1、ICS 13.260K09备 案 号 ： 188332006重 庆 市 地 方 标 准DB50/2142006雷电灾害风险评估技术规范Technical Specifications for Evaluation of Lightning Disaster Risk2006-05-20 发 布 2006-07-01 实 施重庆市质量技术监督局 发 布DBDB50/2142006 I前 言本规范参考了 IEC62305、IEC60364 等国际标准和 GB50057-1994、GB50343-2004 等国家标准。本标准共分 9 章 15 个附录，其中附录 A、附录 B、附录 C、附录 D、附录
2、 E、附录 F、附录G、附录 H、附录 I、附录 J、附录 K 为规范性附录，附录 L、附录 M、附录 N 为资料性附录。本标准由重庆市气象局提出并归口。本标准主要起草单位： 重庆市防雷中心 本标准主要起草人： 目 次DB50/2142006 II1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 基本规定5 大气雷电环境评价6 雷击损害风险评估7 雷电灾害易损性评估8 雷电灾害环境影响评价9 其他附录 A（规范性附录） 年预计雷击次数 N 的评估附录 B（规范性附录） 建筑物内损害概率 Pr的评估附录 C（规范性附录） 建筑物损失量 Lr的评估附录 D（规范性附录） 服务设施损害概率 P r的评估附
3、录 E（规范性附录） 服务设施损失量 L r的评估附录 F（规范性附录） 开头过电压附录 G（规范性附录） 损失费用计算附录 H（规范性附录） 风险容许值附录 I（规范性附录） 电子信息系统雷电防护分级附录 J（规范性附录） 用于电子信息系统雷击风险评估的 N 和 Nc的计算方法附录 K（规范性附录） 防雷区的划分附录 L（资料性附录） 风险分量的影响因子附录 M（资料性附录） 建筑物及服务设施的分区附录 N（资料性附录） 土壤电阻率的测试DB50/2142006 1雷电灾害风险评估技术规范1 范围本标准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、雷电灾害
4、易损性评估、雷电灾害环境影响评价等。本规范适用于石油、化工、矿山等易燃易爆物资的生产或者贮存场所，发电厂、输电线路、变电站等电力设施与电气装置，通信基站、微波站等通信设施，城市桥梁、轨道交通、燃气、体育场馆等市政公用设施，广播电视系统、计算机网络系统、建（构）筑物及其他场所与设施的雷电灾害风险评估。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修订单（不包括勘误的内容）或修正版均不适用于本标准。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB50057-94：建筑物防雷设计规范GB50058-92：爆炸和火灾危险环境电力装置设计
5、规范GB50156-2002：汽车加油加气站设计与施工规范GB50343-2004：建筑物电子信息系统防雷技术规范IEC60364：建筑物电气装置IEC60479：人畜的电流效应IEC62305-2 ：2005 雷电防护 风险管理3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1雷击损害风险评估 evaluation of lightning strike risk根据雷击可能导致人员、财产损失程度来确定保护等级、类别的综合计算、分析方法。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 su
6、rge protective device，SPD至少应包含一个非线性元件，用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。3.4雷电防护区 Lightning protection zone，LPZ需要规定和控制雷电电磁环境的区域。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 of lightning strike damage， PXDB50/2142006 2一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
7、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。3.8雷击风险 lightning strike risk，R雷击可能造成的年均损失量（人员伤亡和财产损失） 。3.9雷击风险分量 risk component of lightning strike，R X取决于雷电能量和雷电危害类型形成的不同的雷击风险。3.10雷击容许的风险 tolerable risk of lightning strike，R T需保护对象能够承受的雷击最大风险值。4 基本规定4.1 雷电灾害风险评估分为预评估、方案评估与现状评估。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
8、，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。方案评估是针对建设项目初步设计，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，为施工图防雷设计提供依据。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。4.2 雷电灾害风险评估应由有关法律法规规定的法定技术机构实施；雷电灾害风险评估人员必须具备相应的专业技术知识和能力，并具有防雷
9、专业技术上岗资格证。 4.3 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、雷电灾害易损性分析、雷电灾害环境影响评估等。4.4 雷电灾害风险评估的程序（如图 1） 。4.5 雷电灾害风险评估单位接受委托后，应立即成立雷电灾害风险评估专家组。评估专家组根据评估要求进行资料收集，包括法律法规、标准规范和相关的工程资料等；委托方应根据评估需要，向评估单位提供以下资料：工程总平面图、地形图、地勘报告或工程初步设计图、初步设计说明等，并对其提供资料的真实性、合法性负责。4.6 评估专家组根据委托方提供的资料和收集的相关资料，进行工程分析和现场的勘测和调研，并制定评估方案；评估方案应包含人
10、员组织、方案实施技术路线和工作进度以及相关的设备设施贮备等。4.7 评估单位实施评估时，应根据委托方提供的资料，结合当地雷电灾害预警能力、应急响应接 受 委 托资 料 收 集工 程 分 析现 场 勘 测 与 调 研制 定 评 估 方 案分 析 与 评 估编 制 评 估 报 告主 管 部 门 审 查DB50/2142006 3能力和现场勘测报告以及雷暴 图 1 雷电灾害风险评估流程天气卫星云图、雷暴天气大气环流形势、雷暴天气雷达回波、闪电定位等相关资料和数据及评估对象所在地的地理信息系统资料，通过高性能计算机，应用数学模型对评估对象的雷电灾害风险进行分析、处理、计算、评估，并编制雷电灾害风险评估
11、报告，报主管部门审查。4.8 经主管部门审查和认可后的雷电灾害风险评估方案作为防雷设计和施工的依据，不得任意更改；施工中如发现实际情况与评估时所提交的资料不符，应补充必要的资料，重新评估。4.9 雷电灾害风险评估报告的内容4.9.1 评估目的4.9.2 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；参考的其他资料4.9.3 建设项目概况4.9.4 评估内容4.9.5 评估结论4.9.6 其他（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）4.10 评估周期新建建设项目应根据其所处的不同阶段，进行预评估、方案评估和项
12、目建成后现状评估。对于既有建筑物应定期实行现状评估，易燃易爆场所每两年评估一次，其它场所每四年评估一次。5 大气雷电环境评价5.1 雷电活动时空分布特征根据项目所在地雷暴天气卫星云图、雷暴天气大气环流形势、雷暴天气雷达回波、闪电定位等历史资料确定其雷电活动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、土壤状况和气候背景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，计算建筑物年预计雷击次数（附录 A） 。6 雷击损害风险评估6.1 损害和损失6.1.1 损害源雷电流是根本的损害源。损害源根据雷击点的位置可以划
13、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。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。其中最重要的特性包括：建筑物的结构类型、内存物、用途、服务设施的类型以及所采取的保护措施。在实际的风险评估中，将雷击引起的基本损害类型划分为以下三种：DB50/2142006 4D1:生物伤害；D2:物理损害；D3:电气和电子系统失效。雷电对建筑物的损害可能被限制在建筑物的某一部分，也可能扩展到整个建筑物，还可能涉及四周的建筑物或环境 (例如化学性或辐射性的扩散) 。 影响服务设施的雷电可以对线路或管道本身以及相关电气和电子系统造成物理
14、损害。损害还可能扩展到与服务设施相连的内部系统。6.1.3 损失类型每种单独发生或共同发生的损害类型，可以在需保护对象中导致不同的损失后果。可能出现的损失类型取决于需保护对象的特性及其内存物。建筑物中的损失类型包括: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)。服务设施中的损失类型包括:L2：公众服务的损失；L4：经济损失(服务设施以及活动中断的损失)。注：在本部分中，服务设施中的损失，没有考虑人员生命损失这一损失类型6.2风险和风险分量6.2.1风险风险R是年平均可能损失量。对于建筑物或服务设施中可能出现的各种类型的损失，应当对相应的风
15、险进行计算。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。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。各个风险分量计算可以用以下一般式来表示：RX = NX PX LX (6.2.2-1)DB50/2142006 5其中：N X 是危险事件的次数 (附录 A)；PX 是损害概率(附录 B)；LX 是损失后果(附录 C)。各种风险分量如下：直接雷击引起的建筑物风险
16、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 (6.2.2-2)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 (6.2.2-3)RC：与 LEMP 造成内部系统失效有关的风险分量。RC = ND PC LC (6.2.2-4)表1中给出了评估这些风险分量时所用的参数，以下同。邻近雷击引起的建筑物风险分量RM：与 LEMP 引起内部系统失效有关的风险分量。RM = NMPM LM (6.2.2-5)雷击相连服务设施引起的建筑物风险分量RU：与建筑物内雷电流注入入户线路产生的接触电压造成人身
17、伤害有关的风险分量。RU = (NL + NDa) PU LU (6.2.2-6)RV：与雷电流经过入户服务设施产生的物理损害(入户设施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 (6.2.2-7)RW：与入户线路上感应出的并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。RW = (NL + NDa) PW LW (6.2.2-8)如果线路不止一个区段 (见附录 M), 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。如果建筑物有着
18、多于一条并且布线方式不同的线路，应当对各条线路分别进行计算。注：在本评估中所考虑的服务设施仅仅指进入建筑物的线路。基于管道已经连接到等电位连接排，所以没有把雷击管道或管道附近考虑为损害源。如果没有安装等电位连接排，应当考虑这种威胁，以下同。雷击相连服务设施附近引起的建筑物风险分量RZ：与入户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 (6.2.2-9)DB50/2142006 6如果线路不止一个区段(见附录 M),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
19、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。对于风险分量 RC, 和 R M,对于风险分量 RC, 和 RM, 如果区域中涉及的内部系统大于一个，PC 和 PM 的值应当计算如下:PC = 1 (1- PC1) (1- PC2) (1- PC3) (6.2.2-10)PM = 1 (1- PM1) (1- PM2) (1- PM3) (6.2.2-11)参数P Ci, PMi 与内部系统i有关。与损失量 L 有关的参数： 应当按照附录C来计算 L 的值.根据建筑物的用途，区域中的缺
20、省L值可以假定为附录C给出的典型平均值。除了 PC 和 PM以外，如果区域中的参数有一个以上的可选值，应当采用导致最大风险结果的参数值。表 1 与建筑物风险分量评估有关的参数符 号 名 称 参 考 取 值雷 击 引 起 的 年 均 危 险 事 件 次 数ND 雷 击 建 筑 物 附 录 A, 条 款 A.2NM 雷 击 建 筑 物 附 近 附 录 A, 条 款 A.3NL 雷 击 入 户 线 路 附 录 A, 条 款 A.4NI 雷 击 入 户 线 路 附 近 附 录 A, 条 款 A.4NDa 雷 击 处 于 线 路 “a”端 的 建 筑 物 (图 2)附 录 A, 条 款 A.2一 次 雷
21、 击 建 筑 物 事 件 造 成 损 害 的 概 率PA 人 身 伤 害 附 录 B, 条 款 B.1PB 物 理 损 害 附 录 B, 条 款 B.2PC 内 部 系 统 的 失 效 附 录 B, 条 款 B.3一 次 雷 击 建 筑 物 附 近 事 件 导 致 损 害 的 概 率PM 内 部 系 统 的 失 效 附 录 B, 条 款 B.4一 次 雷 击 线 路 事 件 导 致 损 害 的 概 率PU 人 身 伤 害 附 录 B, 条 款 B.5PV 物 理 损 害 附 录 B, 条 款 B.6DB50/2142006 7PW 内 部 系 统 的 失 效 附 录 B, 条 款 B.7一 次
22、 雷 击 线 路 附 近 事 件 导 致 损 害 的 概 率PZ 内 部 系 统 的 失 效 附 录 B, 条 款 B.8雷 击 损 失LA = ra LtLU = ru Lt人 身 伤 害附 录 C, 条 款 C.2LB = LV = rp rf h Lf 物 理 损 害附 录 C, 条 款 C.2, C.3, C.4, C.5LC = LM = LW = LZ = Lo 内 部 系 统 的 失 效 附 录 C, 条 款 C.2, C.3, C.5注： 附录C和表C.2, C.3, C.4 和 C.5给出了损失L t, Lf, Lo、损失缩减因子r, r a , ru以及损失增长因子h的值。
23、图 2 在线路末端的建筑物: 在 “b” 端的是需保护的建筑物 (建筑物 b)，在 “a” 端的为邻近建筑物(建筑物 a)直接雷击引起的服务设施风险分量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 (6.2.2-12)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。R W = NL PW LW (6.2.2-13)表2中给出了评估这些风险分量所用的参数,以下同。邻近雷击引起的服务设施风险分量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 (6.2.2-1
24、4)对于本风险评估, 如果 (N INL) R T ，应当采取保护措施以减小对象遭受的所有风险，使得 R RT 。6.5.2 评价保护措施的成本效率的程序除了建筑物或服务设施的防雷需要以外，为了减少经济损失L 4，了解采取防雷措施是否经济也是有用的。对建筑物风险R 4(对服务设施则为R 4 )的分量进行评估可以让用户估算有无采取保护措施时的经济损失(见附录G)。 评价保护措施的成本效率的流程为:识别组成建筑物风险R 4（对于服务设施则为R 4）的风险分量 R X ；在无新增/附加的防雷措施的情况下对已识别的风险分量 R X 进行计算；计算各个风险分量R X造成的年均损失；计算没有保护措施时候年
25、均总损失 C L；采取所选择的保护措施；计算采取了所选择的保护措施后的风险分量 R X ；计算受保护的建筑物或服务设施中各个风险分量R X造成的年均残余损失；计算采取了保护措施后的年均残余损失C RL；计算所选择的保护措施的年均费用 C PM ；费用比较。如果 C L 0,Y1) 交界处的屏蔽物的屏蔽效能；KS3考虑了内部布线的特性 (表 B.5)；KS4考虑了受保护系统的冲击耐受电压。DB50/2142006 26在LPZ内部, 当与屏蔽物边界之间的距离不小于网格宽度w时，LPS或空间格栅形屏蔽体的因子K S1和K S2可以计算为KS1 = KS2 = 0.12 w (B.3)w（m） 是格
26、栅形空间屏蔽或者网格状LPS引下线系统的网格宽度，或是作为自然LPS的建筑物金属柱子的间距或钢筋混凝土框架的间距。对于完全连续的金属护套的屏蔽，当屏蔽体厚度s的范围在0.1mm 到 0.5 mm之间时，应当假定K S1 = KS2 = 10-4-10-5 。注1：如果提供了符合IEC 62305-4要求的网格形等电位连接网络时，K S1 和 K S2的值可以缩小一半。 如果感应环路靠近LPZ边界屏蔽体布设，与屏蔽体之间的距离小于安全距离，K S1 和 KS2的值会更高。例如，当与屏蔽体之间的距离在0.1 w 到 0.2 w的范围内时，K S1 和 KS2的值要增加一倍。对于多级的LPZ，最后一
27、级LPZ的KS2是各级LPZ的KS2的乘积。注2：K S1的最大值不能超过1。表 B.5 因子 K S3 的值取决于内部布线内 部 布 线 的 类 型 KS3无 屏 蔽 的 电 缆 没 有 为 了 避 免 形 成 环 路 而 合 理 布 线 1) 1无 屏 蔽 的 电 缆 为 了 避 免 形 成 大 的 回 路 而 合 理 布 线 2) 0.2无 屏 蔽 的 电 缆 为 了 避 免 形 成 回 路 而 合 理 布 线 3) 0.02有 屏 蔽 的 电 缆 ， 屏 蔽 层 单 位 长 度 的 电 阻 4) 5RS 20 / km 0.001有 屏 蔽 的 电 缆 ， 屏 蔽 层 单 位 长 度
28、的 电 阻 4) 1 RS 5 / km 0.0002有 屏 蔽 的 电 缆 ， 屏 蔽 层 单 位 长 度 的 电 阻 4) RS 1 / km 0.00011)导 线 在 大 厦 中 以 分 开 的 路 线 布 设 （ 环 路 面 积 大 约 为 50m2） 。2)导 线 布 设 在 同 一 电 缆 导 管 中 或 导 线 在 较 小 建 筑 物 中 分 开 布 设 (环 路 面 积 大 约 为 10 m2)。3)导 线 布 设 在 同 一 电 缆 导 管 中 (环 路 面 积 大 约 为 0.5m2 左 右 )。4)屏 蔽 层 两 端 以 及 设 备 连 接 到 同 一 等 电 位 连 接 排 的 电 缆 ， 屏 蔽 层 单 位 长 度 的 电 阻 为RS。对于穿行在两端都连接到等电位连接排的连续金属导管中的电线，K s3 的值应当乘上0.1。 因子 K S4 应当计算为:KS4 = 1.5 / Uw (B.6)这里 U w 是受保护系统的额定冲击耐受电压，单位是 kV。如果在内部系统中，有着若干具有不同冲击耐受电压水平的设备，K S4应当假定为最低的冲击耐受电压水平所对应的值。
