雷击风险论文范文

雷击风险论文篇1

关键词：雷击风险评估工作；作用；认识

中图分类号：S761.5 文献标识码：A

雷击风险评估工作不仅是雷电业务轨道建设的重要内容，也是科学防雷、全面防雷的重要工作。雷击风险评估工作的实践性很强，与实际状况的结合也很紧密，需要在详细调查与了解评估对象所处的地理、地质、气象、环境、区域雷电活动规律以及评估对象特性、发生雷电灾害后果的基础上，通过全面、综合分析、精确赋值、科学计算，才能做出客观公正的技术评价，提出科学、全面的防雷措施。雷击风险评估是一项极其精细与复杂的工作，工作量非常大，需要考虑、整合的因素特别多，也需要评估者有丰富的实践经验和技术水平，由于技术力量欠缺，或者认识不到位，或者地方法律政策扶持力度不够，这一工作在许多地方还处于摸索阶段，极不利于该工作全面展开和健康发展。本文就雷击风险评估工作在防雷工作体系中的作用进行初步探讨，以期抛砖引玉，共同推进该项工作的健康发展。

1 开展雷击风险评估工作的必要性

随着城市的发展和科技的应用，雷电灾害从直接雷击损害扩展到直接雷击损害、雷电波侵入损害和电磁脉冲侵入损害，受灾对象也从单一的个体延展到一片，一个区，甚至整个相互关联的网络，雷击造成的损害越来越严重，影响面也越来越广。与建筑物相连的各种金属管道和线路，都可能成为雷击灾害的引入途径，而一个全面、综合的防护体系，却不可能面面俱到，达到完全拦截、消除雷电的效果，这就需要对雷击侵害途径的风险及防雷措施的效果进行评估。从这个角度来讲，雷击风险评估也正是适应现代防雷工程广泛和深入发展的需要而发展的。雷击风险评估体系对雷击概率，风险成因，雷击源和雷电防护措施效果均进行了分析与评价，科学直观地分析了雷灾风险的组成，各种致灾因素在风险总量中所占的比重，已采取的防雷措施所能抑制的灾害侵入途径和到达的防护效果，有利于找出雷灾风险的主导因素，薄弱的雷电防护环节，也有利于评价改进了的防护措施的技术效果和经济效益，是控制总体风险所采取的最有效的防雷措施组合，使得防雷方案设计更具有针对性与实用性，防雷工程更能发挥出最佳性能。

2 雷击风险评估工作的作用

雷击风险评估是一项系统工程，但在防雷工程设计、审核、监督、验收不同的环节切入，其所发挥的作用还是有所区别的，指导功能也是不一样的。

2.1 设计评估

雷击损害设计评估，就是对一个完露的防护对象进行考查与评价，找出主导风险因素，查找缺陷，然后依托评估结论提出经济、科学、实用的防雷方案设计要点，作为防雷方案设计的指导和依据，其切入点是在防雷工程方案和图纸设计以前。在该评估体系中，直接雷击防护的评价效果不是很理想，但对于雷电感应和雷电波侵入的损害评估，是能做到科学、细致、精确、全面，并能给出科学而完善的防护措施。例如，对致灾原因主要由感应雷击引起的，线路采用屏蔽的效果比线路上加装SPD的效果要好得多，线路埋地引入比线路架空引入所带来的间接雷击危害也要小得多。尤其是针对极易受雷电脉冲、雷击浪涌干扰和影响的信息系统，通过评估，能完全确定与之相适应的防护等级，达到预定的可承受损失限度。设计评估的另一大作用是对防雷工程中的隐蔽工程，楼宇综合布线，电气、电子服务设施的设置，都能发现其缺陷与不足，可以在设计阶段进行改进和完善，达到发挥整个防雷体系的最佳性能。

2.2 审核评估

审核评估，就是对已设计的防雷工程方案进行雷击风险评估。这一评估是在防雷工程方案和设计图纸都已经存在的情况下，在施工前对该雷电防护体系进行评估。在这一环节进行雷击风险评估，一旦方案和设计图纸不符合要求，小的缺陷只要稍作改进就可以了，大的缺陷却会导致对整个方案的否定，重新进行设计。这一精细的雷击风险评估体系，将防护对象与防护措施紧密地结合起来，既有特定性，又有关联性，并从人员生命损失、经济损失、公众服务损失、文化遗产损失四个角度，评价一个防雷设计方案的防护效能，如该防雷设计方案能否达到预定的防护效果和目的，是否存在设计缺陷，是否能采取更经济实用的防护措施，能否加强某些措施使被保护对象的主要致灾因子降到更低的风险值，进一步控制总体风险。与设计评估相比，审核评估就不是起到规划与指导的作用，而是检验与修进的作用。

2.3 验收评估

验收评估就是对一个已经存在的防雷工程体系进行评估，评价它的运行效果及被防护对象是否已达到风险控制的要求。由于验收评估是在防雷工程竣工或验收以后，评价的是已经存在的实际工程，有利于实地堪察和测量，能提供客观而准确的数据，使评价结论更好地符合实际状况，但这个环节的评估，所能发挥的作用最小。一是工程质量无法控制，隐蔽性防护措施无法考查；二是一旦防护对象不能满足风险控制的要求，需要改进的防雷措施不可改动，或者防护措施与防护对象紧密关联，就无法消除已经存在的缺陷和漏洞，此时，验收评估只能作出客观评价，提出改进措施，却无法达到改进的目的，从而使得雷电防护体系无法满足标准要求，永远成为不合格的防雷工程，造成资源浪费和损失。对于防雷工程的验收评估，可以查漏补缺，进行事后补救，而实际状况决定补救措施的能否实施。

小结与讨论

雷击风险评估和防雷措施效果的影响因素很多而且错综复杂，雷击风险评估要求越准确，模型建立就越精细，评估方法就越复杂。通过雷击风险评估，在防雷工程的不同阶段，虽然评估工作所发挥的作用不同，但对整个防雷工程确实有促进作用，使一个整体的防雷工程尽可能发挥综合治理、全面防护的功能。从实际工作出发，开展雷击风险评估工作是必要的，也是科学实用的。

参考文献

[1]叶蜚誉.关于雷击风险评估的若干问题..2006No.2

[2]《浙江省雷击风险评估技术规范》[J].

雷击风险论文篇2

建筑物的分区根据项目区域内的建构筑物使用功能和位置分布情况，将项目分为以下几个防雷区域:建筑物外部区域(Z1区);主厂房建构筑物区(Z2区);电气建构筑物区(Z3区);水工建构筑物区(Z4区);运煤、除灰建构筑物区(Z5);辅助及附属设施区(Z6)。

根据贵州省雷电定位资料统计，项目所在地闪密度Ng=8.14次/km2•a;厂址地势高差较大。Z1区、Z2区、Z3区、Z4区、Z5区、Z6区域特征见表2～表7。从表10可以看出，主厂房建构筑物区、电气建构筑物区、辅助及附属设施区区域风险超过可接受风险，这些区域是雷电防护的重点，应加强防雷措施。

评估结果

①本报告结论的雷暴日数据采用兴义市1964—2008年气象观测数据所得:年平均雷暴日为69d，属于强雷暴地区。

②据贵州省2006—2009年雷电监测网监测数据，雷暴活动主要活跃在14－02时，90%的地闪都发生在这个时段。

③项目所处区域遭受雷击概率大。

④主厂房建构筑物区风险值为4.70×10－5，电气建构筑物区风险值为2.19×10－5，水工建构筑物区风险值为7.23×10－7，运煤、除灰建构筑物区风险值为4.70×10－7，辅助及附属设施区风险值为2.85×10－5，主厂房建构筑物区、电气建构筑物区、辅助及附属设施区风险值均超过评估标准规定的可承受风险。

⑤项目所处区域内，对于放置灵敏设备的机房，控制制室，应采取屏蔽措施，屏蔽网格尺寸应小于0.1m×0.1m。

⑥根据现场实测，项目所处区域土壤电阻率差异较大，平均土壤电阻率为1314.0Ω•m，属于高土壤电阻率区域，对于接地装置施工有不利影响。由于土壤电阻率很高，除生产设备对接地有特殊要求外，厂区应采用联合接地装置，将计算机、仪表接地、工作接地、电收尘接地、防雷接地等共用联合接地网，接地电阻应满足《交流电气装置的接地》DL/T621－1997规范的要求。

⑦根据计算，项目多个区域雷击风险超过可承受风险，应提高建构筑物及弱电系统的防雷保护等级。根据国际防雷标准规定:雷击造成人员伤亡损失的最大风险可容许值RT=1.00×10－5。而在本论文中由雷击造成的人员伤亡损失风险R=2.85×10－5＞RT=1.00×10－5，超出可承受的范围。需做防雷工程。

工程描述

1具体防雷措施

①主厂房区、500kV升压站、制氢站、油罐区及办公楼等建筑物的直击雷防护措施。②供配电系统的雷电波侵入防护措施。③厂区的信息管理系统、生产自动化系统、通信系统、有线电视系统等的感应雷和雷电波入侵防护措施。

2工程完成后的风险

由雷电闪击而造成人员伤亡损失的总风险综上采取相应措施后，雷电风险值降至规范规定可承受的范围(1.00×10－5)。

结论

本文根据气象资料及闪电定位仪资料分析，可得到兴义电厂2×600mW燃煤发电机组项目所在地雷暴日数为56d，3km半径地闪密度为5.1次/km2，属于强雷区。计算出人员伤亡损害的风险R＞RT=1.00×10－5，超出可承受的范围，存在着防雷安全隐患。通过增加防直击雷设施、防感应雷设施及防雷电波设施的方式，完善防雷装置，加强雷电的防护后。计算出R=4.31×10－6＜RT，达到容许值范围，从而减少或避免雷击事故发生的人员伤亡或者财产损失。

雷击风险论文篇3

关键词：雷击 灾害 评估 防护

中图分类号：P429 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0088-02

1 项目概况

项目鞍山市千山区杨柳河大桥北侧区域落雷密度为2.57次/km2・a，属于雷电灾害多发区域。建筑物户外分区地表类型为农地、混凝土，泄流不及时易发生旁落闪击或跨步过电压。建筑物户内分区地表类型为农地、混凝土，火灾危险程度为一般，对火的防控程度设定为下列措施之一：灭火器、人工报警装置，消防栓，防火隔间，逃生通道。

2 评估项目区域雷电活动规律研究

2.1 项目所处地理位置

通过GPS定位，杨柳河加油站（四十站）位于122.947°E，41.062°N。

2.2 区域内气象观测雷暴日数据

（1）雷暴日数。

雷电日数：是指在一日内只要听到雷声一次或一次以上就统计为一个雷电（暴）日。

（2）雷暴日数的年际变化。

评估区域鞍山年平均出现雷暴日为：30.0 d，其中最多年为：44.0 d，最少年为：13.0 d，最大值与最小值相差：3.4倍。

（3）雷暴日数的季节变化。

根据气象学的常规季节划分，鞍山春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月至次年2月）雷电日数，统计表明，春季占15.0%，夏季占64.0%，秋季占20.8%，冬季占0.2%。

3 区域内雷电监测定位系统活动规律

（1）地闪密度分析。

根据鞍山地区闪电定位资料可得到杨柳河加油站（四十站）5 km半径范围6年（2008―2013）平均地闪密度约为：Ng1=1.178次/km2・a。

（2）地闪月变化规律。

根据杨柳河加油站（四十站）5 km范围6年（2008―2013）地闪数，得出地闪月均活动规律：8月、6月、5月为该地区雷电高发期，在雷电高发期施工应及时收听雷电预警信息，采取必要的防护措施。

（3）地闪时变化规律。

根据杨柳河加油站（四十站）5 km范围6年（2008―2013年）地闪数据得出地闪时均活动规律：该地域地闪主要活跃在20、4、6、18时，20、4时雷电活动最为强烈，建议在雷电高发时段施工应及时收听雷电预警信息，采取必要的防护措施。

（4）雷电流强度特征。

根据杨柳河加油站（四十站）位置地理参数，（5 km半径）区域范围内6年雷电流特征：雷电流累积概率为1%的值为：77.157 kA；平均雷电流幅值为：22.517 kA；最大雷电流幅值为：115.746 kA；10.1～15.8 kA雷电流占19.94%；15.8～20 kA雷电流占23.76%；20～50 kA雷电流占50.64%；其他占5.66%。该地域地闪主要活跃在8月、6月、5月、7月，其中8月、6月、5月为地闪高发期，83.03%以上的地闪都发生在这3个月份，其余月份发生闪电相对较少或几乎没有闪电发生。

（5）雷电主次导方向。

该项目可能遭受到的主导方向为东，次主导方向为东北，在建设项目及电子信息机房选址时，需考虑防止以上2个方向的雷击风险。

4 雷电灾害风险评估

4.1 年预计雷击次数

（1）主体区域年预计雷击次数计算。

经计算得出该单体遭受直接雷击的次数为0.002 14次/年，附近有效影响区域遭受雷击影响的次数为2.108 42次/年。

（2）雷击情况构成分析。

将单体的各个区域的年预计雷击次数进行汇总后，可以将雷击情况分为4种，分别是：建筑物直接遭受雷击、建筑物附近遭受雷击、入户管线遭受雷击、入户管线附近遭受雷击。

4.2 罩棚风险评估

（1）主体区域等效面积计算。

经过计算得出该单体在7.5 m高度上的等效雷电截面积为3 660.431 m2，对其附近雷电环境影响的有效区域为823 398.150 m2。

（2）年预计雷击次数。

①主体区域年预计雷击次数计算。

经计算得出该单体遭受直接雷击的次数为0.004 70次/a，附近有效影响区域遭受雷击影响的次数为2.116 13次/a。

②入户管线区域年预计雷击次数计算。

通过计算单体相关供电线路和通信线路的雷击线路年均危险次数Nl和雷击线路附近年均危险次数Ni的具体数据见表1。

（3）雷击情况构成分析。

将单体的各个区域的年预计雷击次数进行汇总后，可以将雷击情况分为4种，分别是：建筑物直接遭受雷击、建筑物附近遭受雷击、入户管线遭受雷击、入户管线附近遭受雷击。从评估结果可以看出，该评估单体因雷击造成人身伤亡损失的风险R1=8.00E-08，小于容许风险的典型值10E-5。其中雷电流沿入户线路侵入建筑物，在入口处入户设施与其他金属部件产生危险火花放电而引发火灾或爆炸造成物理损害的风险分量RV占70.62%。在雷雨天气时，需要引起重视。

5 目风险总述

（1）该报告采用辽宁省雷电监测网闪电定位资料分析计算，杨柳河加油站（四十站）项目（5 km半径）平均雷暴日为30 d，按防雷等级规划分，属雷暴多发区。

（2）站房电子信息系统防雷装置拦截效率E=0.825 5根据《建筑物电子信息系统防雷设计规范》GB50343-2012，拦截效率大于0.80小于或等于0.90时，电子信息系统防雷等级应定为C级。

（3）按照目前甲方提供施工图的材料现有设计显示：站房存在的雷击人身伤亡损失风险1.62E-07；罩棚存在的雷击人身伤亡损失风险8.00E-08；小于评估标准GB62305-2规定的风险容许值RT=10E-5。

（4）根据该项目10 km范围6年内闪电数据，地闪活动主要活跃在20、4时，在此时间内，需提高安全防范意识。

（5）该项目可能遭受到的主导方向为东，次主导方向为东北，在建设项目及电子信息机房选址时，需考虑防止以上两个方向的雷击风险。

6 结语

该评估报告对重要单体进行了数据方面的分析，得出了相关的结论，以此为基础，对这些结论进行了比较和分析，并提出了相应应该采取的防范措施，希望能以此减少或避免因雷击发生人员伤亡或者财产损失。

参考文献

[1] 中国气象局雷电防护管理办公室，中国气象学会雷电防护委员会.2006年全国雷电灾害汇编[S].2007.

[2] 国家标准.GB50057-2010（2011版）建筑物防雷设计规范[S].

雷击风险论文篇4

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。

4.4 开展防雷知识宣传

雷击风险论文篇5

[关键词]风电厂 雷电 风险

中图分类号：TM862；TM315 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0318-01

引言

近些年来，新能源产业在全球刮起了一股新兴产业的风暴，而风力发电行业作为众多新能源产业中发展最为迅速的一员，在全球气候变暖现象日益加重的今天，以它环保、节能以及低碳的优点，得到了政府的高度重视。为了响应以减少温室气体和二氧化碳排放为目的而产生的碳交易机制，我国政府以及相关部门给予风力发电产业足够高的重视程度，该产业在我国的发展也达到了前所未有的高度。但是，与产业高速发展形成对比的则是频频发生的由于雷电引起的风力发电事故，由于雷电灾害对风电厂乃至整个风电产业有着十分重大的不利影响，所以对于风电厂雷电灾害风险评估的研究是非常有必要的。

1.风力发电机组自身的防雷系统

雷电灾害对于风电厂的影响主要体现在对于发电机组运行的影响，而影响发电机组正常运行的因素是多种多样的，如果从雷击的角度对因素进行分析，可以把威胁分为三大类：（1）直击雷的威胁；（2）由于雷击所产生的电磁脉冲的威胁；（3）雷击造成设备某部位形成电位差所带来的威胁。

从整体上看，前两种威胁都属于普通雷电灾害的威胁，比较常见，而第三种威胁对于我们来说是比较陌生的。实际上雷击造成设备某部位形成电位差所带来的威胁的根本原因可以归结为设备防雷系统的缺失，这是因为防雷系统的缺失直接导致电涌保护器应有的能量配合功能无法施展。

2.影响风力发电机组遭雷击的因素

对于风力发电机组而言，研究它遭受雷电袭击原因的时候一般都要从外部因素着手，而我们通常所说的外部因素又可以细致的划分为自然因素以及人为因素。自然因素，顾名思义，就是由于自然原因所引起的雷电灾害，主要是指风力发电机组所处的自然地理位置、地质、天气现象、雷暴发生几率等等；而在本文中的人为因素和我们平常所见的“人为”有着本质上的区别，它是指风力发电机组的接地系统，由于接地系统直接控制着地电位的移动，所以对于人为条件而引起的雷电灾害更加值得风电厂去注意。

2.1 接地电阻与风力发电机组的雷击风险关系

要想加深雷击对于风力发电影响的研究，首先要搞清风力发电机组本身遭受雷电袭击的概率，雷电防护电子系统IEC62305给我们展示了计算计算概率的公式。在这次模拟计算中，当MV机组被设置在90米及以上的平均高度时，风力发电机组遭受雷击的概率大约为每十年发生3次。

下图是对内蒙古某风电厂41台风力发电机组进行接地电阻实验之后所得出的测试结果分布图，从该图中我们可以清楚的看出将近一半的风力发电机组在接地的时候，接地电阻都超过了5欧姆，从另一个角度来看由于将近一半的风力发电机组都是高电阻的状态下工作的，所以地电位漂移的现象发生的几率是非常大的。除此之外，接地电阻阻值如此之高还容易引起电涌保护器发生故障，直接导致由于地电位的移动而损坏设备的现象。

2.2 机组相对高度与雷击的关系

通过雷电防护电子系统IEC62305呈现给我们模拟计算公式可以看出，当风力发电机组所处的高度越高，那么它遭受雷电袭击的几率也就越高，造成大气等电位分布的畸形也就越大。由于静电场所表现出的电位分布形态是由空气流通状况以及空气所含杂质状况综合决定的，所以在正常的大气状况下，静电场一般呈现出等电位分布的现象。当静电场由等电位分布向畸形方向发生变化的时候，风力发电机组的顶端非常容易产生电荷聚集的情况，所以顶端先行导电现象的发生也就非常容易理解了。由此我们可以非常清楚的看出，风力发电机组所处的高度与静电场畸形程度是呈正比的关系。

2.3 机组所处的气象条件与雷击的关系

通过对机组相对高度与雷击的关系的研究可以看出，高度与雷击的概率是呈正比关系的，换言之，与平原相比，处在高山上的风力发电机组遭受雷击的概率要高得多。这个时候我们可以进行一个大胆的设想，那就是当机组所处高度等条件一致的情况下，又是什么在决定着雷电灾害发生概率的不同呢？通过长时间的实践我们可以得出结论，那就是机组所处地区的气象条件。下图为某风力发电厂在10年来雷暴活动的月平均分布情况，从图中可以看出6-9月为雷电高发阶段，这与该地区在这段时间雷雨不断的气象条件有密切的联系。

2.4 整机工艺与机组遭雷击后的关系

风力发电机组与其它发电设备最为直观的差别就是组成原件的不同，由于组成风力发电机组的原件主要包括塔筒、发电机以及齿轮箱等等，所以大型的钢构材料是组成发电机组的主要原件。当雷暴以直击的方式袭击到风力发电机组的一瞬间，整个机组的电位会在极短的时间内升高，由于雷击而产生的电流会迅速流向机组的各个角落，致使机组的瞬态电压达到极值，非常容易造成反向击穿伤害设备的现象出现。

3.机组各种因素整合后的雷击概率

通过对以上影响机组遭雷击的因子的整理，不难发现一个特点：就是风机的高度、接地电阻与该地一区的雷暴活动直接影响着该机组遭雷击的概率，通过对以上条件的整合，可以看出，接地电阻越高，机组遭雷击的概率越高，如下图所示。

4.结束语

通过对综合环境和人为因素的因子整合可以直观地分析出风场雷击风险最高的机位，现场运维人员可根据实际分析的结果对高威胁机组的防雷设备、等电位工艺和接地电阻做特殊检查和维护，以减少该机位的雷击风险程度。我国的风电行业只有真正认识到雷电灾害风险评估的重要性，切实的把风险评估落实完善，才能真正发挥风力发电的功能，才能真正使风电行业以健康、安全的姿态为我国的经济发展做出贡献。

参考文献

[1] 李晓文.浅谈风电企业电力的现状和发展[J].中小企业管理与科技，2011（9）：25-26.

[2] 刘广文.风电企业的营业管理[M].上海：上海电力出版社，2007：23-24.

雷击风险论文篇6

关键词：雷电灾害，风险， 评估， 雷电防护， 设计

Abstract: this article with a petrol station in the city as an example, through to the gas station could suffer the lightning risk analysis. The results show that, through the lightning risk assessment for evaluation objects can provide the scientific design and lightning protection, disaster risk control, economic investment service. Lightning protection measures to get the scientific, complete, detailed and exhaustive system design, effectively prevent and reduce ray plagues happen casualties and property losses, do it safe and reliable, advanced technology, reasonable economy.

Keywords: lightning, risk, evaluation, lightning protection, design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1引言

惠州市位于广东省东南部，珠江三角洲东北端，属亚热带季风性气候。是雷暴多发区，近50年来年平均雷暴日为83天，每月均有发生雷暴的可能，其中6～8月最多，1、11和12月最少，4～9月约占全年的91.8。雷暴初日平均在3月3日左右，80保证率下出现在3月26日左右；雷暴终日平均在10月15日左右，80保证率下出现在11月12日左右；年平均雷暴持续期为227.6天。

该加油站属新建项目，为易燃易爆类场所，若有雷击发生，可能造成较大的人员伤亡和对周围环境造成影响。通过对项目现场的详细勘察，采集相关数据，结合当地气象资料，以及设计图纸，依据相关标准对雷击风险进行评估，通过对数据的具体分析，确定风险值，为判断是否需要增设防护措施及选择适当的防护措施提供了参考依据。

2雷击风险评估数据采集

2.1 闪电定位资料

采用GPS定位仪在该加油站中心所在位置采集的地理位置参数为经度：114°24'42.35" E，纬度：23°5'28.81"N。

2.2地闪密度等级

地闪密度指每平方公里平均落雷次数，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/km2a。经计算地闪密度为：Ng= 8.3次/km2a。

2.3土壤电阻率测量

通过现场测量，测得该加油站所处土壤类型为粘土，土壤电阻率ρ=113Ω・m。

3 雷击风险分析与估算

3.1建构筑物概况

该加油站主要由加油棚、站房等组成；防雷类别为二类防雷建筑；加油棚天面为0.5mm彩钢瓦屋面网架结构，明敷φ12镀锌圆钢作为避雷带和明敷φ12镀锌圆钢作为连接线（网格）防止直击雷，站房采用明敷φ12镀锌圆钢作为避雷带防止直击雷；引下线利用柱内对角四条主筋由下而上通长焊接作为引下线；采用共用接地装置，接地电阻要求小于1欧。

3.2 建筑物分区

根据建筑物户外与内部的地表类型、火灾环境等不同；防火分区情况的不同；有无空间屏蔽等划分为以下主要的区域：Z1（空旷处）；Z2（加油棚、油罐区）；Z3（站房）。

3.3雷击风险估算

3.3.1 建筑物相关量的计算

根据建筑物相关特征数据和线路相关特征数据，可以得到建筑物和线路截收面积和预期的年平均危险事件次数等。

a)预计年危险事件次数NX取决于项目所处区域的雷暴活动及其物理特性。

b) 建筑物年预计危险次数ND的估算

通过作图法，该加油站直接雷击等效截收面积Ad=2674m2；

所以：ND=Ng・Ad・Cd × 10-6=8.3 ×2674 ×0.5 ×10-6=0.011（次/年）

c) 雷击建筑物附近的年平均危险事件次数NM的估算

通过作图法，可以得到建筑物附近的截收面积：Am=218388m2

因此：NM=Ng ×(Am - Ad・Cd)× 10-6=8.3 ×(218388-2674×0.5) × 10-6=1.8（次/年）

d) 雷击建筑物服务设施的年平均危险事件次数NL的估算

①入户低压电源线截收面积：Al(电源) = [Lc 3H)]=(1000-3×5.8) ×=10449m2

NL(电源)=Ng×Al×Cd×Ct×10-6=8.3×10449×0.5×1×10-6=0.043（次/年）

②入户通信线截收面积：Al(通信) = [Lc 3H)]=(1000-3×5.8) ×=10449m2

NL(通信)= Ng×Al×Cd×Ct×10-6=8.3×10449×0.5×1×10-6=0.043（次/年）

e) 雷击建筑物服务设施附近的年平均危险事件次数NI的估算

①入户低压电源线：

Ai（电源）=25 Lc=25×1000×=265754m2

NI（电源）= Ng×Ai×Ce×Ct×10-6=8.3×265754×0.1×1×10-6=0.22（次/年）

②入户通信线

Ai（通信）=25 Lc=25×1000×=265754m2

NI（通信）= Ng×Ai×Ce×Ct×10-6=8.3×265754×0.1×1×10-6=0.22（次/年）

3.3.2雷击导致各种损害的概率

a)雷击建筑物造成的损害概率

① 雷击建筑物导致人畜伤害的概率PA

因本工程利用建筑物的结构柱内钢筋作为引下线，概率PA可以忽略不计：PA≈0

②雷击建筑物导致物理损害的概率PB

雷击建筑物导致物理损害的概率PB取决于建筑物的防雷保护级别。本工程中，建筑物按照二类防雷建筑物进行防雷设计，所以雷击加油棚、站房导致物理损害的概率：PB=0.05

b)雷击服务设施造成的损害概率

① 雷击服务设施导致人畜伤害的概率PU

PU（电源）= PLD = 1

PU（通信）= PLD = 1

② 雷击服务设施导致物理损害的概率PV

PV（电源）= PLD = 1

PV（通信）= PLD = 1

3.4 风险计算

风险计算主要考虑到人身伤亡，即对应风险R1。不考虑设备故障D3引起的人身伤亡和经济损失等，所以各分量风险即均为由人畜伤亡D1和物理损害D2造成。

3.4.1 Z1区人身伤亡风险

直接雷击建筑物，在建筑物外距离建筑物3m范围内，因接触和跨步电压造成人畜伤害的风险分量：

RA = ND×PA×LA = 0

3.4.2 Z2区人身伤亡风险

LB = rp × hz × rf × Lf =0.2×20×1×7.5×10-3 =0.03

LV = LB =0.03

LU = ru × Lt = 1×10-2×7.5×10-5 =7.5×10-7

各相关风险分量值估算如下：

RB = ND × PB × LB = 0.011× 0.05×0.03 =1.65×10-5

RU(电源线) = NL（电源线）× PU(电源线) × LU = 0.043×1×7.5×10-7 =3.2×10-8

RV(电源线) = NL（电源线）× PV(电源线) × LV = 0.043×1×0.03= 1.3×10-3

RU(通信线) = NL（通信线）× PU(通信线) × LU = 0.043×1×7.5×10-7 =3.2×10-8

RV(通信线) = NL（通信线）× PV(通信线) × LV = 0.043×1×0.03= 1.3×10-3

3.4.3 Z3区人身伤亡风险

LB = rp × hz × rf × Lf =0.5×2×10-2×2.5×10-3 =2.5×10-5

LV = LB =2.5×10-5

LU = ru × Lt = 1×10-3×2.5×10-5 =2.5×10-8

各相关风险分量值估算如下：

RB = ND × PB × LB = 0.011× 0.05×2.5×10-5 =1.38×10-8

RU(电源线) = NL（电源线）× PU(电源线) × LU = 0.043×1×2.5×10-8 =1.08×10-9

RV(电源线) = NL（电源线）× PV(电源线) × LV = 0.043×1×2.5×10-5= 1.08×10-6

RU(通信线) = NL（通信线）× PU(通信线) × LU = 0.043×1×2.5×10-8 =1.08×10-9

RV(通信线) = NL（通信线）× PV(通信线) × LV = 0.043×1×2.5×10-5= 1.08×10-6

具体计算结果参照表1。

3.5 评估结论

加油站的风险值R1=261.85×10-5，高于容许值RT＝10-5，需对建筑物现有防雷保护措施加以完善，以降低人身伤亡风险。

3.6保护措施的选择

在进行保护措施选择的时候，有必要分析各种风险组合的权重，各个功能区风险组合的权重，这样有利于针对性地选择保护措施。从表1中可以看出，如果从分区角度来看，Z2区（加油棚）的风险值最大，占总风险值的99.92％，Z3区（站房）的风险值仅占0.08％；如果从风险分量来看，RV的比重最大，即雷击入户服务设施导致物理损害的风险达到99.37％，其次是RB，即雷击建筑物导致物理损害的风险占0.63％，由雷击电源和通信线路造成触电的风险（Ru）可以忽略不计。

为了把风险降低到容许值以下，可以采取以下保护措施：

a）降低Z2、Z3区的消防负荷和火灾风险。不要在该区中存放易燃性物质；建筑材料和设备管线等应选用阻燃材质。

b）提高建筑物防雷接闪器的要求，增大雷电拦截效率，即防雷接闪器应在现有二类防雷建筑物设计基础上，提高标准，按照一类防雷建筑设计，即按30m 滚球半径设计。

c）电源系统按照相关规范要求安装适配的SPD 进行防护。

经计算，采取以上保护措施之后的风险值R1=0.26×10-5，在风险容许值之内。

4结束语

通过雷电灾害风险评估，可以掌握建设项目可能遭受雷击的主要风险分量；可以准确的估算出建构筑遭受雷击的概率；可以从技术上、经济价值上综合决策雷电防护措施。雷击风险评估是开展综合防雷的必经程序，使雷电防护措施得到有针对性的系统设计，有效防止和减少雷灾所发生的人员伤亡和财产损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理。

雷击风险论文篇7

【关键词】雷电灾害风险评估;不确定度;质量管理体系;运行阶段;评估

雷电灾害风险评估是由风险分析、风险评价、风险管理这三部分组成，人们将这三部分统称为风险评估。风险分析是指:系统的使用项目的信息、数据识别出危险，并预测其对人员、财产和环境的风险。风险评价是指:以风险分析作为基础，综合社会、经济、环境等方面的因素，对风险的容忍度做出判断的过程。风险管理是指:寻找并引入风险控制手段，消除或者减少这些危险对人员、环境或者资产的潜在伤害。近年来我国的雷电灾害风险评估业务得到了快速的发展，大量的学者对雷电灾害风险评估理论进行了分析和研究，这些研究对于防雷减灾工作具有重要意义。本文将介绍近年来雷评领域的突出进展，同时探讨新形势下如何继续发展雷电灾害风险评估工作。

1雷电灾害风险评估的研究现状

雷电灾害风险评估中，综合运用了定性风险分析、半定量风险分析和定量风险分析。定性分析可以用于:(1)风险的初步筛查与识别;(2)风险级别较低，不需要花费时间和精力进行更加详细分析的时候;(3)当没有足够数量和质量的数据进行风险分析的时候。安全检查表就是典型的定性评估方式。半定量分析的目的是建立起比定性分析更加详细的优先次序，但它并不是像定量分析那样给出风险的实际值。定量风险分析适合对那些发生概率较低、影响较大的事件的风险进行量化，也可以进行专门的概率评估和大规模分析。定量风险分析使用数值来描述频率、后果和严重程度，并且可以将危险量化并累加，形成一个行为的总体风险。由于这三种方法各有利弊，评估人员需要结合数据、场景、时间、人员等多种因素综合使用这三种分析方法进行评估。而定量分析、半定量分析的使用正是雷电灾害风险评估和传统定性的防雷设施技术评价的根本性差别之一，因为风险决策实际上应该依据的是一个行为的总体性风险。

2国内雷电灾害风险评估的技术进展

我国的学者在长期的评估实践中发现如果过分依赖评估标准，就容易造成评估结果缺乏针对性。同时评估标准中构建的简化模型也无法满足现在越来越复杂的实际项目情况。基于新发展的雷电预警及预防技术，评估人员亟待开发新的补偿及修正系数。同时，基于雷电监测统计数据的宏观区域性评估也越来越收到学者的重视。植耀玲［1］等研究了原有雷电灾害风险评估中Lo取值法的局限性，并提出了Lo的优化取值法。李京校等［2］着重研究了采取雷电预警措施之后对评估参数Lx及其取值方法的影响，并给出了相对应的风险评估方法。扈海波等［3］在5m×5m细微网格上实施了社区雷电灾害风险评估模型的开发及应用，对雷击危险次数及脆弱性进行了数值化评估模拟。史雅静等［4］推导出了位置因子和评估对象高度的关系，并建立了位置因子的精细化计算模型。柴健等［5］运用统计分析、原理计算、软件仿真等方法提出多个风险因子的评估方法。冯鹤等［6］探讨了根据工程实际确定参数Am值的一般方法，并得出了参数Am值应在分析确定可能造成危险的雷击点的最远距离的基础上定量计算的结论。胡定等［7］使用FMEA法研究了预评估失效的原因和计算方法，并按照失效程度高低对参数进行了排序，并列出了高失效度参数的修正意见。

3雷电灾害风险评估的发展问题与展望

3．1深入研究评估的不确定度

所有的定量风险评估都存在一定程度的不确定性，有时候不确定的程度可能很高，因此风险评估的结论也就不那么可靠。不确定性的成因分为三大类:(1)模型不确定性;(2)参数不确定性;(3)完整度不确定性。雷灾风险分析过程需要使用很多模型，包括触电模型、火灾模型、爆炸模型等，这些模型通常都是对现实情况的简化，使用数学工具或其他分析工具建立，每一种模型都有自己的局限和优点，对所研究问题的适用程度也不一样，为了能够选择最合适的模型和方法，分析人员需要了解模型的属性，同时也应该具备在评估中运用模型的全面知识。模型不确定性的原因来自:(1)没有选择恰当的模型;(2)没有充分理解模型。同时在雷灾评估中，有一些方面是很难建模的，也存在无法量化的原因和因子，另一方面评估人员对于危险事件的后果知识也没有充分的把握。雷灾风险评估需要使用大量的参数，数据的不确定性体原因在于:(1)数据的质量和数据收集方式、难度;(2)数据量;(3)估计流程(近似、保守);(4)人为因素。另外很多雷评中的参数来源自通用的数据源，比如很多评估人员在推算Lx时使用IEC推荐的数据，在使用之前应该检查这些数据是否符合研究对象的实际情况以及是否需要更新。影响完整度不确定性的的原因有:(1)风险分析的背景资料正确与否是否及时更新;(2)是否已经识别出了所有的潜在危险事件。在雷评分析过程中会使用大量的业主提供的图纸和文件，如果这些文件有错误或者没有及时更新，风险分析的结果可能就会和真实的系统不大一样。在预评估和方案评估中会面临完整度不确定性较高的问题，很多数据依靠评估人员估算而来，为了避免因为较高的不确定度而影响预评估或方案评估的有效性，本文的建议如下:(1)调整风险允许值，设置上、下限;(2)增加冗余的雷电防御系统，避免过度使用风险允许值;(3)使用定性风险评估方式;(4)使用验收评估和运行阶段评估。具体来讲，在划分风险接受方法时应避免使用“一刀切”的方式，可划分出风险允许值的上限和风险下限，在风险允许值值上限以上的风险不能容忍，在风险下限以下的风险可以接受。在风险上限和风险下限之间的风险可以接受但应尽量避免，可以不必在设计阶段消除，可以在项目投产之后可以通过科学的雷电防御管理改善。当后果和频率的不确定性都较大时，设定风险允许值不能作为决策的主要依据，此时应该采取增加冗余的防雷设施的原则，新增加的防御设施应尽量独立于其他防御设施，不会因其他防御设施失效而影响到冗余防御设施的防御效能。一旦原有防御设施失效，冗余的防御设施就能起到作用。当没有足够数量和质量的数据进行定量风险分析的时候，可以采用定性分析代替。

3．2发展验收阶段评估和运行阶段评估

随着验收评估和运行阶段评估的不断开展，评估的不确定度会逐步降低。雷灾风险验收阶段评估是在建设项目竣工后通过对建设项目的物料、工艺、防御设备、人员、环境的实际情况的雷灾风险评价。验收阶段评估的核心是:(1)现场防雷措施是否符合国家相关标准与规定;(2)防雷措施是否按照预评估过程的推荐决策进行施工;(3)是否建立了防雷管理制度、是否进行了人员培训;(4)是否制订了防雷事故预防和应急救援措施;(5)通过更新的数据对项目进行雷灾风险评价并提出决策意见。验收阶段评估能通过对现场检查、检测、访问，获取在之前评估阶段没有获取或不易察觉的数据，建立项目的评估档案，降低之前阶段评估数据的不确定度，能更准确的识别危险源及进行原因和频率、概率分析。雷灾风险现状评估是在前阶段风险评估的基础上通过对设施、设备的实际运行情况及管理现状的调查与分析进行的危险源识别与风险评价。定期开展雷灾风险现状评估的核心是:(1)通过勘察更新评估的输入数据;(2)通过经验丰富的现场勘查人员排查危险源;(3)模拟创建事故场景。定期开展雷灾风险现状评估将是前阶段风险评估的升华，它的数据的不确定度更低，决策意见也更有针对性。

3．3合理利用闪电定位与雷灾勘察资料

如何验证雷电灾害风险评估是否有效是一个普遍性难题，一方面可以依靠相关实验提供的大量运行数据，另一方面雷电灾害事故和危险事件也为评估提供了珍贵的现实依据，经过详细勘察并还原、总结出的事故数据可以用于［8］:(1)监控风险和安全水平;(2)为风险分析提供输入数据;(3)识别风险;(4)评价风险减低措施的影响;(5)比较各种措施和方法。我国以往的雷灾事故数据多是对事故进行了简单的描述，并没有提供任何关于事故原因的分析，一些数据只涉及重大事故，对于小事故、未构成事故的危险事件很少涉及。随着我国监测预警服务系统的逐步普及，评估机构应重视利用雷灾事故数据为雷电灾害风险评估提供输入。评估机构应利用闪电定位仪、雷电流峰值记录仪等监测手段结合业主报告的雷灾事件对雷电发生的地点、电流极性、电流幅值、灾害损失等数据进行勘察分析，并还构建事故场景并建立雷灾数据库，不但要了解发生了什么，更重要的是要理解事故为什么发生。评估机构之间应该共享雷灾事故数据库信息。有些业主往往以为一时没有发生事故就放松警惕，认为项目现有的防御设施足以抵抗风险，而忽视风险评估所给出的决策意见。而事实上真正被业主察觉的事故可谓“冰山一角”，数量更多的是不易察觉的隐性的事故以及一些随时可能转化为显性事故的潜伏状态。比如安装能量不匹配的浪涌保护器虽然能达到泄流的作用，但是限压的能力却不甚理想，被保护设备在一次线路雷击事件中遭受一次过电压波的侵袭即便不能随即失效也极有可能加速它的老化，这就是一起典型的隐性事故。隐性事故和潜伏状态并不会立即触发显性事故，但是它长期存在于系统之中，加上没有勤于维护和管理不善，在未来可能会引发显性事故。对于有条件的评估机构可以主动与被评估单位合作利用高精度闪电定位仪资料和隐性事故数据开展相关性调查，隐性事故的调查分析和显性事故的调查一样重要，都应引起评估人员的高度重视。

3．4开展质量管理体系工作

要使雷电灾害风险评估工作真正发挥作用，必须要有质量保证，所以必须充分吸收质量管理体系的精髓，实现雷电灾害风险评估的健康稳定发展。雷电灾害风险评估机构需建立的质量管理体系的内容包括:(1)制定控制方针与目标;(2)明确机构与职责;(3)加强人员培训及业务交流;(4)开展合同评审;(5)开展内部评审;(6)强化跟踪服务;(7)做好档案管理;(8)纠正与预防措施;(9)建立文件记录。

4结论

在新形势下评估机构应该开发验收评估、运行阶段评估等多种先进的管理模式，建立、完善质量管理体系，保证雷电灾害风险评估工作质量。同时应该采取定性评估、半定量评估和增加防雷装置设计的方式来控制评估的不确定度。评估机构还应该合理利用闪电定位与雷灾勘察资料为雷电灾害风险评估提供输入。

作者:刘开道 于 潇 曾明育 陈统明 单位:钦州市气象局

参考文献:

［1］植耀玲，冯民学，樊荣．雷击风险评估中Lo损失因子在多线路系统下的细化和改进［J］．气象科学，2012，32(3):298～303．

［2］李京校，扈海波，樊荣等．雷电监测预警对雷击风险评估的影响分析［J］．气象科学，2013，33(6):678～684．

［3］扈海波，李京校．雷电灾害风险评估模型在社区空间尺度上对雷击危险次数及脆弱性的模拟和分析［J］．自然灾害学报，2015，24(1):191～202．

［4］史雅静，肖稳安，柴健等．雷击风险评估中位置因子的精细化分析［J］．电瓷避雷器，2015，264(2):114～118．

［5］柴健，王学良．精细化雷击风险评估方法的研究［J］．实验室研究与探索，2015，34(1):284～288．

［6］冯鹤，田艳婷，李小龙．雷电灾害风险评估中Am因子的选取方法研究［J］．科学技术与工程，2013，33(13):10093～10097．

［7］胡定，于潇，郑永泉等．基于FMEA法的预评估失效模式分析及改进方法［J］．气象研究与应用，2015，36(2):100～103．

雷击风险论文篇8

关键词 地闪监测；雷电流幅值累积概率；雷击建筑物；物理损害概率；计算方法

中图分类号 TU895 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0223-02

雷电灾害风险评估是自然灾害风险评估的重要组成部分，在现代社会安全领域得到了越来越多的关注。近年来，青海省雷电灾害风险评估工作也已逐步规范，在应用《雷电防护 第2部分：风险管理》（GB/T 21714.2―2015/IEC 62305-2：2008）（以下简称评估规范）规范提供的评估方法进行雷电灾害风险评估时，雷击建筑物导致物理损害的概率因子（以下简称Pb）是一个重要参数，Pb因子的选取直接影响着人身伤亡损失风险（R1）、物理损失风险（R2）和服务设施损失风险（R3）的计算结果[1]，从而对评估项目的最终雷电风灾害险总量和评估结论有着决定性作用。

同时，评估规范中指出，雷电损害概率既取决于所采取的保护措施的类型和效能，还取决于建筑物、服务设施以及雷电流的特性[1]。因此，通过对青海省闪电监测网监测数据进行统计、拟合等，计算出针对雷电灾害风险评估的Pb因子取值方法是进行精细化雷电灾害风险评估的重要前提。

1 存在的问题

应用评估规范中给出的典型Pb值进行雷电灾害风险评估时，存在以下2个问题：一是规范中给出的典型值是在全球范围内闪电观测（监测）的基础数据上统计得出的，而特定地区（地域）的闪电观测（监测）数据与其基础闪电观测（监测）数据对存在一定的差异，具体体现为闪电分布特征、闪电活动规律等方面的差异；二是规范中给出的典型值是针对IEC中Ⅰ～Ⅳ类LPS（外部防雷装置）给出的，IEC中Ⅰ～Ⅳ类LPS采取的措施与我国现行国家防雷技术标准（GB 50057―2010）中规定的建筑物防雷类别分类及其外部防雷措施存在一定的差异。

2 综合损坏概率计算方法

根据《建筑物防雷设计规范》，对于时间周期t=1年，在NPt

P=Pi×Pid+Pf×Pfd（1）

式（1）中，Pi为防雷装置截收雷击的概率，也表示为Ei；Pf为防雷装置截收雷击失败的概率，其值等于1-Pi；Pid为防雷装置截收雷击后保护失败而发生损坏的概率；Pfd为防雷装置没有截收到雷击而发生损坏的概率。

《建筑物防雷设计规范》中指出，雷击建筑物引起损坏的概率与雷电闪击参量的分布概率有关。同时，在出现雷击事件的地方出现周围物体可能被损坏的概率取决于建筑物特点、存放物和用途。

《建筑物防雷设计规范》中对上述情况作了如下假定：①在出现雷击事件的地方，其周围物体被损坏的概率对每一类损坏是相同的，用共同概率Pr代替；②没有被防雷装置截收到的雷击所引发的损坏是肯定的，损坏的出现与周围物体可能被损坏的出现是同时发生的，即Pfd=Pr；③被截收到的雷击引发损坏的总概率只与防雷装置的尺寸效率Es有关，并假定其等于1-Es。

将上述假定代入式（1），并引入雷击后果附加系数Wr后，式（1）或转化为式（2）：

P=PrWr（1-EiEs）（2）

式（2）中，概率Pr表示建筑物自身保护的程度或雷击建筑物（防雷装置）造成的损坏概率，其主要取决于建筑物的特点、用途、存放物或设备。

3 资料来源与计算方法

3.1 数据资料来源

青海省闪电监测网自运行以来，在2008―2013年间，共监测到省内地闪165 503次，各年度监测地闪次数分别为9 656、9 119、29 717、30 925、32 920、53 166次。

3.2 数据处理方法

对青海省闪电监测网监测的2008―2014年的闪电资料分别进行数据修正、雷电流幅值累积概率统计、应用最小二乘法进行参数拟合、显著性检验和Pb值计算。

3.3 Pb因子计算方法

根据《雷电防护：第1部分 总则》（IEC 62305-1）及《建筑物防雷设计规范》，雷击建筑物导致物理损害的概率因子（Pb）计算式可按式（3）计算：

Pb=PrWr（1-EiEs）（3）

式（3）中，EiEs（η=EiEs）为防雷装置的效率。

4 雷电流幅值累积概率拟合

我国电力行业规程中雷电流累积频率公式一直采用的形式为：

lgPI=-I/c（4）

原水利电力部于1979年1月颁发的《电力设备过电压保护设计技术规程》（SDJ 7―79）给出了雷电流累积频率分布计算式（3）中c值为108[3]；《建筑物防雷设计规范》（GB 50057―94）（2000年版）沿用了这一公式。在对SDJ 7―79规范与其他规范合并修订之后，于1997年10月实施的规程中给出了雷电流累积频率分布计算式中的c值为88[4]。

美国IEEE Std 1243―1997推荐的雷电流累积频率分布计算式为[5]：

PI=■（5）

式（5）中，a表示样本中值电流，即电流幅值>a的概率为50%；b反映了曲线的指数变化程度，当b值增大时，50%概率点左右侧曲线陡度绝对值均变大，其中a=31 kA，b=2.6[5]。

根据冯志伟等[5]、陈家宏等[6]的研究发现，美国IEE Std 1243―1997中推荐的雷电流累积频率分布计算式要优于我国电力行业规程中的计算式。因此，利用青海省2008―2014年监测闪电资料和式（4）进行拟合后，其拟合参数为a=25.350和b=2.838，与IEE Std 1243―1997及IEC 62305-1中给出的值略有差异。

5 雷击建筑物导致物理损害概率因子选取

根据《雷电防护第2部分：风险管理》（IEC 62305-2）中关于Pb值的计算方法[1]，其在计算Pb值时，将式（3）中PrWr的值取为1，即假定防雷装置截闪失败后，遭受雷击的建筑物均会受到损坏。在实际雷电灾害风险评估中，按照保守原则，将PrWr的值取为1是可取的。因此，式（3）或简化为以下形式：

Pb=1-EiEs（6）

给出的各类LPS接闪最小雷电流、最大雷电流和Pb计算方法，将拟合出的参数（a=25.350，b=2.838）代入式（5），并将第Ⅰ～Ⅲ类防雷措施对应的接闪最小雷电流及最大雷电流分别代入式（5）后，分别求得各类防雷措施对应的Ei和Es各参数见表1。

通过拟合计算发现，拟合出的Pb值与《雷电防护 第2部分：风险管理》（IEC 62305-2）给出的典型Pb值差别明显。

《雷电防护 第2部分：风险管理》（IEC 62305-2）中对于安装有Ⅰ类LPS，并采用连续的金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线的建筑物，其Pb值为0.01，为仅安装有Ⅰ类LPS建筑物Pb值的1/2。因此，对于分别安装了第Ⅰ～Ⅲ类LPS，并采用连续的金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线的建筑物的Pb可取以下数值（表2）。

对于以金属屋面作为接闪器或安装有接闪器，使所有屋面装置得到完全的直击雷防护，连续金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线的建筑物，其Pb值可取安装有Ⅰ类LPS，并采用连续的金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线的建筑物Pb值的1/2，即0.003 5。

6 结语

通过对青海省闪电监测网O测的雷电流数据的统计、拟合和计算，对GB 50057―2010给出的各类防雷装置对应的接闪效率、接闪失效概率进行了计算，发现拟合值与IEC 62305-2中给出的Pb典型值差别明显。因此，在实际雷电灾害风险评估工作中，应注意以下几点：

（1）应用《雷电防护 第2部分：风险管理》（GB/T 21714.2―2015）规定的方法进行雷电灾害风险评估时，对Pb的取值应根据项目所在地雷电活动情况选取，以体现出被评估项目所在地的雷电活动规律。

（2）利用《雷电防护 第2部分：风险管理》（GB/T 21714.2―2015）对根据《建筑物防雷设计规范》（GB 50057―2010）等国家有关规范要求设计（设置）防雷装置的建筑（构）物进行雷电灾害风险评估时，须对各防雷等级的Pb值进行拟合计算。

（3）对部级、省级重点项目和大型项目进行雷电灾害风险评估时，对于Pb的取值可按上述方法对项目所在地一定范围内的闪电监测资料进行统计、拟合和计算，从而得出更符合当地雷电活动特征的Pb值，使雷电灾害风险计算结果更加准确。

7 参考文献

[1] 雷电防护 第2部分：风险管理：GB/T21714.2-2015[S].北京：中国标准出版社，2016.

[2] 建筑物防雷设计规范：GB50057-2010[S].北京：中国计划出版社，2010.

[3] 电力设备过电压保护设计技术规程：SDJ 7-1979[S].北京：电力工业出版社，1979.

[4] 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合：DL-T 620-1997[S].北京：中国电力出版社，1997.

[5] 冯志伟，肖稳定，马金福，等.基于地闪数据的雷电流幅值累积频率公式探讨[J].气象科技，2012（1）：27-32.