雷电风险评估十篇

雷电风险评估篇1

本文对于海上风电工程的雷击风险评估，主要依据IEC提出的标准进行分析，通过对然灾害风险管理模型的分析，结合本研究防雷措施研究部分提出的各项防雷措施，引入雷击风险评估模型，并讨论雷击风险评估中需要考虑的各种风险评估因子，分析海上风电机组遭受雷击的各种情况，并归纳到各种影响因子中，从而确定风电机组遭受雷击的风险评估模型，对各种风险因子确定概率值，并进行风险计算，确定各项防雷措施的有效性和必要性。

【关键词】

海上风电；雷击；风险管理

1引言

风力发电是一种绿色能源，得到了政府的大力支持，近几年来在我过也取得了迅速的发展，在我国西北及沿海的部分地区，都建成了大规模的风电工程，海上风电因为其得天独厚的优势，在近几年来也得到了迅猛的发展。然而，由于自然条件的原因，世界各国风力发电系统均存在雷害问题，根据一项统计显示，每年有8%的风力涡轮发电机会遭受一次直击雷击，风电发展至今，风力涡轮发电机遭受雷击损害的事件仍然层出不穷；海上风电工程往往所处环境更加恶劣，风电机组遭受雷击的概率更高，损失也更为严重[1~2]。所以，研究海上风电工程的雷击防护问题，具有颇为重要的意义，而风电机组的雷击风险评估问题，解决的是在海上风电项目设计阶段防雷措施在项目投资中所占比重的大小，是支撑风电机组防雷技术研究的策略性问题，它能够给出一个风电场以及每台机组在当地遭受雷击风险的大小，根据这个风险值，设计者可以考虑相应的防雷措施。

2雷击风险评估及其管理概述

2.1雷击风险评估风险评估是指为了评估风险而对特定风险做评价与估算的一个过程。雷击风险评估是根据己掌握的统计资料，对与雷击风险相关联损失的可能性及损失程度定量化的统计计算和分析研究，确定损失发生的概率及严重程度，确定种种潜在损失可能对经济单位、个人或家庭造成的影响。

2.2风险管理风险管理最早起源于20世纪20年代，在风险管理发展过程中，形成了许多较为成熟全面的定义，如美国学者威廉斯和汉斯就认为“风险管理是通过对风险的识别、衡量和控制，以最少的成本将风险导致的各种不利后果减少到最低限度的科学管理方法”。

2.3雷击灾害风险管理雷电灾害是风险事件的一种，雷电灾害的风险特征与一般的企业的风险特征有很多相似的地方，因此，现代企业风险管理的某些理论、方法可以应用到雷电灾害的风险管理工作中来。

3珠海桂山海上风电场雷击风险评估

3.1风电厂厂址条件珠海桂山海上风电场位于珠海市桂山岛西侧海域，实际用海面积约33km2，水深约6～12m，装机容量为198MW。第一批风电机组为单机容量为3MW级（3～4MW），总容量约为100MW（不少于100MW）的并网型海上风力发电机组，偏差不超过1台机组。风电场在三角岛建设升压站1座，通过2回110kV海底电缆与珠海陆域连接。珠海位于广东省珠江口的西南部，地势平缓，倚山临海，海域辽阔，百岛蹲伏，属亚热带海洋性气候，常受南亚热带季风影响，多雷雨，其中4~8月雨量集中，占全年降雨量的7成以上，近年来平均雷暴日数为62d。

3.2海上风电雷击风险评估计算步骤

3.2.1风险评估步骤风险评估流程图如图1。对于雷击涉及人员生命损失、公众服务损失或文化遗产损失，表1给出了具有代表性的风险容许值的RT。

3.2.2雷击大地密度的计算雷击大地密度（Ng）是进行雷击风险评估的重要参数之一。计算公式为：Ng=D/SD———某地区一年中的地闪次数（次/a）；S———该地区的面积（km2）。根据目前的技术水平和条件，D和S都可以得到较为精确的数值，所以用D和S去计算得到的Ng值，通过查阅相关资料得到Ng=5。将用上面两种方法计算得到的Ng带入时序多指标决策下TOPSIS中的时间权重法公式。

3.2.3风电机组雷击频率评估风机年平均遭受的直击雷频率可由下式估算：电机附近没有其他物体时适合取Cd=1，在山地或山坡上安装时适合取Cd=2，位于特别潮湿的环境下适合取Cd=1.5。按照IEC61400-24的原则，所以风机的有效截收面积为。

3.2.力发电机可以接受的雷击频率根据IEC61024-1-1标准阐述的原则，可以接受的的雷击危险事件数Nc与直接雷击Nd及防雷系统效率E应遵循以下关系。一般原则，引下线的直径越大防雷系统越有效，接地系统越大防雷系统越有效。本工程中，风机位于海上，取Cd=1.5，风机的有效高度取h=90+55=145m，该地区雷击大地密度Ng=5.6。按照我国工程标准，针对本次工程中的实际情况进行分析，取Nc=10-3。因此，对于处于此环境下的海上风电机组，需要安装一个效率为99.98%雷电防护等级为Ⅰ级的防雷防护系统（LPS）。

3.3用模糊概率方法计算单台风电机组的雷击风险根据之前的分析，要求雷击风险R：在影响因子不确定的情况下，用以下模糊概率方式表达：3.4防雷措施安装效果评估从R1的计算过程和结果得到如下结论：分析R1的计算结果可以看出，风险R1主要受以下因素影响：内部系统失效产生的风险区域Z2中物理损坏产生的风险与入户线路上感应出的并传导进入建筑物内的过电压引起内部系统失效有关的风险评估过程中，由于风机没有采取防雷保护系统，对于线路也没有装设很好的屏蔽装置，因此计算结果R1≈62.06×10-5，大于容许值RT=10-5，需要对风电机组和线路进行防雷保护。对计算结果进行分析后采取以下防护方案：风机安装I类LPS；电力系统和控制系统安装I级的SPD保护装置，达到PSPD=0.01；Z2区安装自动火灾探测系统；风机和线路均安装屏蔽装置；采用本方案后，部分参数有所变化，各类损害概率如表3~4。由计算结果可知，当机组和升压站采取了高等级的防雷防护系统后，上述各因素造成的风险分量得到有效地抑制，根据最终计算得到的R1≈0.73×10-5，小于容许值RT=10-5，即雷击风险低于容许值，可知当风电机组安装一个雷电防护等级为Ⅰ级的防雷防护系统（LPS），即使处于多雷区（Td=62d）防雷保护系统依然能够可靠有效地防护雷击可能造成的各类风险，保护机组的正常工作。

4结束语

本次雷击风险评估计算过程中，对于各项参数的选取均参考实际海上风电工程中的实际环境和条件，结合IEC62305中规定得到，并根据规定中的方法进行计算得到结果。由于雷击的各种不确定性如雷击点的随机性、雷击是否造成损失以及损失大小均无法作出精确的判断等等原因，对于雷击灾害风险的评估，只能作出大概的判断而无法针对其有详尽的研究。由计算结果可知，由于风机所处环境遭受雷击概率较高，且遭受雷击后损失较大，针对机组和升压站需要配备I级的防雷防护系统，对机组和机组内部的各种设施以及升压站内部设施和布线均需要安装良好的屏蔽设施，对电力线路还需要配置性能良好的SPD，否则，雷击对于机组和风电场将产生远高于IEC规定的风险值，此外，各类防火措施也不容忽视，在有人员工作的区域需要采取良好的防触电保护措施。

参考文献

[1]孟德东.风电机组雷雷击损害风险评估方法研究[D].华北电力大学，2009.

[2]陈青山，等.汕头南澳风力发电场雷电环境分析和防雷技术研究[J].中国雷电与防护，2005，2.

雷电风险评估篇2

关键词： 雷暴； 雷电灾害； 雷电风险评估； 防雷措施

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）10?0018?06

深圳供电局有限公司某110 kV变电站位于深圳宝安区，宝安区位于山地丘陵地带，属于雷害高发地区。该变电站占地3 572 m2，其中办公楼高16.2 m，中心机房位于该建筑物的三楼。有多条架空线路进出该变电站。

1 某变电站雷暴环境分析

1.1 地理位置参数

以下是用ETREX 系列GPS定位仪在该变电站采集的地理位置参数（误差范围：5～10 m）：中心位置，中心点坐标为（113.922 325，22.675 686）。

该变电站在深圳市内所处地理位置如图1所示。根据已采集的数据资料和现场实地考察可知，变电站地处深圳市中心偏西北部。

1.2 地闪密度

2 雷电风险估算

2.1 雷电风险量化计算方法

2.1.1 风险定义

风险是指在某一特定环境下，在某一特定时间段内，某种损失发生的可能性。雷电风险是指因雷电造成的年平均可能损失（人和物）与需保护对象（人和物）的总价值之比。对建构筑物中因雷电可能出现的各类损失，应计算其所对应的风险，以更好地指导雷电防护措施的选择。

2.2 有关的数据和特性

某110 kV变电站位于深圳市保安郊区，当地年均雷暴日大约90天，属于强雷暴区，本报告主要针对公众服务损失风险R2进行估算（本变电站为无人值守）。

2.2.1 项目特性[1]

2.2.2 主控楼特性

假定地表为混凝土。采用柱内主筋做引下线，引下线外覆混凝土做绝缘，主控楼一般为无人值守。该建筑物内设置了自动灭火装置以及自动报警装置。火灾危险性质假定为一般等级。相关参数值如表1所示。

表4 相关参数值

2.3 预计年危险事件次数

影响本项目的危险事件年平均次数NX取决于项目所处区域的雷暴活动及其物理特性。NX的计算方法是：将雷击大地密度Ng乘以项目的等效截收面积，再乘以项目物理特性所对应的修正因子。

2.3.1 雷击建筑物年预计危险次数ND的估算

当采用光纤作为主干通信线路时候，不考虑邻近雷击感应电压影响。

综合以上计算结果，该变电站主控楼年预计危险事件次数见表5。

从表5可以看出，年预计危险事件主要为雷电直接击中建筑物及其附近以及110 kV高压线附近。

表5 预计年危险事件次数

2.4 雷击导致各种损害的概率

2.4.1 雷击建筑物造成的损害概率

2.6 建议风险控制措施

由于静电感应或电磁感应的作用，长距离传输的电力线路上极易感应产生雷电过电压并以流动波的形式沿电力线路向各用电设备侵袭。雷电流可由电力线传到附近几百米到2 km的用电设备，危及设备的正常运作最终造成设备损坏。电力线路是雷电进入弱电设备的主要途径。变电站的配电线路必须采取安全、可靠的防雷保护措施：安装电源过电压保护器，重要的系统设备应采取多级SPD保护。建议在在400 V站用交流屏内安装第一级电源防雷保护，在站内各装置柜内（各类保护柜、测控柜、直流充电柜、直流配电柜、通信电源柜等）安装第二级电源防雷保护，在站内的后台机、网络设备、通信终端等重要设备的电源输入端安装第三级电源防雷保护[4?5]。

主变保护柜的低、中、高压侧保护电压进线上分别并联安装电源过电压保护器。同时在母线与过电压保护器之间分别串联安装小型断路器用于过电压保护器的后备保护。

机房的信号线缆内芯线相应端口，应安装适配的型号线路浪涌保护器。浪涌保护器的接地端及信号线路电缆内芯未使用的空线对应在控制端（或两侧设备端）做接地处理。光缆的金属加强芯、金属挡潮层及所有金属接头、光端设备金属外壳等都应做等电位连接和接地处理。通信信号电缆应屏蔽进入机房，并应在入户配线架处安装适配的信号SPD，电缆内的空线对应做保护接地。当采用光缆传输信号时，光缆所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等，应在入户处直接接地。连接不同机房、不同间隔的通信信号线路由于线路长度较长，在电缆沟中布放情况复杂，容易引起二次干扰等现象，需要针对性防护[5?6]。

变电站一次系统与二次系统宜采用联合地网接地方式。若不采取联合地网方式则一次地网应与二次地网间隔15 m以上否则需要通过专用地极保护器连接两个地网。二次系统接地网应与高压开关柜绝缘，高压开关柜接地点与避雷器接地点距离应不小于15 m防止一次系统接地引起开关柜柜体电位升高对接地网的“反击”。

3 结 语

雷电灾害是影响变电站正常运行的关键因素之一，开展变电站雷电灾害风险评估是做好变电站防雷装置设计的重要依据之一。雷电风险评估是个综合、复杂的工程，以大量、繁杂的信息数据为基础，包括设计方提供的原始数据、建筑物的属性以及雷击风险评估方法所确定的有关参数，也包括相当数量的现场勘查数据。本文根据国家相关标准规定的方法，结合经验与实际情况，对于深圳某变电站进行风险评估，得出相关的结论，并提出了应加的防范措施，为变电站的防雷工程的设计与施工提出依据。

参考文献

[1] 中华人民工和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 21714.2?2008 雷电防护 第二部分：风险管理[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2] 中国人民共和国住房和城乡建设部.GB50057?94 建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社，2011.

[3] 中国人民共和国住房和城乡建设部.GB50343?2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[4] 中华人民工和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 21714.1?2008 雷电防护 第一部分：总则[S].北京：中国标准出版社，2008.

[5] 中华人民工和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 21714.3?2008 雷电防护 第三部分：建筑物的物理损坏和生命危险[S].北京：中国标准出版社，2008.

雷电风险评估篇3

《印象大红袍》是由张艺谋、王潮歌、樊跃共同组成的“印象铁三角”领衔导演的继《印象刘三姐》、《印象丽江》、《印象西湖》、《印象海南岛》后创作的第五个印象作品，是全世界唯一一个展示中国茶文化的大型山水实景演出，其观众席采用全球首创的可360°旋转的观众席，每5min就可完成一周的旋转，舞台视觉总长度达12000km．据有关统计，全球每年大约发生1．0×1010次雷暴，平均每天发生8．00×106次，其中对人类危害最大的地闪每秒钟就有30～100次发生，因雷电灾害具有瞬时性、分散性、广泛性以及频繁性，其已经被联合国列为“最严重的十种自然灾害之一”［1］．雷电灾害风险评估是根据项目所在地雷电活动时空分布特征及其灾害特征，结合现场情况进行分析，对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计算，从而为项目选址、功能分区布局、防雷类别（等级）与防雷措施确定、雷灾事故应急方案等提出建设性意见的一种评价方法．本文根据《印象大红袍》旋转观众席的结构特性、地理位置等因素对其进行了雷电灾害风险评估，计算出了《印象大红袍》旋转观众席因雷击造成的人员生命损失风险以及经济损失风险，并有针对性地提出了有助于降低人员生命损失风险及经济损失风险的指导意见．

1《印象大红袍》旋转观众席概况

《印象大红袍》是福建省武夷山市倾力打造的重点文化旅游项目，观众席可360°旋转，其直径为46．6m，投影面积为1705m2，高度为0．18～16m左右，呈马蹄形状，全钢结构．整个圆台可承载观众2000人同时旋转，采用10台液压马达并联驱动，外缘线速度为0～0．5m／s，并可根据演出需要在任意位置停止旋转，定位准确．设备电源采用三相五线制，电压380V，电源采用TN－S系统，由低压配电间引至机械旋转观众席开关柜．其坐落在武夷山国家旅游度假区武夷茶博园西南角，崇阳溪东侧河岸，背倚风光绮丽的武夷大王峰和九曲溪，从图1（a）（见第668页）可看出《印象大红袍》旋转观众席处于水陆交接处，从图1（b）可看出《印象大红袍》旋转观众席周边无高大建筑物，从四周环境分析可知，《印象大红袍》旋转观众席所处区域非常空旷，且属于非常孤立建筑物，因此极易遭受雷击．

2《印象大红袍》旋转观众席的防雷装置设计概况

《印象大红袍》旋转观众席为露天观众席，按第二类防雷建筑物进行设计，采用避雷针作为接闪器；设备电源采用三相五线制，电压380V，电源采用TN－S系统，由低压配电间引至机械旋转观众席开关柜；进出旋转观众席上设备间的弱电信号均采用无线信号；利用建筑物基础作为接地装置，防雷接地、保护接地及弱电接地共用一接地体，接地电阻≤1Ω．

3《印象大红袍》旋转观众席雷电灾害风险评估

3．1《印象大红袍》旋转观众席雷电灾害风险评估标准的选择目前，国际通用的雷电灾害风险评估标准有IEC61662、ITU－TK．39以及IEC62305等标准，国内通用的雷电灾害风险评估标准有GB50057、GB50343以及GB／T21714．2等标准，《印象大红袍》旋转观众席雷电灾害风险评估标准选择采用中华人民共和国气象行业标准QX／T85—2007．

3．2《印象大红袍》旋转观众席雷电损害的成因分析根据GB／T21714雷电防护等标准对雷电灾害损害与损失的分析，笔者认为雷电对《印象大红袍》旋转观众席的损害成因有以下5种：①直接雷电引起的着火、爆炸、机械效应及化学效应；②直接雷电下的接触电压和跨步电压；③间接雷电下设备上的过电压；④直接雷电下设备上的过电压；⑤间接雷电引起的着火、爆炸、机械效应和化学效应．

3．3《印象大红袍》旋转观众席雷电灾害风险评估的参数选定经分析，人员生命损失和经济价值损失可能会涉及到《印象大红袍》旋转观众席，因此本次评估只针对与其相对应的人员生命损失风险R1和经济价值损失风险R4加以评估．雷电灾害风险评估最大的难点是评估模型中各参数的选定［6］，因为每个参数选定的精确度将直接影响到最后的评估结果．表1～3列出了《印象大红袍》旋转观众席雷电灾害风险评估模型中所有涉及的参数，现将其中比较难选定的部分参数选择过程进行说明．（1）因该项目与其他建筑物间的弱电信号均通过无线传输，即无外接引入信号线，所以本次评估不考虑雷击该项目信号线路造成的人畜伤害以及建筑物物理损害的风险分量．（2）观众席的高度（H）．观众席呈马蹄形，高度从0．1～16．7m，考虑到观众席为露天，遭受雷击的后果比较严重，所以高度取16．7m，详见表1．（3）直接雷击致生物触电概率（PA）．《印象大红袍》旋转观众席为全钢结构，且整个观众席铺设了绝缘材料，但考虑到打雷的天气通常都有下雨的现象，一旦观众席遭受雷击，人员触电风险比较高，故PA值取1×10－2，详见表1．（4）外部防雷装置LPS（PB）．按图纸设计，《印象大红袍》旋转观众席的直击雷防护采用三根不等高避雷针，如图2所示，但经计算发现当1．8m的观众站在舞台中央（高度为4．6m）时《印象大红袍》旋转观众席的避雷针B、C不能对人进行有效的保护，如图3所示，且避雷针A、B之间的部分弧形舞台及未在避雷针保护范围之内［7］，如图4所示，避雷针A、C之间的部分弧形也未在接闪器保护范围之内，计算方法同上，故PB取值为2×10－1，详见表1．（5）根据图纸及现场勘查，配电房变压器低压侧以及旋转观众席电源控制柜未见有电源SPD的设计与安装，故PSPD取值为1，详见表2．

3．4雷电灾害风险值计算参数选定后，根据规范QX／T85—2007中给定的公式，先后计算出旋转观众席及相关引入设施截收面积（表4）、预计年累计雷击次数（表5）以及人员生命、经济损失风险（表6）等值。

3．5雷电灾害风险评估结论QX／T85—2007附录G规定当雷击涉及人员生命损失时，风险容许值RT＝10－5，通过以上计算可知，《印象大红袍》旋转观众席由雷击造成的人员生命损失风险R1＝4．2×10－5大于规范规定风险容许值RT；QX／T85—2007等相关规范虽然没有规定经济损失风险的容许值，但通过以上计算可知，《印象大红袍》旋转观众席由雷击造成的经济损失风险R4＝9．53×10－4，相较于R1要高出很多，另外，该项目在灯光、舞台等演出设备投资巨大，降低经济损失的风险值将有效提高演出设备的安全性，因此，从雷电灾害风险评估的角度认定《印象大红袍》旋转观众席的雷电防护措施是不完善的，为保证人员安全、减少经济损失，应全面完善《印象大红袍》旋转观众席的雷电安全防护措施，进一步降低可承受风险值．

3．6风险降低措施及分析通过对表6的分析可知，造成人员生命损失风险过高的主要分量在于RB、RV，二者贡献的风险分量占人员生命损失风险总量的99％以上，造成经济损失风险过高的主要分量在于RV，其贡献的风险分量占经济损失风险总量的59％以上，因此《印象大红袍》旋转观众席的雷电防护措施只针对RB、RV这两个参数进行以下改进：1）完善消防系统［8］，采取固定的自动灭火装置和自动报警装置；2）因观众席设计出口单一，且不可改变，只有完善应急疏散预案，平时加强应急疏散演练，才能降低特殊危害的等级，达到低度恐慌；3）因《印象大红袍》旋转观众席的防直击雷措施不完善，使得LPS（0．2）等级偏低，因此需加强直击雷防护措施，使LPS等级达到Ⅱ类［9］；4）在配电房低压侧安装第一级SPD，在旋转观众席控制柜安装第二级SPD，才能有效地减少雷电对电源线路的危害［10］；采取以上整改措施后，有效地将《印象大红袍》旋转观众席人员生命损失风险R1降低到QX／T85—2007规定的容许值以下，并且大大降低了经济损失风险R4的风险值．

4对《印象大红袍》旋转观众席防雷措施的建议

雷电风险评估篇4

关键词 移动基站；雷电；风险评估；必要性；方法

中图分类号 S761.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）01-0257-02

随着移动全球气候变化，雷电灾害的发生范围和破坏的强度正在慢慢加大，目前已被联合国有关部门列为“最严重的10种自然灾害之一”，被中国国家电工委员会称为“电子时代的一大公害”。对于通信行业而言，雷暴天气产生的危害同样不容忽视。多年来，雷暴一直威胁着通信基站的安全，损坏移动基站的设备，影响网络运行，影响市民正常通信，对经济建设也造成很大损失，因此加强移动基站的雷电灾害的风险评估有着很大的必要性。近年来，气象部门都相继开展了雷电灾害的风险评估，雷电风险评估技术也已发展到了一个相当成熟的阶段，但唯独对移动基站雷电风险评估在山西省目前来说还是一片空白。

1 雷击事故调查

1.1 现场调查

2012年8月，武乡县的1座移动基站塔在短短的1个月内就连续2次遭受雷击，基站的传输信号线被烧坏，主设备死机，AC屏空开跳闸，移动基站为电源线架空引入，引入后均未在配电屏安装电涌保护器，进入移动基站的低压电力电缆不从地下引入机房，走线架上塔的馈线及同轴线缆，其屏蔽层均未做好接地且馈线金属外护层直接与避雷针专用引下线（扁钢）相连接，也影响其附近的百家用电器不同程度受损，造成很大经济损失（图1）。

2010年6月中旬，武乡县的一座移动通信基站被雷击，并使得周围居民的大部分电器损坏，民房也严重损毁，是由于其基站的防变雷设施安装不规范，其铁塔与输电线路连接，铁塔受雷击时，其周围原本就会产生强大磁场并感应出较大电位，并通过架空并绑扎在铁塔上的电力电缆线引入机房内，加剧雷电电磁脉冲的危害程度，扩大雷电灾害的影响范围，此种做法在各地非常普遍，存在很大的安全隐患（图2）。

1.2 原因分析

据统计，移动基站的雷击事故，其95%以上都是由电源线、信号线引入，电源线路侵入造成雷电流过电压，是基站遭受雷击的罪魁祸首。平阳县等移动基站也不例外，其电源线架空引入，引入后均未在配电屏安装电涌保护器，进入移动基站的低压电力电缆不从地下引入机房，根据YD/T5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》规定：进入通信局（站）的低压电力电缆宜全程埋地引入，其电缆埋地长度不宜小于15 m；建在郊区或山区，地处中雷区以上的通信局（站），低压电缆引入配电室或配电屏终端入口处，应安装电涌保护器；进入移动通信基站的低压电力电缆宜从地下引入机房，电力电缆在引入机房交流屏处应加装避雷器。现有很多移动基站其机房地网、铁塔地网、变压器地网无共地或已采用共地但受地理环境所限，两地网之间距离很近，当雷电被引入到地网后，由于电位差，从而引起地电位反击，造成设备烧毁。不过造成这些原因的根本还是在于未在选址、施工前进行雷击风险评估，规划建设时，其设计图纸没有进行相关的防雷图纸审查，竣工后也不做相应的防雷设施竣工验收就开始开通运行，埋下了最初的雷击隐患。

2 移动基站雷电灾害风险评估的必要性

2.1 移动基站风险评估依据

一是法律依据。移动基站风险评估的法律依据见表1。二是技术标准。技术标准包括：《雷电防护-风险管理》（GB/T21714.2-2008）[1]《雷电灾害风险评估技术规范》（QX/T85-2007）[2]《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》（QX3-2000）[3]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）[4]《通信局站雷电损害危险的评估》（ITU-TK.39）[5]。

2.2 移动基站雷电灾害风险评估的意义

累计风险评估是以实现系统防雷为目的，针对雷害的特性以及建设项目的使用性质和所在地雷电活动规律的复杂性等因素进行分析，对保护对象是否应采取防雷措施以及做何种等级的防雷措施做出判断，对采取某项措施前后存在的风险做出评估，以使决策正确防患于未然。对移动基站进行雷击风险评估，分析雷电对该移动基站造成危害的影响因子和因此带来的风险，确定该移动基站所需的防护等级，并提出合理可行的建议及安全对策措施，将雷击所导致的风险降低到最小的概率。有助于将防雷高新技术研究成果应用于建设项目防雷工程设计的实际工作中，避免了因移动基站的防雷工程设计不完善或不合理而造成雷击所带来的重大经济损失。

3 移动基站雷击风险评估的方法

3.1 一般建筑物雷击风险评估的方法

一般建筑物电器、电子信息系统的雷击风险评估可按GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，简易雷击风险评估方法进行简易雷击风险评估后按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级，或是按电子、电器、信息系统的重要性、使用性质和价值确定雷电防护等级。对于特殊重要的建筑物电器、电子信息系统和用户需要详细完整雷击风险评估的建筑物电器、电子信息系统应按IEC62305-2雷电防护风险管理的雷击风险评估要求进行雷击风险评估后确定雷电防护等级。

3.2 移动基站的雷击风险评估方法

通信局（站）雷击损害风险的评估，若按一般建筑物雷击风险评估的方法进行计算，那移动基站的L、W、H和各类因子C是如何取值，建筑物的年预计雷击次数是如何计算，笔者认为移动基站的雷击损害风险评估除按《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）中定性的方法确定雷电防护等级，还应参照《通信局站雷电损害危险的评估》（ITU-TK.39）的雷击损害风险评估方法进行专项专业雷击风险评估后，确定雷电防护等级。虽然国际电信联盟（ITU）制定的《通信局站雷电损害危险的评估》（ITU-TK.39），适用范围是通信局站雷电过电压（过电流）造成的设备危害和人员安全危害的风险评估。但此标准技术方法比较复杂，结构庞大，而且是建立在国外防雷工作基础上，没有能考虑到中国广袤大地的具体情况的差异，不宜完全照抄照搬或全盘引用。在国内，虽然起步较落后于发达国家，但伴随着经济的发展和人们防雷意识的增强，我国相应了一系列防雷技术规范。然而基本都集中在雷电防护系统上，关于移动通信基站的雷电灾害风险的评估和预测研究还比较少，也没有形成一个公认的理论体系和评估方法。

4 结语

以部分移动基站的雷击事故调查为基础，通过查阅相关规范，对移动通信基站遭受雷灾原因进行分析，提出移动通信基站雷击灾害风险评估有着很大的必要性，并总结了动基站雷击灾害风险评估的方法。

5 参考文献

[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，国家标准化管理委员会.GB/T21714.2-2008 雷电防护-风险管理[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2] QX/T85-2007雷电灾害风险评估技术规范[S].北京：中国标准出版社，2007.

[3] QX3-2000气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范[S].北京：中国标准出版社，2000.

[4] GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[5] ITU-TK.39通信局站雷电损害危险的评估[S].日内瓦：国际电信联盟，1996.

雷电风险评估篇5

【关键词】 单体项目易损性 隐性风险 落雷密度影响 风险评估

0 引言

针对选址综合体中单体项目易损性及高层建筑对雷击概率和落雷密度影响，从几个方面说明如何科学进行拟建城市综合体的雷电灾害风险评估。

1 概况

位于廊坊市安次区，是一个中高端商业兼住宅小区，规划用地面积为105535平米，总建筑面积32.6万平米。小区东南方向为6层花园洋房，西侧为24层高层住宅建筑，北侧为商业综合体及一栋60米高的酒店式公寓、一栋SOHO公寓。

1.1 现场数据采集

（1）用G3系列GPS定位仪在综合体所在地采集的地理位置参数为E116.7°N39.49°

（2）采用四极法对现场的土壤电阻率进行了测量，得出在深度4m及5m范围内，不同方向土壤电阻率测量结果相差较小，可作为项目拟建场地水平方向为均匀土壤。此外对项目《工程地质勘察报告》进行调阅，可知项目所在地20m深度内土壤主要为粉土及粉粘土，土壤电阻率基本相同，垂直方向上土壤较为均一。

（3）项目所在地大气雷电环境。该项目为中心，9×9公里范围内2006-2011年该区域闪电总数为984次，其中正闪61次，最大电流强度为219kA；负闪923次，最大电流强度为-142.2kA。该区域落雷密度为3.11。

全省雷电活动覆盖8个月，6-8月雷电活动频繁，1-2月、11-12月无闪电活动。其中，正地闪强度的月际变化大于负地闪，月正地闪强度最强（210.6kA，10月）与月最弱（30.7kA，5月）相差179.9kA，负地闪月强度最强（-55.41kA，9月）与最弱月（-33.49kA，5月）相差21.92kA。

1.2 图纸信息采集及已设计防雷措施

该集合体已设计防雷措施，以建筑物基础钢筋作为格栅形空间屏蔽，屏蔽体最大孔洞为建筑物门窗。对雷击建筑物及雷击临近建筑物，建筑物内磁场强度进行计算，得以下结论：

对门窗不做其它处理的情况下，在空间屏蔽有效保护范围内，计算机有永久性损坏的可能性。为有效减少建筑物内可能的雷击磁场强度，保证内部电子信息系统防雷安全，可对门窗作适当处理，处格栅宽度小于0.34m。

2 雷电电磁环境评估

2.1 项目建筑物遭直击雷时内部磁场影响分析

2.1.1 距离屏蔽体安全距离

根据钢材料格栅形大空间屏蔽的屏蔽系数计算公式计算出首次雷击屏蔽系数为SF=8.9和后续雷击或首次负极性雷击屏蔽系数为SF=10.6，进而计算出安全距离首次雷击，，后续雷击或首次负极性雷击，。

2.1.2 可产生最大磁场强度

根据公式：计算出屏蔽体保护的最大磁场强度H1=1385A/m。

2.1.3 磁场强度危险性分析

根据公式：（T）由最大磁场强度H1= 1385A/m，计算出最大磁感应强度B=1.73×10-3T。对具微电子元件的计算机运行经验和实验结果表明，当雷电活动时，磁感应强度达到0.07Gs（7×10-6T），无屏蔽的计算机发生误动作，当磁感应强度超过2.4Gs（2.4×10-4T）时，计算机将发生永久性损坏。项目建筑物最大磁感应强度>2.4Gs，雷电发生时，距离楼顶及墙面均为2.65m处计算机可能发生永久性损坏[1]。要使磁场强度最强点计算机都不发生永久性损坏，对格栅形屏蔽体网格宽度进行计算，即B=2.4×10-4T，此时H=191A/m、dr=2.65m、dw=2.65m、KH=0.01（），计算得=0.34m。即格栅形屏蔽网宽度小于0.34m，距离屏蔽顶、屏蔽壁2.65m内，雷电电磁脉冲不至引起计算机永久性损坏。随着科技的不断发展，电子信息系统敏感性越来越高，即使在安全距离内，上述计算值也不能保证绝对保护，应采取安装SPD等其他措施保证电子设施防雷安全。

2.2 建筑物遭雷击时对周围建筑的影响

当项目中一栋建筑遭受直接雷击时，不仅对自身造成电磁影响，周边建筑物也将受到电磁干扰，对与建筑物水平距离最近的建筑物进行磁场强度计算，分析建筑物遭雷击时对周围建筑的影响[2]。取最小水平距离为20m进行计算，根据公式，计算得H0=1743（A/m）。对于LPZ1区内磁场H1，根据公式进行计算。W=2.5m、r=0.006m时首次雷击屏蔽系数为SF=8.9；后续雷击或首次负极性雷击屏蔽系数为SF=10.6计算得H1=625.8A/m。W=0.34m、r=0.006m时首次雷击屏蔽系数为SF=8.9；后续雷击或首次负极性雷击屏蔽系数为SF=10.6计算得H1=85A/m小于永久损坏临界值191A/m。

3 雷击易损性分析

集住宅、商务、学校为一体的城市综合体，设施齐全、高楼密布、人员密集，其高耸突出的建筑物及四通八达的管道线路都增加了雷电灾害的可能性。雷电主要的危害形式有：雷电直接击中，由于热效应、机械效应导致物理损害；雷击点及雷电流泄流通道附近，强大的雷电过电压导致接触电压、跨步电压、旁侧闪络；雷电过电压导致电气电子系统失效[3]。

4 电气电子系统电涌防护等级

综合体内预安装电子信息系统的建筑物，应进行更有效电气电子系统的雷击电涌防护等级评估[4]。这里采用GB50343-2012规定的相关条款进行计算分析，选择其中最高建筑物作为典型评估对象进行计算，评估过程如下：

4.1 建筑物及入户服务设施年预计雷击次数（N）的计算

4.1.1 建筑物年预计雷击次数

建筑物年预计雷击次数N1可按公式：（次/a）并应用作图法进行计算Ae=4.35×10-2，N1=0.14。

4.1.2 入户设施年预计雷击次数

入户设施年预计雷击次数N2可根据公式，求得N2=6.22次。

4.1.3 建筑物及入户设施年预计雷击次数N

N=N1+N2=6.36

4.2 可接受的最大年平均雷击次数NC的计算

因直击雷和雷电电磁脉冲引起电子信息设备损坏的可接受的最大年平均雷击次数NC按公式，计算得Nc=0.116

4.3 拦截效率及信息系统分级

按照公式计算防雷装置的拦截效率E。E=0.982 >0.98根据以上计算，6、8#楼电子系统防护等级应按A级设防，可采用3-4级浪涌保护器进行防护。对上述计算进行分析，其它建筑物与6、8#楼配电形式相同，仅建筑物规模不同。计算时，建筑物年预计雷击次数不同，入户服务设施年预计雷击次数相同，Nc相同。取N1=0，计算得E=0.981>0.98

N1越大，E越大。故综合体建筑物电子系统均应按A级设防，可采用3-4级浪涌保护器进行防护。

5 综合体项目雷电灾害风险计算

综合体内含项目较多，应按使用性质、建筑特征，划分区域进行计算，并针对区域中典型建筑进行具体风险估算。其中包括1#、3#、11#、15#楼人员生命损失评估、雷电闪击次数计算、雷击损害概率计算、损失量的评估、雷击风险分量计算、风险组成及计算等，分别列表、画图，进行了相关统计计算。

5.1 防护措施确定

根据计算结果得雷击建筑物及服务设施导致物理损害的风险值较大，应采取提高建筑物防雷等级，安装SPD等措施降低风险，具体措施如下：

建筑物防雷：建筑物应按第二类防雷建筑物进行防护设计；

电子信息系统防雷：根据前文对电子信息系统防护等级计算，应安装三级SPD。

5.2 完善防护设计后雷击风险计算

根据损害概率取值表计算得， 雷电防护措施有效。

6 结语

城市大型商业综合体项目集商业、办公、居住、餐饮等功能为一体，且相互依存，人员密集，现代化水平高，运行维护高度依赖电子信息系统。一旦发生雷电灾害，不但正常功能可能受影响，还可能造成设备损毁甚至人员伤亡，后果非常严重。

通过先分区后综合和单体分析相结合的方法，考虑综合体项目电子系统的敏感性，增加了电子信息系统风险等级分析及雷电电磁环境的分析；考虑人员密集性增加了广场跨步电压危险性分析，同时，增加了接体系统接地电阻及腐蚀程度的研究分析，同时提出多项切实可行的改进建议。希望可以为日益增多的大型城市综合体项目本身的防雷安全提出相关改进建议和设计依据，也可以为人员密集公共场所的防雷安全工作提供有益的参考。

参考文献：

[1]中国建筑学会建筑电气分会.电磁兼容与防雷接地[M].中国建筑工业出版社，2010.

[2]梅卫群，江燕如.建筑防雷工程与设计（第二版）[M].北京：气象出版社，2006.

雷电风险评估篇6

关键词 建筑物；雷击风险评估；步骤；内容；分类

中图分类号 P427 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2011）12-0045-01

雷击风险评估体现了预防为主、防治结合的理念，是以工程所在地的雷电活动情况，以及雷电灾害特征为评估主体，综合分析雷电可能造成的财产损失、人员伤亡等风险内容，以为项目工程的建设、提高建筑物防雷安全系数提供参考。

1 雷击风险评估的步骤

雷电灾害风险评估单位接受委托后，应立即成立雷电灾害风险评估专家组；专家组根据评估要求进行资料收集，委托方应根据评估需要，向评估单位提供以下资料，即工程总平面图、地形图、地勘报告或工程初步设计图、初步设计说明等，并对其提供资料的真实性、合法性负责[1]。

评估专家组根据委托方提供的资料和收集的相关资料，进行工程分析和现场的勘测和调研，并制定评估方案；评估单位实施评估时，应根据委托方提供的资料，结合当地雷电灾害预警能力、应急响应能力和现场勘测报告以及雷暴天气卫星云图、闪电定位等相关资料和数据及评估对象所在地的地理信息系统资料，通过高性能计算机，对评估对象的雷电灾害风险进行分析、计算、评估，并编制雷电灾害风险评估报告，报主管部门审查。

雷电灾害风险评估方案作为防雷设计和施工的依据，不得任意更改；施工中如发现实际情况与评估时所提交的资料不符，应补充必要的资料，重新评估。

2 雷击风险评估的内容

2.1 雷击损害风险评估

通常损害源有雷击服务设施及其附件、雷击建筑物及其附近。根据不同的保护对象特性，雷击可能会引起建筑物的结构类型、服务设施、用途、内存物受损，建筑物中损失类型包括[2-3]：①L1：人员生命损失；②L2：公众服务损失；③L3：文化遗产损失；④L4：经济损失（建筑物及其内存物的损失）。具体的雷击基本损害类型包括[2-3]：①D1：生物伤害；②D2：物理损害；③D3：电气和电子系统失效。邻近雷击引起的建筑物风险分量服务设施中的损失类型包括[2-3]：①L2：公众服务的损失；②L4：经济损失（服务设施以及活动中断的损失）。

2.2 雷电灾害环境影响评价

根据物质燃烧条件和燃烧时所产生的热量，确定燃烧危害范围。并参照相关的计算方法，选择合理参数，对雷击爆炸危害范围的界定对象——工厂外部各类建筑物的安全设防标准，作出推理，得到安全距离。

2.3 雷电灾害易损性评估

某区域雷灾易损度与雷灾造成的损失量密切相关，损失量越高，易损度越大。首先，在某一类型的雷灾易损度指标下，先统一换算为占该类型指标总值的百分比（相对值），再根据其所占总值的百分比大小进行二次划分，划分出该类型指标从极高到极低5个等级间的界定值，然后估算出该地区此种类型指标的雷灾易损性等级，并用其所在等级的等级值取代类型指标值，通过累加各个区域雷电灾害易损指标等级值取其平均值得到评价区域的综合易损度[2-3]。

2.4 大气雷电环境评价

2.4.1 雷电活动时空分布特征。根据项目所在地相关的历史气象资料，确定其雷电活动时空分布特征以及雷电主导方向、次主导方向等[2-3]。

2.4.2 雷电流散流分布特征。根据项目所在地的地形、土壤状况和气候背景等分析雷电流散流分布特征[2-3]。

2.4.3 年预计雷击次数。根据项目所在地的环境及建筑物本身的情况，计算建筑物年预计雷击次数[2-3]。

3 雷击风险评估的分类

3.1 项目预评估

项目预评估是根据建设项目初步规划的建筑物参数、选址、总体布局、功能分区分布，结合当地的雷电资料、现场的勘察情况，对雷电灾害的风险量进行计算分析，给出选址、功能布局、重要设备的布设、防雷类别及措施、风险管理、应急方案等建议，为项目的可行性论证、立项、核准、总平面规划等提供科学防雷依据[4]。

3.2 方案评估

方案评估是对建设项目设计方案的雷电防护措施进行雷电灾害风险量的计算分析，给出设计方案的雷电防护措施是否能将雷电灾害风险量控制在国家要求的范围内，给出科学、经济和安全的雷电防护建议措施，提供风险管理、雷灾事故应急方案、指导施工图设计。

3.3 现状评估

现状评估是对一个评估区域、评估单体现有的雷电防护措施进行雷电灾害风险量的计算分析，对雷电防护措施是否能将雷电灾害的风险量控制在国家要求的范围内，给出科学、经济和安全的整改措施，提供风险管理、雷灾事故应急方案。

4 参考文献

[1] 李洪峰，刘敏.已有建筑物雷击风险评估中几个问题的探讨[J].浙江气象，2010（3）：38-40，45.

[2] 朱峰，迟良勤，林明志，等.浅谈雷灾害风险评估[J].吉林气象，2007（1）：38-41.

雷电风险评估篇7

关键词：雷击；风险评估；思考；建议

雷击风险评估是根据项目所在地雷电活动时空分布特征及其灾害特征，结合现场情况进行分析，对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计算，从而为项目选址、功能分区布局、防雷类别与防雷措施确定、雷灾事故应急方案等提出建设性意见的一种评价方法。

通过雷击风险评估可为评估对象提供雷电防护的科学设计、灾害风险控制、经济投资、应急管理等方面服务，保证防雷工程安全可靠、技术先进、经济合理。雷击风险评估是开展综合防雷的必经程序，也是实现科学防雷的必要条件，体现了预防为主，防治结合的理念。

1衡阳市雷击风险评估工作开展情况

衡阳市的雷击风险评估工作在河南省起步较早,从2007年我们借鉴安全评价的做法，在衡阳市首次开展雷击风险评估工作。截止目前我们共完成大小雷击风险评估项目30多个，项目主要包括加油加气站、危险化工企业、易燃易爆场所、计算机信息系统、重要性建筑物等。年平均收入在20万左右。

组织人员结合衡阳市本地的观测资料和雷电监测网资料开展对雷电活动规律的研究，完成了衡阳市50年的年雷暴日数统计、衡阳市月雷暴和日雷暴分布规律统计等，同时编制完成了焦作市雷击风险区划，为雷击风险评估工作的开展打下坚实的基础。

建立了衡阳市防雷业务平台，编制了雷击风险评估软件，将繁琐的人工计算改为计算机自动运算，大大降低了雷击风险评估的计算量，提高了计算的准确性，同时也提高了工作效率。

2雷击风险评估工作中的一些经验和做法

2.1领导高度重视,充分履行管理职能

衡阳市局党组一直将创新工作作为工作重点来抓，经局党组研究将雷击风险评估工作作为当年的创新项目，为了能开展此项工作，市局领导先后组织人员到浙江等地对雷击风险评估的情况进行考查学习，并向广东、重庆等先进省市了解雷击风险评估的开展情况，汲取了很多先进的经验做法，为雷击风险评估工作的开展打下了基础。

2.2、加强宣传与协调沟通,寻找突破口

首先我们把一系列重大建设项目，特别是大型易燃易爆、危险化工项目作为工作的重点,一方面加大宣传力度，让对方了解雷击风险评估的重要性和必要性，同时加强与政府相关部门的合作。和安监等部门联合开展针对易燃易爆场所、危险化工企业的专项检查，对新建、在建易燃易爆场所、危险化工项目要求必须进行雷击风险评估，否则项目不予竣工验收。通过多方面的努力，在大型易燃易爆、危险化工项目的雷击风险评估取得了突破，现在上述建设项目在防雷装置图纸审核或竣工验收的时候必须提供该项目的雷击风险评估报告。

2.3加强人才队伍建设，建立一支高水平评估团队

雷击风险评估工作涉及各行各业,学科专业包含气象学、电磁学、建筑学、工程学等学科,技术规范包含国家规范、行业规范、地方规范等。评估报告要求数据详实、理论依据充分、结论客观科学、指导意见可行。因此我们一方面加大人才的引进，先后从大专院校引进本科生2名，专门从事雷击风险评估工作，同时加大在职人员的业务培训，不仅选派人员参加全国和全省性培训，同时加大内部交流，以雷击风险评估软件为平台，开展内部学习交流，吸取各方意见和建议，不断完善软件功能，真正提高雷击风险评估水平。

3对雷击风险评估工作的建议

3.1进一步健全政策法规环境

目前开展雷击风险评估法规和文件依据主要有: (1) 中国气象局第8 号令《防雷减灾管理办法》第二十七条。(2) 中国气象局第11 号令《防雷装置设计审核和竣工验收规定》第八条。以上法规并未明确界定评估行为的性质,评估范围也比较笼统。因此，我们建议尽快出台雷击风险评估的具体实施细则办法和有关雷击风险评估的收费标准。

3.2制定适合河南的相关技术标准、流程、质量管理体系

现阶段雷击风险评估主要采用或参考国际电工委员会( IEC) 制定的IEC 6230522《风险管理》和IEC 61662《雷电灾害风险评估》。上述的标准为开展雷击风险评估实践提供了有力的技术依据和指导作用, 但为了能更符合河南的防雷情况，我们应制定更适合我省的雷击风险评估标准。

同时为了雷击风险评估工作健康有序的开展，我们应制定一套科学严谨的技术流程和管理体系，进一步规范雷击风险评估工作，促进雷击风险评估工作的科学规范发展。

3.3加强人员培训和基础性研究

由于雷击风险评估开展时间不长,缺少专业技术人员，建议省局牵头多组织这方面的技术培训，迅速提升各地市、县局雷击风险评估整体技术水平, 使评估的质量和水平得到进一步提升。

同时开展一些有针对性的课题研究，提高雷击风险评估的技术含量，促进雷击风险评估工作的可持续发展。

4结语

雷击风险评估是一项投入少、经济和社会效益显著的工作；是一项科技含量高、发展前景好的项目，它是气象部门履行防雷减灾社会管理职责的一个重要方面,是气象部门利用资源优势做好防雷减灾工作,服务于社会的一个载体, 各地在开展业务过程中难免会遇到各种阻力和出现各种问题。因此,加强雷击风险评估工作的管理, 使建设项目防雷设计建立在科学的基础上, 避免盲目性, 保证防雷工程安全可靠, 技术先进, 经济合理, 是确保雷击风险评估工作健康持续发展的重要保障。

针对市、县雷击风险评估专业人才少,总体素质偏低的状况,建立自上而下的技术支持和素质教育培训制度。在基层选拔和培养一批懂管理、技术精的骨干人才,带动雷击风险评估项目的广泛开展;为保证雷击风险评估过程的客观性、公正性、严肃性,应设定资格准入,完善资质和资格管理制度,制定评估机构资质的申报、审批、监管流程,根据评估机构的章程制度、评估能力和质量管理水平来确定资质及业务范围,对从事雷击风险评估的工作人员,要通过专业培训和考核,实行持证上岗制度;加强部门协作,加强雷击风险评估目的、意义和作用的宣传,提高社会公众的雷电灾害风险意识、防灾减灾意识。雷击风险评估的全面开展,离不开政府相关职能部门的支持配合,应加强与规划、建设、安监、消防等部门的协作,建立联合审批机制,将雷击风险评估列为项目审批内容、前置条件范围。

参考文献

雷电风险评估篇8

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

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[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.

雷电风险评估篇9

关键词：雷击灾害；风险评估；

1. 雷击风险概述

1.1 项目由来

哈尔滨北方森林动物园位于黑龙江省哈尔滨市阿城区东南部的鸽子洞地区，紧临301国道，距哈尔滨市区43公里，交通便利。近年来，哈尔滨北方森林动物园领导班子充分认识到防雷安全的重要性，哈尔滨北方森林动物园园长玄承宗指出:“安全与环保是我们北方森林动物园的生命线。”干部、职工，凡遇打雷、下雨，第一个反应就是赶到现场进行安全检查。

由于北方森林动物园在建时，其防雷装置在设计安装的过程中对当地的雷电环境了解的不多。没能发挥其应有的作用，为了更加准确了解北方森林动物园所处地域雷暴活动规律，为人员、动物提供安全保障，最大限度的减少或避免雷电灾害造成的损失，切实保障人民生命和财产安全，受北方森林动物园委托，黑龙江省防雷中心承担了本次北方森林动物园区雷击风险评估工作。在现场勘查和检测、收集资料的基础上，省防雷中心按照国家相关的技术标准，历时30个工作日，编制完成了本雷击风险评估报告书，经专家组评审后，形成正式文本。

1.2 目的与原则

本评估报告以最大限度减少和避免雷电灾害造成的损失，切实保障园区人员、园区设备、珍惜动物安全为最终目的，按照以人为本、安全可靠的编写原则，对哈尔滨北方森林动物园现有防雷设施的防护效率进行科学计算，提出评估结论。并根据评估结论对防雷措施提出建议，为防雷改造工程提供科学依据。

1.3 评估范围

本次评估范围为：哈尔滨北方森林动物园园区。

1.4 评估重点

本评估在数据分析的基础上，结合园区的雷电环境，将雷电闪击造成人身伤害、动植物损失作为本次评估的重点。

2.雷击风险评估依据

2.1 国内标准

1.GB50057―94《建筑物防雷设计规范》（2000版）。

2.GB50343―2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》。

3.GB/T 21431-2008《建筑物防雷装置检测技术规范》。

2.2 国际标准

1.IEC 61662 《Assessment of the risk of damage due to lightning》（注：《雷击损害风险评估》）。

2.IEC 62305-2, Ed. 1: Protection against lightning - Part 2: Risk management（雷电防护第二部分：风险评估）。

3.雷击风险评估相关数据采集

根据哈尔滨北方森林动物园所处的地理位置及各建（构）筑物的分布特点，经分析选取了具有代表性易受雷击的7个点作为评估对象。

3.1 多年雷暴日数

3.1.1 多年雷暴历史资料

由于鸽子洞地区无气象台站，其地理位置与阿城比邻，雷暴日数等气象要素值比较接近，所以，本报告中给出了邻近的阿城气象局提供的多年雷暴历史整编资料，表3为阿城气象局34年的雷暴日数统计。

据阿城气象局1973年――2007年共34年资料统计：年平均雷暴日数31.7天，最高年份可达62.0天，最少14.0天。

雷暴的发生主要集中在4-10月份，7月、8月为每年雷暴高发月。

3.1.2 雷电监测系统监测雷暴活动规律数据

利用黑龙江省雷电监测数据对北方森林动物园附近雷电活动情况进行统计、分析：

综合以上气象雷暴数据分析结果，对于北方森林动物园雷击风险评估和防雷保护而言，取阿城市气象局多年平均值作为气象雷暴参数值是比较合理的：

Td=31.7天；

最大雷电流幅值I=100KA。

3.3 土壤电阻率

雷击风险评估过程中的一个很重要的数据就是现场的土壤电阻率，本报告中所使用的土壤电阻率数值来源于2009年7月，在哈尔滨北方森林动物园园区内下列7处建（构）筑物附近现场采集的数据。采集当日天气晴朗，测量的工具为L2124B接地电阻综合测试仪，分别取接地极间距离a=2、4、6、8、10米，土壤电阻率单位为Ω•m，

土壤电阻率的数值是土壤表层至地下-7.5m土壤层的平均土壤电阻率。上述数据表明，哈尔滨北方森林动物园园区所测范围内土壤电阻率数值在61.80Ω•m～93.17Ω•m范围内，其平均值为77.49Ω•m。

4.雷击风险评估结论和建议

4.1 评估结论

跟据上述采集的相关数据，对哈尔滨北方森林动物园下列7幢建（构）筑物，按照国家有关规定逐一进行雷击风险评估。

鸟语林：直击雷防护装置还不完善，应加装针、带予以防护。根据评估对电源及监控系统应加装SPD进行保护。

游乐园：该构筑物群无直击雷防护措施，应选择几处最高点加装避雷针予以保护。根据评估对电源及监控系统应加装SPD进行保护。

金丝猴及灵长馆：直击雷防护装置还不完善，应加装针、带予以防护。根据评估对电源及监控系统应加装SPD进行保护。

繁育中心：该建筑物无直击雷防护措施，应加装避雷带予以防护。根据评估对电源及监控系统应加装SPD进行保护。

狮虎馆及散放区：该建筑物无直击雷防护措施，应加装避雷带予以防护。根据评估对电源及监控系统应加装SPD进行保护。

熊山：该建筑物无直击雷防护措施，应加装避雷带予以防护。根据评估对电源及监控系统应加装SPD进行保护。

办公楼：直击雷防护装置还不完善，应加装针、带予以防护。根据评估对电源及监控系统应加装SPD进行保护。

其余场馆：虽然只对这七处检测地点提出了整改意见，但对其余场馆也适用。对无直击雷、感应雷防护的场馆应一并按此整改意见处理。

4.2 弱电设备的感应雷防护

对现有或今后增加的弱电及控制系统应采取防雷电感应和雷电波侵入的措施，线路应穿金属管埋地，金属管两端就近接地；线路应安装SPD；监控中心应作好等电位连接，有条件可增加机房屏蔽措施。

4.3 定期检测维护

新增防雷设施，应经相关部门竣工验收后，才能投入使用；园区内的在用防雷装置，每年应进行定期检测，相关人员应对防雷装置进行经常性的检查、维护和维修，及时排除雷击隐患。

雷电风险评估篇10

关键词：区域雷击风险评估；等效截收面积；交线法

中图分类号：P429 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）05-0848-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.05.013

Sub-region Division of Regional Lightning Risk Assessment

LI Xin，YE Bo，YANG Jing，LI Xiang

（Hubei Provincial Lightning Protection Center，Wuhan 430074，China）

Abstract：When assessing the regional lightning risk for some special places or large projects， the region is to be divided into smaller sections and risk factors are figured out according to the regional lightning risk assessment model within the smaller divisions. Traditionally， the region is divided according to the project planning， which lacks rationality to some extent. As the division of regions is an important part of regional lightning risk assessment. With various factors taken into consideration， the intersection line method was put forward in the division of regions from the perspective of the equivalent intercept area struck by lightening. Finally， the comparison of characteristics between intersection line method and the traditional method was carried out through the case of a petrochemical plant， the results showed that the intersection line method was more reasonable in the division of regions than the traditional method.

Key words： regional lightning risk assessment； equivalent intercept area； intersection line method

^域雷击风险评估是指对评估项目范围内各个子区域中各个风险类型的危险程度、可能造成的损失程度做出的预测性评价。其作为一个比较新的方向，国内外的研究都处在探索和起步阶段，现阶段没有成熟的评估标准可以引用，而子区域划分的传统方法是按照项目内的规划来划分，如陈华晖[1]主要是通过建筑物的规划区间划分子区域；林溪猛等[2]是通过项目的形状、使用性质和功能来划分子区域；扈海波等[3]、张烨方等[4]利用网格法对子区域的雷击风险进行评估。因此有必要结合各种影响因素进行分析，合理地划分子区域，并确定子区域间的分界线。

1 子区域划分的影响因素与方法

在确定雷击风险评估子区域时，一般从区域雷闪分布情况（具体差异指标为雷击大地密度）[5-8]、 区域地域风险因素（具体差异指标为地形、土壤、区域周边环境）[9-11]、区域内建设项目的形态特征（具体差异指标为平均高度）[12-16]、区域内建设项目属性（具体差异指标为使用性质）[17-21]与区域内建设项目的雷电防护能力（具体差异指标为雷电防护水平）[22]5个因素来考虑。

由于新版雷击风险评估规范[23]中对土壤电阻率的要求与之前有所不同，因此在子区域的划分中区域地域风险因素可以忽略，而在一个项目中的子区域划分首先应该按照各建筑物的项目属性和形态特征进行分类，属性相同和类似的建筑物应该划为一个项目区块，而一个项目总体设计实施的过程中，其设计理念和雷电防护水平对于同一属性和形态的建筑物应该是基本相同的，因此，应综合考虑区域雷闪分布情况、区域内建设项目的形态特征因素，而在区域雷击风险评估中，子区域的划分的关键在于各个属性相同的项目区块之间的划分。

在建筑物雷击风险评估的具体计算中发现，区域雷闪分布情况对雷击风险评估计算结果的权重影响比较大，而雷击大地密度由于建筑的避雷针效应与建筑物的高度息息相关，同时建筑物的高度又与建筑物的雷击截收面积密不可分，因此用建筑物的雷击截收面积来划分子区域，并以雷击截收面积的区域交线作为子区域间的分界线是一个比较合理的方法。

2 利用交线法确定项目区块之间的交线

在两区块的项目属性各不相同的情况下，分两种情况确定项目区块的交线位置。

1）两项目区块以区块内建筑物3倍高度所展开的投影面积相交。如图1所示，A和B分别为两个项目区块内的建筑物，h1为较高建筑物的高度，h2为较矮建筑物的高度，两建筑物的外框距离为D，建筑物详细尺寸如图1所示，则O1O2应为两区块之间的交线，即子区域的分界线，同时可以根据计算确定交线的位置，设D1为交线距离较矮建筑物的距离，则：

D1=[D-3（h1-h2）]/2 （1）

2）两项目区块以区块内建筑物3倍高度所展开的投影面积呈现包含关系。建筑物详细尺寸如图2所示，A和B建筑物的投影线相互平行，无交点，由于两区块间的项目属性互不相同，则应该取较高建筑物的最大扩展面积，即矮建筑物的外边线作为两区块的交线，即b1点的建筑物边框线为子区域的分界线。

3 交线法在实际项目子区域划分中的应用

以实际项目为例，用交线法确定子区域的分界线。图3为一个石化工厂的项目图，其中A1为办公楼，A2为研发楼，B1为生产车间，B2为原料仓库，C1为食堂，C2和C3为宿舍楼，图中粗线为规划厂区道路。已根据项目属性和建筑形态将工厂划分为A、B、C 3个区块，再依据交线法画出项目区块的剖面图，如图4所示。由于A1和A2项目高度差异不大，在具体划分中以A1建筑物高度作为A区块整体高度，其他类同。同时利用式1计算交线的具置，最终确定项目各子区域的划分，如图5所示。而按照传统子区域的划分方式，会以规划区域作为子区域的分界线，其子区域的划分如图6所示。

利用CAD软件计算两种方法划分子区域的面积，比较结果如表1所示。

在进行区域雷击风险评估时，子区域的划分对评估结果的影响很大，一方面是由于不同的子区域划分对区域内的雷击大地密度可能会产生较大影响，进而影响雷击风险评估的结果；另一方面是因榻ㄖ物雷击风险会因其高度的增加而增加，由此造成建筑物的避雷针效应。传统方法中没有考虑建筑物高度和项目属性对于子区域的影响，以规划区域来划分子区域较不合理；而交线法考虑了建筑物高度对子区域的影响而对采取的区域划分有一定的针对性，比传统方法更为合理。由此可知，交线法划分子区域的合理性优于传统方法，同时由表1可以看出，两种划分方法的差异显著，可能会对区域雷击风险评估产生较大影响。

4 讨论

在区域雷击风险评估中，应综合考虑多种因素来划分子区域，而利用交线法确定子区域的边界较传统方法更具合理性，应当加以利用。同时对于同一区块内建筑物高度差异较大和建筑物之间存在错位的情况下交线法的确定有待在进一步研究中验证其适用性。

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