DB51T 1449-2012 爆炸和火災危險環(huán)境雷擊風險評估規(guī)范　　

ICS!07.060A47DB51/T1449—2012爆炸和火災危險環(huán)境雷擊風險評估規(guī)范01實施2012-08-01實施I 1 1 14基本規(guī)定 35雷電環(huán)境評估 56雷電災害風險評估 5附錄A(資料性附錄)年均危險事件次數(shù)Nx的評估 附錄B(資料性附錄)爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物損害概率的Px評估 附錄C(資料性附錄)爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物損失量Lx的評估 附錄D(資料性附錄)服務設施損害概率P'x的評估 附錄E(資料性附錄)服務設施中損失值L'x的評估 附錄F(資料性附錄)損失費用的計算 本標準按照GB/T1.1-2009《標準化工作導則第一部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。本標準由四川省氣象局提出并歸口。本標準起草單位：四川省氣象局政策法規(guī)處、四川省防雷中心、四川雷盾科技有限公司、南充市防雷中心、德陽市防雷中心、成都信息工程學院。本標準主要起草人：徐志敏、靳小兵、雍學彪、王琳莉、何俊峰、張海云、馮蘭、李鴻飛、余宏鷹、孫秀斌、張瑛、王強、袁海文、陳焱銘。1DB51/T1449—2012爆炸和火災危險環(huán)境雷擊風險評估規(guī)范本規(guī)范規(guī)定了雷擊風險評估的術語和定義、基本規(guī)定、雷電環(huán)境評價、雷擊損害風險評估。本規(guī)范適用于在生產(chǎn)、加工、處理、貯存過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)爆炸和火災危險環(huán)境的新建、擴建和改建工程的雷擊風險評估。本規(guī)范不適用于具有爆炸和火災危險環(huán)境的礦井井下以及交通運輸工具的雷擊風險評估。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB50058爆炸和火災危險環(huán)境的電力裝置設計規(guī)范GB/T21714.2-2008雷電防護第2部分：風險管理GB/T21714.3-2008雷電防護第3部分：建構(gòu)筑物的實體損害和生命危險GB/T21714.4-2008雷電防護第4部分：建構(gòu)筑物內(nèi)電氣和電子設備爆炸和火災危險環(huán)境explosiveandfirehazardousatmosphere存在爆炸和火災危險性物質(zhì)以致有爆炸或火災危險的區(qū)域。雷擊風險評估evaluationoflightningdisasterrisk根據(jù)雷電及其災害特征，對可能導致的人員傷亡、財產(chǎn)損失與危害范圍等方面的綜合風險計算，為建設工程項目選址和功能分區(qū)布局、防雷類別與防雷措施確定等提出建設性意見的一種評價方法。R雷擊引起的年平均可能損失量(含人員和財物),與需要保護對象的價值有關。雷擊風險分量riskcomponentoflightningstrike2R取決于損害源類型和損害類型的部分風險。年均危險次數(shù)annulnumberoflightningstrikeN估算保護對象的雷擊危險事件年平均次數(shù)。雷擊損害概率probabilityoflightningstrikedamagePx雷擊事件導致需保護對象受損的概率。雷電災害損失lightningdisasterloss雷擊事件引起的與某種損害類型相對應的平均損失量，與需保護對象的人員傷亡和財產(chǎn)損失有關。R需保護對象能容許的雷擊最大風險值。雷電電磁脈沖lightningelectromagneticimpulse雷電流電磁效應。等電位連接equipotentialbonding將分開的諸金屬物體直接用連接導體或經(jīng)電涌保護器連接到防雷裝置上以減少雷電流引發(fā)的電位差。防雷裝置lightningprotectionsystem接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護器及其連接導體的總和。3DB51/T1449—20123.12SPD用于限制瞬態(tài)過電壓和分走電涌電流的器件，它至少有一非線性元件。3.133.14表征土壤導電性能的參數(shù)，為單位體積土壤的阻抗。4.1一般規(guī)定4.1.1新建、擴建、改建的爆炸和火災危險環(huán)境場所應做雷擊風險評估。4.1.2爆炸和火災危險環(huán)境劃分原則安照GB50058《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》有關規(guī)4.1.3根據(jù)爆炸性物質(zhì)的環(huán)境狀況和周圍空間氣體消散條件，將爆炸和火災危險環(huán)境場所分為建構(gòu)筑物類和戶外裝置類。除結(jié)構(gòu)特征明顯的建構(gòu)筑物外，另將半敞開式建構(gòu)筑物和敞開式建構(gòu)筑物均劃分為建構(gòu)筑物類。當戶外裝置為挨靠緊密的金屬不規(guī)則群體時，可將其視作一個各部位高度不同的建構(gòu)筑物4.1.4雷擊災害風險評估按評估階段可分為預評估、方案評估和現(xiàn)狀評估。——預評估是根據(jù)建設項目的使用性質(zhì)和所在地雷電活動時空分布特征及雷電流散流情況等，分析建設項目所在地雷電環(huán)境狀況，對項目的選址及功能分區(qū)布局從雷電防護的角度提出意見，為項目選址提供重要依據(jù)?！桨冈u估是針對建設項目設計施工圖，對該項目可能存在的雷電危險(有害)因素的種類、雷電危險性和危險度進行分析，提出科學合理的安全對策措施及建議，為施工圖修改或完善防雷設計提供依據(jù)。——現(xiàn)狀評估通過對既有建設項目的防雷安全現(xiàn)狀進行評價，查找其存在的雷電危險、有害因素并確定其危險程度，提出合理可行的建議及安全對策措施，為安全監(jiān)督管理提供技術依據(jù)。4.2評估報告內(nèi)容4.2.1評估報告的內(nèi)容應包括：評估的依據(jù)；建設項目概況；評估內(nèi)容；評估的結(jié)論；安全合理性建議；其他(評估單位委托書；評估報告審核證明等)。4.2.2預評估階段報告內(nèi)容還可包括：——風險識別4——評估的結(jié)論(項目所在地雷擊風險的影響)——安全合理的建議(對項目的選址和功能布局從雷電防護的角度提出合理建議。)——風險識別——影響因素分析(項目所在地歷年雷電活動情況；根據(jù)施工圖設計資料分析項目可能存在的雷電危害因素、雷擊危險性和危險度；)——風險評估(根據(jù)設計資料計算各類雷擊風險值；分析查找設計資料中雷電防護措施存在的缺陷和隱患；)——評估結(jié)論(由雷電資料分析雷擊風險影響；根據(jù)雷擊風險值計算結(jié)論，給出設計資料中防雷措施評價的結(jié)論)——安全合理的建議(設計完善的防雷措施)——風險識別——影響因素分析(項目所在地地形地貌與雷電活動關系；歷年雷電活動情況；雷電流散流特性)——評估單元劃分——風險評估(根據(jù)項目現(xiàn)場勘察資料和項目建設歷史資料計算各類雷擊風險值；分析查找項目現(xiàn)場雷電防護措施存在的缺陷和隱患；)——評估結(jié)論(由雷電資料分析雷擊風險影響；根據(jù)雷擊風險值計算結(jié)論，給出項目防雷現(xiàn)狀評價的結(jié)論)——安全合理的建議(防雷現(xiàn)狀整改建議)在進行雷擊災害風險評估時，需要收集以下資料：——工程總平面圖；——地形圖；——地勘報告；——管線綜合圖；——工程初步設計圖(含初步設計說明)或施工圖；——已有防雷資料；——歷年與雷電相關氣象資料；——閃電定位資料；新建建設項目應根據(jù)其所處的不同階段，進行預評估、方案評估和現(xiàn)狀評估。對既有爆炸和火災危險環(huán)境區(qū)域內(nèi)的設施和設備每三年評估一次。在爆炸和火災危險環(huán)境區(qū)域內(nèi)的設施和設備發(fā)生改變時應重新評估。4.5評估程序雷擊災害風險評估的一般程序見圖1所示。如有可能造成重大人員傷亡的爆炸和火災危險環(huán)境，則應組織專家委員會對雷擊風險評估報告進行評審。5接受委托接受委托資料收集工程分析現(xiàn)場勘測與調(diào)研制定評估方案分析與評估編制評估報告主管部門審查圖1雷擊風險評估程序5雷電環(huán)境評估根據(jù)歷年的氣象觀測資料，分析項目所在地雷暴日、雷暴持續(xù)期、雷暴發(fā)生時段、雷暴活動變化規(guī)律、雷暴與氣候變化關系。確定建設工程項目所在地的雷電活動及災害時空分布特征。根據(jù)閃電定位資料分析項目所在地5~10公里范圍內(nèi)雷暴活動時空特征、雷暴與周圍地形地物聯(lián)系、根據(jù)項目所在地的地形和土壤狀況等分析雷電流散流特征。6雷電災害風險評估6.1損害和損失6.1.1損害源雷電流是根本的損害源。損害源根據(jù)雷擊點的位置可以劃分為：——S1:雷擊建構(gòu)筑物；——S2:雷擊建構(gòu)筑物附近；——S3:雷擊服務設施；——S4:雷擊服務設施附近。6.1.2損害類型6DB51/T1449—2012——D1:生物傷害；——L1:人員生命損失；——L2:服務設施損失電防護第2部分：風險管理》,一般情況下不做計算評估)?！狶4:經(jīng)濟損失(爆炸和火災場所內(nèi)存物、服務設施以及業(yè)務活動中斷的損失)?！狶2:服務設施損失——L'4:經(jīng)濟損失(服務設施以及業(yè)務中斷的損失)雷擊點損害來源建筑物服務設施損害類型損失類型損害類型損失類型L1,L4L1,L2,L4L1,L2,L4D2,D3L'2,L'4L'2,L'4L1,L2,L4一一L1,L4L1,L2,L4L1,L2,L4D2,D3L2,L'4L'2,L'4L1,L2,L4L'2,L'47風險R是年平均可能損失量。對于爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物可能出現(xiàn)的各種類型的損失，應當對相應的風險分別進行計算。爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物可能需要計算的風險包括：——R?:人員生命損失風險；——R?:服務設施損失風險；——R?:文化遺產(chǎn)損失風險；(爆炸和火災危險環(huán)境中不涉及到文化遺產(chǎn)時不考慮)——R?:經(jīng)濟損失風險。爆炸和火災危險環(huán)境中服務設施可能需要計算的風險包括：——R'?:服務損失風險；——R'4:經(jīng)濟損失風險。6.2.2評價單元的劃分爆炸和火災危險環(huán)境分區(qū)Zs主要根據(jù)以下情況劃分評價單元：——爆炸和火災危險環(huán)境區(qū)域：爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域、爆炸性粉塵環(huán)境危險區(qū)域、火災危險區(qū)域(影響截收面積和評價因子篩選);——土壤或地面的類型(影響風險分量R和Ru);——防火分區(qū)(影響風險分量RB和Rv);——空間屏蔽(影響風險分量Rc、RM、Rw和R?);——內(nèi)部系統(tǒng)的布局(影響風險分量Re、RM、Rw和R?);——已有的或?qū)⒉扇〉谋Ｗo措施(影響所有的風險分量);——損失Lx的值(對于所有的風險分量)。服務設施區(qū)段Ss主要根據(jù)以下情況劃分評價單元：爆炸和火災危險環(huán)境區(qū)域：爆炸性氣體環(huán)境危險區(qū)域、爆炸性粉塵環(huán)境危險區(qū)域、火災危險區(qū)域(影響截收面積和評價因子篩選);——服務設施的類型(架空或埋地線纜等);——影響截收面積的因子(Ca、Ce、C);——服務設施的特性(電纜絕緣類型，屏蔽層電阻);——相連設備的類型；——已有的或?qū)⒉扇〉谋Ｗo措施。6.2.3風險分量及計算公式每種風險都是其對應風險分量的總和，在計算風險值時，可以按照損害源和損害類型對風險分量進行分組。各個風險分量可以用以下公式來計算：Rx=Nx×Px×Lx…………(1)Nx——年均危險事件的次數(shù)，見本標準附錄A;Px——損害概率，見本標準附錄B;Lx——雷擊損失，見本標準附錄C;各種風險分量如下：a)S1型時雷擊建構(gòu)筑物引起的風險分量RA:建構(gòu)筑物戶外距離建構(gòu)筑物3m以內(nèi)的區(qū)域中與接觸電壓和跨步電壓造成生物傷害有關的風險分量。8RA=ND×PA×LA (2)RB:與建構(gòu)筑物內(nèi)因危險火花放電觸發(fā)火災或爆炸有關的風險分量。RB=NB×PB×LB (3)Rc:與LEMP造成內(nèi)部系統(tǒng)失效有關的風險分量。Rc=ND×Pc×Lc (4)b)S2型時雷擊建構(gòu)筑物附近引起的風險分量RM:與LEMP引起內(nèi)部系統(tǒng)失效有關的風險分量。RM=NM×PM×LM (5)c)S3型時雷擊進入建構(gòu)筑物線路引起的風險分量Ru:與建構(gòu)筑物內(nèi)雷電流侵入產(chǎn)生的接觸電壓造成生物傷害有關的風險分量。Ru=(NL+NDa)×Pu×Lu (6)Rv:與雷電流侵入產(chǎn)生的物理損害(進入建構(gòu)筑物線路和金屬部件之間的危險火花放電觸發(fā)火災或爆炸，通常位于線路進入建構(gòu)筑物處)有關的風險分量。Rv=(N+NDa)×PY×Lv (7)Rw:與雷電流侵入造成的過電壓引起內(nèi)部系統(tǒng)失效有關的風險分量。Rw=(N+Npa)×Pw×Lw 如果線路不止一個區(qū)段，Ru,Rv和Rw的值是各區(qū)段線路的Rv,Rv和Rw值的和。只需考慮建構(gòu)筑物和第一個配線節(jié)點之間的各個區(qū)段。如果建構(gòu)筑物有多于一條并且布線方式不同的線路，應當對各條線路分別進行計算。本評估中所考慮的服務設施僅僅指進入建構(gòu)筑物的線路或管道等?；诠艿酪呀?jīng)連接到等電位連接排，如果沒有安裝等電位連接排，應當考慮這種威脅。d)S4型時雷擊進入建構(gòu)筑物的線路附近引起的風險分量Rz:與進入建構(gòu)筑物線路上感應出的以及傳導進入建構(gòu)筑物內(nèi)的過電壓引起內(nèi)部系統(tǒng)失效有關的風險分量。Rz=(N,-Nz)×Pz×Lz…………(9)如果線路不止一個區(qū)段，R?的值是各區(qū)段線路的R?值的總和。只需考慮建構(gòu)筑物與第一個配線節(jié)點之間的各個區(qū)段，對于只定義了一個區(qū)域的單區(qū)域建構(gòu)筑物：對于風險分量RA,RB,Ru,Ry,Rw和Rz,每個所涉參數(shù)只能有一個確定值。當參數(shù)的可選值大于一個時，應當選擇其中的最大值。對于風險分量Rc和RM,如果區(qū)域內(nèi)涉及的內(nèi)部系統(tǒng)大于一個，Pc和PM的值應當分別計算如下：9式中參數(shù)Pci,PMi是第i個內(nèi)部系統(tǒng)的損害概率，i=1,2,3…。除了Pc和PM以外，如果區(qū)域中的參數(shù)有一個以上的可選值，應當采用導致最大風險結(jié)果的參數(shù)值。符號名稱參考取值雷擊引起的年平均危險事件次數(shù)ND雷擊建構(gòu)筑物(S1)附錄A,條款A.2NM雷擊建構(gòu)筑物附近(S2)附錄A,條款A.3Nz雷擊進入建構(gòu)筑物的線路(S3)附錄A,條款A.4N?雷擊進入建構(gòu)筑物的線路附近(S4)附錄A,條款A.5NDa雷擊處于線路“a”端的建構(gòu)筑物(圖2)附錄A,條款A.2雷擊建構(gòu)筑物造成損害的概率生物傷害附錄B,條款B.1物理傷害附錄B,條款B.2內(nèi)部系統(tǒng)的失效附錄B,條款B.3雷擊建構(gòu)筑物附近造成損害的概率內(nèi)部系統(tǒng)的失效附錄B,條款B.4雷擊進入建構(gòu)筑物的線路造成損害的概率生物傷害附錄B,條款B.5物理傷害附錄B,條款B.6內(nèi)部系統(tǒng)的失效附錄B,條款B.7雷擊進入建構(gòu)筑物的線路附近造成損害的概率內(nèi)部系統(tǒng)的失效附錄B,條款B.8雷擊損失Lv=LA=ra×L人員生命損失附錄C,條款C.2物理傷害附錄C,條款C.2,C.3,C.4Lc=LM=Lw=Lz=Lo內(nèi)部系統(tǒng)的失效附錄C,條款C.2,C.3,C.4aH?b建筑物b(需保護的建筑物)第1段(埋地)H圖2線路兩端建筑物；“b”端為需保護的建筑物，“a”端為鄰近建筑物e)雷擊入戶線路引起的風險分量R'v:與雷電流的機械、熱力效應造成的物理損害有關的風險分量。Ry=N×P′×L (12)R'w:與電阻性耦合產(chǎn)生的過電壓造成相連設備失效有關的風險分量。Rw=Nz×Pw×Lw (13)f)雷擊入戶線路附近引起的風險分量R'z:與線路上的感應過電壓造成線路或相連設備失效有關的風險分量。可能出現(xiàn)L2、L4類型的損Rz=(N,-Nz)×Pz×Lz…………(14)對于本風險評估，如果(N-Nz)<0,那么應當假定(N-Nz)=0。g)雷擊與入戶線路相連的建筑物引起的風險分量R'B:與流經(jīng)線路的雷電流的機械、熱力效應造成物理損害有關的風險分量。 (15)R'c:與線路上的感應過電壓造成線路或相連設備失效有關的風險分量。Rc=Np×PC×Lc (16)表3與服務設施線路雷擊風險分量評估有關的參數(shù)符號名稱參考取值雷擊引起的年平均危險事件的次數(shù)ND雷擊與服務設施相連的建筑物附錄A,條款A.2Nz雷擊入戶線路附錄A,條款A.4N?雷擊入戶線路附近附錄A,條款A.5雷擊與服務設施相連的建筑物造成損害的概率物理損害附錄D,條款D.1相連設備的失效附錄D,條款D.1雷擊線路造成損害的概率物理損害附錄D,條款D.2相連設備的失效附錄D,條款D.2雷擊入戶線路附近造成損害的概率相連設備的失效附錄D,條款D.3雷擊損失L'B=L'v=L's物理損害附錄E,條款E.2L'c=L'w=L'z=L'o相連設備的失效附錄E,條款E.26.3建構(gòu)筑物風險分量的組合6.3.1建構(gòu)筑物內(nèi)所考慮的各種損失的相應風險分量風險類型風險分量雷擊建構(gòu)筑物雷擊建構(gòu)筑物附近雷擊進入建構(gòu)筑物的服務設施S3雷擊進入建構(gòu)筑物的服務設施附近S4R?一一表4中：R?=RA+RB+Rc+RM+Ru+Ry+Rw+Rz R?=RB+Rc+RM+Ry+Rw+Rz (18)R?=RA+RB+Rc+RM+Ru+Ry+Rw+Rz (19)損害類型損害源根據(jù)損害類型劃分的風險結(jié)果雷擊建構(gòu)筑物雷擊建構(gòu)筑物附近S2雷擊進入建構(gòu)筑物服務設施S3雷擊進入建構(gòu)筑物服務設施附近生物傷害Np×PA×ra×Lt一Ru=(Nz+NDa)一Rs=RA+Ru物理損害一Rv=(Nz+NDa)一RF=Rp+Rv電氣和電子系統(tǒng)的失效Rc=ND×Pc×LoRM=NM×PM×Rw=(Nz+Npa)Rz=(N-N?)Ro=Rc+RM+Rw+Rz根據(jù)損害源劃分的風險結(jié)果Rp=RA+Rp+RcR?=RM+Ru+Ry+Rw+Rz一如果將爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物劃分為各個區(qū)域Zs,應當對各個區(qū)域Zs進行風險分量的計爆炸和火災危險環(huán)境的總風險是構(gòu)成爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物的各個區(qū)域Zs的相應風險分量的總和。表5中：a)損害源對應的風險分量組合 Rp:雷擊建筑物產(chǎn)生的風險(損害源S1); R?:沒有直接擊中建筑物但對其產(chǎn)生影響的雷擊產(chǎn)生的風險(損害源：S2,S3和S4);R,=RM+Ru+Ry+Rw+Rz b)損害類型對應的風險分量組合 Rs:生物傷害產(chǎn)生的風險； RF:物理損害產(chǎn)生的風險； Ro:內(nèi)部系統(tǒng)失效產(chǎn)生的風險； 6.4服務設施的風險分量組合6.4.1服務設施中的各種損失相應的風險分量如下：表6服務設施的各種損失類型相應的風險分量風險類型風險分量雷擊入戶線路雷擊入戶線路附近S4雷擊建筑物根據(jù)表6:R'?:服務設施損失的風險R'4:經(jīng)濟價值損失的風險 6.4.2損害源及損害類型對應的風險分量組合表7各種損害類型和損害源對應的服務設施風險分量損害類型損害源與損害類型相對應的風險雷擊入戶線路雷擊入戶線路附近S4雷擊與服務設施線路相連的建筑物S1物理損害D2R'v=N×P'i×L'v一R'B=Np×P'Bi×L'BRF=R'v+R'B電氣、電子系統(tǒng)的失效D3R'w=Nz×P'wi×L'wR'z=(N-Nz)×P'z×L'zR'c=Np×P'c×L'cRo=R'z+R'w+R'c與損害源相對應的風險Rp=R'v+R'wR?=R'z+R'g+R'c一如果服務設施線路被劃分為若干區(qū)段Ss,服務設施的風險分量R'v,R'w應當計算為各段相應的風險服務設施風險分量R'p,R'c應為各個連接到服務設施線路的建筑物的相應風險分量的總和。a)損害源對應的風險分量組合R'=Rp+R R'p:雷擊入戶線路產(chǎn)生的風險(損害源S3); R':沒有直接擊中服務設施線路但對其造成影響的雷擊產(chǎn)生的風險(損害源S1和S4); b)損害類型對應的風險分量組合 R'F:物理損害(D2)產(chǎn)生的風險； R'o:電氣和電子設備失效(D3)產(chǎn)生的風險； 6.5選擇防護措施的程序6.5.1評價防護需要的特定程序——建構(gòu)筑物的R?和R?風險；——服務設施的R'?風險對于所考慮的每種風險，應當采取以下步驟：——識別風險分量Rx;——計算風險分量Rx;——計算總風險R(見6.3);——確定風險容許值RT;——比較風險R和風險容許值RT。如果R≤R,防雷不是必需的。如果R>Rr,應當采取現(xiàn)行國家及行業(yè)標準選擇的保護措施以減少對象遭受的所有風險，使得R≤RT。表8風險容許值Rr的典型值損失類型RT/年人員生命損失服務設施損失6.5.2評價保護措施的成本效率的程序除了確定是否需要對建構(gòu)筑物或服務設施的進行雷電防護以外，為了減少經(jīng)濟損失，了解所采取的防雷措施是否經(jīng)濟也是有用的。對建構(gòu)筑物風險R?(對服務設施則為R'4)的分量進行評估可以讓用戶估算有無采取保護措施時的經(jīng)濟損失，見本標準附錄F(資料性附錄)。評價保護措施的成本效率的流程為：——識別組成建構(gòu)筑物風險R?或服務設施中R'4的風險分量Rx;——在無新增/附加的防雷措施的情況下對已識別的風險分量Rx進行計算；——計算各個風險分量R造成的年平均損失；——計算沒有保護措施時年均總損失Cz;——采取所選擇的保護措施；——計算采取所選擇的保護措施后的風險分量Rx;——計算受保護的建構(gòu)筑物或服務設施中各個風險分量Rx造成的年均殘余損失；——計算采取保護措施后的年均殘余損失CRL;——計算所選擇的保護措施的年均費用CPM;——費用比較。如果Cz<CRL+CpM,認為采取防雷措施不經(jīng)濟。如果Cz≥CRL+CpM,證明在建構(gòu)筑物的使用年限內(nèi)，采取防雷措施是經(jīng)濟合理的。(資料性附錄)年均危險事件次數(shù)Nx的評估A.1概述影響需保護對象的雷擊引起的年平均雷暴日N取決于需保護對象所處區(qū)域雷暴活動的情況以及需保護對象的物理特性。普遍接受的N的計算方法是：將雷擊大地密度N?乘上需要保護對象的等效截收面積，同時還要考慮需保護對象物理特性所對應的修正因子。雷擊大地密度N?是指每年每平方公里所發(fā)生的雷擊大地數(shù)量，次/(km2·年)。在世界上的大部分地區(qū)，這個數(shù)值可以根據(jù)閃電定位系統(tǒng)得到。在沒有此資料時，可用公式A.1計算。Ng=0.1×Td………(A.1)式中Ta是年平均雷暴日，根據(jù)當?shù)貧庀笈_、站公布雷暴日資料確定。對于爆炸和火災危險環(huán)境中需保護建構(gòu)筑物，所考慮的危險事件有：——雷擊建構(gòu)筑物；——雷擊建構(gòu)筑物附近；——雷擊服務設施；——雷擊服務設施附近； 雷擊與進入建構(gòu)筑物服務設施線路相連的建構(gòu)筑物。A.2建構(gòu)筑物年預計雷擊次數(shù)Na及位于線路“a”端的建構(gòu)筑物年預計雷擊次數(shù)Npa的評估A.2.1截收面積Aa的確定對于平面上孤立的建構(gòu)筑物來說，截收面積Aa是與建構(gòu)筑物上沿接觸的斜率為1/3的直線沿建構(gòu)筑物旋轉(zhuǎn)一周在地面上劃出的面積?？梢酝ㄟ^作圖法來確定Aa的值。矩形建構(gòu)筑物對于長度為L,寬度為W,高度為H的孤立矩形建構(gòu)筑物，截收面積等于：Ad=L×W+6×H×(L+W)+9×π×(H)2…………(A.2)式中L,W和H是所考慮建構(gòu)筑物的長度、寬度和高度，m(見圖A.1)。A.2.1.1形狀復雜的建構(gòu)筑物如果建構(gòu)筑物具有復雜的形狀，例如具有突兀的屋頂(見圖A.2),應當用作圖法來計算Aa(見圖A.3),因為如果使用最大值(Admax)或是最小值(Admin)時，差別可能太大(見表A.1)。截收面積的一個可以接受的近似值是Admin和A'a之間的最大值A=9×π×(H,P…………(A.3)這里Hp是凸屋頂?shù)母叨?。按照上述各種方法得出的截收面積的值在表A.1中給出。圖A.1孤立建構(gòu)筑物的截收面積表A.1截收面積作圖法建構(gòu)筑物(最大尺寸)建構(gòu)筑物(最小尺寸)突兀屋頂建構(gòu)筑物尺寸(m)(見圖A.2)70×30×40Aa(m2)Aa=47700Admax=71316Admin=34770A'a=45240(見圖A.3)_Hp=Hmax=40Hmin=25AdAa高度為H=Hmin的長方體部分按作圖法確定的截收面積突出部分按作圖法確定的截收面積使用作圖法確定的截收面積圖A.3確定圖A.2中的建構(gòu)筑物的截收面積的各種方法A.2.1.2爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物是大廈的一部分當所考慮的建構(gòu)筑物S僅僅是大廈的一部分時，如果滿足以下條件的話，建構(gòu)筑物S的尺寸可以用于計算Aa(見圖A.4):——建構(gòu)筑物S是大廈B的一個分離的垂直部分；——大廈B沒有爆炸的風險；——建構(gòu)筑物S與大廈B的其他部分之間通過能夠120min的墻體(REI120)或者其他保護措施 通過共用線路(如果有的話)進入建構(gòu)筑物安裝SPD或其他等效保護措施來避免過電壓沿著共用線路傳播。如果不能滿足這些條件，應當使用整個大廈B的尺寸計算Ad。1357246耐火極限大于2h的隔層耐火極限小于2h的隔層設備內(nèi)部系統(tǒng)圖A.4計算截收面積Aa所考慮的建構(gòu)筑物A.2.2爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物的相對位置通過位置因子Ca考慮建構(gòu)筑物相對位置的影響，例如被其他建構(gòu)筑物圍繞或處在暴露場所等。(見表A.2)。表A.2位置因子Ca相對位置被更高的對象或樹木包圍被相同高度或更矮的對象或樹木包圍孤立對象：附近沒有其他對象1小山頂或山丘上的孤立對象2A.2.3建構(gòu)筑物(位于線路“b”端，見圖2)的年預計雷擊次數(shù)Nb。Np可以計算為：ND=Ng×Aa/b×Ca/b×10-6………(A.4)式中：Ng——雷擊大地的年平均密度，次/(km2·a);Aab——孤立建構(gòu)筑物的截收面積，m2(見圖A.1);Cdb——建構(gòu)筑物的位置因子(見表A.2)。A.2.4鄰近建構(gòu)筑物(位于線路“a”端)的年預計雷擊次數(shù)Npa。雷擊位于線路“a”端的建構(gòu)筑物(見圖2)引起的年預計雷擊次數(shù)Npa可以計算為：Noa=Ng×Aa/×Caa×C,×106N=Ng×A×C×C×20-……(A.5)Ng——雷擊大地的年平均密度，次/(km2·a);Ad/a——孤立建構(gòu)筑物的截收面積，m2;Cd/a——建構(gòu)筑物的位置因子(見表A.2)。C連接到建構(gòu)筑物的服務設施上在雷擊點和建構(gòu)筑物之間安裝有HV/LV變壓器時的修正因子(見表A.4)。該因子適用于從變壓器開始的位于建構(gòu)筑物上游的線路段。A.3雷擊建構(gòu)筑物附近的年預計雷擊次數(shù)NM的評估NM可以計算為：NM=Ng×(AM-Aa/b×Ca/b)×10-?…………(A.6)式中：N?——雷擊大地的年平均密度，次/(km2·a);Am——雷擊建構(gòu)筑物的截收面積，m2;截收面積Am延伸到距離建構(gòu)筑物周邊250m遠的地方。(見圖A.5)。如果NM<0,則假定NM=0.A.4雷擊服務設施線路的年預計次數(shù)Nz對于一段服務設施線路，Nz可以計算為：NL=Ng×A?×Ca×C,×10-?…………(A.7)N?——雷擊大地的年平均密度，次/(km2·a);Ca——建構(gòu)筑物的位置因子(見表A.1)。C——當雷擊點與之間有HV/LV變壓器時的修正因子(見表A.4)。該因子適用于從變壓器開始的位于建構(gòu)筑物上游的線路段。表A.3截收面積A?和Ai架空埋地AA;式中：Hc——服務設施導線的離地高度，m;Lc——建構(gòu)筑物與第一個節(jié)點之間的服務設施線路段的長度，m。(最大值為1000m);H?——連接到線路“a”端的建構(gòu)筑物的高度，m;Hp——連接到線路“b”端的建構(gòu)筑物的高度，m;——當不知道Lc的值時，假定=1000m;——當不知道土壤電阻率的值時，假定p=500Ω·m;——對于全部穿行在高密度網(wǎng)格形接地裝置中的埋地電纜，假定等效截收面積A=A=0m2;——需保護的建構(gòu)筑物應當假定為連接到建構(gòu)筑物的“b”端。表A.4變壓器因子C,變壓器服務設施接有雙繞組變壓器服務設施無變壓器1A.5雷擊進入建構(gòu)筑物服務設施線路附近的年預計累計次數(shù)N的評估對于一段線路(架空，埋地，屏蔽，非屏蔽等)的服務設施，N的值可以計算為N,=N×A?×Ce×C,×10-?…………(A.8)DB51/T1449—2012Ng——雷擊大地的年平均密度，次/(km2·a);Ce——環(huán)境因子(見表A.5)。C當雷擊點與建構(gòu)筑物之間有HV/LV變壓器時的修正因子(見表A.4)。該因子適用于從變壓器開始的位于建構(gòu)筑物上游的線路段。表A.5環(huán)境因子Ce環(huán)境具有高層建構(gòu)筑物的市區(qū)10市區(qū)2)表A.5環(huán)境因子C(續(xù))農(nóng)村1注1:1)是指建構(gòu)筑物的高度大于20m。注2:2)是指建構(gòu)筑物的高度在20m和10m之間。注3:3)是指建構(gòu)筑物的高度小于10m。注：服務設施線路的截收面積A有其長度L和側(cè)向距離D?(見圖A.5)來確定，雷擊與服務設施線路之間的距離小于側(cè)向距離時會導致不小于1.5kV的過電壓。的，概率Px只能取小于1的值。表B.1概率PA的數(shù)值保護措施PA無保護措施1暴露引下線的電氣絕緣(例如，最少3mm厚的交聯(lián)聚乙烯)有效的大地等電位連接警示牌如果采取了一項以上的措施，P的值是各個相應P值的乘積。注1:當利用了建構(gòu)筑物的鋼筋構(gòu)件或框架作為引下線時，或者安裝了遮攔物時，概率Pa的數(shù)值可忽略不計。建構(gòu)筑物特性LPS類別PB沒有LPS保護的建構(gòu)筑物一1受到LPS保護的建構(gòu)筑物2×101ⅢⅡ5×102I2×102具有符合LPS1要求的接閃器以及作為自然引下線的連續(xù)金屬框架或鋼筋混凝土框架的建構(gòu)筑物具有金屬屋頂或可能包含自然部件的接閃器，所有的屋頂裝置都有著完善的直擊雷防護和具有作為自然引下線的連續(xù)金屬框架或鋼筋混凝土框架的建構(gòu)筑物DB51/T1449—2012Pc=PSPD1ⅡI注3注：1)只有配合的SPD保護作為保護措施對于減少Pc才是合適的。只有在具有包括等電位連接和接地在內(nèi)的LPS保護或作為自然LPS的連續(xù)金屬框架或鋼筋混凝土框架的建構(gòu)筑物內(nèi)，配合的SPD保護才能有效地減少Pc。2)連接到由防雷電纜或穿行在防雷管道、金屬管道中的的電纜組成的外來線路有屏蔽的內(nèi)部系統(tǒng)，可以不需要配合的SPD保護。3)當在相應安裝位置的SPD的保護特性比LPL-1的要求更好時(更高的電流耐受能力，更低的電壓保護水平等),Pspp的值可能會更小。雷擊建構(gòu)筑物附近引起內(nèi)部系統(tǒng)失效的概率PM取決于所采用的與對應于因子Kws的防雷措施(LPM)。KMsPMs1因子KMs的值計算如下：KMs=Ks?×Ks?×Ks?×Ks4………(B.1)公式中，考慮了建構(gòu)筑物的屏蔽效能，在LPZ0/1的交界處具有LPS或其他的屏蔽物因子；考慮了在建構(gòu)筑物內(nèi)部LPZX/Y(X>0,Y>1)交界處的屏蔽物的屏蔽效能因子；考慮了內(nèi)部布線的特性因子(表B.5);考慮了受保護系統(tǒng)的沖擊耐受電壓因子。在LPZ內(nèi)部，當與屏蔽物邊界之間的距離不小于網(wǎng)格寬度w時，LPS或空間格柵形屏蔽體的因子Ks;和Ks?可以計算為Ks?=Ks?=0.12×@…………(B.2)w(m)是格柵形空間屏蔽或者網(wǎng)格狀LPS引下線系統(tǒng)的網(wǎng)格寬度，或是作為自然LPS的建構(gòu)筑物金屬柱子的間距或鋼筋混凝土框架的間距。對厚度在0.1mm到0.5mm之間的連續(xù)金屬屏蔽，應當設定Ks;=Ks?。注：如果提供了符合GB/T21714.4要求的網(wǎng)格形等電位連接網(wǎng)絡時，Ks?和Ks?的值可以縮小一半。如果感應環(huán)路靠近LPZ邊界屏蔽體布設，與屏蔽體之間的距離小于安全距離，Ks和Ks?的值會變得更高。例如。當與屏蔽體之間的距離在0.1w到0.2w的范圍內(nèi)時，Ks和Ks?的值要增加一倍。對于多級的LPZ,最后一級LPZ的Ks?是各級LPZ的Ks?的乘積。表B.5內(nèi)部布線Ks?的取值內(nèi)部布線的類型無屏蔽的電纜—沒有為了避免形成環(huán)路而合理布線1)1無屏蔽的電纜一為了避免形成大的回路而合理布線2)2×10?1無屏蔽的電纜一為了避免形成回路而合理布線3)有屏蔽的電纜，屏蔽層單位長度的電阻4)50/km<RS≤20Ω/km有屏蔽的電纜，屏蔽層單位長度的電阻4)1Q/km<RS≤5Ω/km有屏蔽的電纜，屏蔽層單位長度的電阻4)RS≤1Q/km注：1)是指導線在大廈中以分開的路線布設(環(huán)路面積大約為50m2)。2)是指導線布設在同一電纜導管中或?qū)Ь€在較小建構(gòu)筑物中分開布設(環(huán)路棉結(jié)大約為10m2)。3)是指導線布設在同一電纜導管中(環(huán)路面積大約為0.5m2左右)。4)是指在屏蔽層兩端以及設備連接到同一等電位連接的電纜，屏蔽層單位長度的電阻為Rs。對于穿行在兩端都連接到等電位連接排的連續(xù)金屬導管中的電線，Ks?的值應當乘上0.1。因子Ks?應當計算為：Ks?=1.5/Uw…………(B.3)Uw是受保護系統(tǒng)的額定沖擊耐受電壓，單位是kV。如果在內(nèi)部系統(tǒng)中，有著若干具有不同沖擊耐受電壓水平的設備，Ks3的值應當假定為最低的沖擊耐受電壓水平所對應的值。雷擊進入建構(gòu)筑物服務設施線路導致生物因接觸電壓理特性、連接到內(nèi)部系統(tǒng)的沖擊耐受電壓、典型的保護措施以及在服務設施線路進入建構(gòu)筑物處所安裝PLp是雷擊相連服務設施線路導致內(nèi)部系統(tǒng)失效的概率。表B.6中給出了PLp的值。之間的較小值。Rs≤1146注：Rs(Q/km);電纜屏蔽層單位長度的電阻。步減少。雷擊進入建構(gòu)筑物服務設施線路導致物理損害的概率的值取決于服務設施屏蔽體的特性、連接到服表B.6給出了PLp的數(shù)值。如果安裝了符合GB/T21714.3-2008的要求為了進行等電位連接而安裝的SPD,P的值取Pspp和PLp兩者之間的較小值。注：在這里，符合GB/T21714.4-2008要求的配合的SPD保護對于減小Pu來說不是必須的。性、連接到服務設施線路的內(nèi)部系統(tǒng)的沖擊耐受電壓以及所安裝的SPD。服務設施線路導致內(nèi)部系統(tǒng)失效的概率。表B.7給出了PL的數(shù)值。如果安裝符合GB/T21714.4-2008要求的配合的SPD,Pz的值取PspD和PL兩者之間的較小值。表B.7Rs及Uw的概率PL的值Uw無屏蔽屏蔽層沒有連接到與設備相連的等電位連接排屏蔽層連接到與設備相連的等電位連接排5<Rs≤20Rs≤1146注：Rs是指電纜屏蔽層的電阻(Q/km)(資料性附錄)爆炸和火災危險環(huán)境中建構(gòu)筑物損失量Lx的評估損失量Lx的數(shù)值應當由防雷設計人員或業(yè)主來進行計算或確定。本附錄給出的僅是建議值。國家相關部門可以指定不同的值。C.1平均損失相對量損失Lx與雷擊可能引起的某一特定類型損害的平均相對量、損害的程度及其后果有關。其數(shù)值取決于：——人員的數(shù)量以及人員在危險場所逗留的時間；——服務的類型及其重要性；——受損貨物的價值。L,——接觸和跨步電壓導致傷害的損失；L——物理損失導致的損失；C.2人員生命損失可以按照以下近似關系式，用受害人的相對量來確定L、L和L。的數(shù)值：Lx=(np/n,)×(tp/8760)…………(C.1)式中：np——可能受到威脅的人員的數(shù)量(受害人):n,——預期的總?cè)藬?shù)(建構(gòu)筑物內(nèi));tp——以小時計算的人員每年處于危險場所的時間，包括建構(gòu)筑物外(只有L)和建構(gòu)筑物表C.1中給出了當無法或很難確定np,n和t,時，L和L和L。所應當假定的典型平均值。建構(gòu)筑物的類型人員處于建構(gòu)筑物內(nèi)人員處于建構(gòu)筑物外建構(gòu)筑物的類型工業(yè)建筑，商業(yè)建筑其他建構(gòu)筑物類型有爆炸或火災危險的建構(gòu)筑物人員生命損失受建構(gòu)筑物特性的影響，通過引入增長因子(h?)和縮減因子(rprp,ra,ru)對建LA=ra×L,………(C.2)Lu=r×L,…………(C.3)LB=Lv=rp×h?×r×L…………(C.4)Lc=LM=Lw=Lz=Lo…………(C.5)ra——減少人員生命損失的因子，取決于土壤類型(見表C.2);ru——取決于地板類型的減少人員生命損失的因子(見表C.2);rp——減少物理損害導致的損失的因子，取決于所采取的減小火災后果的措施(見表C.3);r——減少物理損害導致的損失的因子，取決于建構(gòu)筑物的火災風險(見表C.4)h?——在具有特殊傷害的時候由于物理損害導致?lián)p失增加的因子(見表C.5)。表C.2土壤或地板表面因子ra和ru的數(shù)值表面類型接觸電阻(kΩ)ra和ru土地，混凝土大理石，陶瓷沙礫，毛毯，地毯瀝青，油氈，木頭注：1)是指用400cm2電極在加500N壓力時與窮遠點之間測量到的數(shù)值表C.3rp與采取措施的關系措施情況無措施1以下措施之一：滅火器、固定的人工滅火裝置，人工報警裝置，消防栓，防火隔間，有保護的逃生通道以下措施之一：固定的自動滅火裝置、自動報警裝置1注：1)是指僅當具有過電壓和其他損害的防護并且消防員能夠在10分鐘之內(nèi)趕到時。如果采取了一項以上措施，rp的數(shù)值應當是各相應數(shù)值中的最小值。表C.4火災險度與縮減因子r,的關系火災危險程度爆炸1高一般低表C.5特殊傷害與因子h?的關系特殊傷害的種類一般程度的驚慌5疏散困難5高度驚慌對周圍或環(huán)境造成危害對四周環(huán)境造成污染C.3不可接受的服務中斷L和L。的數(shù)值可以按照以下列近似關系式得到的可能損失的相對量來確定：Lx=(np/n,)×(tp/8760)…………(C.6)n?——總?cè)藬?shù)(接受服務的用戶);t——用小時表示的年平均服務中斷時間。服務類型天然氣、煤氣等公眾服務中斷受到建構(gòu)筑物的特性以及以下若干縮減因子的影響：LB=Lv=rp×r,×L…………(C.7)建構(gòu)筑物的類型所有類型一建構(gòu)筑物內(nèi)所有類型一建構(gòu)筑物外建構(gòu)筑物的類型L工業(yè)建構(gòu)筑物類型爆炸或火災風險經(jīng)濟價值的損失通過以下增長因子(h?)和縮減因了(rp,ra,rp,ru)受到建構(gòu)筑物特性的影響：LB=Lv=rp×h?×rs×Lf…………(C.12)Lc=LM=Lw=Lz=L?！?C.13)(資料性附錄)服務設施損害概率P'x的評估D.1雷擊與線路相連的建構(gòu)筑物造成損害的概率P'B和P'c雷擊與線路相連的建構(gòu)筑物造成物理損害的概率P'B和造成相連設備失效的概率P'c與失效電流Ia有關，失效電流Ia又與線路的特性、進入建構(gòu)筑物服務設施的數(shù)量以及所采取的保護措施有關。對于無屏蔽的線路，可以假定Ia=0。對于有屏蔽的線路，失效電流Ia(kA)應當按照下式計算：Ia=25×n×Uw/(R,×Ka×Kp)…………(D.1)式中：Ka一取決于線路特性的因子(見表D.1);Kp一考慮了所采取保護措施的效應的因子(見表D.2);Uw—沖擊耐受電壓，kV(電纜請參見表D.3,設備請參見表D.4);R?一電纜屏蔽層的電阻，Q/km;n一進入建構(gòu)筑物金屬導線的根數(shù)。表D.1Ka與屏蔽電纜特性的關系具有屏蔽層，與土壤有接觸1具有屏蔽層，與土壤無接觸表D.2Kp與保護措施的關系保護措施無保護措施1附加的屏蔽線一單根導線附加的屏蔽線一單根導線2防雷電纜導管防雷電纜附加的屏蔽鋼管注1:是指單根屏蔽線安裝在電纜正上方大約30cm處；注2:是指兩根屏蔽線則對稱地布置在電纜軸線上方大約30cm處。表D.3電纜類型與Un、Uw值的關系電纜的類型TLC—紙絕緣—TLC—PVC,聚乙烯絕緣—5電力電力3電力6電力