防雷风险评估2

1、五五.IEC62305.IEC62305雷电灾害风险评估的标准介绍雷电灾害风险评估的标准介绍5.1 概述概述 IEC62305的适用范围是雷击大地对建筑物的适用范围是雷击大地对建筑物（包括其服务设施）造成损害的风险的评估。（包括其服务设施）造成损害的风险的评估。 IEC62305标准主要包括标准主要包括建筑物与服务设施建筑物与服务设施的分类、雷电损害与雷灾损失、雷灾风险、防护的分类、雷电损害与雷灾损失、雷灾风险、防护措施的选择过程以及建筑物与服务设施防护的基措施的选择过程以及建筑物与服务设施防护的基本标准等评估参数本标准等评估参数 相关机构可据此标准确定损害次数的可接受相关机构可据此标准确定损

2、害次数的可接受值，一旦确定了损害次数的上限值，所给出的选值，一旦确定了损害次数的上限值，所给出的选择程序能够为建筑物选择适当的防护措施。择程序能够为建筑物选择适当的防护措施。术语和定义术语和定义 1、雷击建筑物导致的危险事件次数雷击建筑物导致的危险事件次数ND (number of dangerous events due to flashes to a structure ND)预计年平均因雷击建筑物而引起的危险事件次数。预计年平均因雷击建筑物而引起的危险事件次数。 2、雷击服务设施导致的危险事件次数雷击服务设施导致的危险事件次数 NL (number of dangerous events

3、 due to flashes to a service NL)预计预计年平均因雷击服务设施而引起的危险事件次数。年平均因雷击服务设施而引起的危险事件次数。 3、雷击建筑物附近导致的危险事件次数雷击建筑物附近导致的危险事件次数 NM (number of dangerous events due to flashes near a structure NM)预计年平均因雷击建筑物附近而引起的危险事件次数。预计年平均因雷击建筑物附近而引起的危险事件次数。 4、雷击服务设施附近导致的危险事件次数雷击服务设施附近导致的危险事件次数 NI (number of dangerous events due

4、 to flashes near a service NI) 预计年平均因雷击服务设施而引起的危险事件预计年平均因雷击服务设施而引起的危险事件次数。次数。5、容许的风险容许的风险 RT (tolerable risk RT) 需保护对象能够容许的最大风险值需保护对象能够容许的最大风险值表表1 典型的风险容许值典型的风险容许值RT 损失类型损失类型 RT （1/年）年）人员生命损失人员生命损失 10 -5公众服务损失公众服务损失 10 -3文化遗产损失文化遗产损失 10 -36 6、损害概率损害概率 P PX X (probability of damage P(probability of d

5、amage PX X) ) 一次危险事件导致需保护对象受损的概率。一次危险事件导致需保护对象受损的概率。 7 7、损失损失 L LX X (Loss L(Loss LX X) ) 一次危险事件引起的与某种损害类型相对应一次危险事件引起的与某种损害类型相对应的平均损失量，与需保护对象的价值（人员和货的平均损失量，与需保护对象的价值（人员和货物）有关。物）有关。 8 8、风险风险 R R (risk R)(risk R) 雷击引起的年均可能损失量（人员和货物）雷击引起的年均可能损失量（人员和货物）与需保护对象的价值总量有关。与需保护对象的价值总量有关。 9 9、风险分量风险分量 R Rx x (r

6、isk component R(risk component Rx x) ) 取决于损害源和损害类型的部分风险。取决于损害源和损害类型的部分风险。1010、防雷级别防雷级别LPLLPL(lightning(lightning protection level) protection level) 与一组雷电流参数值对应的数字，与自然情与一组雷电流参数值对应的数字，与自然情况下的雷电流不超出相应的用于设计的最大、最况下的雷电流不超出相应的用于设计的最大、最小雷电流的概率有关。小雷电流的概率有关。( (防雷保护级别用于按照防雷保护级别用于按照对应的一组的雷电流参数来设计保护措施对应的一组的雷电流参

7、数来设计保护措施) ) 。1111、防雷电缆防雷电缆 ( (lightning protective cable)lightning protective cable) 具有加强绝缘强度以及其金属护套直接或通具有加强绝缘强度以及其金属护套直接或通过导电性塑料覆盖层与土壤有着连续接触的特制过导电性塑料覆盖层与土壤有着连续接触的特制电缆。电缆。 12、物理损害物理损害 (physical damage) 雷电的机械、热力、化学和爆炸效应对建筑雷电的机械、热力、化学和爆炸效应对建筑物（或其内存物）或服务设施造成的损害。物（或其内存物）或服务设施造成的损害。13、生物伤害生物伤害 (injurity

8、to living beings) 雷电引起的接触和跨步过电压所导致的人员雷电引起的接触和跨步过电压所导致的人员或动物伤害（包括死亡）。或动物伤害（包括死亡）。14、电气和电子系统失效电气和电子系统失效 LEMP对电气和电子系统造成的永久性损害。对电气和电子系统造成的永久性损害。15、失效电流失效电流 Ia (failure current Ia) 导致线路损害的最小的雷电流峰值。导致线路损害的最小的雷电流峰值。 16、节点节点 (node) 服务设施线路上浪涌的传播可以近似服务设施线路上浪涌的传播可以近似认为中断的点。认为中断的点。 HV/LV变压器处的配线箱、通讯线路变压器处的配线箱、通讯

9、线路上的多路复用器以及线路上安装的符合上的多路复用器以及线路上安装的符合IEC 62305-5要求的要求的SPD是节点的几个例是节点的几个例子。子。 17、标称冲击耐受电压标称冲击耐受电压 Uw (rated impulse withstand voltage level Uw) 由制造商为设备或设备某一部分指明的由制造商为设备或设备某一部分指明的冲击耐受电压值，表征其绝缘物对过电压冲击耐受电压值，表征其绝缘物对过电压的特定耐受能力。的特定耐受能力。 在在IEC 60664-11.3.9.2中定义中定义对于本对于本部分，仅考虑相线与地之间的耐受电压。部分，仅考虑相线与地之间的耐受电压。 5.2

10、 雷电灾害风险评估雷电灾害风险评估1 1、评估关系式、评估关系式 评估一般关系式如下：评估一般关系式如下： R=(1-e R=(1-e-NPt-NPt )L )L （1 1）取一年时间（取一年时间（t=1t=1），），且且F=NPF=NP1 1时（雷击为小概率事时（雷击为小概率事件，此条件通常能满足），则件，此条件通常能满足），则 R NPL R NPL （2 2） 式中，式中，N N 为年均雷击次数，与该处落地雷击密度、建筑物性质、建为年均雷击次数，与该处落地雷击密度、建筑物性质、建 筑物四周环境和土壤特性有关；筑物四周环境和土壤特性有关； P P 为每次对建筑物有影响的雷击损坏概率，与建筑

11、物的特性为每次对建筑物有影响的雷击损坏概率，与建筑物的特性 和提供的防护措施有关；和提供的防护措施有关； L L 为间接损失（可能翻译为为间接损失（可能翻译为“损失后果损失后果”好），与建筑物用好），与建筑物用 途、所涉人员情况、大众服务设施类型、建筑物中存储物途、所涉人员情况、大众服务设施类型、建筑物中存储物 价值和限制损失所采取的措施有关。价值和限制损失所采取的措施有关。 如果采用了如果采用了LPS,RLPS,R将依将依E E而减小。而减小。 具体说，具体说，N N为建筑物所在地雷击密度为建筑物所在地雷击密度 N Ng g、截截收面积收面积A A和环境因子和环境因子C Cd d之积。之积。

12、 N = N = N Ng gACACd d （3 3） P P为几种损害类型引起损害分概率为几种损害类型引起损害分概率P Px x与防护措与防护措施对应的缩减因子的积之和。施对应的缩减因子的积之和。 （4 4） L L等于损失的价值与建筑物总价值之比。等于损失的价值与建筑物总价值之比。 L=C/C L=C/Ct t （5 5）其中，其中，C C为预期损失价值，为预期损失价值，C Ct t为建筑物总价值，为建筑物总价值， K Kj j为为j j防护措施的缩减因子。防护措施的缩减因子。11mnxPPk （2 2）式对总风险或风险分量都成立，即）式对总风险或风险分量都成立，即 R RX X=N=N

13、X XP PX XL LX X （6 6） 而总风险为分风险之和，即而总风险为分风险之和，即 （7 7） 可见，总风险或风险分量的评估就是对可见，总风险或风险分量的评估就是对N N、P P、L L三个量综合评估的过程三个量综合评估的过程。xRR2 2、雷电损害的风险分量、雷电损害的风险分量 各种损害源和损害类型产生不同损害风险，各种损害源和损害类型产生不同损害风险，其关系见表其关系见表2 2（涉及建筑物）、表（涉及建筑物）、表3 3（涉及服务设（涉及服务设施。服务设施上与建筑物中相同的风险分量加施。服务设施上与建筑物中相同的风险分量加“ ”“ ”，以示区别）。，以示区别）。 损害类型损害类型

14、根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引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：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。施的类型以及所采取的保护措施。 雷击引起的基本损害类型划分为以下三种：雷击引起的基本损害类型划分为以下三种： D1：生物伤害；：生物伤害； D2：物理损害；：物理损害； D3：电气和电子系统失效。：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，还可的某一部分，也可

15、能扩展到整个建筑物，还可能涉及四周的建筑物或环境。能涉及四周的建筑物或环境。( (例如化学性或辐例如化学性或辐射性的扩散射性的扩散) )。 影响服务设施的雷电可以对线路或管道本影响服务设施的雷电可以对线路或管道本身以及相关电气和电子系统造成物理损害。损身以及相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。害还可能扩展到与服务设施相连的内部系统。 损失类型损失类型 每种单独发生或共同发生的损害类型，可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间接损失（损失以在需保护对象中导致不同的间接损失（损失后果）。可能出现的损失类型取决于需保护对后果）。可能出现

16、的损失类型取决于需保护对象的特性及其内存物。应当考虑象的特性及其内存物。应当考虑 以下几种类型以下几种类型的损失：的损失： L1：人员生命损失；：人员生命损失； L2：公众服务损失；：公众服务损失； L3：文化遗产损失；：文化遗产损失； L4：经济损失：经济损失(建筑物及其内存物、服务设建筑物及其内存物、服务设施以及活动中断的损失施以及活动中断的损失)。 3、风险和风险分量、风险和风险分量 建筑物中可能需要计算的风险包括：建筑物中可能需要计算的风险包括： R R1 1：人员生命损失风险；：人员生命损失风险； R R2 2：公众服务损失风险；：公众服务损失风险； R R3 3：文化遗产损失风险；

17、：文化遗产损失风险； R R4 4：经济损失风险。：经济损失风险。 服务设施中可能需要计算的风险包括：服务设施中可能需要计算的风险包括： R R 2 2：公众服务损失风险；：公众服务损失风险； R R 4 4：经济损失风险。：经济损失风险。 为了计算风险值为了计算风险值R，应当定义并计算应当定义并计算有关的风险分量有关的风险分量( (风险分量取决于损害源风险分量取决于损害源和损害类型和损害类型) )。 每种风险都是其对应风险分量的总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。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。和损害类型对风险分量进行分组。 表表

18、2 2 各种损害类型和损害源对应的建筑物风险分量各种损害类型和损害源对应的建筑物风险分量 雷灾雷灾 来源来源损害损害 类型类型雷雷 电电根据损类根据损类型划分的型划分的风险结果风险结果 S1击建筑物击建筑物S2雷击雷击筑物附近筑物附近 S3雷击入雷击入户服务设施户服务设施 S4雷击服雷击服务设施附近务设施附近D1人身伤害人身伤害RA=NDPAraLtRU=NLpipgLtRS=RA+RUD2物理损害物理损害RB=NDpdpfrhLfRV=NLpipfrhLfRF=RB+RVD3电气和电电气和电子系统的失效子系统的失效RC=ND1-(1-ps) (1-pe)L0RM=NM +pML0RW=NLp

19、iL0RZ=NIpiL0RO=RC+RM +RW+RZ根据损害源划根据损害源划分风险结果分风险结果RRD=RA+RB+RCRI = RM+RU+RV+RW+RZR=RD+RI表表3 3 各种损害类型和损害源对应的服务设施风险分量各种损害类型和损害源对应的服务设施风险分量 损害源损害源 损害类型损害类型 S3 雷击服雷击服 务设施务设施 S4雷击服务雷击服务设施附近设施附近 S1 雷击与服务设施雷击与服务设施 相连的建筑物相连的建筑物 与损害与损害类型相对类型相对应的风险应的风险 D2 物理损害物理损害RV = NLPViLVRB = ND PBi LBRF = RV + RB D3 电气、电子

20、电气、电子 系统的失效系统的失效R W = NLPWi LWRZ = (NI NL ) PZ LZRC = NDPCiLCRO = RZ + RW + RC与损害源相对与损害源相对应的风险应的风险RD = RV + RW RI = RZ + RB + RC5.3 5.3 雷电损害风险分量的评估雷电损害风险分量的评估 如表如表2 2、表、表3 3所示，涉及建筑物的风险分量和所示，涉及建筑物的风险分量和涉及入户服务设施的风险分量的计算公式不同，涉及入户服务设施的风险分量的计算公式不同，因此，应分别进行评估。因此，应分别进行评估。 建筑物的风险分量关系式中（表建筑物的风险分量关系式中（表2 2），按

21、损害），按损害源区分，涉及的参量有：年平均雷击次数源区分，涉及的参量有：年平均雷击次数N ND D、N NM M、N NL L、N NI I；( (雷击建筑物附近地面年均雷击次数雷击建筑物附近地面年均雷击次数N NM M雷雷击入户线路的年均雷击次数击入户线路的年均雷击次数N NL L，雷击线路附近地面雷击线路附近地面的年平均雷击次数的年平均雷击次数N Ni,i,) )雷击产生的风险分量主要雷击产生的风险分量主要有有8 8种，相应的概率和损失类型也有种，相应的概率和损失类型也有8 8种。种。 其中直接雷击风险有：其中直接雷击风险有：R RA A、R RB B、R RC C。相应的概率和损失类型有

22、相应的概率和损失类型有P PA A、P PB B、P PC C和和L LA A、L LB B、L LC C。而间接雷击风险有：而间接雷击风险有：R RM M、R RU U、R RV V、R RW W、R RZ Z。相应的损害概率和损失类型有相应的损害概率和损失类型有P PM M、P PU U、P PV V、P PW W、P PZ Z和和L LM M、L LU U、L LV V、L LW W、L LZ Z。这些这些符号的意义和各风险分量符号的意义和各风险分量R RX X的计算式见表的计算式见表2 2。现对各有关参量分别讨论如下：。现对各有关参量分别讨论如下：1 1. .年均雷击次数年均雷击次数N

23、 N的确定的确定 直接雷击次数与建筑物截收面积及建筑物所直接雷击次数与建筑物截收面积及建筑物所在地的平均雷击密度在地的平均雷击密度NgNg有关，即有关，即 N=N=N Ng gA A （8 8） 式中，式中，N Ng g=0.1T=0.1Td d ，为雷击密度（次为雷击密度（次/ /每年每平方千每年每平方千 米），米）， T Td d为雷暴日，由气象资料提供。为雷暴日，由气象资料提供。 A A为截收面积，按四种雷击源有为截收面积，按四种雷击源有4 4种不同的种不同的 面积，见图面积，见图1 1。 (1) (1)雷电直击建筑物的年平均雷击次数雷电直击建筑物的年平均雷击次数 N ND D=N=Ng

24、 gA Ad dC Cd d1010-6-6 ( (次次/ /年年 千米千米2 2) ) （9 9）式中，式中，A Ad d为孤立建筑物的截收面积，它是由一条为孤立建筑物的截收面积，它是由一条斜率为斜率为1/31/3的直线上端与建筑物上沿接触，绕建筑的直线上端与建筑物上沿接触，绕建筑物一周在地面划出的面积。物一周在地面划出的面积。 对于孤立六面体的建筑物：长、宽、高分别对于孤立六面体的建筑物：长、宽、高分别为为L L、W W、H H，则则 A Ad d=LW+6H(L+W)+9H=LW+6H(L+W)+9H2 2 (m (m2 2) （1010）图图1 孤立建筑物的截收面积孤立建筑物的截收面积

25、 Ad 1/33HwLH图图2 形状复杂的建筑物形状复杂的建筑物L=7088w=30Hp=HmaxHmni=25 图图3 截收面积截收面积的一个可以接受的近的一个可以接受的近似值是似值是Admin和和Ad之之间的最大值间的最大值 Ad=9p(Hp)2 这里这里Hp是兀凸屋是兀凸屋顶的高度。顶的高度。作图法作图法建筑物建筑物(最大尺寸最大尺寸)建筑物建筑物 (最小尺寸最小尺寸)兀凸屋顶兀凸屋顶Hp建筑物建筑物尺寸尺寸 (m) (L，W，H)( 见图见图A.2)70 30 4070 30 2540(m2)Ad = 47700Admax = 71316Admin = 34770( 见图见图A.3)

26、Ad= 45240( 见图见图A.3表表4 截收面积的计算截收面积的计算表表5 5 建筑物所在地的环境因子建筑物所在地的环境因子C Cd d的取值的取值相对位置相对位置C Cd d被更高的对象或树木所包围被更高的对象或树木所包围0.250.25被相同高度的或更矮的对象或树木所包围被相同高度的或更矮的对象或树木所包围0.50.5孤立对象：附近没有其他的对象孤立对象：附近没有其他的对象(3(3H H范围内范围内) )1 1小山顶或山丘上的孤立对象小山顶或山丘上的孤立对象2 2 建筑物建筑物( (位于服务设施位于服务设施“b”b”端端) )的危险事件次数的危险事件次数 N ND D N NDbDb

27、= N= Ng gA Ad d/ /b bC Cd/bd/b1010-6-6 (11)(11) 邻近建筑物邻近建筑物( (位于服务设施的位于服务设施的“a”a”端端) )的危险事件次数的危险事件次数 N NDaDa N NDaDa = N= Ng gA Ad/ad/aC Cd/ad/aC Ct t1010-6-6 (12) (12) C Ct t为考虑高压为考虑高压/ /低压变压器影响的缩减因子低压变压器影响的缩减因子 表表6 高压高压/低压变压器影响的缩减因子低压变压器影响的缩减因子Ct的计算的计算 变压器变压器Ct服务设施具有双绕组变压器服务设施具有双绕组变压器0.2仅有服务设施仅有服务设

28、施 1end “a”of lineof lineend “b”250m3AdH3Ha2DiAiLAmHAIWLcAawaLaH图图4 建筑物及入户设施截收面积计算示意图建筑物及入户设施截收面积计算示意图 (2) (2) 雷击建筑物附近地面年均雷击次数雷击建筑物附近地面年均雷击次数N NM M N NM M=N=Ng g(A(Am m-A-Ad d/b/bC Cd d/b/b) )1010-6-6 (13)(13) A Am m是雷击建筑物附近的截收面积是雷击建筑物附近的截收面积( (m m2 2) )； A Am m延伸到距离建筑物周边延伸到距离建筑物周边250250m m远的地方远的地方 如

29、果如果N NM M 0,0,则假定则假定N NM M=0=0。 对一段线路对一段线路 N NL L=N=Ng gA Al lC Cd dC Ct t1010-6-6 (14)(14)式中，式中，A Al l为线路截收面积。为线路截收面积。 Al 是雷击服务设施的截收面积是雷击服务设施的截收面积 (m2)；Ai 是雷击服务设施附近大地的截收面积是雷击服务设施附近大地的截收面积(m2)；Hc 是服务设施导线的离地高度是服务设施导线的离地高度 (m);Lc 是建筑物与第一个节点之间的服务设施线路段的长度；是建筑物与第一个节点之间的服务设施线路段的长度； 最大最大 值为值为1000 m；Ha 是连接到

30、服务设施是连接到服务设施“a”端的建筑物的高度端的建筑物的高度 (m)；Hb 是连接到服务设施是连接到服务设施“b”端的建筑物的高度端的建筑物的高度 (m)；r 是线路埋设处的土壤电阻率是线路埋设处的土壤电阻率 (Wm)，最大值为最大值为500 Wm。表表7 雷击服务设施的截收面积雷击服务设施的截收面积Al和雷击服务设施附近大地的截收面积和雷击服务设施附近大地的截收面积Ai的取值的取值架架 空空 埋埋 地地 Al ( (L Lc c3(H3(Ha a+ H+ Hb b)6H)6Hc c Lc-3(Ha+H）Ai10001000L Lc c 25 c( (4 4) )雷击服务设施附近的年平均危险

31、事件次数雷击服务设施附近的年平均危险事件次数 NI的计算的计算 对于只有一段线路对于只有一段线路(架空架空,埋地埋地,屏蔽屏蔽,非屏蔽等非屏蔽等)的服务的服务设施，设施，NI 的值可以计算为的值可以计算为 NI = Ng Ai Ce Ct1010-6-6 (15)(15) 环环 境境Ce具有高层建筑的市区具有高层建筑的市区（1） 0市区市区（2）0,1郊区郊区（3）0,5农村农村1（1）建筑物的高度大于）建筑物的高度大于20m。（2）建筑物的高度在建筑物的高度在20m和和10m之间。之间。（3）建筑物的高度小于）建筑物的高度小于10m。表表8 环境因子环境因子Ce的取值的取值2.2.雷电损害概

32、率分量的计算雷电损害概率分量的计算 建筑物遭受雷电损害分为直接雷击损害和间接雷击建筑物遭受雷电损害分为直接雷击损害和间接雷击损害二种。建筑物遭受直接雷击（损害二种。建筑物遭受直接雷击（S S1 1）的有关损害概率的有关损害概率有：有：P PA A、P PB B和和P PC C。 （1 1）雷击建筑物引起接触和跨步电压触电的概率雷击建筑物引起接触和跨步电压触电的概率P PA A （ P PA A值见表值见表9 9）表7 PA值表表9 雷击建筑物引起接触和跨步电压触电的概率雷击建筑物引起接触和跨步电压触电的概率PA保护措施保护措施PA无保护措施无保护措施1暴露引下线的电气绝缘暴露引下线的电气绝缘

33、( (例如，最少例如，最少3 mm厚的交链聚乙烯厚的交链聚乙烯) )10 -2有效的大地等电位连接有效的大地等电位连接10 -1 警示牌警示牌10 -2*采取多种措施时，采取多种措施时，PA为对应措施为对应措施PAi之积。如用钢筋作引下线或者安之积。如用钢筋作引下线或者安装了遮拦物时装了遮拦物时 ，则，则PA可略。可略。建筑物特性建筑物特性LPS的级别（的级别（LPL）PB建筑物受到保护建筑物受到保护1IV (E=0.8)0.2III (E=0.9)0.1II (E=0.95)0.05I (E=0.98)0.02建筑物具有符合建筑物具有符合LPS I 要求的接闪器以及作为自然引要求的接闪器以及

34、作为自然引下线的连续金属框架或钢筋混凝土框架。下线的连续金属框架或钢筋混凝土框架。0.01建筑物具有金属屋顶或可能包含自然部件的接闪器，建筑物具有金属屋顶或可能包含自然部件的接闪器，所有的屋顶装置都有着完善的直击雷防护，具有作为所有的屋顶装置都有着完善的直击雷防护，具有作为自然引下线的连续金属框架或钢筋混凝土框架。自然引下线的连续金属框架或钢筋混凝土框架。0.001表表10 PB (3) 3) 雷电导致建筑物内部电子系统失效的概率雷电导致建筑物内部电子系统失效的概率P PC C P PC C与建筑物采用的与建筑物采用的SPDSPD系统有关，系统有关，P PC C=P=PSPDSPD，根根据雷电

35、防护水平据雷电防护水平P PSPDSPD取取值如下表。值如下表。 表表11 PSPD取值取值LPLPSPD没有配合的没有配合的SPD保护保护1III-IV0.03II0.02I0.01注注30.005 0.001 、只有配合的、只有配合的SPD保护作为保护措施对于减少保护作为保护措施对于减少PC才才是适合的。只有在具有包括等电位连接和接地在内的是适合的。只有在具有包括等电位连接和接地在内的LPS保护或作为自然保护或作为自然LPS的连续金属框架或钢筋混凝土框架的的连续金属框架或钢筋混凝土框架的建筑物内，配合的建筑物内，配合的SPD保护才能有效地减少保护才能有效地减少PC。 、连接到由防雷电缆或穿

36、行在防雷管道、金属管道、连接到由防雷电缆或穿行在防雷管道、金属管道中的电缆组成的外来线路的有屏蔽的内部系统，可以不需中的电缆组成的外来线路的有屏蔽的内部系统，可以不需要配合的要配合的SPD保护。保护。 、当在相应安装位置的、当在相应安装位置的SPD的保护特性比的保护特性比LPLI的要的要求更好时求更好时(更高的电流耐受能力，更低的电压保护水平等更高的电流耐受能力，更低的电压保护水平等)，PSPD的值可能会更小。的值可能会更小。 建筑物遭受间接雷击（建筑物遭受间接雷击（S2、S3、S4）引起的损害概率引起的损害概率有：有：PM、PU、PV、PW、PZ。 (4)(4)建筑物附近大地遭受雷击（建筑物

37、附近大地遭受雷击（S S2 2）导致内部导致内部系统失效的概率系统失效的概率P PM M P PM M大小取决于所采取的防护措施性能的因子大小取决于所采取的防护措施性能的因子K KMSMS: K KMSMS=K=KS1S1K KS2S2K KS3S3K KS4S4 （1616） 式中，式中，K KS1S1是有关建筑物或是有关建筑物或LPSLPS屏蔽效果或屏蔽效果或LPZ0/1LPZ0/1边界其它屏边界其它屏蔽的一个因子。蔽的一个因子。 K KS2S2是有关建筑物内部是有关建筑物内部LPZx/y(xLPZx/y(x0 0，y y0)0)屏蔽效果的屏蔽效果的因子。因子。 K KS3S3是有关内部布

38、线特性的一个因子。是有关内部布线特性的一个因子。 K KS4S4是有关受保护系统脉冲耐压的因子。是有关受保护系统脉冲耐压的因子。 当采取了防护措施后，当采取了防护措施后，PM值取值取PSPD和和PMS的的较小者。较小者。PMS是是KMS的函数，关系见表的函数，关系见表10。KMS0.40.150.070.0350.0210.016*0.015*0.014*0.013*PMS10.90.50.10.010.0050.0030.0010.0001 * *适用于雷电流大于防护水平适用于雷电流大于防护水平I I的情况的情况 内部系统不符合相关的内部系统不符合相关的EMC抗扰性的产品，抗扰性的产品，则假

39、定则假定PMS=1。 表表12 与防护措施性能相关的与防护措施性能相关的PMS取值取值 、K KS1S1和和K KS2S2值值 LPZ LPZ内，在离边界至少等于网格宽度内，在离边界至少等于网格宽度W W的安全距离处，的安全距离处，对有对有LPSLPS或空间隔栅屏蔽的建筑物取或空间隔栅屏蔽的建筑物取 K KS1S1=K=KS2S2=0.12W =0.12W （1717）W W（m m）是格栅形网格屏蔽或网格形是格栅形网格屏蔽或网格形LPSLPS引下线相隔宽度或建引下线相隔宽度或建筑物金属柱或作为天然筑物金属柱或作为天然LPSLPS的钢筋水泥框架间隔。的钢筋水泥框架间隔。 对于全连续金属（厚度对

40、于全连续金属（厚度S=0.1S=0.1 0.5mm0.5mm）的覆盖屏蔽物可的覆盖屏蔽物可假定假定 K KS1S1=K=KS2S2=10=10-4-4 1010-5 -5 （1818） 当安全距离在当安全距离在0.10.1W W 0.2W0.2W，K KS1S1和和K KS2S2加倍。距离小于安加倍。距离小于安全距离且感应回路靠近全距离且感应回路靠近LPZLPZ边界情况下，边界情况下，K KS1S1和和K KS2S2值更高。值更高。具有多级具有多级LPZ LPZ ，K KS2S2为每个为每个LPZLPZ的的K KS2S2值之积。值之积。、取决于内部布线的、取决于内部布线的K KS3S3因子因子

41、内部布线的类型内部布线的类型KS3无屏蔽的电缆无屏蔽的电缆 没有为了避免形成环路而合理布线没有为了避免形成环路而合理布线（1）1无屏蔽的电缆无屏蔽的电缆 为了避免形成大的回路而合理布线为了避免形成大的回路而合理布线（2）0.2无屏蔽的电缆无屏蔽的电缆 为了避免形成回路而合理布线为了避免形成回路而合理布线（3）0.02有屏蔽的电缆，屏蔽层单位长度的电阻有屏蔽的电缆，屏蔽层单位长度的电阻（4 4）55R RS S20/km20/km0.001有屏蔽的电缆，屏蔽层单位长度的电阻有屏蔽的电缆，屏蔽层单位长度的电阻（4 4）11R RS S5/km5/km0.0002有屏蔽的电缆，屏蔽层单位长度的电阻有

42、屏蔽的电缆，屏蔽层单位长度的电阻（4）R RS S1/km1/km 导线在大厦中以分开的路线布设（环路面积大约为导线在大厦中以分开的路线布设（环路面积大约为50m2）。）。 导线布设在同一电缆导管中或导线在较小建筑物中分开布设导线布设在同一电缆导管中或导线在较小建筑物中分开布设(环路面积环路面积大约为大约为10m2)。 导线布设在同一电缆导管中导线布设在同一电缆导管中(环路面积大约为环路面积大约为0.5m2左右左右)。 屏蔽层两端以及设备连接到同一等电位连接排的电缆，屏蔽层单位长度屏蔽层两端以及设备连接到同一等电位连接排的电缆，屏蔽层单位长度的电阻为的电阻为RS。 对于穿行在两端都连接到等电位

43、连接排的连续金属导管中的电线，对于穿行在两端都连接到等电位连接排的连续金属导管中的电线，Ks3 的值应当乘上的值应当乘上0.1。 表表13 与内部布线类型相关的与内部布线类型相关的KS3取值取值 、K KS4S4值值 K KS4S4=1.5/U=1.5/Uw w （1919）式中，式中，Uw 是受保护系统的额定冲击耐受电是受保护系统的额定冲击耐受电压，单位是压，单位是 kV。 如果内部系统有不同额定脉冲耐压的设如果内部系统有不同额定脉冲耐压的设备，备，K KS4S4取取Uw 值低者。值低者。表表14 14 220/380V三相配电系统各种设备耐冲击过电压额定值三相配电系统各种设备耐冲击过电压额

44、定值设备位置设备位置电源设备电源设备配电线路和分配电线路和分支线路设备支线路设备用电设备用电设备需要保护的需要保护的特殊设备特殊设备耐压类型耐压类型类类类类类类类类耐压额定值，耐压额定值，kV642.51.5注：注：类类需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备 类类家用电器、手提工具和类似负荷家用电器、手提工具和类似负荷 类类配电盘、断路器、布线系统和工业设备配电盘、断路器、布线系统和工业设备 类类电气计量仪表、一次性过流保护设备和波纹控制设备电气计量仪表、一次性过流保护设备和波纹控制设备表表16 电缆设备的耐冲击过电压值电缆设备的耐冲击过电压值表表15 15

45、通信设备预期耐共模冲击过电压值通信设备预期耐共模冲击过电压值 设备名称设备名称预期耐共模冲击过电压预期耐共模冲击过电压电话交换局或电信中心的数字设备电话交换局或电信中心的数字设备1.01.0kV(10/700s)kV(10/700s)电信用户终端设备电信用户终端设备1.51.5kV(10/700s)kV(10/700s)建筑物内的建筑物内的ISDS T/SISDS T/S总线设备总线设备1.01.0kV(1.2/50s)kV(1.2/50s)电缆的额定电压，电缆的额定电压，kV电缆的耐冲击过电压，电缆的耐冲击过电压，kV0.0550.22151075159520125 (5) (5)雷击入户线

46、路致使生物伤害的概率雷击入户线路致使生物伤害的概率P PU U 取决于：服务设施屏蔽物的物理特性；连接到服务取决于：服务设施屏蔽物的物理特性；连接到服务设施的内部系统的冲击耐受电压；典型的保护措施；在设施的内部系统的冲击耐受电压；典型的保护措施；在服务设施入户处所安装的服务设施入户处所安装的SPDSPD。 表表17 取决于电缆屏蔽层电阻取决于电缆屏蔽层电阻RS以及设备冲击耐受电压以及设备冲击耐受电压Uw的的概率概率PLD的值的值(PLD是雷击相连服务设施导致内部系统失效的概率是雷击相连服务设施导致内部系统失效的概率) Uw（kV）5RS 20(/km)1 RS 5 (/km)RS 1(/km)

47、1.510.80.42.50.950.60.2.40.90.30.0460.80.10.02RS (/km): 电缆屏蔽层单位长度的电阻。电缆屏蔽层单位长度的电阻。 当没有按照当没有按照IEC 62305-3IEC 62305-3的要求为了进行的要求为了进行等电位连接而安装等电位连接而安装SPDSPD时，时，P PU U的值等于的值等于P PLDLD的值，的值， 当按照当按照IEC 62305-3IEC 62305-3的要求为了进行等电位的要求为了进行等电位连接而安装连接而安装SPDSPD时，时，P PU U的值等于的值等于P PSPD SPD （表表1111）与与P PLDLD之间的较小值。

48、之间的较小值。 对于无屏蔽的服务设施，应当假定对于无屏蔽的服务设施，应当假定 PLD=1 。 当采取了遮拦物、警示排等保护措施时，当采取了遮拦物、警示排等保护措施时，概率概率PU的值通过与表的值通过与表9中给出的概率中给出的概率PA的值相的值相乘而进一步减少。乘而进一步减少。 (6) (6) 雷击入户线路导致物理损害的概率雷击入户线路导致物理损害的概率P PV V 当没有按照当没有按照IEC 62305-3IEC 62305-3的要求为了进行等电的要求为了进行等电位连接而安装位连接而安装SPDSPD时，时，P PV V的值等于的值等于P PLDLD的值的值 P PV V与线路屏蔽、与线路连接的

49、内部系统的冲与线路屏蔽、与线路连接的内部系统的冲击击耐压以及采取的耐压以及采取的SPDSPD系统有关系统有关 当用当用SPDSPD作等电位连接时，作等电位连接时，P PV V值取值取P PSPDSPD（表表1111）和和P PLDLD值较小者。值较小者。 (7)(7)雷击入户线路（雷击入户线路（S S3 3）使内部系统失效的概使内部系统失效的概率率P PW W 同上。同上。 (8)雷击入户线路附近大地（雷击入户线路附近大地（S S4 4）引起内部引起内部系统失效的概率系统失效的概率P PZ Z P PZ Z与线路屏蔽特性、连于入户线路的系统的冲击耐与线路屏蔽特性、连于入户线路的系统的冲击耐压以

50、及所采取的防护措施有关。当采用压以及所采取的防护措施有关。当采用SPDSPD系统时，系统时，P PZ Z取取P PSPDSPD（表表1111）和）和P PLILI（表表1 18 8）的值小者。）的值小者。 表表18 与线路屏蔽截面与线路屏蔽截面S和设备冲击耐压有关的和设备冲击耐压有关的PLI值值 ？无无屏屏蔽蔽屏蔽层没有连接屏蔽层没有连接到与设备相连的到与设备相连的 等电位连接排等电位连接排 屏蔽层连接到与设备屏蔽层连接到与设备 相连的等电位连接排相连的等电位连接排5RS20(/km)1RS 5(/km)RS1(/km)1.52.54610.40.20.10.50.20.10.050.150.

51、060.030.020.040.020.0080.0040.020.0080.0040.002Rs : 电缆屏蔽层的电阻电缆屏蔽层的电阻 ( / km)在在ITUK.46建议中可以找到建议中可以找到Ks的更精确的计算方法。的更精确的计算方法。3 建筑物损失量的评估建筑物损失量的评估 雷电损失指的是由于雷电产生的某一特定损雷电损失指的是由于雷电产生的某一特定损失类型、其蔓延和间接损失的平均相对量。其数失类型、其蔓延和间接损失的平均相对量。其数值与所涉人员数目及其在损害地方停留时间、向值与所涉人员数目及其在损害地方停留时间、向公众提供的服务的类型、重要性以及该损害涉及公众提供的服务的类型、重要性以

52、及该损害涉及的货物的价值有关。的货物的价值有关。 (1)(1)人员生命的损失人员生命的损失 L Lt t、L Lf f、L L0 0分别表示接触和跨步电压、物理损分别表示接触和跨步电压、物理损害和内部系统失效的损失。则害和内部系统失效的损失。则L Lt t、L Lf f、L Lo o可用下式可用下式近似确定近似确定 L Lx x=n=np p/n/nt tt tp p/8760/8760 (20) (20)式中，式中，n np p为可能受害者的数量，为可能受害者的数量， n nt t建筑物内部预期人员总数，建筑物内部预期人员总数， t tp p为人员每年出现在危害区的时间（小为人员每年出现在危

53、害区的时间（小时），建筑物外部仅造成损失时），建筑物外部仅造成损失L Lt t，在建筑物内部在建筑物内部L Lt t、L Lf f、L Lo o三类损失均可能发生。三类损失均可能发生。 当当n np pn nt t和和 t不能确定或确定有困难时，不能确定或确定有困难时，Lt、Lf、Lo的典型值取表中的值，如能确定的典型值取表中的值，如能确定时，也可取其它的值时，也可取其它的值 。建筑物的类型建筑物的类型Lt所有类型所有类型 (人员处于建筑物内人员处于建筑物内)10 -4所有类型所有类型 (人员处于建筑物外人员处于建筑物外)10 -2表表19 接触和跨步电压的损失接触和跨步电压的损失Lt建筑物类

54、型建筑物类型L0有爆炸危险有爆炸危险10-1医院医院10-3建筑物的类型建筑物的类型Lf医院、旅馆，民用建筑医院、旅馆，民用建筑10-1工业建筑工业建筑,商业建筑、学校商业建筑、学校510-2公共娱乐场所，教堂，博物馆公共娱乐场所，教堂，博物馆210-2其他其他10 -2 表表20 物理损害的损失物理损害的损失Lf表表21 内部系统失效的损失内部系统失效的损失L0 人员生命损失还受建筑物特性影响，这种影响由增加因人员生命损失还受建筑物特性影响，这种影响由增加因子（子（h h）和缩减因子和缩减因子( (r rf f, , r rp p, , r ra a,r,ru u) )来体现。来体现。 L

55、LA A= =r ra aL Lt t L LU U= =r ru uL Lt t L LB B=L=LV V= =r rp phrhrf fL Lf f （2121） L LC C=L=LM M =L=LW W =L=LZ Z=L=Lo o表表22 与土壤或楼板有关的缩减因子与土壤或楼板有关的缩减因子ra和和ru 表面类型表面类型接触电阻接触电阻 ( (kW)kW)（1）ra和和 ru农地农地,混凝土混凝土 110 -2大理石大理石,陶瓷陶瓷1 1010 -3沙砾沙砾,毛毯毛毯,地毯地毯10 10010 -4沥青沥青,油毯油毯,木头木头10010 -5（1 1） 400 400 cmcm2

56、2电极在加电极在加500 500 N N 压力时与无穷远点之间测量到的数值压力时与无穷远点之间测量到的数值 表表23 取决于所采取的减小火灾后果的缩减因子取决于所采取的减小火灾后果的缩减因子rp的数值的数值 如果采取了一项以上措施，如果采取了一项以上措施，r rp p的数值应当是各相应数的数值应当是各相应数值中的最小值。值中的最小值。 在具有爆炸危险的建筑物内部，任何情况下，在具有爆炸危险的建筑物内部，任何情况下，r rp p=1 =1 。 措措 施施rp无措施无措施1以下措施之一以下措施之一: 灭火器、固定的人工灭火装置，人工报灭火器、固定的人工灭火装置，人工报警装置，消防栓，放火隔间，有保

57、护的逃生通道警装置，消防栓，放火隔间，有保护的逃生通道0.5以下措施之一以下措施之一:固定的自动灭火装置、自动报警装置固定的自动灭火装置、自动报警装置（1）0.2（1）仅当具有过电压和其他损害的防护并且消防员能够在）仅当具有过电压和其他损害的防护并且消防员能够在10分钟之分钟之内赶到时。内赶到时。表表24 与建筑物着火危险有关的缩减因子与建筑物着火危险有关的缩减因子r rf f值值表表25 在具有特殊伤害时，增加损失相对量在具有特殊伤害时，增加损失相对量的因子的因子h的数值的数值着火危险着火危险爆炸爆炸高高一般一般低低无无rf110-110-210-30特殊伤害类型特殊伤害类型h无无1低度惊慌

58、（限于二层建筑物且参与人员数目不超过低度惊慌（限于二层建筑物且参与人员数目不超过100人）人）2一般惊慌（用于文体活动建筑物且参与人数一般惊慌（用于文体活动建筑物且参与人数1001000人）人）5疏散困难（有行动不便人员的建筑物疏散困难（有行动不便人员的建筑物,医院）医院）5高度惊慌（用于文体活动建筑物且参与人员超过高度惊慌（用于文体活动建筑物且参与人员超过1000人）人）10对周围或环境有危害对周围或环境有危害20对周围或环境有污染对周围或环境有污染50 L Lt t、L Lf f、L L0 0值由下列近似式表示，值由下列近似式表示， L Lx x= =np/n/nt tt/8760t/87

59、60 (22) (22) np是可能遭受危害的人员的平均数量是可能遭受危害的人员的平均数量( (失去失去服务的用户服务的用户) )； n nt t总人数总人数 ( (接受服务的用户接受服务的用户) )； t t是用小时表示的年平均服务中断时间。是用小时表示的年平均服务中断时间。 当当np 、nt和和t不确定或难以确定时，不确定或难以确定时，Lf和和Lo值值见表。如能证实，也可取其它值。见表。如能证实，也可取其它值。表表26 Lf 和和 L0的典型平均值的典型平均值 公众服务损失受建筑物特性及若干缩减因子公众服务损失受建筑物特性及若干缩减因子的影响（以缩减因子的影响（以缩减因子r r表示）。其公

60、式如下：表示）。其公式如下： L LB B=L=LV V= =r rp pr rf fL Lf f （2323） L LC C=L=LM M=L=LW W=L=LZ Z=L=L0 0 服务设施类型服务设施类型LfLo供气、供水供气、供水10-110-2TV、TLC、供电供电10-210-3 L Lf f的数值从下列近似关系式得到的可能损失的相对的数值从下列近似关系式得到的可能损失的相对量来确定量来确定: : L Lx x = C/C = C/Ct t (24) (24) C C是用货币表示的建筑物可能损失的平均值是用货币表示的建筑物可能损失的平均值( (例如：例如：货物可能损失的可保价值货物可