雷击风险评估计算表格(已编程)_百度文库
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雷击风险评估计算表格(已编程)
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天然气储区雷击风险评估的探讨
<span style="color:#13-05-22 00:00:00
| 来源：本站
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云南曲靖市气象局 罗信 李明&
摘& 要：随气象灾害风险评估业务的广泛开展，对危险品生产、存储场地的雷电灾害风险评估日益重要。本文根据GB/T 8/IEC 06《雷电防护 第2部分：风险管理》等相关防雷技术规范，以某天然气储区为例，对项目采取防雷措施前后的雷击风险进行评估，提出了合理的防护措施，确保项目区域内的人员生命及财产安全。
关键词：天然气储区
雷电风险评估
天然气储区属于重要的易燃易爆化工场所，若项目在设计初期防雷、防静电措施为经过精密的风险评估，达不到防护等级要求的话，一旦遭受雷击，则极易引起火灾、爆炸、中毒、腐蚀等安全事故。对其进行雷电灾害风险评估，目的是分析建设项目遭受雷击损害的可能性，计算雷击人员生命损失风险和经济损失风险，将人员生命损失风险与风险允许值比较，判断是否需要采取防雷措施，以及防雷措施应达到的防护等级。提出科学、经济、合理的防雷措施，降低雷击风险，使雷击风险控制在允许的范围内，确保项目区域内的人员生命及财产安全。
2、GB/T 8/IEC 06的雷电风险评估方法
对每种不同类型的损失（L1至L4）来讲，其相关的风险R（R1至R4）是不同风险组成部分RX（RA，RB，…）的总合。每个不同风险组成部分RX取决于：危险事件的数目NX、损害的概率PX、导致的损失LX，即RX=NX×PX×LX（X=A，B，…）
62305损害源符号意义表
雷击建筑物
雷击建筑物邻近区域
雷击建筑物公共设施
雷击公共设施邻近区域
62305损害类型符号意义表
生命的伤害
物理的损害
电气和电子系统的失效
表3& IEC 62305损失类型号意义表
为大众服务的公共设施的损失
文化遗产的损失
62305建筑物内不同的类型损失，产生的风险组成
雷击建筑物S1
雷击建筑物邻近区域S2
雷击建筑物线路S3
雷击建筑物邻近区域S4
（1）仅对于有爆炸危险和拥有挽救生命的电气设备的医院及内部系统失效直接危急生命的建筑物而言。
（2）仅对于有可能有动物损失的农业财产而言。
62305计算式中符号的意义
意&&&&&& 义
独立建筑物的等效面积
雷击线路的等效面积
雷击线路附近区域的等效面积
对建筑物有影响的区域面积
计入受保护物体相对位置影响系数
校正系数，考虑雷击点与建筑物之间的线路上有变压器的情况
62305风险组成
参照损失来源
雷击建筑物
雷击建筑物导致的风险
RD=RA+RB+RC
在建筑物外围3米区域内，由触摸和跨步电压导致的对生命的伤害
在建筑物内由危险火花引发的火灾或爆炸，对整个环境造成威胁
雷电电磁脉冲防护引起的内部系统失效
雷击建筑物邻近区域
雷击建筑物以外区域导致的风险
RI=RM+RU+RV+RW+RZ
雷电电磁脉冲防护引起的内部系统失效
雷击进入建筑物线路
建筑物内由于接触和跨步电压导致的对生命的伤害
RU=（NL+NDa）PULU
由危险火花引发的火灾或爆炸，对整个环境造成威胁
RV=（NL+NDa）PVLV
雷电电磁脉冲防护引起的内部系统失效
RW=（NL+NDa）PWLW
雷击进入建筑物线路邻近区域
雷电电磁脉冲防护引起的内部系统失效
RZ=（NI-NL）ZLZL
损害类型的风险组成
R=RS+RF+RO
生命伤害引起的风险
实体损害引起的风险
内部系统失效引起的风险
RO=RM+RC+RW+RZ
每种损失类型引起的风险
人员死亡的风险
R1=RA+RB+RC1+RM1+RU+RV
公共服务设施损失的风险
R2=RB+RC+RM+RV+RW+RZ
文化遗产损失的风险
经济损失的风险
R4=RA2+RB+RC+RM+RU2
（1）仅对于有爆炸危险和拥有挽救生命的电气设备的医院及内部系统失效直接危急生命的建筑物而言。
（2）仅对于有可能有动物损失的农业财产而言。
可承受风险
公共设施的损失
文化遗产的损失
62305风险评估组成的参数
雷击建筑物危险性年度平均次数
ND=NgAdCd10-6
雷击建筑物危险性年度平均次数(考虑相对于周围物体的相对高度或离建筑物3H范围内的土壤状况)
雷击建筑物邻近区域危险性年度平均次数
NM=Ng(Am-Ad/bCd/b)10-6
雷击进入建筑物的线路年危险性度平均次数
NL=NgAlCdCt10-6
雷击进入建筑物线路邻近区域危险性年度平均次数
NI=NgAiCeCt10-6
雷击建筑物导致的生命伤害的概率
雷击建筑物导致实体损害的概率
雷击建筑物导致内部系统失效的概率
雷击建筑物邻近区域导致内部系统失效的概率
雷击线路导致生命伤害的概率
雷击线路导致实体损害的概率
雷击线路导致内部系统失效的概率
雷击线路邻近区域导致内部系统失效的概率
雷击建筑物生命伤害导致的损失量
雷击建筑物实体损害导致的损失量
雷击建筑物内部系统失效导致的损失量
雷击建筑物邻近区域内部系统失效导致损失量
雷击线路生命伤害导致的损失量
雷击线路实体损害导致的损失量
LV= rhrfLf
雷击线路内部系统失效导致的损失量
雷击线路邻近区域内部系统失效导致的损失量
3、曲靖市30万吨天然气储区雷击风险评估的程序和方法
根据IEC62305-1，在评估雷电防护措施的需求时，应考虑的风险有：对于建筑物的R1R2和R3对于公共设施的R2。每种风险的评估步骤如下：
1）确认确认风险的组成部分RX。
2）计算被确认的风险组成部分RX的值。
3）计算总风险R。
4）确认可承受风险的最大值RT。
5）把总风险R和可承受的值RT进行比较，如果R≤RT，则不需要进行雷电防护；如果R＞RT，针对其所有的风险，被评估物体应采取相应的防护措施，以使得R≤RT。
3.1、大气雷电环境评价
A、 地闪密度
地闪密度是指每平方公里年平均落雷次数，是表征雷云对地放电的频繁程度的量，是估算建筑物年预计雷击次数时重要的参数。用Ng表示，单位为：次/km2·a。
依据云南省雷电监测网，在该项目位置附近现场测量的地理参数为基准点，以3.5km为半径，提取4年（）地闪资料，进行统计分析得知：
该项目3.5km半径范围内4年（）1平方公里面积上最大平均地闪密度约为8次/km2·a，雷电流幅值为107.9kA，平均雷电流值为29.8kA。
B、地闪季节变化规律
项目拟建设位置地闪主要活动期为2～11月，其中6、7、8月份为地闪高发期，90%以上的地闪都发生在这三个月份；2～5、9～11月份为地闪多发期，约10%的地闪发生在这七个月，1月和12月份基本没有地闪发生。
C、地闪时变化规律
项目拟建设位置上午8时和午后13时～19时为地闪高发时段。
D、土壤电阻率
本报告中所用的土壤电阻率数值来源于日在建设项目所在位置处现场采集的数据。现场勘测值为439（Ω·m），季节系数为1.2，则ρ=1.2×439＝526.8（Ω·m）。
3.2、雷击损害风险评估
雷电流是根本的损害源。损害源根据雷击点位置可以划分为：S1：雷击建筑物；S2：雷击建筑物附近；S3：雷击入户线路；S4：雷击入户线路附近。
B、损害类型
根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损害。损害类型可划分为以下三种：D1：生物伤害；D2：物理损害；D3：电气和电子系统失效。
C、损失类型
根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损失。损失类型可划分为以下四种：L1：人员生命损失；L2：公众服务损失；L3：文化遗产的损失；L4：经济损失（建筑物及其内存物、服务设施的损失以及活动中断的损失）。
与损失类型相对应，有四种风险：R1：人员生命损失风险；R2：公众服务损失风险；R3：文化遗产的损失风险；R4：经济损失风险。人员生命损失、公众服务损失和文化遗产损失的风险容许值见表一：
表8& 风险容许值
人员生命损失
公众服务损失
文化遗产的损失
3.3、判断是否需要采取防护措施的程序
& & & & &&
3.4、采取防雷措施前的风险计算
根据该项目的情况，对各建筑及户外装置区内的人员生命损失风险R1和经济损失风险R4进行评估。按照雷击风险评估程序，对采取防雷措施前的R1、R4进行计算，结果见表9：
表9 采取防雷措施前的风险计算
建筑物名称
人员生命损失风险（R1）
经济损失风险（R4）
建筑物名称
人员生命损失风险（R1）
经济损失风险（R4）
废气回收站
10KV变配电所
化学品仓库
空压/冷冻站
由表9计算结果可知，采取防雷措施前，各建筑内及户外装置区域的人员生命损失风险R1均大于风险容许值RT(RT=10-5)，因此，应按相关防雷技术规范要求采取防雷措施，使人员生命损失风险R1降至风险容许值以下。经济损失风险值也较大。
3.5、应采取的防雷措施
根据《建筑物防雷设计规范》GB00版）确定各建筑及户外装置区的防雷类别。燃气泵站、罐区、废气回收站类别均为甲类，为2区爆炸危险环境，根据《建筑物防雷设计规范》GB00版）第2.0.3条，以上建筑和装置区应按第二类防雷建筑的要求采取防直击雷、防雷电波侵入和防雷电感应措施。
根据《建筑物防雷设计规范》GB 00版）第2.0.4条的要求，并考虑到发生雷电事故的影响和后果，为确保防雷安全，该项目除2区爆炸危险环境以外的建筑物或装置区均按第三类防雷建筑采取防直击雷、防雷电波侵入措施。
3.6、具体的防雷措施
由各建（构）筑及户外装置区人员生命损失风险组成可知，导致风险值大的主要风险分量是RA、RB、RV。由RA、RB、RV的计算公式可知，为减小RA、RB、RV，可减小对应的概率PA（雷击产生的接触和跨步电压导致生物触电的概率）、PB（雷击建筑物导致物理损害的概率）、PV（雷击入户服务设施线路导致物理损害的概率）。为了减小PA、PB、PV值，对照GB/T 8附录B，提出如下防雷措施：
1）、减小PA值的措施：各建筑利用结构柱内钢筋作为防雷引下线、基础钢筋网作为接地装置，则PA降至0，各户外装置区金属结构（或金属罐体）均做防雷接地，设人工接地网，则PA降至0.01。
2）、减小PB值的措施：根据确定的建筑物防雷类别，燃气泵站、罐区、废气回收站采取GB00版）中的第二类防雷保护措施，其余的建筑物或装置区采取GB00版）中的第三类防雷保护措施，则PB降至0.001。
3）、减小PV值的措施：燃气泵站、罐区、废气回收站电源线路和信号线路均设置符合GB/T 8的Ⅱ级防护等级要求的SPD保护，则PV降至PSPD值，为0.02，同时Pc、PM、PU、PW亦降至PSPD值，其余的建筑物或装置区电源线路和信号线路均设置符合GB/T 8的Ш级防护等级要求的SPD保护，则PV降至PSPD值，为0.03，同时Pc、PM、PU、PW亦降至PSPD值。
采取防雷措施后的风险计算
&&& 采取防雷措施后，对各建筑物的人员生命损失风险R1和经济损失风险进行计算，结果见表10：
表10、采取防雷措施后的风险计算
建筑物名称
人员生命损失风险（R1）
经济损失风险（R4）
建筑物名称
人员生命损失风险（R1）
经济损失风险（R4）
废气回收站
10KV变配电所
化学品仓库
空压/冷冻站
由表10的计算结果可知，采取提出的防雷措施后，各建筑及装置区人员生命损失风险R1降至RT值以下，同时，经济损失风险R4与采取措施前相比，也大幅减小，因此采取的措施是有效的。
3.8、电源系统雷电过电流计算
根据本项目外来设施的情况，建筑或装置遭直接雷击时，雷电流将在接地装置、电力系统和其它金属管道间分配。假定总雷电流i0的50%流入建筑物的LPS的接地装置中，而其余的50%的i0即is进入各种设施（外来电力线、通讯线、金属管道等）间分配。假设本项目通讯线路采用埋地引入和一定的屏蔽措施，采用穿管引入，基本不分流雷电流，则雷电流is在电力线和外来金属管道中分配。由此确定电源系统各级SPD的标称放电流：
表11 各级SPD标称放电电流
根据各建筑及装置区的情况，建议电源系统至少设两级SPD，火灾爆炸危险环境场所应选用防爆型SPD。通过计算得出，电源系统安装的二级电源SPD的标称放电电流具体要求为：SPD1不小于10KA（10/350）或者40KA（8/20），SPD2不小于20KA（8/20）。
4、防雷设计指导意见
A、防雷类别
根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057—94）（2000版），燃气泵站
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防雷资讯网雷击灾害风险评估中等效截收面积计算方法研究--《气象与环境科学》2008年02期
雷击灾害风险评估中等效截收面积计算方法研究
【摘要】：建筑物等效截收面积的计算直接影响到对该建筑物年预计雷击次数的计算,进而影响到对该建筑物雷击风险评估的准确性。《建筑物防雷设计规范》给出的建筑物等效截收面积的计算方法,适用于高点延伸范围大于低点延伸范围的建筑物等效截收面积的计算,用于计算低点延伸范围大于高点延伸范围的建筑物等效截收面积却不尽合理。鉴于此,提出了优化的计算方法:由建筑物高点和低点计算的等效面积之和,减去滚球法计算出的保护范围面积,得到修正后的等效面积,该方法考虑了中高层建筑的引雷作用,计算结果更接近实际。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TU895【正文快照】：
引言雷击灾害风险评估是根据雷击大地导致人员、财产损害程度确定防护等级、类别的一种综合计算及分析方法[1]。雷击建筑物引起的损害取决于很多因素,这些因素与建筑物本身密切相关[2]。建筑物等效截收面积Ae就是其中最重要的因素。建筑物等效截收面积Ae定义为与建筑物截收相
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