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1、雷电灾害风险评估技术规范【最新资料，WORD文档，可编辑修改】6目 次1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 基本规定5 大气雷电环境评价6 雷击损害风险评估7 雷电灾害易损性评估8 雷电灾害环境影响评价9 其他附录A（规范性附录） 年预计雷击次数N的评估附录B（规范性附录） 建筑物内损害概率Pr的评估附录C（规范性附录） 建筑物损失量Lr的评估附录D（规范性附录） 服务设施损害概率Pr的评估附录E（规范性附录） 服务设施损失量Lr的评估附录F（规范性附录） 开头过电压附录G（规范性附录） 损失费用计算附录H（规范性附录） 风险容许值附录I（规范性附录） 电子信息系统雷电防护分级附录J（规
2、范性附录） 用于电子信息系统雷击风险评估的N和Nc的计算方法附录K（规范性附录） 防雷区的划分附录L（资料性附录） 风险分量的影响因子附录M（资料性附录） 建筑物及服务设施的分区附录N（资料性附录） 土壤电阻率的测试雷电灾害风险评估技术规范1 范围本标准规定了雷电灾害风险评估的术语和定义、基本规定、大气雷电环境评价、雷击损害风险评估、雷电灾害易损性评估、雷电灾害环境影响评价等。本规范适用于石油、化工、矿山等易燃易爆物资的生产或者贮存场所，发电厂、输电线路、变电站等电力设施与电气装置，通信基站、微波站等通信设施，城市桥梁、轨道交通、燃气、体育场馆等市政公用设施，广播电视系统、计算机网络系统、建（
3、构）筑物及其他场所与设施的雷电灾害风险评估。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修订单（不包括勘误的内容）或修正版均不适用于本标准。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB50057-94：建筑物防雷设计规范GB50058-92：爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50156-2002：汽车加油加气站设计与施工规范GB50343-2004：建筑物电子信息系统防雷技术规范IEC60364：建筑物电气装置IEC60479：人畜的电流效应IEC62305-2 ：2005 雷电防护 风险管理3 术语和定义下列术语和定
4、义适用于本标准。3.1雷击损害风险评估 evaluation of lightning strike risk根据雷击可能导致人员、财产损失程度来确定保护等级、类别的综合计算、分析方法。3.2防雷装置 lightning protection system，LPS接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其它连接导体的总合。3.3电涌保护器 surge protective device，SPD至少应包含一个非线性元件，用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。3.4雷电防护区 Lightning protection zone，LPZ需要规定和控制雷电电磁环境的区域。3.5 土壤电阻率earth
5、resistivity 表征土壤导电性能的参数，为单位体积土壤的阻抗。3.6 雷击损害概率probability of lightning strike damage，PX一次雷击事件导致需保护对象受损的概率。3.7雷电灾害损失 lightning disaster Loss， LX一次雷击事件引起的与某种损害类型相对应的平均损失量，与需保护对象的人员伤亡和财产损失有关。3.8雷击风险 lightning strike risk，R雷击可能造成的年均损失量（人员伤亡和财产损失）。3.9雷击风险分量 risk component of lightning strike，RX取决于雷电能量和雷电危
6、害类型形成的不同的雷击风险。3.10雷击容许的风险 tolerable risk of lightning strike，RT需保护对象能够承受的雷击最大风险值。4 基本规定4.1雷电灾害风险评估分为预评估、方案评估与现状评估。预评估是根据建设项目的使用性质和所在地雷电活动时空分布特征及雷电流散流情况等，分析建设项目的雷电灾害易损性和所在地大气雷电环境状况，对项目的选址及功能分区布局从雷电防护的角度提出意见，为城市规划和项目选址提供重要依据。方案评估是针对建设项目初步设计，对该项目可能存在的雷电危险（有害）因素的种类、雷电危险性和危险度进行分析，提出合理科学的安全对策措施及建议，为施工图防雷设
7、计提供依据。现状评估通过对既有建设项目的防雷安全现状进行安全评价，查找其存在的雷电危险、有害因素并确定其危害程度，提出合理可行的建议及安全对策措施，为安全监督管理提供技术依据。4.2雷电灾害风险评估应由有关法律法规规定的法定技术机构实施；雷电灾害风险评估人员必须具备相应的专业技术知识和能力，并具有防雷专业技术上岗资格证。 4.3雷电灾害风险评估的内容包括大气雷电环境评价、雷击损坏风险评估、雷电灾害易损性分析、雷电灾害环境影响评估等。4.4雷电灾害风险评估的程序（如图1）。4.5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。评估专家组根据评估要求进行资料收集，包括法律法规、标
8、准规范和相关的工程资料等；委托方应根据评估需要，向评估单位提供以下资料：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。4.6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；评估方案应包含人员组织、方案实施技术路线和工作进度以及相关的设备设施贮备等。4.7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 图1雷电灾害风险评估流程天气卫星云图、雷暴天气大气环流形势、雷暴天气雷达回波、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，
9、通过高性能计算机，应用数学模型对评估对象的雷电灾害风险进行分析、处理、计算、评估，并编制雷电灾害风险评估报告，报主管部门审查。4.8经主管部门审查和认可后的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。4.9雷电灾害风险评估报告的内容4.9.1评估目的4.9.2评估依据：有关法律、法规及技术标准；建设项目可行性研究报告等建设项目相关文件；参考的其他资料4.9.3建设项目概况4.9.4评估内容4.9.5评估结论4.9.6其他（包括：评估单位的资质和评估人员的防雷专业技术资格证书；单位的评估委托书；评估资料的原
10、始来源等）4.10评估周期新建建设项目应根据其所处的不同阶段，进行预评估、方案评估和项目建成后现状评估。对于既有建筑物应定期实行现状评估，易燃易爆场所每两年评估一次，其它场所每四年评估一次。5 大气雷电环境评价5.1雷电活动时空分布特征根据项目所在地雷暴天气卫星云图、雷暴天气大气环流形势、雷暴天气雷达回波、闪电定位等历史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。5.2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。5.3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（附录A）。6 雷击损害风险评估6.1损害
11、和损失6.1.1损害源雷电流是根本的损害源。损害源根据雷击点的位置可以划分为:S1:雷击建筑物，S2:雷击建筑物附近，S3:雷击服务设施，S4:雷击服务设施附近。根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损害。其中最重要的特性包括：建筑物的结构类型、内存物、用途、服务设施的类型以及所采取的保护措施。在实际的风险评估中，将雷击引起的基本损害类型划分为以下三种：D1:生物伤害；D2:物理损害；D3:电气和电子系统失效。雷电对建筑物的损害可能被限制在建筑物的某一部分，也可能扩展到整个建筑物，还可能涉及四周的建筑物或环境 (例如化学性或辐射性的扩散) 。 影响服务设施的雷电可以对线路或管道本身以及相
12、关电气和电子系统造成物理损害。损害还可能扩展到与服务设施相连的内部系统。每种单独发生或共同发生的损害类型，可以在需保护对象中导致不同的损失后果。可能出现的损失类型取决于需保护对象的特性及其内存物。建筑物中的损失类型包括:L1：人员生命损失；L2：公众服务损失；L3：文化遗产损失；L4：经济损失(建筑物及其内存物的损失)。服务设施中的损失类型包括:L2：公众服务的损失；L4：经济损失(服务设施以及活动中断的损失)。注：在本部分中，服务设施中的损失，没有考虑人员生命损失这一损失类型6.2风险和风险分量风险R是年平均可能损失量。对于建筑物或服务设施中可能出现的各种类型的损失，应当对相应的风险进行计算
13、。建筑物中可能需要计算的风险包括:R1：人员生命损失风险；R2：公众服务损失风险；R3：文化遗产损失风险；R4：经济损失风险。服务设施中可能需要计算的风险包括:R2：公众服务损失风险；R4：经济损失风险。每种风险都是其对应风险分量的总和，在计算风险值时，可以按照损害源和损害类型对风险分量进行分组。各个风险分量计算可以用以下一般式来表示：RX = NX PX LX ()其中：NX 是危险事件的次数 (附录 A)；PX 是损害概率(附录 B)；LX 是损失后果(附录 C)。各种风险分量如下：直接雷击引起的建筑物风险分量RA：建筑物户外距离建筑物3m以内的区域中与接触和跨步电压造成生物伤害有关的风险
14、分量。RA=ND PA LA ()RB：与建筑物内因危险火花放电触发火灾有关的风险分量。RB = ND PB LB () RC：与LEMP造成内部系统失效有关的风险分量。 RC = ND PC LC ()表1中给出了评估这些风险分量时所用的参数，以下同。邻近雷击引起的建筑物风险分量RM：与LEMP引起内部系统失效有关的风险分量。 RM = NMPM LM ()雷击相连服务设施引起的建筑物风险分量 RU：与建筑物内雷电流注入入户线路产生的接触电压造成人身伤害有关的风险分量。 RU = (NL + NDa) PU LU () RV：与雷电流经过入户服务设施产生的物理损害(入户设施和金属部件之间的危
15、险火花放电触发火灾或爆炸，通常位于线路入户处)有关的风险分量。 RV = (NL + NDa) PV LV () RW：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分量。RW = (NL + NDa) PW LW ()如果线路不止一个区段 (见附录M), RU, RV 和 RW 的值是各区段线路的RU, RV 和RW 值的和。只需考虑建筑物和第一个配线节点之间的各个区段。如果建筑物有着多于一条并且布线方式不同的线路，应当对各条线路分别进行计算。注：在本评估中所考虑的服务设施仅仅指进入建筑物的线路。基于管道已经连接到等电位连接排，所以没有把雷击管道或管道附近考虑为损害
16、源。如果没有安装等电位连接排，应当考虑这种威胁，以下同。雷击相连服务设施附近引起的建筑物风险分量RZ：与入户线路上感应出的以及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分量。 RZ = (NINL) PZ LZ ()如果线路不止一个区段(见附录M),RZ 的值是各区段线路的 RZ 值的总和。只需考虑建筑物与第一个配线节点之间的各个区段。 另外，对于只定义了一个区域的单区域建筑物：对于风险分量RA, RB, RU, RV, RW, 和 RZ，每个所涉参数只能有一个确定值。当参数的可选值大于一个时，应当选择其中的最大值。对于风险分量RC, 和 RM,对于风险分量 RC, 和 RM, 如果区
17、域中涉及的内部系统大于一个， PC 和 PM 的值应当计算如下:PC = 1 (1- PC1) (1- PC2) (1- PC3) ()PM = 1 (1- PM1) (1- PM2) (1- PM3) ()参数PCi, PMi 与内部系统i有关。与损失量 L 有关的参数： 应当按照附录C来计算 L 的值.根据建筑物的用途，区域中的缺省L值可以假定为附录C给出的典型平均值。除了 PC 和 PM以外，如果区域中的参数有一个以上的可选值，应当采用导致最大风险结果的参数值。与建筑物风险分量评估有关的参数符号名称参考取值雷击引起的年均危险事件次数ND雷击建筑物附录 A, 条款 A.2NM雷击建筑物附近
18、附录 A, 条款 A.3NL雷击入户线路附录 A, 条款 A.4NI雷击入户线路附近附录 A, 条款 A.4NDa雷击处于线路 “a”端的建筑物 (图 2)附录 A, 条款 A.2一次雷击建筑物事件造成损害的概率PA人身伤害附录 B, 条款 B.1PB物理损害附录 B, 条款 B.2PC内部系统的失效附录 B, 条款 B.3一次雷击建筑物附近事件导致损害的概率PM内部系统的失效附录 B, 条款 B.4一次雷击线路事件导致损害的概率PU人身伤害附录 B, 条款 B.5PV物理损害附录 B, 条款 B.6PW内部系统的失效附录 B, 条款 B.7一次雷击线路附近事件导致损害的概率PZ内部系统的失效
19、附录 B, 条款 B.8雷击损失LA = ra LtLU = ru Lt人身伤害附录 C, 条款 C.2LB = LV = rp rf h Lf物理损害附录 C, 条款 C.2, C.3, C.4, C.5LC = LM = LW = LZ = Lo内部系统的失效附录 C, 条款 C.2, C.3, C.5附录C和表C.2, C.3, C.4 和 C.5给出了损失L, L, L、损失缩减因子r, r, r以及损失增长因子h的值。第2段（架空）建筑物b（需保护的建筑物）第1段（埋地）建筑物a（邻近的建筑物）图2 在线路末端的建筑物: 在 “b” 端的是需保护的建筑物 (建筑物 b)，在 “a”
20、端的为邻近建筑物(建筑物a)直接雷击引起的服务设施风险分量RV：与雷电流的机械、热力效应造成的物理损害有关的风险分量。RV = NL PV LV ()RW：与电阻性耦合产生的过电压造成相连设备失效有关的风险分量。 RW = NL PW LW ()表2中给出了评估这些风险分量所用的参数,以下同。邻近雷击引起的服务设施风险分量RZ：与线路上的感应过电压造成线路或相连设备失效有关的风险分量。可能出现L2、L4类型的损失。RZ = (NINL ) PZ LZ ()对于本风险评估, 如果 (NINL) RT ，应当采取保护措施以减小对象遭受的所有风险，使得R ? RT 。6.5.2评价保护措施的成本效率
21、的程序除了建筑物或服务设施的防雷需要以外，为了减少经济损失L4，了解采取防雷措施是否经济也是有用的。对建筑物风险R4(对服务设施则为R4 )的分量进行评估可以让用户估算有无采取保护措施时的经济损失(见附录G)。 评价保护措施的成本效率的流程为:识别组成建筑物风险R4（对于服务设施则为R4）的风险分量 RX ；在无新增/附加的防雷措施的情况下对已识别的风险分量 RX 进行计算；计算各个风险分量RX造成的年均损失；计算没有保护措施时候年均总损失 CL；采取所选择的保护措施；计算采取了所选择的保护措施后的风险分量 RX ；计算受保护的建筑物或服务设施中各个风险分量RX造成的年均残余损失；计算采取了保
22、护措施后的年均残余损失CRL；计算所选择的保护措施的年均费用 CPM ；费用比较。如果 CL CRL + CPM,认为采取防雷措施不经济。如果 CL ? CRL + CPM,证明在建筑物的使用年限内，采取防雷措施是经济合理的。6.6防护措施的选择 应当由设计师按照各个风险分量在总风险中所占的比例以及根据各种保护措施的技术和经济等方面的情况来选择最适当的保护措施。必须要确定关键的参数以决定减少风险R的更有效的措施。对于每种损失类型,有着多种单独或共同使用，使 R ? RT 的条件得到满足的保护措施。选择所采用的解决方案应当考虑到技术和经济方面的情况。只有当保护措施符合相关标准的要求时，才认为是有
23、效的:IEC 62305-3 用于减少建筑物中的物理损害和人身伤害的保护；IEC 62305-4 用于减少内部系统失效的保护；IEC 62305-5 用于服务设施的保护。7雷电灾害易损性评估7.1易损性因素7.1.1工程地址从工程地质、地形、雷电参数、周围环境、气候条件、交通、抢险救灾的支持条件等方面进行分析。7.1.2工程平面布局总图：功能分区(生产、管理、辅助生产、生活区)布置；高温、有害物质、易燃、易爆、危险品设施布置，工艺流程布置，建筑物、构筑物布置，风向、雷电活动主要方向、安全距离、卫生防护距离等。运输线路及码头：厂区道路、厂区铁路、危险品装卸区、厂区码头。7.1.3建(构)筑物包括
24、结构、高度、建筑占地、屋面材料、外墙材料、防雷装置设置等。7.1.4生产工艺过程7.1.5生产设备、装置化工设备、装置机械设备电气设备危险性较大的设备、高处作业设备。特殊单体设备、装置7.2易损性分析方法易燃易爆物质。腐蚀和腐蚀性物质，包括电化学腐蚀和化学腐蚀性物质。主要分析生产性毒物，生产性粉尘，振动，电磁辐射因素，高温危害，低温危害，采光、照明，分析工艺流程或生产条件等。主要分析防直击雷装置，防静电装置，防静电感应和雷击电磁脉冲，防雷电波侵入装置等。7.3易损性评估承灾体的雷灾易损性是反映基于遭受雷电灾害前的区域经济和社会对于一旦发生雷电灾害的敏感状况，与区域的社会经济发展有关，也与雷电灾
25、害可能造成的后果有关。雷击密度 M雷击密度是指单位面积内所发生的雷电数量。它是反映雷电灾害次数的一个重要指标，雷击密度大的地区，说明区域孕灾环境复杂、致灾因子活跃，承载体易损性大。M=0.024N1.3 ）N为区域年平均雷暴日，根据当地气象台、站确定。雷电灾害频数 P雷电灾害频数是指区域内每年发生的灾害次数，表示区域雷电灾害发生频率和次数的高低。它客观反映了区域的易损性情况，是进行承灾体易损性分析的一项重要指标。P=Nl/年数 ）Nl为区域（某一固定地区、市、县、区）雷电灾害次数。经济（GDP）损失模数 DD=DS/S ）经济损失模数D表示区域发生雷电灾害时单位面积上的经济损失，单位为万元/k
26、m2；DS为区域雷电灾害经济损失额，单位为万元；S为区域面积，单位为1000 km2。人员伤亡密度 LL=LS/S ）人员伤亡密度L表示区域发生雷电灾害时单位面积上受危害的人口数量，单位为人/100 km2；LS为区域受到雷电灾害危害的人口数量，单位为人；S为区域面积，单位为km2。某区域的雷灾易损性主要体现了该区域未来因雷电造成的可能损失量的高低。某区域未来因雷灾造成的损失量越高，则该区域的雷灾易损度越大。在某一类型的雷灾易损度指标下，先根据各地区的评估指标值（绝对值）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
27、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。8 雷电灾害环境影响评价8.1雷击燃烧危害范围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。易（可）燃物品发生雷击引起火灾时，对周围的危害主要是由于辐射热产生的，易（可）燃物品（如储油品罐）燃烧火焰的辐射热可用下列公式计算： E=RT (8.1-1)R=0.02VC (8.1-2)式中：受到的辐射热强度(kJ/hm)，火焰倾角系数；燃烧速度(mm/min)；易燃、可燃液体密度(kg/m3) ；C油品最大发热量(kJ/
28、kg)。采用不同燃烧物品的V、C计算出火焰倾角系数，得到该物品雷击燃烧的不同范围的危害程度。8.2雷击爆炸危害范围雷击爆炸危害范围的界定主要考虑工厂外部各类建筑物的安全设防标准，在计算中可参照相关的计算方法，选择合理参数作出相关的推理，得到相应的安全距离（附录K）。9 其他对于现状评估还包括以下内容：9.1防雷设计和施工单位的资质是否符合规定；9.2防雷设计所依据资料的完整性和可靠性；9.3防雷设计方法和设计参数的合理性；9.4防雷设计选择方案的可行性；9.5雷电灾害危险源的辨识；9.6雷电存在的有害效应及可能影响的范围；9.7保证工程环境安全措施的可靠性；9.8防雷安全知识的教育与培训；9.
29、9防雷设施定期检查和检测；9.10雷电灾害应急预案的建立；9.11对可能发生事故的预防对策和抢救措施是否合理等。附录A（规范性附录）年预计雷击次数N的评估概述影响需保护对象的雷击引起的年均危险事件次数 N 取决于需保护对象所处区域雷暴活动的情况以及需保护对象的物理特性。普遍接受的N的计算方法是：将雷击大地密度Ng 乘上需保护对象的等效截收面积，同时还要考虑需保护对象物理特性所对应的修正因子。雷击大地密度 Ng 是每年每平方公里雷击大地的次数。在世界上的大部分地区，这个数值可以根据地闪定位网络系统得到。 如果没有 N 的分布图, 在温带地区，可以作以下估算: N? 0.1 T(A.1)这里 Td
30、是年平均雷暴日，可以从雷暴日分布图上得出。对于需保护建筑物，所考虑的危险事件有：雷击建筑物；雷击建筑物附近；雷击入户服务设施；雷击入户服务设施附近；雷击与入户服务设施相连的建筑物。对于服务设施，所考虑的危险的事件有:雷击服务设施；雷击服务设施附近；雷击与服务设施相连的建筑物。年平均雷击建筑物的次数ND以及雷击连接到线路“a”端的建筑物的次数NDa的评估截收面积 Ad的确定对于平地上的孤立建筑物来说，截收面积 Ad 是与建筑物上沿接触的斜率为1/3的直线沿建筑物旋转一周在地面上划出的面积。 可以通过作图法来确定Ad的值。矩形建筑物对于长度为L，宽度为W，高度为H的孤立矩形建筑物，截收面积等于:
31、Ad = LW + 6 H (L + W) + 9 ? (H)2 (A.2)L,W 和 H 是所考虑建筑物的尺寸，单位是m (见 图 A.1)。注： 考虑建筑物与建筑物周围3H距离内的对象或大地之间的相对高度后可以得到更精确的计算结果。 A.1 孤立建筑物的截收面积 Ad 形状复杂的建筑物如果建筑物具有复杂的形状，例如具有兀凸的屋顶 (见图 A.2), 应当用作图法来计算 Ad (见图 A.3), 因为如果使用最大值(Admax)或最小值(Admin)时，差别可能太大 (见 表 A.2) 。 截收面积的一个可以接受的近似值是Admin和Ad之间的最大值 Ad = 9? (Hp)2 (A.3)这
32、里 Hp 是兀凸屋顶的高度。按照上述各种方法得出的截收面积的值在表A.2给出。A.1 各种方法得出的截收面积作图法建筑物(最大尺寸)建筑物 (最小尺寸)兀凸屋顶Hp建筑物尺寸 (m) (L, W, H) ( 见图.A.2)70 30 4070 30 2540 (m2)Ad = 47700Admax = 71316Admin = 34770( 见 图.A.3) Ad = 45240( 见 图.A.3)A.2 复杂形状的建筑物3Hp=3Hmax矩形建筑物，H = Hmin ( 公式A.2)AdminAdAd兀凸屋顶，H = Hp = Hmax (公式A.3)使用作图法确定的截收面积3Hmin图A.3 确定图A.2中的建筑物的截收面积的各种方法建筑物是大厦的一部分当所考虑的建筑物S 仅仅是大厦的一部分时，如果满足以下条件的话
