雷击风险评估

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1、雷击风险评估一、雷击的特点：现阶段，雷击已从二维空间入侵变为三维空间入侵，从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场，从三维空间入侵到任何角落，造成灾害，因而防雷工程已不单纯是防直击雷、侧击雷措施，更是防雷电感应和雷电电磁脉冲的工程。 雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备上。雷电的本身没有变，而随着科学技术的发展，人类社会的生产状况和生活方式发生了改变，微电子技术的应用渗透到生产和生活的各个领域，微电子器件极端灵敏这一特点很容易受到无孔不入的LEMP的影响，造成微电子设备的失控或者损坏。 雷击对各类建筑所造成的危害 建筑类型 雷电造成的后果 农村建筑 主要危险是着火及危险的跨步电压；

2、次要的危险是停电造成的后果，以及由于通风及饲料供给系统等的电子控制系统的故障，而对牲畜的生命造成危害。 住宅 电气设施的绝缘击穿，着火及材料损坏。损坏一般局限于处于雷击点或雷电通道。 剧院、学校、百货商店、体育馆 电气设施(如照明系统)的损坏很可能引起恐慌。火警系统的故障导致灭火工作的延误。 银行、保险公司、商业公司等 如上栏，另外由于通讯中断、计算机故障及数据丢失所产生的损失。 工业建筑 由于工厂存放物的不同而产生的意外损失 博物馆及考古 不可复原文化遗产的损失。 二、雷击风险评估部分 雷击损害取决于多种因素，其中有：被保护空间的具体用途、存放的物质和设备，建筑材料，为减少雷电造成直接后果以

3、及间接后果所采取的措施。雷击风险评估应包括三个方面的内容： 一、计算建筑物年预计雷击次数，确定建筑的防雷分类。 二、爆炸物质与危险环境的划分 三、建筑内部雷击风险与防护分级 第一部分：建筑物的防雷分类 按照国家质量技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布的建筑物防雷设计规范GB500571994的相关条款，建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。 建筑物防雷设计规范GB500571994适用于新建建筑物的防雷设计，不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置的防雷设计。 建筑物防雷设计，应认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规

4、律以及被保护物的特点等的基础上，详细研究防雷装置的形式及其布置。 通过计算年预计雷击次数，结合其它情况确定防雷等级。 建筑物的防雷分类的目的在于减少建筑物获被保护空间遭受直接雷击的损害风险，为防雷装置的初步设计阶段提供技术依据。 第一类防雷建筑物（爆炸类） 凡在建筑物中制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质； 因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者； 具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物； 具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。第二类防雷建筑物 A、国家级建筑类（重要部分） 国家级的重点文物保护的建筑物； 国家级的会堂、办公建筑

5、物、大型展览建筑和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物； 国家计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物；B、电火花不易引起爆炸建筑类 制造、使用或储存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者； 具有1区爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者； 具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物； 工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐； C、人员密集建筑、多雷击部、省级建筑与民用建筑（次要部分） 预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公楼及其它重要或人员密集的公

6、共建筑物； 预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 （上述为民用建筑电气设计规范JGJ/T 1692中的二级防雷建筑物） 第三类防雷建筑物： A、部、省级重点建筑类（重要部分） 省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆； 预计雷击次数大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物； B、多雷击工业与民用建筑（次要部分） 预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物； 预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物； C、其他第三类防雷建筑物 根据雷击后对工业

7、生产的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境； 在平均雷暴日大于15d/a的地区，烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物高度在15米及以上的；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物高度在20米及以上的，为第三类防雷建筑物。 在设有信息系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下，当该建筑物没有装设防直击雷装置和不处于其它建筑物或物体的保护范围内时，宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷的防雷措施。 第二部分：爆炸物质与危险环境的划分 A、爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间进行分区： 0区：连

8、续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境； 1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境； 2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。 B、 爆炸性粉尘环境 a、对用于生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现爆炸性粉尘、可燃性导电粉尘、可燃性非导电粉尘和可燃纤维与空气形成的爆炸性粉尘混合物环境分为下列四种： v 爆炸性粉尘： v 可燃性导电粉尘： v 可燃性非导电粉尘： v 可燃纤维: b、爆炸性粉尘环境危险区域应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区： 10区：连续出现或长期出现爆炸性粉尘环境；

9、11区：有时会将积留下的粉尘扬起而仍然出现爆炸性粉尘混合物的环境。 C、火灾危险环境 生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现下列火灾危险物质之一： 闪点高于环境温度的可燃液体；操作温度高于可燃液体闪点，有可能泄漏但不能形成爆炸性气体混合物的可燃液体；不可能形成爆炸性粉尘混合物的可燃粉尘或纤维以及其它固体可燃物质。 在火灾危险环境中能引起火灾危险的可燃物质宜为下列四种：一是可燃液体。二是可燃粉尘。三是固体状可燃物质。四是可燃纤维。 b、火灾危险区域划分应根据火灾事故发生的可能性和后果，以及危险程度及物质状态的不同，按下列规定进行分区： 2l区：具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配

10、置上能引起火灾危险的环境。 22区：具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。 23区：具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。 第三部分、建筑内部雷击风险与防护分级 建筑物内部的雷击风险评估，主要考虑其内电子信息系统的雷电防护。 电子信息系统指：由计算机、有/无线通信设备、处理设备、控制设备及其相关的配套设备、设施（含网络）等的电子设备构成的，按照一定应用目的和规则对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。如电梯、消防控制室、风机房等。 电子信息系统的防雷应根据环境因素、雷电活动规律、设备所在雷电防护区

11、和系统对雷电电磁脉冲的抗扰度、雷击事故受损程度以及系统设备的重要性，采取相应的防护措施。如、屏蔽、安装浪涌保护器、接闪器（针、网、带、线）、引 下 线、接 地 装 置、合 理 布 线、等 电 位 连 接、 共 用 接 地 系 统、综 合 防 雷 系 统、埋地线缆、管道屏蔽等。 根据雷击风险评估及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。 一、根据建筑物及入户设施年预计雷击次数（N）与Nc来确定雷电防护等级。 建筑物及入户设施年预计雷击次数（N）的计算： N=N1+N2 N1为建筑物年预计雷击次数，可按下式确定： N1=KNgAe (次/年) （A.1） 式中：K校正系数，在一般情况

12、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/(km2a)；Ng=0.024 Td1.3(次/km2a)(A.2) Td年平均雷暴日（d/a）。根据当地气象台、站资料确定； Ae建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）； 2 、等效面积Ae，其计算方法应符合下列规定 1） 当建筑物的高度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： D=H（2

13、00H）（m） （A.3） Ae=LW+2(L+W)H（200H）+H（200-H） 106 （A.4） 式中：L、W、H分别为建筑物的长、宽、高（m） 2） 当建筑物的高H100m时，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高H 计算。建筑物的等效面积应按下式确定 Ae=LW+2H（L+W）+H2 106（A.5） 3） 当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点计算出最大的扩大宽度，其等效面积Ae 应按每最大扩大宽度外端的连线所包围的面积计算。 N2为入户设施年预计雷击次数，按下式确定 N2NgAe（0.024Td1.3）（Ae1Ae2）（次/年） （A.6） 式中：Ng建筑物所处地区雷击大地的

14、年平均密度；次/(km2a) Td年平均雷暴日（d./a）。根据当地气象台、站资料确定； Ae1电源线缆入户设施的截收面积（km2）； Ae2信号线缆入户设施的截收面积（km2）。 用N=N1+N2，计算出N值。 NC为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N，按以下计算： NC=5.8101.5/C （A.8） 式中： C各类因子 C=C1+C2+C3+C4+C5+C6 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

15、.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。 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2.5；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。 C3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。 C4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.