雷电灾害风险评估4

第四章雷电灾害风险评估方法雷电损害风险评估是新建建筑物的防雷设计，特别是防护水平选择过程中最重要的一环。雷电损害风险定义为雷电导致建筑物或其服务设施的可能年均损失。按操作程序，它应在新建建筑物的设计之前进行，或在防雷整改工程实施之前完成，其目的是使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。雷电灾害风险评估需要评估原则的指导，并遵循一定的评估流程，结合评估概念模型，使用合适的评估方法。（一）雷电灾害风险评估的基本原则在雷电灾害风险评估时，明确评估原则是十分必要的。在此提供以下5个评估原则供参考：1、认清评估对象，选择符合其适用范围的评估标准。这要求在做风险评估时应该根据评估对象而有针对性的处理问题。2、评估方法和评估标准要及时更新。由于各种技术和产品的更新与发展更加日新月异，滞后的评估方法和标准是不能满足社会需求的。特别是LEMP危害逐渐占据主导地位时，通信、电子和网络等行业的发展给雷电灾害风险评估提出了很多需要解决的问题。3、抓住风险评估的两个关键因素，即评估结构（评估体系）和评估指标（评估参数）4、雷电灾害风险评估要以风险（损失）为中心，而不是以风险的来源为中心。这是因为雷电灾害的来源与损失相比而言是很难准确确定的。同时要尽量避免重复性计算或遗漏性计算。5、风险是对于不同的评估主体（评估者）是具有不确定性的，风险评估应该考虑评估主体的风险偏好。(二)、评估的工作流程和概念模型评估工作应该按照一定的工作流程来执行。第一，确定评估对象；第二，明确评估范围；第三，选择评估标准，包括评估体系、评估指标及其基准值；第四，确定评价方法包括评估公式；第五，收集信息，进行评估；第六，提供评估结论包括评估等级，并提出适当的对策与相应的措施。风险评估的概念模型评估主体评估标准评估因子评估对象评估方法评估结论(三)雷电灾害风险评估的常用方法常用的雷电灾害风险评估方法包括IEC61662评估方法ITU-Tk.39评估方法QX3-2000评估方法(GB50343-2004)建筑物电子信息系统防雷技术规范中的评估方法(GB50343-2004)建筑物电子信息系统防雷技术规范中的评估方法4.1一般规定4.1.1建筑物电子信息系统的雷电防护等级应按防雷装置的拦截效率划分为A、B、C、D四级。4.1.2雷电防护等级应按下列方法之一划分：1按建筑物电子信息系统所处环境进行雷击风险评估，确定雷电防护等级2按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级。4.1.3对于特殊重要的建筑物，宜采用4.1.2条规定的两种方法法进行雷电防护分级，并按其中较高防护等级确定。4.2按雷击风险评估确定雷电防护等级4.2.1按建筑物年预计雷击次数N1和建筑物入户设施年预计雷击次数N2确定N（次/年）值，N＝N1＋N24.2.2建筑物电子信息系统系统设备，因直击雷和雷电电磁脉冲损坏可接受的年平均最大雷击次数NC可按下式计算：NC＝5.8×10－1.5/C（次/年）。4.2.3将N和NC进行比较，确定电子信息系统设备是否需要安装雷电防护装置：1当N＜NC时，可不安装雷电防护装置；2当N＞NC时，应安装雷电防护装置。4.2.4按防护装置拦截效率E的计算公式E＝1－NC/N确定其雷电防护等级：1当E＞0.98时定为A级2当0.90＜E≤0.98时定为B级3当0.80＜E≤0.90时定为C级4当E≤0.80时定为D级(1)建筑物及入户设施年预计雷击次数（N）可按下式确定N=K·Ng·（Ae+Ae′）=K·（0.024·Td1.3）·（Ae+Ae′）（式—1）N2＝Ng·A´e＝（0.024•Td1.3）•（A´e1＋A´e2）K——校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构的建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处，地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿地带的建筑物取1.5。Ng——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/(km2·a)]Td——年平均雷暴日。根据当地气象台、站资料确定（d/a）Ae——建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）Ae′——建筑物入户设施（电源线、信号线）的截收面积（km2）A´e＝（A´e1＋A´e2）（2）等效面积Ae：其计算方法应符合下列规定：1、当建筑物的高H100m时，其每边的扩大宽度（D）和等效面积（Ae）应按下列公式计算确定：（m）（式—2）（式—3）式中：L、W、H分别为建筑物的长、宽、高（m）建筑物截收相同雷击的等效面积Ae的计算:见图—12、当建筑物的高H≧100m时，其每边的扩大宽高应按等于建筑物的高H计算；建筑物的等效面积应按下列确定：（式—4）3、当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。建筑物扩大后的面积如图—1中周边虚线所包围的面积。4、入户设施的截收面积Ae′：见[表-1]。[表-1]入户设施的截收面积线路类型有效截收面积Ae′（Km2）低压架空电缆2000×L×10-6高压架空电缆（至现场变电所）500×L×10-6低压埋地电缆2×ds×L×10-6高压埋地电缆（至现场变电所）0.1×ds×L×10-6架空信号线2000×L×10-6埋地信号线2×ds×L×10-6无金属铠装或带金属芯线的光纤电缆0（1）L是线路从所考虑建筑物至网络的第一个分支点或相邻建筑物的长度，单位为米，最大值为1000米，当L未知时，应采用L=1000米。（2）ds的单位为米，其数值等于土壤电阻率，最大值取500。（3）因直击雷和雷电电磁脉冲引起电子信息系统设备损坏的可接受的最大年平均雷击次数NC的计算可按下式确定:NC=5.8×10―1.5/C(式—5)式中：C——各类因子1、C=C1+C2+C3+C4+C5+C６2、C1为信息系统所在建筑物材料结构因子。当建筑物屋顶和主体结构均为金属材料时，C1取0.5，当建筑物屋顶和主体结构均为钢筋混凝土材料时，C1取1.0，当建筑物为砖混结构时，C1取1.5，当建筑物为砖木结构时C1取2.0，当建筑物为木结构时，C1取2.5。3、C2为信息系统重要程度因子等电位连接和接地以及屏蔽措施较完善的设备C2取0.5，使用架空线缆的设备C2取1.0，集成化程度较高的低电压微电流的设备C2取3.0。4、C3为电子信息系统设备耐冲击类型和抗冲击过电压能力因子。一般，C3取0.5；较弱，C3取1.0；相当弱，C3取3.0。注：一般指设备为GB/T16935.1-1997中所指的I类安装位置设备，且采取了较完善的等电位连接、接地、线缆屏蔽措施；较弱指设备为GB/T16935.1-1997中所指的I类安装位置的设备，但使用架空线缆，因而风险大；相当弱指设备集成化程度很高，通过低电压、微电流进行逻辑运算的计算机或通信设备。5、C4为电子信息系统设备所在雷电防护区（LPZ）的因子设备在LPZ2或更高层雷电防护区内时，C4取0.5；设备在LPZ1区内时，C4取1.0；设备在LPZ0B区内时，C4取1.5～2.0。6、C5为电子信息系统发生雷击事故的后果因子信息系统业务中断不会产生不良后果时，C5取0.5；信息系统业务原则上不允许中断，但在中断后无严重后果时，C5取1.0；信息系统业务不允许中断，中断后会产生严重后果时，C5取1.5～2.0。7、C6表示区域雷暴等级因子。少雷区C6取0.8；多雷区C6取1；高雷区C6取1.2；强雷区C6取1.4。1少雷区：年平均雷暴日在20天及以下的地区；2多雷区：年平均雷暴日20大于天，不超过40天的地区；3高雷区：年平均雷暴日大于40天，不超过60天的地区；4强雷区：年平均雷暴日超过60天以上的地区。地名雷暴日数（d/a）地名雷暴日数（d/a）地名雷暴日数（d/a）1、北京市36.3吉林市40.514、福建省2、天津市29.3四平市33.7福州市53.03、上海市28.4通化市36.7厦门市47.44、重庆市36.0图门市23.8漳州市60.55、河北省10、黑龙江省三明市67.5石家庄市31.2哈尔滨市27.7龙岩市74.1保定市30.7大庆市31.915、江西省邢台市30.2伊春市35.4南昌市56.4唐山市32.7齐齐哈尔市27.7九江市45.7秦皇岛市34.7佳木斯市32.2赣州市67.26、山西省11、江苏省上饶市65.0太原市34.5南京市32.6新余市59.4大同市42.3常州市35.716、山东省阳泉市40.0苏州市28.1济南市25.4长治市33.7南通市35.6青岛市20.8临汾市31.1徐州市29.4烟台市23.27、内蒙古自治区连云港市29.6济宁市29.1呼和浩特市36.112、浙江省潍坊市28.4包头市34.7杭州市37.617、河南省海拉尔市30.1宁波市40.0郑州市21.4赤峰市32.4温州市51.0洛阳市24.88、辽宁省丽水市60.5三门峡市24.3沈阳市26.9衢州市57.6信阳市28.8大连市19.213、安徽省安阳市28.6鞍山市26.9合肥市30.118、湖北省本溪市33.7蚌埠市31.4武汉市34.2锦州市28.8安庆市44.3宜昌市44.69、吉林省芜湖市34.6十堰市18.8长春市35.2阜阳市31.9施恩市49.7地名雷暴日数（d/a）地名雷暴日数（d/a）地名雷暴日数（d/a）黄石市50.423、贵州省西宁市31.719、湖南省贵阳市49.4格尔木市2.3长沙市46.6遵义市53.3德令哈市19.3衡阳市55.1凯里市59.429、宁夏回族自治区大庸市48.3六盘水市68.0银川市18.3邵阳市57.0兴义市77.4石嘴山市24.0郴州市61.524、云南省固原县31.020、广东省昆明市63.430、新疆维吾尔自治区广州市76.1东川市52.4乌鲁木齐市9.3深圳市73.9个旧市50.2克拉玛依市31.3湛江市94.6景洪120.8伊宁市27.2茂名市94.4大理市49.8库尔勒市21.6汕头市52.6丽江75.831、海南省珠海市64.2河口108海口市104.3韶关市77.925、西藏自治区三亚市69.921、广西壮族自治区拉萨市68.9琼中115.5南宁市84.6日喀则市78.832、香港特别行政区柳州市67.3那曲县85.2香港34.0桂林市78.2昌都县57.133、澳门特别行政区梧州市93.526、陕西省澳门（暂缺）北海市83.1西安市15.634、台湾省22、四川省宝鸡市19.7台北市27.9成都市34.0汉中市31.4自贡市37.6安康市32.3攀枝花市66.3延安市30.5西昌市73.227、甘肃省绵阳市34.9兰州市23.6内江市40.6酒泉市12.9达州市37.1天水市16.3乐山市42.9金昌市19.6康定52.128、青海省（3）建筑物电子信息系统对LEMP防护等级选择A、为了从多方面的因素综合分析确定建筑物电子信息系统的雷电磁脉冲防护等级，应考虑下列几个因素：a.应根据信息系统设备对LEMP的敏感度和抗干扰强度的要求。b.按建筑物防雷（外部）分类条件分析。c.根据建筑物用户负荷分级条件分析。d.根据建筑物的功能性质、建筑高度，e.当地气象条件来分析。f.用户对信息系统设备g.安全度的要求（二次设计确定）。h.对信息系统风险评估计算结果分析。B、根据以上条件，综合分析各种因素，从定性及定量两个方面来选择信息系统雷电防护级别，以采取相适配的技术措施；作到安全可靠，技术先进，经济适用，维护方便。例：天威集团计算机网络雷灾分析及风险评估一、集团局域网简介天威集团有限公司（前身为保定变压器厂）始建于1958年，经过技术改造，已经成为新型的高新技术企业，公司以电力变压器为主导产品，是目前国内最大的综合型变压器制造企业，也是核电工业变压器产品唯一供应商，与德国西门子公司合作为三峡电站提供主变压器。公司的系统集成以科技楼信息中心放置主交换机和部分工作组交换机，整个大楼为快速以太网，采用星形网络