雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告

1、江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告-江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程張立（江蘇省泰州市氣象局 江蘇省泰州市 225300）摘要 雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是根據(jù)項(xiàng)目所在地雷電活動(dòng)時(shí)空分布特征及其災(zāi)害特征，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析，對(duì)雷電可能導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失程度與危害范圍等方面的綜合風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，從而為項(xiàng)目選址、功能分區(qū)布局、防雷類別（等級(jí)）與防雷措施確定、雷災(zāi)事故應(yīng)急方案等提出建設(shè)性意見(jiàn)的一種評(píng)價(jià)方法。本文以江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程為例，詳細(xì)分析了雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)，分析了建設(shè)項(xiàng)目遭受雷擊損害的可能性，計(jì)算了雷擊人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)，并與風(fēng)險(xiǎn)允許值比較，

2、判斷是否需要采取防雷措施，以及防雷措施應(yīng)達(dá)到的防護(hù)等級(jí)。同時(shí)根據(jù)評(píng)估結(jié)論提出科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、符合項(xiàng)目特性的防雷指導(dǎo)措施，以降低雷擊風(fēng)險(xiǎn)，使雷擊風(fēng)險(xiǎn)在可接受的范圍內(nèi)，確保人員生命及財(cái)產(chǎn)的防雷安全。關(guān)鍵詞：雷電；評(píng)估；安全1 項(xiàng)目概況江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司坐落于泰州高港區(qū)永安洲，隸屬于江蘇海外集團(tuán)，屬國(guó)有大型一類企業(yè)，廠區(qū)占地面積為264552.63平方米，二期工程用地面積為103864.39平方米，建構(gòu)筑物占地面積為55234.5平方米，項(xiàng)目位于疏港路的西側(cè)，建橋路的南側(cè)，西側(cè)為長(zhǎng)江。本次評(píng)估對(duì)象包括28個(gè)儲(chǔ)罐、機(jī)修間、鍋爐房、樣品間及桶棚、裝車臺(tái)、配管站和生活垃圾站。各建筑物具體情況見(jiàn)表1。建筑

3、物名稱層數(shù)長(zhǎng)度（m）寬度（m）高度（m）火災(zāi)危險(xiǎn)性類別儲(chǔ)罐V1601V、1604、V1606-V1608/14.014.014.0甲B儲(chǔ)罐V1602、V1603、V1605/14.014.014.0乙A儲(chǔ)罐V1701/28.7528.7522.85甲B儲(chǔ)罐V1702- V1704/28.8528.8522.85甲B儲(chǔ)罐V1801-V1802/19.019.018.5甲B儲(chǔ)罐V1803/19.019.018.5丙B儲(chǔ)罐V1804- V1806/19.019.018.5丙A儲(chǔ)罐V1901-V1904/17.017.018.0甲B儲(chǔ)罐V1905-V1909/21.021.020.0甲B儲(chǔ)罐V1910

4、/21.021.020.0乙B機(jī)修間1F22.08.06.8戊鍋爐房1F28.020.06.0丁樣品間及桶棚1F62.06.06.3甲裝車臺(tái)1F66.011.08.0甲配管站1F36.015.07.6戊生活垃圾站1F10.010.01.5/表1 各建筑物基本情況表2 雷電參數(shù)2.1 雷暴日經(jīng)統(tǒng)計(jì)泰州市高港地區(qū)1959年至2011年氣象資料可知，本地區(qū)年平均雷暴日為33.9，年最多雷暴日數(shù)為54天。2.2 地閃密度從江蘇省雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)6年（20062011）最大雷電流幅值資料得知，3.5km半徑范圍內(nèi)6年（20062011）最大平均地閃密度值作為評(píng)估時(shí)的地閃密度為8.7次/km2·a?？?/p>

5、慮到項(xiàng)目建成后，受地面新建建筑的影響，項(xiàng)目所在區(qū)域的地閃密度將會(huì)顯著增大，因此選取3.5km半徑范圍內(nèi)6年（20062011）最大平均地閃密度值作為評(píng)估時(shí)的地閃密度。 2.3 最大雷電流幅值從江蘇省雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)6年（20062011）最大雷電流幅值資料得知，該項(xiàng)目3.5km半徑范圍內(nèi)6年（20062011）最大雷電流幅值為170kA。2.4 土壤電阻率采集所用儀表為CR-ER01接地電阻在線測(cè)試儀，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則 第1部分：常規(guī)測(cè)量(GB/T17949.1-2000)運(yùn)用四極法進(jìn)行常規(guī)測(cè)量，本文中所用的土壤電阻率數(shù)值來(lái)源于2012年3月14日在建設(shè)項(xiàng)

6、目所在位置處現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量值為32.1·m。根據(jù)交流電氣裝置的接地(DL/T621-1997)規(guī)范規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定土壤電阻率時(shí)，水平接地極埋深0.5m，則值為1.41.8。測(cè)定時(shí)土壤比較干燥，值取1.4，則=1.4×32.144.9·m。3 建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)組成計(jì)算3.1 采取防雷措施前的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算根據(jù)江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程的情況，對(duì)各建筑及戶外裝置區(qū)的人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)R1和經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)R4進(jìn)行評(píng)估。按照本章雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序，對(duì)該項(xiàng)目各建筑及戶外裝置區(qū)采取防雷措施前的R1和R4值進(jìn)行計(jì)算，評(píng)估表格中各參數(shù)按照雷電防護(hù) 第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理GB/T2171

7、4.2-2008規(guī)定取值。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2：建筑物名稱人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)R1經(jīng)濟(jì)價(jià)值損失風(fēng)險(xiǎn)R4采取防雷措施前采取防雷措施前儲(chǔ)罐V1601-V16084.59E-043.32E-02儲(chǔ)罐V1701- V17047.93E-043.78E-02儲(chǔ)罐V1801-V18025.92E-043.50E-02儲(chǔ)罐V1803- V18065.92E-043.50E-02儲(chǔ)罐V1901-V19045.67E-043.46E-02儲(chǔ)罐V1905-V190106.47E-043.57E-02機(jī)修間3.46E-043.22E-02鍋爐房3.60E-043.32E-02樣品間及桶棚3.77E-043.42E-02裝車臺(tái)

8、4.23E-043.51E-02配管站3.85E-043.35E-02生活垃圾站2.98E-043.13E-02表2 江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程采取防雷措施前的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算值由表2計(jì)算結(jié)果可知，采取防雷措施前，江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程的人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)R1值均大于風(fēng)險(xiǎn)容許值RT（RT=10-5）。因此，需采取防雷措施，使人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)R1降至風(fēng)險(xiǎn)容許值RT之下。3.2 采取的防雷措施3.2.1 建筑物防雷類別劃分根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010附錄A，計(jì)算建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)。年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N=kNgAeK校正系數(shù)，在一般情況下取1，在下列情況下取相應(yīng)數(shù)值：位于曠野孤

9、立的建筑物取2；金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7；位于河邊、湖邊等土壤電阻率較小處、地下水露頭處等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5。根據(jù)本項(xiàng)目情況，項(xiàng)目西側(cè)為長(zhǎng)江，各建筑K取值為1.5。Ng建筑物所處地區(qū)雷擊大地年平均密度（次/（ km2·a）Ae與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2）建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表3：表3 江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程項(xiàng)目年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算結(jié)果由表3計(jì)算結(jié)果可知，V1601-V1608、V1701-V1704、V1801-V1802、V1901-V1910、樣品間及桶棚、裝車臺(tái)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)介于0.117次/a到0.272次/a

10、之間，雷擊概率較高，同時(shí)考慮到以上建筑及戶外裝置區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)類別均為甲類和乙類，危險(xiǎn)程度高，一旦遭受雷擊，易引發(fā)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)，根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范，并參考建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，V1601-V1608、V1701-V1704、V1801-V1802、V1901-V1910、樣品間及桶棚、裝車臺(tái)應(yīng)按第二類防雷建筑物采取防直擊雷、防感應(yīng)雷、防雷電波侵入等措施；V1803-V1806、機(jī)修間、鍋爐房、配管站、生活垃圾站年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)介于0.023次/a到0.2次/a之間，根據(jù)GB 50057-94（2010版）第2.0.4條，并考慮到消防泵房發(fā)生雷電事故的后果，V1803-V1806、機(jī)修間、鍋

11、爐房、配管站、生活垃圾站應(yīng)按第三類防雷建筑物采取防直擊雷、防感應(yīng)雷、防雷電波侵入等措施。3.2.2 確定具體的防雷措施由人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)組成可知，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)值大的主要風(fēng)險(xiǎn)分量是RA、RB、RV。由RA、RB、RV的計(jì)算公式可知，為減小RA、RB、RV，可減小對(duì)應(yīng)的概率PA（雷擊產(chǎn)生的接觸和跨步電壓導(dǎo)致生物觸電的概率）、PB（雷擊建筑物導(dǎo)致物理?yè)p害的概率）、PV（雷擊入戶服務(wù)設(shè)施線路導(dǎo)致物理?yè)p害的概率）。為了減小PA、PB、PV值，對(duì)照GB/T 21714.2-2008附錄B，提出如下防雷措施：a、減小PA值的措施：各建筑物利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)鋼筋作為防雷引下線、基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)作為接地裝置，罐區(qū)金屬罐體做防雷

12、接地，設(shè)人工接地網(wǎng)，則PA分別降至0和0.01。b、減小PB值的措施：根據(jù)計(jì)算確定的建筑物防雷類別，V1601-V1608、V1701-V1704、V1801-V1802、V1901-V1910、樣品間及桶棚、裝車臺(tái)采取符合GB50057-2010要求的第二類防雷保護(hù)措施，V1803-V1806、機(jī)修間、鍋爐房、配管站、生活垃圾站采取符合GB50057-2010要求的第三類防雷保護(hù)措施，則PB降至0.001。（注：GB50057-2010中的二類對(duì)應(yīng)GB/T21714.1-2008中的級(jí)，三類對(duì)應(yīng)級(jí)）。c、減小PV值的措施：V1601-V1608、V1701-V1704、V1801-V1802

13、、V1901-V1910、樣品間及桶棚、裝車臺(tái)低壓電源線路和信號(hào)線路均設(shè)置符合GB/T21714.4-2008的級(jí)防護(hù)等級(jí)要求的SPD保護(hù)，則PV降至PSPD值，為0.02，同時(shí)Pc、PM、PU、PW亦降至PSPD值；V1803-V1806、機(jī)修間、鍋爐房、配管站、生活垃圾站均設(shè)置符合GB/T21714.4-2008的級(jí)防護(hù)等級(jí)要求的SPD保護(hù)，則PV降至PSPD值，為0.03，同時(shí)Pc、PM、PU、PW亦降至PSPD值。3.2.3 采取防雷措施前后風(fēng)險(xiǎn)值比較見(jiàn)表4建筑物名稱人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)R1經(jīng)濟(jì)價(jià)值損失風(fēng)險(xiǎn)R4采取防雷措施前采取防雷措施后采取防雷措施前采取防雷措施后儲(chǔ)罐V1601-V160

14、84.59E-045.77E-063.32E-021.02E-02儲(chǔ)罐V1701- V17047.93E-045.98E-063.78E-021.03E-02儲(chǔ)罐V1801-V18025.92E-045.83E-063.50E-021.03E-02儲(chǔ)罐V1803- V18065.92E-048.59E-073.50E-021.05E-02儲(chǔ)罐V1901-V19045.67E-045.81E-073.46E-021.03E-02儲(chǔ)罐V1905-V190106.47E-045.86E-063.57E-021.03E-02機(jī)修間3.46E-048.64E-063.22E-021.05E-02鍋爐房3

15、.60E-048.68E-063.32E-021.05E-02樣品間及桶棚3.77E-045.82E-063.42E-021.03E-02裝車臺(tái)4.23E-045.84E-063.51E-021.03E-02配管站3.85E-048.66E-063.35E-021.05E-02生活垃圾站2.98E-048.73E-063.13E-021.04E-02表4 江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程各建筑物采取防雷措施前后風(fēng)險(xiǎn)值比較由表4的計(jì)算結(jié)果可知，采取提出的防雷措施后，江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程各建筑物及戶外裝置區(qū)的人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)R1均降至RT值以下，人員生命損失風(fēng)險(xiǎn)得到了有效控制，同時(shí)，經(jīng)

16、濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)R4與采取措施前相比，也顯著減小。因此采取的措施是有效的。4 信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)評(píng)估根據(jù)建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范GB50343-2004確定江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程信息系統(tǒng)雷電統(tǒng)防護(hù)等級(jí)。防雷裝置攔截效率E=1-NC/NNC可接受的最大年平均雷擊次數(shù)N建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N1和建筑物入戶設(shè)施年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N2的和根據(jù)E的計(jì)算值確定防護(hù)等級(jí)：當(dāng)E0.98時(shí)定為A級(jí)，當(dāng)0.90E0.98時(shí)定為B級(jí)，當(dāng)0.80E0.90時(shí)定為C級(jí)，當(dāng)E0.80時(shí)定為D級(jí)?？山邮艿淖畲竽昶骄讚舸螖?shù)NC的計(jì)算： NC=5.8×101.5/C；其中，C各類因子C=C1+C2+C3+C

17、4+C5+C6C1信息系統(tǒng)所在建筑物材料結(jié)構(gòu)因子。屋頂和主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土材料時(shí)，C1取1.0。建筑物為磚混結(jié)構(gòu)時(shí)，C1取1.5。C2信息系統(tǒng)重要程度因子。假設(shè)等電位連接和接地以及屏蔽措施較完善的設(shè)備，C2取2.5。C3電子信息系統(tǒng)設(shè)備耐沖擊類型和抗沖擊過(guò)電壓能力因子。假設(shè)為一般，C3取0.5。C4電子信息系統(tǒng)設(shè)備所在雷電防護(hù)區(qū)(LPZ)的因子。假設(shè)設(shè)備設(shè)在LPZ1區(qū)內(nèi)，C4取1.0。C5電子信息系統(tǒng)發(fā)生雷擊事故的后果因子。假設(shè)江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)原則上不允許中斷，但中斷后無(wú)嚴(yán)重后果產(chǎn)生，C5取1.0。C6區(qū)域雷暴等級(jí)因子。泰州市高港區(qū)年平均雷暴日為33.9天，屬多雷

18、區(qū)，C6取1.0。當(dāng)C1=1.0時(shí)，則C=C1 + C2 + C3 + C4 + C5 + C6=1.0 + 2.5 + 0.5 +1.0 + 1.0 + 1.0=7建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N1的計(jì)算：N1= kNgAe，各參數(shù)說(shuō)明及取值具體見(jiàn)本文中建筑物防雷類別確定相關(guān)章節(jié)。N2=Ng·Ae= Ng·(Ae1 +Ae2)，其中Ae1為電源線纜入戶設(shè)施的截收面積，Ae2為信號(hào)線纜入戶設(shè)施的截收面積。N2值與土壤電阻率ds、線路截收面積、落雷密度Ng相關(guān)。建筑物信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)評(píng)估情況見(jiàn)下表5：表5 江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程信息系統(tǒng)雷電防護(hù)等級(jí)評(píng)估情況根據(jù)信息系統(tǒng)重要

19、性和使用性質(zhì)，并進(jìn)行了定量計(jì)算，確定江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程V1701-V1704內(nèi)的信息系統(tǒng)的雷電防護(hù)等級(jí)為B級(jí)，電源系統(tǒng)應(yīng)采取3級(jí)電源浪涌保護(hù)器，信號(hào)線路宜采用2級(jí)信號(hào)浪涌保護(hù)器；V1601-V1608、V1801-V1806、V1901-V1910、鍋爐房、樣品間及桶棚、裝車臺(tái)、配管站內(nèi)的信息系統(tǒng)的雷電防護(hù)等級(jí)為C級(jí)，電源系統(tǒng)應(yīng)采取2級(jí)電源浪涌保護(hù)器，信號(hào)線路宜采用1級(jí)信號(hào)浪涌保護(hù)器；機(jī)修間、生活垃圾站內(nèi)的信息系統(tǒng)的雷電防護(hù)等級(jí)為D級(jí)，電源系統(tǒng)應(yīng)采取12級(jí)電源浪涌保護(hù)器，信號(hào)線路宜采用1級(jí)信號(hào)浪涌保護(hù)器。5 評(píng)估結(jié)論5.1江蘇海企化工倉(cāng)儲(chǔ)有限公司二期工程V1601-V1608、V1701-V1704、V1801-V1802、V1901-V1910、樣品間及桶棚、裝車臺(tái)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)介于0.117次/a到0.272次/a之間，雷擊概率較高，同時(shí)考慮到以上建筑及戶外裝置區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)類別均為甲類和乙類，危險(xiǎn)程度高，一旦遭受雷擊，易引發(fā)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)，根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范，并參考建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，V1601-V1608、V1701-V1704、V1801-V1802、V1901-V1910、樣品間及桶棚、裝車