，例如关闭各种用电设备等；二是防雷项目的建设，有利于提高建筑物的防雷能力；三是强化事故抢险救援工作的能力。我们国家虽然对雷暴的临近预警能力有了很大的提高，但是依旧处于起步阶段，对于一些特殊的公共行业来说（电力、医疗等），要求在雷暴来临之际关闭所有的电力设备有些不切实际。而目前的技术对雷电灾害救援工作来说也还不够成熟，所以进行防雷建设的就成为最重要工作，防雷措施可以大大提高建筑物的防雷击能力。雷电风险评估是根据评估目标所在地雷电活动时空分布特征及雷电灾害特征，分析、评估、计算雷电可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险，达到优化项目选址、合理功能分区布局、确定防雷类别（等级）和最佳防雷措施，并能实时应急处理雷电灾害事故的目的。雷电风险评估是雷电防护目标实现综合雷电防护的首要程序，为科学设计、经济投资、应急处置雷害提供准确的数据，是实现预防为主，科学防雷理念的必要条件。因此，一方面要加强雷暴灾害的预警工作，另一方面要通过对雷灾风险的研究，确定雷电灾害高发区域的范围，以此来有效地提高防雷资金的可利用效率，合理安排防雷工程的建设，根据雷电灾害风险程度依次确定最佳的防雷计划，对不同目标采用差异化的防护，使防护措施有最高的性价比，防止防雷工程的盲目性建设。
3雷电灾害风险评估方法
雷电灾害带来的风险与其他自然灾害的风险本质相同，都是多种自然因素相互作用的结果，它往往受到某个区域自然系统、社会系统等因素的影响。在相同的区域内，因雷电造成灾害的风险机制大致相同，孕灾环境也别无二致，因此可以采用相同的风险评估办法，来表示该区域内雷电灾害风险的大小以及对比关系。以历史气象灾害统计的相关数据为依托，采用模糊数学法、灰色系统法等数学方法，对当前的雷灾风险作出预测。当前公认评价较好的自然风险形成机制，主要包含的内容为：在某区域内发生自然灾害的风险，由自然灾害危险性（H）、暴露（E）、承灾体的易损性（V）、防灾减灾能力（C）4个风险因素相互交织而成，表达式为：R＝H•E•V•C。但是这些因素比较抽象笼统，因此需要与雷电灾害的形成机制相互结合，再采用多元分析法或者分层分析法等数学方法，对其进行量化，得出该区域的雷电灾害风险评估计算公式才可以更加准确、详细地对雷电风险进行预测，而且可操作性更强。
4雷电灾害风险评估表达式
由于文中涉及雷电风险评估的主要研究对象是人以及建筑物，因此建筑物遭受雷击风险的通用表达式为：此外，若该建筑物使用类似避雷针等预防雷击的装置，那么建筑物遭到雷电打击的风险大小可以依据该装置的避雷效果呈现降低趋势。
5雷电灾害风险评估系统的设计
把建筑物所受到雷击评估的流程与计算机技术相结合，设计成雷电评估数据库，进而建立雷灾风险评估系统。该系统能够对建筑物受到的雷击风电度做出快速的评估，然后依据评估的结果，以最快的速度找出有效防治雷击的措施，进而减小损失。设计的内容主要包括以下几点。1．建立雷击灾害风险评估界面，同时要求设计数据处理窗体，存储输入、修改评估参数。2．建立数据库，主要用于保存雷电闪击次数及损害几率等常量，在该系统运行时，能够有效、快速地对建筑物所受到的雷灾风险值进行估算，进而采取适当的防雷保护措施。3．评估系统由很多功能不同的窗体组合在一起，每一个窗体都表示一定的功能块，所以用户可以在相关窗体下执行相应功能模块的操作。评估系统模块组成图如图1所示。
6雷电灾害风险评估的现状和未来
