非孤立的建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)雷擊損害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)例

1、非孤立的建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)雷擊損害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)例【作者】周震南京氣象學(xué)院【指導(dǎo)老師】鄒天晴蘇州市防雷中心【摘要】分析一遭受過(guò)雷擊的單位（一個(gè)非孤立建筑物內(nèi)的電子設(shè)備遭損壞）的損害原因，對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，簡(jiǎn)述其防雷措施，并分析其改造后的風(fēng)險(xiǎn)。在經(jīng)過(guò)一個(gè)雷雨季節(jié)的考驗(yàn)后，驗(yàn)證該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及防雷改造工程的實(shí)際效果，提出一些在評(píng)估中注意的問(wèn)題和發(fā)展方向。【關(guān)鍵字】非孤立建筑電子信息系統(tǒng)防雷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)例引言：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量先進(jìn)的通訊、計(jì)算機(jī)、控制及測(cè)量等微電子系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于各種建筑物中，而微電子設(shè)備的高度集成化，其低工作電平和小工作電流的特點(diǎn)，同時(shí)又普遍存在絕緣強(qiáng)度低，耐過(guò)電壓、過(guò)電流的能力

2、差等致命弱點(diǎn)，一旦建筑物受到直接雷擊或其附近發(fā)生雷擊，雷電過(guò)電壓、過(guò)電流和雷電電磁脈沖會(huì)通過(guò)供電線、通信線、接收天線、金屬管道和空間輻射等途徑侵入建筑物內(nèi)，威脅室內(nèi)電子設(shè)備的正常工作和安全工作。如果防護(hù)不當(dāng)，這些雷害輕則使電子設(shè)備失靈，重則使電子設(shè)備永久性損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能造成人員傷亡。對(duì)于類此建筑物除了具備防直擊雷的措施外，還應(yīng)具備防雷電電磁脈沖的措施。要確定合理有效的防雷電電磁脈沖的措施，就必須對(duì)建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，做出準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。位于平坦地區(qū)的孤立建筑物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有很多的實(shí)例可供評(píng)估者參考。對(duì)于非孤立的建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在計(jì)算時(shí)需要考慮周圍建筑與地形對(duì)其

3、的影響，因?yàn)檫@些因素將會(huì)影響到對(duì)截收面積e的計(jì)算等。以下將討論蘇州迅達(dá)電梯有限公司網(wǎng)絡(luò)中心電子信息系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，簡(jiǎn)述所采取的防雷措施，然后分析按該措施改造后的風(fēng)險(xiǎn)，論述雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)方雷工程設(shè)計(jì)的意義，并驗(yàn)證防雷工程的實(shí)際效果。為雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在防雷工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供一些參考。一、雷擊損害原因分析蘇州訊達(dá)電梯有限公司的網(wǎng)絡(luò)中心，在去年兩次遭受雷電電磁脈沖襲擊，損壞了兩臺(tái)HUB和一臺(tái)SWITCH交換設(shè)備，造成了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障，影響了公司正常工作的開展。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察及防雷中心的檢測(cè)報(bào)告表明，該中心已經(jīng)具有防直擊雷措施，直擊雷防護(hù)措施合格，設(shè)備的損壞主要是感應(yīng)雷造成。該公司廠區(qū)面積比較大，內(nèi)部有河流

4、通過(guò)，上有架空高壓線，周圍環(huán)境較為空曠，雷電環(huán)境較差。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由光纜和非屏蔽雙絞線構(gòu)成。造成網(wǎng)絡(luò)中心電子設(shè)備損壞、誤動(dòng)作及設(shè)備壽命下降，有以下幾個(gè)方面：、該建筑遭受直擊雷襲擊所引起的損壞。、附近相關(guān)的建筑物遭雷擊，雷電過(guò)電壓通過(guò)線路的傳導(dǎo)引入。、雷電通過(guò)供電線路的感應(yīng)而引入系統(tǒng)電源導(dǎo)致設(shè)備損壞。、雷電通過(guò)通信線路的感應(yīng)而傳入系統(tǒng)損壞設(shè)備。二、計(jì)算機(jī)中心的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)中心在辦公樓二樓，辦公樓高米，占地面積長(zhǎng)米，寬米，東西走向。辦公樓是由鋼筋混凝土構(gòu)筑，位于平坦地區(qū)。在距辦公樓北側(cè)15米處，有一高10米的廠房，所以辦公樓是非孤立的。該地區(qū)的雷擊大地密度為g=1.8109次年（公里），土壤電

5、阻率100m。建筑物的內(nèi)容物為普通材料，防火措施僅是某種“小型消防設(shè)備”。建筑物內(nèi)部只有無(wú)屏蔽的電纜。入戶電源線是埋地低壓電纜，進(jìn)線長(zhǎng)度400米。計(jì)算機(jī)通訊線路是由雙絞線和光纜共同組成。入戶的電話線為埋地電纜，進(jìn)線長(zhǎng)度600米。該樓有防直擊雷的LPS。為了決定是否需要雷電電磁脈沖防護(hù)以及決定所需提供的保護(hù)措施，損害風(fēng)險(xiǎn)安如下方法計(jì)算：損害類型及損害成因：可能出現(xiàn)并應(yīng)加以考慮的損害：人身傷亡不涉及文化及社會(huì)價(jià)值的物品損失由于該中心以經(jīng)具備了防直擊雷措施，并且沒有易然易爆物，主要遭受的是電子設(shè)備的損失，所以在此只討論第四類損害：不涉及文化及社會(huì)價(jià)值的物品損失。這些損害的成因有：1由直接雷電閃擊引致

6、的接觸電壓或跨步電壓2直接雷電閃擊引致著火或爆炸3直接雷電閃擊下設(shè)備上的過(guò)電壓4間接雷電閃擊下設(shè)備上的過(guò)電壓5間接雷電閃擊下由過(guò)電壓引致著火或爆炸2.雷電閃擊次數(shù)2.1直擊雷閃擊次數(shù)d=ged為建筑物遭直接雷擊的年平均次數(shù)，g為大地年閃擊密度，e為建筑物有效截收面積。2.1.1 g=1.8109次年（公里）2，該值是由蘇州市年的閃電定位儀的監(jiān)測(cè)資料計(jì)算而來(lái)。2.1.2 計(jì)算e對(duì)于孤立的建筑物，等效截收面積e是由通過(guò)建筑物頂部并建筑物相接觸的一條斜率為的直線，圍繞與建筑的接觸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，該直線與地面的交點(diǎn)構(gòu)成的邊界線所包圍的面積?，F(xiàn)該辦公樓北面15米有一高10米的廠房，3（H+Hs）=3*18=54

7、15,則截收面積受到影響。 則辦公樓北面的有效截收面積的邊界延伸到與廠房距離為Xs的地方。 Xs=d+3（Hs-H）/2=25+3（15-7）/2=24.5mAe30*8+7*3(8*2+30)+21/2+(30+7*3*2)(25-24.5)=1934.37=0.001934372 由公式（1）直擊雷閃擊次數(shù)Nd為:Nd=Ng*Ae=1.8109*0.001934373.5*10-3次/每年22 間接雷電閃擊的次數(shù)間接雷電閃擊次數(shù)包括建筑物附近的雷電閃擊次數(shù)以及作用于入戶設(shè)施上的雷電閃擊次數(shù)。Ni=Nn+Nk2.2.1 鄰近雷電閃擊次數(shù)Nn=Ng*Ag=1.8109*0.037306=0.6

8、755743540.0676次/年其中：Ag=30*8+2*(100*30)+2*(100*8)+*100-Ae=37305.630.0373062周圍大地的截收面積Ae是環(huán)繞建筑物的這樣一塊面積，當(dāng)雷擊該面積大地時(shí)能引起大地電位的局部增加，此增加的電位可能影響建筑物或影響入戶的設(shè)施。周圍大地的截收面積延伸至與建筑物距離為Ds出的邊界上，Ds單位為米，數(shù)值上等于土壤電阻率，最大數(shù)值為米。周圍大地的截收面積Ag可用這樣的邊界線所圍的面積與建筑物的有效截收面積之差來(lái)估算。Nm=Ng*Am=1.8109*0.8213061.487次/年其中：Am=30*8+2*(500*30)+2*(500*8)+

9、*500-Ae0.8213062Am是建筑物周圍的這樣一塊面積，當(dāng)雷擊該面積大地時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可能通過(guò)與電子信息系統(tǒng)直接耦合而影響電子系統(tǒng)。該面積可延伸至距建筑物500米的最大界限范圍。用于臨近雷擊磁效應(yīng)評(píng)估的周圍大地的截收面積Am可用這樣的邊界線所圍的面積與建筑物的有效截收面積之差來(lái)估算。2.2.2 作用于一個(gè)入戶設(shè)施上的雷電閃擊次數(shù)Nk=Ng*AkAk該設(shè)施的影響面積設(shè)施的影星面積包括兩部分:Ask入戶設(shè)施的接收面積(電源線、通訊線或信號(hào)線)Aak通過(guò)設(shè)施而與所考慮建筑相連的相鄰建筑的有效截收面積Ak=Ask+Aak 表1：電源線設(shè)施的有效截收面積電源線設(shè)施的類型有效截收面積(注1及注2)

10、m低壓架空電纜2000*L高壓架空電纜(至現(xiàn)場(chǎng)變電站)500*L低壓埋地線纜2*Ds*L高壓埋地電纜0.1*Ds*L注(1): L是線路從所考慮建筑物至電源網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)分支點(diǎn)或至相鄰建筑物的長(zhǎng)度,單位為米,最大值為1000米.當(dāng)L值不知時(shí),應(yīng)取L=1000米。 （2）：Ds單位為米，數(shù)值上等于土壤電阻率（），最大為500米。數(shù)據(jù)線類型有效截收面積（注1及注2）m架空信號(hào)線2000*L埋地信號(hào)線2*Ds*L無(wú)金屬鎧裝或無(wú)金屬芯線的光纖電纜0注（1）：L是線路從所考慮建筑物之網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)分支點(diǎn)或至相鄰建筑物的長(zhǎng)度，單位為米，最大值為1000米。當(dāng)L值不知時(shí)，應(yīng)取L=1000米。（2）Ds單位為米，

11、數(shù)值上等于土壤電阻率（），最大為500米。表2： 通訊線路的有效截收面積埋地低壓電源電纜的影響面積A1為：A1=2Ds（L-Ds）10-6=2*100（400-100）10-6=0.062低壓埋地電話線的影響面積A為：A=2Ds（L-Ds）10-6=2*100（600-100）10-6=0.12計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架空信號(hào)線的影響面積A為： A3=2000*L*10-6=2000*80*10-6=0.162則入戶設(shè)施的影響面積Ask為:Ask=A1+A2+A3=0.322相鄰的相關(guān)的建筑物的接收面積Aak為: Aak=90*70+15*3(70*2+90)+452/2+24.5(90+15*3*2)=3

12、37770.033782則作用于一個(gè)入戶設(shè)施上的雷電閃擊次數(shù)Nk為: Nk=Ng*Ak=Ng(Ask+Aak)=1.8109*0.353780.641次/年 則遭受間接雷閃擊次數(shù)Ni為: Ni=Nm+Nk=1.487+0.641=2.128次/年3.損害概率的計(jì)算3.1損害類型: 不涉及文化及社會(huì)價(jià)值的物品損失對(duì)第四類損害，應(yīng)考慮、及損害成因。在考慮到所涉及的各種不同損害起因（及）后，計(jì)算直接雷擊引致的損害概率：Pfd=Pt（P1+P2+P3+P4）=KtPt(K1P1+K2P2+K3P3+K4P4)=0.9*10-310-2*0.05+10-2*0.05+1+1=0.0018009=1.80

13、09*10-3Pod=1-(1-P2)(1-P3)=1-(1-0.0005)(1-1)=1直接雷電閃擊的損害次數(shù)為:Fd=A+D=NdPfd+NdPod=3.5*10-3*1.8009*10-3+3.5*10-3*13.5063*10-3式中： Pfd直接雷電閃擊下由于著火或爆炸引起的損害概率。 Pod直接雷閃擊下有設(shè)備上的過(guò)電壓引起的損害概率。間接雷擊的損害次數(shù)： Fi=B+B+C+E+E+G式中：B=NnPtP3=0.0676*0.9*10-3*19.64*10-4 B=NmPtP2=1.487*0.9*10-3*10-2*0.05=6.69*10-7 C=Pt(N1P31+N2P32+N

14、3P33)= 0.9*10-3*(0.109*1+0.181*1+0.290*1)=5.22*10-4 E=NnP3=0.0676*1=6.76*10-2 E=NmP2=1.487*10-2*0.05=7.39*10-4 G=N1P31+N2P32+N3P33=5.8*10-1則間接雷擊的損害次數(shù)為：Fi=9.64*10-4+6.69*10-7+5.22*10-4+6.76*10-2+7.39*10-4+5.8*10-1=0.6498256690.6498次/年 取可接受的風(fēng)險(xiǎn)Ra=10-3，=1得出：Fa=Ra/=10-3Fd=3.5063*10-310-3 , Fi=1.0110-3由于該

15、建筑物已經(jīng)具有防直擊雷措施,可以通過(guò)為建筑物內(nèi)的電子信息系統(tǒng)安裝SPD,減小P3及P4,來(lái)降低Fd和Fi。所涉及的各個(gè)份損害概率：t引發(fā)著火或爆炸的危險(xiǎn)火花放電的概率。1金屬裝置上的危險(xiǎn)火花放電的概率。2建筑物內(nèi)部電器裝置上危險(xiǎn)火花放電的概率。3入戶設(shè)施上危險(xiǎn)火花放電的概率。4入戶的外部導(dǎo)電部分（ECP）上危險(xiǎn)火花放電的概率。相應(yīng)的與值參照表3表6，其中建筑物材料特性或其內(nèi)容物的特性或建筑物材料特性及內(nèi)容物特性Pt防護(hù)措施Kt易爆1小型消防設(shè)備0.9易燃10-1建筑設(shè)施1)0.7普通10-3自動(dòng)化裝置2)0.6非易燃10-5應(yīng)急消防隊(duì)0.5防火墻、防火門、防火地板、安全疏散路線?；鹁綔y(cè)系統(tǒng)。

16、表3：與引起著火、爆炸的直接雷電閃擊相關(guān)的損害概率Pt值及與防雷措施相關(guān)的Kt值表4：損害概率值P1=P2建筑物類型P1=P2磚、石或木(即非導(dǎo)電材料)且無(wú)LPS1間隔為10米至20米的鋼框架或鋼筋混凝土立柱或保護(hù)級(jí)別為-級(jí)的LPS0.1至0.2間隔為3米至6米的鋼框架或鋼筋混凝土立柱或保護(hù)級(jí)別為 -級(jí)的LPS0.05至0.08無(wú)窗或占總墻體面積小于20%的小型窗戶的金屬里面或鋼筋混凝土墻0.005至0.01防護(hù)措施K1及K2全部為無(wú)屏蔽電纜,無(wú)特殊的走項(xiàng)措施,未試圖避免構(gòu)成環(huán)路1采用屏蔽電纜或避免構(gòu)成環(huán)路10-1至10-2既采用屏蔽電纜又避免構(gòu)成環(huán)路10-2至10-3無(wú)金屬的光纜0注:1、考

17、慮到屏蔽的有效性或避免構(gòu)成回路的有效性,因此,給出范圍的數(shù)值。 2、若采用不同的電纜，為了簡(jiǎn)化，只取K1的最大值。 3、若在同一內(nèi)部裝置上采用了不同的防護(hù)措施，總的縮減系數(shù)是相關(guān)縮減系數(shù)的乘積。表5：與為了減小P1=P2概率而采用的防護(hù)措施相關(guān)的K1、K2 (K1=K2)值表6：與用以減小概率P3及P4的防護(hù)措施相關(guān)的K3及K4數(shù)值防護(hù)措施K3防護(hù)措施K4入口處無(wú)預(yù)防措施1設(shè)施入口處安裝SPD10-3隔離變壓器10-1設(shè)施入口處安裝SPD10-110-3取決于SPD類型及其安裝細(xì)節(jié)與建筑物的接地系統(tǒng)等電位連接0屏蔽層雙端接地10-110-3取決于屏蔽層質(zhì)量、電纜數(shù)及長(zhǎng)度無(wú)金屬的光纜0注：1、如

18、果在同一個(gè)入戶設(shè)施上提供了不同的防護(hù)措施，總的縮減系數(shù)是各相關(guān)縮減系數(shù)之乘積。2、假定外來(lái)導(dǎo)電部件被等電位連接至建筑物的接地系統(tǒng)。三、防雷工程改造措施該計(jì)算機(jī)中心內(nèi)主要是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和程控交換設(shè)備，下面將分開討論計(jì)算機(jī)中心的地網(wǎng)改造、電源系統(tǒng)改造、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和程控交換系統(tǒng)的改造措施。接地系統(tǒng)的改造由于雷電流最終是要通過(guò)大地釋放掉，為此要求防雷設(shè)施都要有良好的接地。計(jì)算機(jī)機(jī)房電腦室內(nèi)無(wú)防靜電接地及接地電阻偏大，本次工程在電腦室內(nèi)敷設(shè)等電位均壓環(huán)，采用材料為404銅排，將室內(nèi)設(shè)備接地、靜電接地接至新設(shè)銅排上，并新設(shè)一組接地網(wǎng)與原有地網(wǎng)進(jìn)行等電位連接。計(jì)算機(jī)中心的電源系統(tǒng)防過(guò)電壓措施在配電房電力變壓器的

19、低壓側(cè)電源輸出端，安裝德國(guó)菲尼克斯的產(chǎn)品作為第一級(jí)防雷保護(hù)，選用德國(guó)PHOENIX FLT35/3+1CTRL-0.9/I型電源避雷器組合，該產(chǎn)品具有響應(yīng)快、通流量大、殘壓低、節(jié)省成本、提高安全系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。為了更好的抑制感應(yīng)過(guò)電壓和降低后級(jí)殘壓，分走剩余的雷電流，在三相電力線路引入計(jì)算機(jī)機(jī)房分配電柜前端選用有良好限壓特性的PHOENIX產(chǎn)品VAL-MS 320單元（4片），提供第二級(jí)的保護(hù)，共有4套。因考慮電網(wǎng)波動(dòng)問(wèn)題，這里限壓SPD最高持續(xù)工作電壓選擇320V，以達(dá)到提高保護(hù)設(shè)備的安全度。為了更好的抑制殘壓，在電源線路安裝第三級(jí)過(guò)電壓保護(hù)器：在計(jì)算機(jī)機(jī)房二樓電腦室UPS前端安裝單相過(guò)電壓保護(hù)

20、器，產(chǎn)品型號(hào)為PT2-PE/S-230AC。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的防過(guò)電壓措施具體分析雷擊造成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備損壞的主要途經(jīng)有以下幾個(gè)方面：1）、雷電通過(guò)通信線路(如DDN、幀中繼、X.25等專線)的感應(yīng)而傳入系統(tǒng)損壞設(shè)備2）、雷擊建筑物或鄰近地區(qū)雷電放電，從而導(dǎo)致建筑物內(nèi)部計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)路中由于空間電磁感應(yīng)產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)電壓造成損壞。3）、雷電通過(guò)供電線路的感應(yīng)而引入系統(tǒng)電源導(dǎo)致設(shè)備損壞。4）、接地技術(shù)處理不當(dāng)，引起地電位的反擊。5）、 靜電感應(yīng)，產(chǎn)生瞬變電荷的反擊。 根據(jù)該電腦室的具體情況，在HUB前端加裝專線引入室內(nèi)設(shè)備前端安裝相應(yīng)型號(hào)的過(guò)電壓保護(hù)器，產(chǎn)品型號(hào)為：RJ45-24E共3臺(tái)，ISDN

21、專線共4條，產(chǎn)品型號(hào)為RJ45-ISDN/4S，共4臺(tái)，在ADSL MODEM前端加裝一臺(tái)RJ45-ADSL/4S信號(hào)浪涌吸收裝置。確保交換機(jī)、HUB、服務(wù)器及其它網(wǎng)絡(luò)外圍設(shè)備的安全。程控交換設(shè)備的防過(guò)電壓措施室外電話線路在遭受直接雷擊或感應(yīng)雷擊時(shí)，產(chǎn)生的過(guò)電壓、過(guò)電流通過(guò)電話線路入侵室內(nèi)設(shè)備，從而損壞室內(nèi)設(shè)備。電腦室內(nèi)配線架無(wú)保安單元，本次工程在程控電話線的外線引入端加裝信號(hào)過(guò)電壓保護(hù)器，產(chǎn)品型號(hào)為：LSA10G-230。四、經(jīng)過(guò)防雷改造后的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通過(guò)以上的防雷工程改造措施，減小了感應(yīng)過(guò)電壓與傳導(dǎo)過(guò)電壓的損害概率。電源系統(tǒng)的三級(jí)過(guò)電壓保護(hù)降低了過(guò)電壓從電力線侵入的概率。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與程控交換設(shè)

22、備的信號(hào)線加裝的降低了過(guò)電壓從信號(hào)線侵入的風(fēng)險(xiǎn)。而計(jì)算機(jī)中心的接地系統(tǒng)的改造使設(shè)備更加安全，降低了該建筑在直擊雷接閃時(shí)接地點(diǎn)的電位，防止地電位的反擊，設(shè)備間的等電位防止了設(shè)備間的反擊，是雷電流更好的通過(guò)大地釋放。該改造方案從雷電入侵的各條途徑進(jìn)行防范，層層設(shè)防，把雷電入侵的概率降到最低。但防雷畢竟不是萬(wàn)無(wú)一失的，我們只能盡量的降低其危險(xiǎn)，下面對(duì)改造后的計(jì)算機(jī)中心進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，看他達(dá)到了一個(gè)什么樣的安全度。經(jīng)過(guò)防感應(yīng)雷設(shè)計(jì)與施工后的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估直接雷電閃擊的損害次數(shù) Pfd=Pt（P1+P2+P3+P4）=KtPt(K1P1+K2P2+K3P3+K4P4)=0.9*10-310-2*0.05+10-

23、2*0.05+10-3+10-3=2.3*10-6Pod=1-(1-P2)(1-P3)=1-(1-0.0005)(1-10-3)=1.5*10-3直接雷電閃擊的損害次數(shù)為:Fd=A+D=NdPfd+NdPod=3.5*10-3*2.3*10-6+3.5*10-3*1.5*10-3=5.25805*10-65.258*10-6 2) 間接雷擊的損害次數(shù) Fi=B+B+C+E+E+G式中：B=NnPtP3=0.0676*0.9*10-3*10-39.64*10-7 B=NmPtP2=1.487*0.9*10-3*10-2*0.05=6.69*10-7 C=Pt(N1P31+N2P32+N3P33)

24、=0.9*10-3*(0.109*10-3+0.181*10-3+0.290*10-3)=5.22*10-7 E=NnP3=0.0676*10-3=6.76*10-5 E=NmP2=1.487*10-2*0.05=7.39*10-4 G=N1P31+N2P32+N3P33=5.8*10-4則間接雷擊的損害次數(shù)為：Fi=9.64*10-7+6.69*10-7+5.22*10-7+6.76*10-5+7.39*10-4+5.8*10-4=1.388755*10-31.39*10-3次/年對(duì)比一下: 未作防護(hù)時(shí) 防雷改造后 直接雷擊的損害次數(shù) 3.5063*10-3 5.258*10-6 間接雷擊的

25、損害次數(shù) 0.6498 1.39*10-3可以看出防雷工程的改造效果是很顯著的，、對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值的影響是信息系統(tǒng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的主要因素，這兩個(gè)概率比其他概率值要高數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)，加裝SPD對(duì)概率1、沒有影響，但卻在很大的程度上減小了、 ?？梢钥闯?建筑物內(nèi)的電子信息系統(tǒng)的雷擊損害主要來(lái)自于入戶設(shè)施的過(guò)電壓引入,所以最主要的措施就是對(duì)入戶設(shè)施安裝SPD或進(jìn)行接地。蘇州訊達(dá)電梯是去年八月二十八日遭受的雷擊,這天蘇州地區(qū)共發(fā)生419次閃擊,最大雷電流16KA。隨后作了防感應(yīng)雷改造。從2003年8月28日到2003年12月31日止蘇州地區(qū)發(fā)生了4487次雷電閃擊最大雷電流32.7KA。時(shí)段2003-8-28資

26、料2003年8月28日-2003年12月31日雷電流 （安培）全市全市正閃負(fù)閃小計(jì)占合計(jì)%正閃負(fù)閃小計(jì)占合計(jì)%600-99938296715.99 817305112225.01 1000-19991074615336.52 78718597221.66 2000-299956227818.62 6428572716.20 3000-39993984711.22 4924653811.99 4000-4999261276.44 319123317.38 5000-5999121133.10 244162605.79 6000-699991102.39 153101633.63 7000-799

27、96061.43 883912.03 8000-89998192.15 643671.49 9000-99991010.24 571581.29 100008081.91 15261583.52 合計(jì)310109419100.00 38156724487100.00 由于沒有2004年的閃電定位儀資料，現(xiàn)無(wú)法統(tǒng)計(jì)2004年1月1日至今的具體雷電資料。至今為止蘇州訊達(dá)電梯有限公司在防雷改造后還未出現(xiàn)過(guò)雷擊事故。五、評(píng)估中的幾個(gè)問(wèn)題和發(fā)展的方向在風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算重的幾個(gè)問(wèn)題：）、關(guān)于年平均雷擊大地密度的取值問(wèn)題GB50057-94中，年平均雷擊大地密度Ng是采用公式 Ng=0.024Td1. 3來(lái)計(jì)算。在

28、IEC61024-1-1中采用Ng=0.04Td1. 25來(lái)計(jì)算?？梢钥闯?，兩者有著很大的區(qū)別，使用那個(gè)更為準(zhǔn)確呢？我認(rèn)為使用雷暴日來(lái)計(jì)算年平均雷擊大地密度是不合理的，可從以下幾個(gè)方面分析：1、這兩個(gè)公式其數(shù)學(xué)模型的建立主要是依賴于經(jīng)驗(yàn)。其數(shù)學(xué)模型沒有可靠的推導(dǎo)和明確的物理意義，只是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)寫出來(lái)的。取得數(shù)據(jù)的地區(qū)不同，統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式的參數(shù)也不同，以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的完整性和時(shí)間長(zhǎng)度都將影響其準(zhǔn)確程度。GB和IEC的兩個(gè)公式有很大的差別，體現(xiàn)了這種經(jīng)驗(yàn)公式是不準(zhǔn)確的。2、GB和IEC的兩個(gè)公式對(duì)于各不同地區(qū)都不具備推廣性。不同的地區(qū)有不同的氣候特點(diǎn)、地理位置、地形以及環(huán)境。這些因素決定了即使兩個(gè)

29、地區(qū)有相同的雷暴日數(shù)，雷擊密度也會(huì)有差異，而且差異會(huì)很大。所以不適用于廣大的不同地區(qū)。3、最根本的問(wèn)題是雷暴日與雷擊大地密度這兩個(gè)量沒有必然聯(lián)系。一個(gè)雷暴日可以有很多次雷擊，也可以有一兩次的雷擊，可以有大強(qiáng)度的雷擊，也可以有低強(qiáng)度的雷擊。多雷暴日地區(qū)可以在一個(gè)雷暴日中只有少數(shù)幾次雷擊，少雷暴日地區(qū)也可以在一個(gè)雷暴日中有次數(shù)較多的雷擊。雷暴日與雷擊密度沒有必然聯(lián)系。4、雷暴日的定義存在很多解釋。在氣象界，習(xí)慣于把跟雷電活動(dòng)相伴的天氣稱作雷暴。全國(guó)自然科學(xué)名詞審定委員會(huì)新近（1996）公布的大氣科學(xué)名詞中作了如下定義：雷暴（thunderstorm）是指“由于強(qiáng)積雨云引起的伴有雷電活動(dòng)和陣性降水的

30、局地風(fēng)暴：在地面觀測(cè)中僅指伴有雷鳴和閃電的天氣現(xiàn)象”。按照世界氣象組織給出的定義，在本站聽到雷聲的觀測(cè)日叫做雷暴日。閃電定位儀問(wèn)世以來(lái)，特別是組建起閃電探測(cè)網(wǎng)的國(guó)家和地區(qū)，往往利用閃電探測(cè)網(wǎng)取得的閃電資料，作為判斷有無(wú)雷暴及其伴隨天氣現(xiàn)象的重要資料之一。HSSW96與HSSW97對(duì)雷暴日的定義：（1）無(wú)雷暴日：在12402340 UTC期間，ANETZ各站無(wú)近距離閃電報(bào)告；（2）雷暴日：在12402340 UTC期間，至少有一個(gè)ANETZ站有近距離閃電報(bào)告。美國(guó)和許多歐洲國(guó)家安裝了閃電探測(cè)儀，任何閃電的出現(xiàn)都被認(rèn)為是一次雷暴出現(xiàn)。Reap（1986）定義：在6個(gè)小時(shí)內(nèi)，在邊長(zhǎng)為47km的網(wǎng)格中

31、，出現(xiàn)兩個(gè)或更多云地閃電，才作為出現(xiàn)一次雷暴。使用雷暴日來(lái)計(jì)算雷擊密度是不合理的。在有雷電監(jiān)測(cè)設(shè)備的地區(qū)，不應(yīng)使用雷暴日來(lái)計(jì)算雷擊密度，應(yīng)使用雷電監(jiān)測(cè)資料來(lái)計(jì)算雷擊密度，Ng=年雷擊次數(shù) / 該地區(qū)面積。2）、關(guān)于Nk計(jì)算中,入戶線纜的影響面積包括：入戶設(shè)施的截收面積(電源線、通訊現(xiàn)或信號(hào)線)；通過(guò)設(shè)施而與所考慮建筑物相連的相鄰建筑的有效截收面積兩部分。在實(shí)際計(jì)算中應(yīng)注意不要忽視第項(xiàng)。通過(guò)前面的計(jì)算可以看出，對(duì)于現(xiàn)今的大多數(shù)建筑物都具有防直擊雷的LPS，入戶設(shè)施引入過(guò)電壓損害電子設(shè)備是電子設(shè)備遭感應(yīng)雷襲擊的主要途徑。入戶線纜的影響面積與進(jìn)線方式、進(jìn)線長(zhǎng)度及土壤電阻率Ds密切相關(guān)。進(jìn)線長(zhǎng)度越長(zhǎng)，

32、Ds值約大，影響面積就越大。因此建議在建筑設(shè)計(jì)、施工時(shí)線纜最好采用屏蔽線，入戶時(shí)最好采用穿管埋地的方式，布線時(shí)避免回路，充分考慮雷擊電磁脈沖的防護(hù)。）、關(guān)于建筑物周圍大地的年平均雷擊次數(shù)Nn、Nm以及建筑物周圍大地的截收面積Ag、Am。Ag是當(dāng)雷擊該大地時(shí)，引起大地電位的局部抬高，此抬高的電位可能影響入戶實(shí)施或建筑物，Nn=NgAg。當(dāng)考慮了與雷電流的直接耦合，這就需考慮更遠(yuǎn)的截收面積Am，Nm=NgAm。在本次評(píng)估中，主要考慮的是計(jì)算機(jī)中心的大量電子設(shè)備，所以使用了Nm和Am。4)、關(guān)于建筑物的截收面積Ae的計(jì)算。在IEC中使用保護(hù)角方法，即建筑物四周的截收面積按其每側(cè)高度的三倍外擴(kuò)計(jì)算（即

33、每側(cè)的截收面積寬度為3h）。而在國(guó)標(biāo)中采用的是滾球法，滾求半徑的選取是個(gè)問(wèn)題，并且其計(jì)算比較復(fù)雜。在計(jì)算Ae是應(yīng)該充分考慮到周圍建筑物對(duì)其的影響。在實(shí)際中，城市內(nèi)建筑物的密度比較大，所以這個(gè)問(wèn)題是不可忽視的。5）、關(guān)于IEC61662中計(jì)算所需要LPS的防護(hù)效率E。在標(biāo)準(zhǔn)中將Fd、Fi分開考慮，只提到了直擊雷的防護(hù)效率E，因?yàn)椴煌燃?jí)的防雷建筑使用不同的滾球半徑，在這里這個(gè)效率E是有實(shí)際價(jià)值的。對(duì)于Fi則沒有計(jì)算E，我認(rèn)為這是有理由的,并且是恰當(dāng)?shù)摹Ｔ诂F(xiàn)今，很多建筑物都有防直擊雷措施，絕大多數(shù)電子信息系統(tǒng)進(jìn)行的是防感應(yīng)雷的改造。在電子信息系統(tǒng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，計(jì)算所需要的防護(hù)效率E是沒有實(shí)際價(jià)值

34、的。在一些關(guān)于電子信息系統(tǒng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的文章中，提出先計(jì)算所需的防護(hù)效率E，再劃分電子信息系統(tǒng)對(duì)雷電電磁脈沖的防護(hù)等級(jí)，根據(jù)不同的等級(jí)選擇相對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施。這些相應(yīng)的防護(hù)措施對(duì)于電子系統(tǒng)能達(dá)到什么樣的防護(hù)效率，是需要去進(jìn)行計(jì)算，而且不同的電子系統(tǒng)及其所在的建筑物有其獨(dú)特性，不同的評(píng)估體采用同樣的防護(hù)措施所取得的防護(hù)效果是不同的。并且在實(shí)際的工程中，限于客觀條件與因素，很多措施是不可行的，這就需要靈活的采取防護(hù)措施。雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)本著實(shí)事求是的精神和科學(xué)的態(tài)度。不應(yīng)該先確定E，再去選擇防護(hù)措施。而應(yīng)該經(jīng)過(guò)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后，針對(duì)起決定因素的損害因子，并根據(jù)客觀的實(shí)際情況提出可行的防護(hù)措施，然后再去計(jì)

35、算經(jīng)過(guò)該防護(hù)措施改造后的風(fēng)險(xiǎn)，分析其改造的效果。今后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的發(fā)展方向：）、可接受的風(fēng)險(xiǎn)值在涉及到第四類損害時(shí)，應(yīng)該充分發(fā)揮用戶的評(píng)估主體作用，可以相對(duì)較靈活的選擇風(fēng)險(xiǎn)偏好度。）、調(diào)整評(píng)估體系，使評(píng)估體系清晰化、實(shí)用化和精確化。一種發(fā)展途徑是以雷災(zāi)損害為中心，將人身傷亡與經(jīng)濟(jì)損失分開，其中經(jīng)濟(jì)損失分為直接損害和間接損害。）、評(píng)估參數(shù)的確定從經(jīng)驗(yàn)取值向數(shù)值公式轉(zhuǎn)變。以確定的建筑物屬性參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、土壤參數(shù)、雷電參數(shù)和周圍環(huán)境參數(shù)等數(shù)值為基礎(chǔ)，發(fā)展出一系列的評(píng)估參數(shù)的確定公式。雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)明確雷電防護(hù)的必要性，指導(dǎo)防雷工程的設(shè)計(jì)是相當(dāng)重要的，并且有必要對(duì)已經(jīng)完成的防雷工程進(jìn)行效果評(píng)估。雷電災(zāi)害評(píng)估是十分有意義而且相當(dāng)重要的一項(xiàng)工作。對(duì)于建立雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型與體系必須實(shí)事求是，有科學(xué)的依據(jù)，擺脫經(jīng)驗(yàn)公式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究與檢測(cè)手段的進(jìn)步，應(yīng)該不斷的修正與發(fā)展完善評(píng)估模型與體系。參考文獻(xiàn)：1IEC61662雷擊損害風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，IEC61662雷擊損害風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估 修正案12GB50057-94 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范3