雷电灾害风险评估技术规范.ppt

1、,雷电灾害风险评估技术规范,重庆市防雷中心,Technical specifications for Evaluation of Lightning Disaster Risk,提纲,一、规范出台背景 二、适用范围 三、术语和定义 四、规范条文 五、案例分析,随着经济和科学技术的发展，雷电灾害造成的危害程度大大的加大。特别是对于高新技术的发展，计算机广泛的应用于各个领域，雷电灾害已经被列为“电子时代的一大公害”。雷电灾害的新特点： 受灾面增大； 经济损失和危害程度增大。,出台背景,我国作为一个发展中国家，对于每一个建设项目，不可能投入天文数字般的资金进行各类工程、建筑的全方面防雷系统的兴建，然

2、而一旦发生雷电灾害（像通讯中枢或油库等），造成的损失又是巨大的。因此，我们需要确定雷电灾害风险的大小，并采取安全可靠、技术先进、经济合理的雷电防护方法。,出台背景,在雷电防护的实践中，常常会要求首先明确雷电防护的必要性，在防雷工程实施之前对防护对象进行防护级别的划分来指导合适的防雷设计，并且有必要对已经完成的防雷工程进行效果评估。因此，雷电灾害风险评估是十分有意义的而且相当重要的一项工作。,出台背景,国外普遍重视雷电灾害风险评估研究，从IEC61662雷击损害风险的评估到ITU-TK.394通信局站雷电损坏危险的评估再到IEC62305-2：2006 雷电防护 第2部分：风险管理 ，两大国际组

3、织颁布了相应的雷电灾害风险评估技术标准，形成了较完整的技术体系，为雷击风险评估提供了有力的技术依据，具有重要的指导意义。,出台背景,在国内，虽然起步较落后于发达国家，但伴随着经济的发展和人们防雷意识的增强，相应发布了一系列防雷技术规范。然而基本都集中在雷电防护系统上，关于雷电灾害的评估和预测研究还非常少，也没有形成一个公认的理论体系或评估方法。,出台背景,早在2002年，全国人民代表大会常务委员会第三十次会议就通过了中华人民共和国环境影响评价法，规定必须对建设项目进行环境影响评价。国家各级环境保护行政主管部门是具有审批权的执法监管部门。建设单位应依法按国家规定，对建设项目进行环境影响评价，编制

4、环境影响评价文件并报请环境保护行政主管部门审批。对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法与制度进行了要求。,出台背景,2005年，中国气象局颁布8号令防雷减灾管理办法和11号令防雷装置设计审核和竣工验收规定，对雷电灾害风险评估提出了具体要求。而当时，国内并无雷电灾害风险评估相关规范或技术文件，使得风险评估工作的开展非常困难。因此，迫切需要制定相关规范，可以指导并规范我们的雷电灾害风险评估工作。,出台背景,防雷减灾管理办法（中国气象局令第号）（2005年2月1日施行）,第二十七条 各级气象主管机构应当组织对本行政区

5、域内的大型建设工程、重点工程、爆炸危险环境等建设项目进行雷击风险评估，以确保公共安全。,出台背景,防雷装置设计审核和竣工验收规定（中国气象局令第11号）（2005年4月1日施行）,第九条 申请防雷装置初步设计审核应当提交以下材料： （一） （二） （三） （四） 需要进行雷击风险评估的项目，需要提交雷击风险评估报告。,出台背景,第十条 防雷装置设计审核申请符合以下条件的，应当受理： （一） （二） （三）需要进行雷击风险评估的项目，提交了雷击风险评估报告。,出台背景,气象行业标准雷电灾害风险评估技术规范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、雷击损害风险评估等。适用于新

6、建、改建、扩建项目的雷电灾害风险评估。,适用范围,雷电灾害风险评估分为预评估、方案评估和现状评估。 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。,适用范围,方案评估是针对建设项目的初步设计，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，为项目防雷工程设计提供依据。,适用范围,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

7、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。,适用范围,行业标准雷电灾害风险评估规范QX/T 85-2007与国家标准雷电防护 第2部分：风险管理GB/T 21714.2-2008/IEC 62305-2:2006的主要区别： 增加了评估内容、评估程序、所需资料，评估报告的内容要求等； 增加了大气雷电环境评价的内容。,适用范围,术语和定义,3.1雷电灾害风险评估 evaluation of lightning disaster risk 根据雷电及其灾害特征进行分析，对可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险计算，为建设工程项目选址和功能分区布

8、局、防雷类别与防雷措施确定等提出建设性意见的一种评价方法。 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 目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件。它至少有一非线性元件。,3.4防雷区 Lightning protection zone，LPZ 需要规定和控制雷击电磁环境的那些区域。 3.5土壤电阻率earth 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 o

9、f 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。,术语和定义,3.8雷击风险 lightning strike risk，R 雷击可能引起的年平均可能损失量（含人员和财物），与需要保护对象的价值有关。 3.9雷击风险分量 risk component of lightning strike，RX 取决于损害源类型和损害类型的部分风险。 3.10雷击容许的风险 tolerable r

10、isk of lightning strike，RT 需保护对象能够容许的雷击最大风险值。,规范条文,4 基本规定 雷电灾害风险评估的内容包括大气雷电环境评价、雷击损坏风险评估等。 雷电灾害风险评估的程序如下图：,规范条文,雷电灾害风险评估流程图,规范条文,在进行雷电灾害风险评估时，需收集以下资料： 工程总平面图； 地形图； 地勘报告； 工程初步设计图（含初步设计说明）或施工图； 雷暴天气卫星云图资料； 雷暴天气大气环流形势； 雷暴天气雷达回波资料； 闪电定位资料。,规范条文,雷电灾害风险评估报告的内容 评估目的； 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；

11、参考的其他资料； 建设项目概况； 评估内容； 评估结论； 相关资料（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；评估资料的原始来源等）。,规范条文,5 大气雷电环境评价 5.1雷电活动时空分布特征 根据收集的资料确定建设工程项目所在地的雷电活动及其灾害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，计算建筑物及场所等年平均雷击危险事件的次数。,规范条文,6 雷击损害风险评估 6.1 损害和损失 6.1.1 损害源 雷电流是根

12、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。,规范条文,6.1.2损害类型 根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损害。损害类型可划分为以下三种： D1:生物伤害； D2:物理损害； D3:电气和电子系统失效 。,规范条文,6.1.3损失类型 根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损失。建筑物中的损失类型可划分为以下四种： 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)。,规范条文,服务设施中的损失类型包括: L2：公众服务的损失

13、； L4：经济损失(服务设施以及活动中断的损失)。,规范条文,6.2风险和风险分量 6.2.1需要计算的风险： 风险R是年平均可能损失量。对于建筑物或公众服务设施（如电力和通信系统）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。,规范条文,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。,规范条文,6.2.2风险分量及计算公式 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。

14、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 每年危险事件的次数 ； PX 损害概率； LX 损失后果。,规范条文,各种风险分量如下： 雷击建筑物引起的风险分量 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,规范条文,雷击建筑物附近引起的风险分量 RM：与LEMP引起内部系统失效有关的风险分量。 RM = NMPM LM 雷击入户线路

15、引起的风险分量 RU：与建筑物内雷电侵入产生的接触电压造成生物伤害有关的风险分量。 RU = (NL + NDa) PU LU RV：与雷电侵入产生的物理损害(入户线路和金属部件之间的危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：与雷电流侵入造成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 ，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。,规范条文,雷击入户线路附近引起的风险分量 RZ：与入户

16、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,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。,规范条文,雷击在入户设施上引起的风险分量 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

17、。 RW = NL PW LW 累积入户线路附近引起的风险分量 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) 0, 那么应当假定(NINL) = 0。,规范条文,雷击与入户线路相连的建筑物引起的风险分量 RB：与流经线路的雷电流的机械、热力效应造成物理损害有关的风险分量。 RB = ND PB LB RC：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。 RC = ND PC LC,规范条文,6.3建筑物风险分量的组合 6.3.1建筑物内所考虑的各种损失的相应

18、风险分量,规范条文,根据上表： R1：人员生命损失的风险 R1 = RA + RB + RC 1) + RM1) + RU + RV + RW1) + RZ1) R2：公众服务损失的风险 R2 = RB + RC + RM + RV + RW + RZ R3：文化遗产损失的风险 R3 = RB + RV R4：经济价值损失的风险 R4 = RA2) + RB + RC + RM + RU2) + RV + RW + RZ,规范条文,6.3.2各种损害类型和损害源对应的建筑物风险分量,规范条文,根据上表： 损害源对应的风险分量组合 R = RD + RI RD ：雷击建筑物产生的风险(损害源 S

19、1)； RD = RA + RB + RC RI ：没有直接击中建筑物但对其产生影响的雷击产生的风险(损害源: S2, S3 和 S4)； RI = RM + RU + RV + RW + RZ,规范条文,损害类型对应的风险分量组合 R = RS + RF + RO RS ：人身伤害产生的风险； RS = RA + RU RF：物理损害产生的风险； RF = RB + RV RO ：是内部系统失效产生的风险； RO = RM + RC + RW + RZ,规范条文,6.4服务设施的风险分量组合 6.4.1服务设施中的各种损失相应的风险分量：,规范条文,根据上表： R2: 公众服务损失的风险 R

20、2 = RV + RW + RZ + RB + RC R4: 经济价值损失的风险 R4 = RV + RW + RZ + RB + RC,规范条文,6.4.2各种损害类型和损害源对应的服务设施风险分量,规范条文,根据上表： 损害源对应的风险分量组合 R= RD + RI RD ：雷击服务设施产生的风险(损害源 S3) ； RD = RV + RW RI ：没有直接击中服务设施但对其造成影响的雷击产生的风险(损害源 S1和 S4)； RI = RB + RC + RZ 损害类型对应的风险分量组合 R = RF + RO RF ：物理损害(D2)产生的风险； RF = RV + RB RO：电气和电子设备失效(D3)产生的风险； RO = RW + RZ + RC,规范条文,6.5选择防护措施的程序 6.5.1评价防护需要的特定程序 按照 IEC 62305-1：2006, 在计算对象的防雷需要时应当考虑以下风险： 建筑物的R1, R2 和 R3 风险； 服务设施的 R1 和 R2 风险。,规范条文,对于所考虑的每种风险，应当采取以下步骤: 识别风险分量Rx； 计算风险分量 Rx； 计算总风险 R； 确定风险容许值 RT; 比较风险 R 和风险容许值 RT。 如果 R RT ，防雷不是必需的。 如果 R RT