雷电灾害风险评估报告

雷电灾害风险评估报告八宝煤业计算机系统第一章大楼易损性分析1地理位置参数以下是用ETREX系列GPS定位仪在八宝煤业矿机关大楼所在地采集的地理位置参数见表11，误差范围为5M10M。表11八宝煤业矿机关大楼所在地地理位置坐标项目名称纬度（北纬）经度（东经）八宝煤业矿机关大楼4206441263400图11八宝煤业矿机关大楼所在地地理位置图2雷电参数21雷电日雷电日（雷暴日）在指定区域内一年四季所有发生雷电放电的天数，用TD表示，一天内只要听到一次或一次以上的雷声就算是一个雷电日。通常情况下，距离观测点15KM以内的雷电可以听到其雷声，超出此范围的雷电不能够被听到，也就是说，该指定区域的范围是以观测点为圆心，以15KM为半径的圆形区域。这里的雷声既包括云闪电发出的，也包括云内闪和云际闪发出的，并不能准确表征地面落雷的频繁程度，因此，在进行建筑物年雷击次数的估算时，应以在建筑物所在区域测得的闪电密度为准，而不应以通过雷电日计算的落雷密度为准，当测量闪电密度困难时，可用通过雷电日计算得出的落雷密度进行计算，但误差较大，因此本报告在估算年预计雷击次数时，采用的是实际监测的闪电密度。以下雷电资料取自吉林省雷电监测网，以在八宝煤业矿机关大楼所在地中心位置附近现场测量的地理参数为基准点，以3KM为半径如图22所示，提取4年（20081201112）闪电资料，进行统计分析得出如下结论，作为雷击风险评估的基础参数之一。22地闪空间分布闪电密度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/KM2A。根据图22（网格面积为1051KM2）可得八宝煤业矿机关大楼所在地3KM范围4年（20081201112）平均地闪密度约为NG469次/KM2A，该值作为本评估报告所采用的地闪密度。图22八宝煤业矿机关大楼所在地附近4年平均地闪密度分布图根据图23可知八宝煤业矿机关大楼所在地3KM范围4年（20081201112）平均雷电流强度为1854KA。图23八宝煤业矿机关大楼所在地附近4年平均雷电流分布图23雷电流强度根据八宝煤业矿机关大楼所在地位置地理参数，得出3KM范围雷电流累积概率分布曲线（图24），由分布曲线得出雷电流累积概率对应的雷电流强度值。图24八宝煤业矿机关大楼所在地3KM范围闪电雷电流强度累积概率曲线图（单位KA）根据图可知，八宝煤业矿机关大楼（3KM）所在地区域范围内4年雷电流幅值11156KA，即雷电流幅值大于1156KA的地闪概率为1；2688KA，即雷电流幅值大于688KA的地闪概率为2；3638KA，即雷电流幅值大于638KA的地闪概率为3；10331KA，即雷电流幅值大于331KA的地闪概率为10。24地闪月变化规律图25八宝煤业矿机关大楼所在地雷电地闪月变化规律图25是根据八宝煤业矿机关大楼所在地3KM范围4年（20081201112年）地闪数据绘制得到的正、负地闪以及总闪的月均分布图，依据该图得出地闪月均活动规律该地域地闪主要活动期为68月份，其中6、7、8月份为地闪高发期，86503以上的地闪都发生在这三个月份；68月份为地闪多发期，1、2、10、11、12月份基本没有地闪发生。25闪电时变化规律图26八宝煤业矿机关大楼雷电地闪时变化规律图26是根据八宝煤业矿机关大楼所在地3KM范围4年（20081201112年）地闪数据绘制的正、负地闪以及总闪的日均分布图，从图中可得出地闪日均活动规律该地域地闪主要活跃在1420时，46626以上的地闪都发生在这些时段，14时20时为地闪高发时段，其中14、17、19、20时段雷电活动最为强烈。3土壤电阻率本报告中所用的土壤电阻率数值来源于2011年4月21日在八宝煤业矿机关大楼所在地处现场采集的数据（表31）,采集当日天气多云，土壤为中等含水量。结合地质勘测报告，考虑到地表层含水量随季节变化的规律，现将地表0M至地下6M土壤电阻率的测试数据增加季节系数15加以修正，则通过数据转换得出八宝煤业矿机关大楼在区域地表0M地下30M处土壤层的平均土壤电阻率为3080M，以上修正后的数据将作为本报告风险估算的参考依据。、31561500N118511603E、M、P、M、13242308329642875282626572578252924810245、31、3080、1、GEOTEST2016、30M、2、15、M采集所用仪表为GEOTEST2016接地电阻综合测试仪，分别取接地极间距离A1、2、3、4、5、6、7、8、9、10M，则所测量土壤电阻率为地表地下30M土壤层的平均土壤电阻率（如图32所示）。图中横坐标为实测土壤电阻率值，纵坐标代表所测的土壤层深度。0510152025303536912151821242730图32实测八宝煤业矿机关大楼区域地表地下30M土层电阻率分布图通过数据转换得出八宝煤业矿机关大楼所在区域地表地下30M土壤层的平均土壤电阻率为3080M。第二章风险分析和计算1）有关的数据和特性建筑参数建筑物截收面积AD331980M2高度9635M位置因子CD05（周围有更高的建筑物）二类防雷建筑物建筑物无内外部屏蔽雷击大地密度NG469；电力系统及相关入户线路特性土壤电阻率308线路长度LC取1000M，埋地引入有变压器线路位置因子CD025（周围有更高的建筑物）线路环境因子CE0非屏蔽线缆PLD1；PLI0内部合理布线无屏蔽的电缆为了避免形成回路而合理布线（两端都连接到等电位连接排的连续金属导管中）KS30002设备耐受电压UW25KV配合的SPD保护1级SPD保护；PSPD003通信系统及相关入户线路特性土壤电阻率308线路长度LC取1000M，埋地引入有变压器线路位置因子CD025（周围有更高的建筑物）线路环境因子CE0非屏蔽线缆PLD1；PLI1内部合理布线无屏蔽的电缆为了避免形成回路而合理布线（两端都连接到等电位连接排的连续金属导管中）KS30002设备耐受电压UW15KV配合的SPD保护无SPD保护；PSPD1分区情况Z1区，户外分区地表类型板油路触电保护PA不考虑（取0）接触和跨步电压LT001Z2区，办公室地板类型RU复合地板火灾风险RF低特殊危险HZ无防火措施RP自动喷淋装置空间屏蔽KS21LT00001LF005LO0Z3区（消防）地板类型大理石火灾风险低特殊伤害低度惊慌火灾防护自动喷淋空间屏蔽无LT00001LF005Z4区（机房）地板类型复合地板火灾风险低特殊伤害低度惊慌火灾防护自动喷淋系统空间屏蔽无LT00001LF005Z5区（会议室）地板类型复合地板火灾风险低特殊伤害低度惊慌火灾防护自动喷淋系统空间屏蔽无LT00001LF0052）区域的划分主要的区域Z1区，户外分区；Z2区，办公室；Z3区（消防）Z4区（机房）；Z5区（会议室）。数据总结建筑物特性参数说明符号数值总建筑面积MSB144506位置因子被相同高度的或更矮的对象所包围CD05建筑物边界的屏蔽有LPZ边界屏蔽体布设KS105建筑物内部的屏蔽有LPZ边界屏蔽体布设KS205雷击大地密度1/KM2/年NG469内部电力系统以及有关入户电力线路的特性参数说明符号数值土壤电阻率M308长度MLC1000高M埋地HV/LV变压器在建筑物的入户处CT02线路位置因子被其他较矮的对象包围CD025线路环境因子市区CE0PLD1线路屏蔽层连接到等电位连接排，设备也连接到同一个等电位连接排PLI0内部的合理布线无屏蔽的电缆为了避免形成回路而合理布线KS30002设备耐受电压UWUW15KVKS4配合的SPD保护无PSPD1内部电信系统以及有关入户线路的特性参数说明符号数值土壤电阻率M308长度MLC1000高度M埋地线路位置因子被其他较小的对象包围CD025线路环境因子市区CE0PLD1线路屏蔽层连接到等电位连接排，设备也连接到同一个等电位连接排PLI1内部的合理布线无屏蔽电缆合理布线以避免形成大的环路KS30002设备耐受电压UWUW1,5KVKS41配合的SPD保护无PSPD1办公楼中区域的定义及其特性考虑到建筑物户外和户内的地表类型不同定义了以下主要的区域Z1户外分区Z2办公区Z3消防Z4机房、会议室区域Z1户外分区的特性参数说明符号数值地表类型板油路RA102触电保护无PA0接触和跨步电压造成的损失有SLT001区域Z3办公室的特性参数说明符号数值地板类型复合地板RU105火灾风险低RF103特殊危险无HZ火灾保护自动喷淋装置RP空间屏蔽无KS21内部电力系统连接到电力线路内部电信系统连接到电信线路接触和跨步电压造成的损失与R1有关有LT104物理损害造成的损失有LF005内部系统失效造成的损失有LO0区域Z4机房。会议室的特性参数说明符号数值地板类型复合地板RU105火灾风险低RF103特殊危险无HZ火灾保护自动喷淋装置RP空间屏蔽无KS21内部电力系统连接到电力线路内部电信系统连接到电信线路接触和跨步电压造成的损失与R1有关有LT104物理损害造成的损失有LF005内部系统失效造成的损失有LO02）相关计算建筑物及入户设施的截收面积项目截收面积计算公式数值M2八宝煤业矿机关大楼每年的截收闪电面积ADLW6H（LW）9（H）23285909八宝煤业矿机关大楼附近地面的截收闪电面积AMLW2250（LW）（250）225433736八宝煤业矿机关大楼入户电力线缆的截收闪电面积ALLC3HAHB390521八宝煤业矿机关大楼入户电力线缆附近地面的截收面积AI25LC0513860562八宝煤业矿机关大楼入户通信线缆的截收闪电面积埋地AL05LC3HAHB390521八宝煤业矿机关大楼入户通信线缆的截收闪电面积埋地AI25LC0513860562八宝煤业矿机关大楼入户电力线缆服务设施A的截收面积ADALAWA6HA（LAWA）9（HA）0八宝煤业矿机关大楼入户通信线缆服务设施A的截收面积ADALAWA6HA（LAWA）9（HA）0八宝煤业矿机关大楼年预计雷击次数项目计算公式数值（次/年）八宝煤业矿机关大楼建筑物年预计雷击次数NDNGADCD10603881八宝煤业矿机关大楼附近地面的年预计雷击次数为NMNGAM10608126八宝煤业矿机关大楼入户供电线缆的年预计雷击次数NLNGALCDCT10600009八宝煤业矿机关大楼入户供电线缆附近预计雷年预计闪击次数NINGAICECT1060八宝煤业矿机关大楼入户通信线缆的年预计雷击次NLNGALCDCT10600009数为八宝煤业矿机关大楼入户通信线缆附近预计雷年预计闪击次数NINGAICECT1060八宝煤业矿机关大楼附近供电服务设施的年预计雷击次数NLNGALCDCT1060八宝煤业矿机关大楼附近通信服务设施的预计雷年预计闪击次数NINGAICECT1060八宝煤业矿机关大楼雷击损害类型的鉴别八宝煤业矿机关大楼属于工业建筑，遭受雷电闪击造成的损失主要是人员生命的损失，因雷击电源停电等造成的公众服务的损失可忽略不计，社会文化遗产的损失不存在，经济损失由于数据不全面，暂不考虑。因此，八宝煤业矿机关大楼只计算人员生命的损失风险R1。八宝煤业矿机关大楼雷击风险分量的鉴别雷击八宝煤业矿机关大楼时，R1型风险存在的风险分量分析如下RA风险分量分析八宝煤业矿机关大楼利用建筑框架作为引下线，当雷电闪击八宝煤业矿机关大楼主体结构时，雷电流沿建筑框架、建筑基础向大地均匀散流，基本不会产生电位差。因此八宝煤业矿机关大楼风险分量RA可忽略不计。RB风险分量分析当雷电闪击莱八宝煤业矿机关大楼主体结构时，由于雷电的热效应、机械效应、冲击效应、电动力效应等，而使建筑物发生局部坍塌、外部构件折断以及引发火灾等的损害，从而间接导致人员伤亡。因此，八宝煤业矿机关大楼存在着风险分量RB。RC风险分量分析当雷电闪击八宝煤业矿机关大楼主体结构时，强大的闪电电流进入建筑物的防直击雷系统时所产生的迅变电磁场，会在一定空间内产生磁场，它可能是法拉第电磁感应所形成的电磁场，也可能是脉冲电磁辐射，它在三维空间内对一切电子设备发生作用。这种磁场变化引起的电场变化可能导致大楼内部系统失效，但不会立即危及到人员生命安全，因此风险分量RC不存在。RM风险分量分析当有雷电闪击八宝煤业矿机关大楼附近地面或附近设施时，周围空间内产生的电磁场也可能内部系统失效。根据周围环境的勘察，八宝煤业矿机关大楼电气系统失效不会立即危及人员生命安全，通讯系统失效对人身伤亡的风险可忽略，因此风险分量RM不存在。RU风险分量分析当雷电闪击建金属入户管线时，雷电流沿金属管线流入建筑物内部，人员接触、操作和入户金属管线有连接的设施时，有可能因接触电压而导致人员伤亡，因此八宝煤业矿机关大楼存在风险分量RU。RV风险分量分析当雷电闪击八宝煤业矿机关大楼金属入户管线时，入户线路上的雷电流引起的高电压会导致人员伤亡。八宝煤业矿机关大楼有入户的电力线缆，且内部有人员活动，因此存在风险分量RV。RW风险分量分析当雷电闪击建筑物入户电力线缆时，入户线路上的雷电流传输到建筑物内部，可导致弱电控制部分失效，从而间接导致人员伤亡。根据周围环境的勘察，八宝煤业矿机关大楼电气系统失效不会立即危及人员生命安全，通讯系统失效对人身伤亡的风险可忽略，因此风险分量RM不存在。RZ风险分量分析当雷电闪击八宝煤业矿机关大楼入户电力线缆附近地面时，因入户电力电缆管埋地进线，在此风险分量RZ不考虑。八宝煤业矿机关大楼人员伤亡损失值的确定R1RARBRCRMRURVRWRZRANDPARALTRBNDPBHZRPRFLFRCNDPCLCRMNMPMLMRUNLPULURVNLPVLVRWNLPWLWRZNLNLPZLZ八宝煤业矿机关大楼人员伤亡损失量值LT和LF的值由于确定困难,故均取典型平均值LT的取值为建筑物外部3米内区域LT102建筑物内部区域LT104建筑物LF的取值LF101建筑物内部内部电梯、消控系统失不会立即危机人员生命，故L0的取值L00八宝煤业矿机关大楼项目风险分量计算1分量RARA为雷电闪击建筑物，在建筑物外3米区域内因接触和跨步电压引起的人员伤亡风险，此风险只存在于建筑物入口以及地下人防区域。RANDPARALT02分量RBRB为雷电闪击建筑物，产生的电火花引起燃烧或爆炸引起的物质损害，这种损害还可能危害到周围，造成人员伤亡损害。RBNDPBHRPRFLF38925E053分量RCRC为雷电闪击建筑物，因LEMP造成内部系统故障的风险分量。在具有爆炸危险的建筑物以及因内部系统的故障马上会危机人命的医院或其他建筑物中还可能出现人身伤亡风险。本项目不存在此人身伤亡风险。RC电NDPCLC0RC通0RCRC电RC通04分量RMRM为雷电闪击建筑物附近，因LEMP造成内部系统故障的风险分量。在具有爆炸危险的建筑物以及因内部系统的故障马上会危机人命的医院或其他建筑物中还可能出现人身伤亡风险。本项目不存在此人身伤亡风险。RM电NMPMLM0RM通0RMRM电RM通05分量RURU为雷电闪击建筑物入户金属线路时，建筑物入户线路上的雷电流当使人员因接触电压而导致生命损害的风险。RU电NLNDAPURALT92525E11RU通NLNDAPURALT92525E11RURU电RU通92525E1192525E1118505E106分量RVRV为雷电闪击建筑物入户金属线路时，因雷电流传导引入造成的物质损害，这种损害还可能危害到周围，造成人员伤亡损害。RV电NLNDAPVHZRPRFLF46262E09RV通NLNDAPVHZRPRFLF00000E00RVRV电RV通46262E0900000E0046262E097分量RW因入户线路上产生的并传入建筑物内的过电压引起内部系统故障的风险分量。在具有爆炸危险的建筑物以及因内部系统的故障马上会危机人命的医院或其他建筑物中可能出现人身伤亡风险。本项目不存在此人身伤亡风险。RW电NLNDAPWL00RW通0RWRW电RW通08分量RZ因入户线路上感应出的并传入建筑物内的过电压引起的内部系统故障的风险分量。在具有爆炸危险的建筑物以及因内部系统的故障马上会危机人命的医院或其他建筑物中还可能出现人身伤亡风险。本项目不存在此人身伤亡风险。RZRZ电RZ通09可容许的风险值RT国家规范规定的可容许的风险值RT如表所示，雷击损失包括人员生命的损失、社会财富、文化财富的损失。容许风险的典型值RT损失类型RT人员生命的损失105公众服务设施的损失103历史文化遗产的损失103防雷的目的是降低风险RX，使之低于可容许的雷害风险RT，如果建筑物上产生不止一种类型的损坏，则必须保证每种类型都满足RXRT。各个区域的风险R1的值（数值106）Z1区（户外）Z2区（办公室）Z3区（消防）Z4区（机房）Z5区（会议室）建筑物RA000000RB0039078078078273RU（P）000000RV（P）00000280000560000560000560091RU（T000000RV（T）000460092009200920322合计0044088088088308各个区域的风险分量R1的组成部分（数值106）Z1区（户外）Z2区（办公室）Z3区（消防）Z4区（机房）Z5区（会议室）建筑物RD0039078078078273RI0005010101035合计0044088088088308RS000000RF0044088088088308RO000000合计00440882006920069308八宝煤业矿机关大楼由雷电闪击而造成人员伤亡的各类风险总量（1）总风险R1RARBRCRMRURVRWRZ38930E05（2）与损害源相关的风险由于直接雷击危险对建筑物雷击危险的风险RDRARBRC38925E05损害源为S2，S3和S4RIRMRURVRWRZ48113E09（3）与损害类型相关的风险RRSRFRO由于接触和跨步电压对人员伤亡损害的风险RSRARU18505E10由于物质损害的风险RFRBRV38925E0546262E0938929E05由于电气和电子装置失效的风险R0RMRCRWRZ00000E00八宝煤业矿机关大楼项目雷击风险分析八宝煤业矿机关大楼风险值与最大风险可允许值比较八宝煤业矿机关大楼最大风险可允许值实际风