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1、泰山气象站雷击风险评估雷击风险评估报告书（） 雷评 字 第 200810001 号项目名称：泰山气象站编制机构：XXXXXX 防雷中心泰山气象站雷击风险评估项目名称：泰山气象站雷击风险评估报告编号：200810001项目负责人：XXX报告编制：XXX XXX XXX审核：XXX签发：XXX评估单位：XXXXXXXXX 防雷中心评估时间：2008 年 10 月 8 日-10 月 18 日泰山气象站雷击风险评估目 录1. 概述 42. 雷击风险评估42.1 雷电闪击次数42.2 建筑物风险组成的评估 72.3 观测场雷击风险计算 112.4 计算结果分析 123. 评估结论及建议 123.1 雷击
2、风险评估结论123.2 建议12泰山气象站雷击风险评估泰山气象站雷击灾害风险评估1、 概述泰山气象站由综合业务楼和观测场组成，综合业务楼为半地下式建筑，依山修筑。综合业务楼由值班室及职工宿舍组成，值班室长8m，高 14m，宽 6m；职工宿舍长 24m，高 10m，宽 6m。综合业务楼按二类防雷建筑设防，在不同标高的女儿墙、屋脊、挑檐上安装避雷带，利用建筑柱钢筋作引下线，建筑基础做联合接地体，接地电阻为 0.37，附近的土壤为腐土，土壤电阻率为 205.0.m。供电线路由自距离综合业务楼约 500m 远岱顶变电站引出，用铠装电缆埋地引入离综合业务楼 30m 的低压配电室，供电线路上安装三级 SP
3、D；电话线从约 300m 处埋地引入，电话线路上安装一级 SPD；电视信号通过卫星接收天线引入；建筑卫生间、机房设施均作等电位连接。观测场为 16m20m，南面安装 11 根高 4m、间距 2m 的避雷针，东面、西面各安装 6 根高 4m、间距 2m 的避雷针，防止翻山侧击雷进入观测场。观测台高 21.2m，距离观测场北面约 6m。观测台地网与 23 根避雷针的地网联成一体，接地电阻为 0.37.观测场内的仪器安装了 SPD，进入值班室的线路均埋地引入。观测场附近土质量为红土壤，土壤电阻率为 47.9.m。2 雷击风险评估2.1 雷电闪击次数泰山气象站雷击风险评估2.1.1 计算雷击建筑物的年
4、度平均次数 Nd根据气象资料得 Td=42 天，则雷对地闪击的密度 Ng0.1Td=4.2 次/(km2.a)计算等效面积Ad=LW+6H(L+W)+9H2=632+614(6+32)+9142=0.89104（m2）由于综合业务楼位于山顶上，故 Cd=2 Nd=NgAdCd10-6=7.4810-2 次/年2.1.2 计算雷击建筑物邻近区域的年度平均次数 NM雷击建筑物附近的截收面积AM=632+2250(6+32)+ 2502=21.54104（m2）NM=Ng(AMAdCd) 10-6=0.83 次/年2.1.3 作用于所有入户设施的雷电闪击次数 NL2.1.3.1 计算低压埋地电缆的闪
5、击次数 NL1低压埋地电缆 a 端变电所的高度：Ha1=0m,低压埋地电缆 b 端变电所的高度：Hb1=10m,Hc1 取 500m，土壤电阻率取=500m因此：AL1= Lc13（Ha1+Hb1）0.8 =0.84104（m2）由于综合业务楼位于山顶上，故 Cd1=2泰山气象站雷击风险评估由于该线路有变压器相连，故 Ct1=0.2 NL1=NgAL1Cd1Ct110-6=0.014 次/年2.1.3.2 计算电话线的闪击次数 NL2电线线缆 a 端建筑物的高度：Ha2=0m,电线线缆 b 端建筑物的高度：Hb2=10m,Lc2 取 300m，土壤电阻率取=500m因此：AL2= Lc23（H
6、a2+Hb2）0.8 =0.84104（m2）由于综合业务楼位于山项上，故 Cd2=2由于该线路无变压器相连，故 Ct2=1NL2=NgAL2Cd2Ct2106=0.040 次/年2.1.3.3 计算机网络线的闪击闪数 NL3电线线缆 a 端建筑物的高度：Ha3=0m,电线线缆 b 端建筑物的高度：Hb3=10m,Lc3 取 1000m，土壤电阻率取=500m因此：AL3=Lc33（Ha3+Hb3）0.8 =1.74104（m2）由于综合业务楼位于山项上，故 Cd3=2由于该线路无变压器相连，故 Ct3=1NL3=NgAL3Cd3Ct310-6=0.146 次/年则作用于所有入户设施的雷电闪击
7、次数：NL=NL1+NL2+NL3=0.20 次/年泰山气象站雷击风险评估2.1.4 计算雷击线路邻近区域的年度平均次数 N12.1.4.1 计算低压埋地电缆邻近区域的年度平均次数 NI1LC1 为 500m，土壤电阻率取=500m因此：AI1=Lc150=55.90104（m2）由于综合业务楼位于山项上，故 Ce1=1由于该线路无变压器相连，故 Ct1=0.2 NI1=NgAI1CelCtl10-6=0.47 次/年2.1.4.2 计算电话线邻近区域的年度平均次数 NI2LC2 为 300m，土壤电阻率取=500m因此：AI2=Lc250=33.54104（m2）由于综合业务楼位于山项上，故
8、 Ce2=1由于该线路无变压器相连，故 Ct2=1NI2=NgAI2Ce2Ct210-6=1.41 次/年2.1.4.3 计算机网络线邻近区域的年度平均次数 NI3LC3 为 1000m，土壤电阻率取=500m因此：AI3=Lc350 =111.80104（m2 ）由于综合业务楼位于山项上，故 Ce3=1由于该线路无变压器相连，故 Ct3=1NI3=NgAI3Ce3Ct310-6=4.70 次/年则作用于所有入户设施邻近区域的年度平均次数：NI =NI1+NI2+NI3=6.58 次/年2.2 建筑物风险组成的评估泰山气象站雷击风险评估2.2.1 雷击建筑物导致的风险雷击建筑物导致的风险数值是
9、风险组成 RA、RB、RC 的总和。RD=RA+RB+RC其中：RA=NDPALA=7.4810-210-22.710-4=0.2010-6由于具有有效的土壤等电位性能，所以 PA 取 10-2；LA=n/ntt/8760=1/1024/8760=2.710-4RB=NDPBLB=7.4810-20.021.010-4=0.1510-6由于建筑物受 LPS 保护，则取 PB 取 0.02；LB=rhrfLf=510-1210-210-4=1.010-5RC =NDPCLC=7.4810-20.0310-5=0.2210-7其中：PC=PSPD=0.03LC=LO=10-4泰山气象站雷击风险评估
10、雷击建筑物导致的风险数值是：RD=RA+RB+RC=0.2010-6+0.1510-6+0.2210-7=0.37210-62.2.2 雷击建筑物邻近区域导致的风险组成的评估RM=NMPMLM=0.830.0014410-4=0.1210-6当采用雷电防护措施时，PM 为介入 PSPD 和 PMS 之间的最低值。由于 KMS=KS1KS2KS3KS4=0.120.120.1(1.5/1.5)=0.00144而 PSPD=0.03,故 PM 取 0.006。LM=LC=LO=10-42.2.3 雷击入户线路导致的风险组成的评估RU=(NL+NDa)PULU=(0.20+0)0.0310-9=0.
11、610-11由于 SPD 用于等电位连接，PU 的值为介于 PSPD 和 PLD 之间的最低值。故 PU=PSPD=0.03LU=raLt=10 LU=10-410-5=10-9RV=(NL+NDa)PVLV泰山气象站雷击风险评估=(0.20+0)0.0310-4=0.610-7由于 SPD 用于等电位连接，PV 的值为介于 PSPD 和 PLD 之间的最低值。故 PV=PSPD=0.03LV=rhrfLf=510-1210-210-2=1.010-4Rw=(NL+NDa)PwLw=(0.20+0)0.0310-4=0.610-6由于 SPD 用于等电位连接，Pw 的值为介于 PSPD 和 P
12、LD 之间的最低值。故 Pw=PSPD=0.03Lw=Lo=10-42.2.4 雷击入户线路邻近区域导致的风险组成的评估RZ=(NI+NL)PZLZ=(6.580.20)0.0310-4=0.1910-4由于 SPD 用于等电位连接，PZ 的值为介于 PSPD 和 PLI 之间的最低值。故 PZ=PSPD=0.03LZ=Lo=10-4因此对活体伤害引起的风险：R1=RA+RB+RU+RV=0.2010-6+0.1510-6+0.6010-11+0.6010-7泰山气象站雷击风险评估=0.4110-6公众服务损失的风险：R2=RB+RC+RM+RV+RW+RZ=0.1510-6+0.2210-7
13、+0.1210-6+0.6010-7+0.6010-6+0.1910-4 =0.2010-4文化遗产损失的风险：R3=RB+RV=0.2110-6由于人员伤亡可承受的风险 RT=10-5,由于 R1RT,则不需进行雷电防护。为公共服务的公共设施的损失可承受的风险 R2=10-3,由于 R2RT，则不需进行雷电防护。文化遗产的损失可承受的风险 RT=10-3,由于 R3RT，则不需进行雷电防护。2.3 观测场雷击风险计算观测场为 16m20m，南面安装 11 根高 4m、间距 2m 的避雷针，东面、西面各安装 6 根高 4m、间距 2m 的避雷针，防止翻山侧击雷进入观测场。观测台高 21.2m，
14、距离观测场北面约 6m。西北方安装一高 22m 的避雷铁塔，以保护观测场。观测台地网、避雷铁塔地网与 23 根避雷针的地网联成一体，接地电阻为 0.37。观测场内的仪器安装了 SPD，进入值班室的线路均埋地引入。观测场附近土质量为红土壤，土壤电阻率为 47.9.m。避雷铁塔在观测场平面上的保护半径为 r01ro1=h(2hrh)= 22(24522)泰山气象站雷击风险评估=38.68(m)观测台在观测场平面上的保护半径为 r02Ro2=h(2hrh)= 21.2 (24521.2)=38.13(m)因此，观测场在避雷铁塔及观测台铁塔的保护范围内，观测场的直击雷防护措施已经满足现场需求。2.4
15、计算结果分析从以上的计算可以看出，泰山气象站综合业务楼现有的防雷装置满足人员伤亡导致的风险 R1RT 的要求，满足为公众服务的公共设施的损失可承受的风险 R2RT 的要求，文化遗产的损失可承受的风险 R3RT 的要求。观测场的雷击风险评估主要是为了保证观测场仪器设备免受直击雷和雷电感应的损害。观测场附近的避雷铁塔和观测台铁塔组成的防直击雷装置，基本保证观测场内仪器设备不被雷电直接击中；观测场内的仪器设备均安装了防雷装置，可有效的消除雷电感应的影响。3 评估结论及建议3.1 雷击风险评估结论泰山气象站综合业务楼现有的防雷装置基本可以满足避免人身伤亡及减少财产损失的要求。观测场的防直雷击装置基本保
16、证观测场的防直击雷的要求。3.2 建议对于综合业务楼及观测场，除应满足 GB5005794(2000 年版)中泰山气象站雷击风险评估所规定的第二类防雷建筑物的要求外，还需加强以下几方面的防护措施：（1）建筑物应具备完善的直击雷防护措施，有条件的情况下适当缩小避雷网格尺寸，以改善电磁环境；接地应严格采用共用接地系统，接地电阻小于 1。（2）建筑物内及进出建筑物的所有线缆均应穿金属管或金属线槽敷设，并将穿线管或线槽跨接后可靠接地，交叉敷设的管线应在交叉处做等电位连接。（3）建筑物内所有设施的金属外壳都应以最短的路径做等电位连接，有可能的情况下都做额外的多重互连；建筑物内部间隔一定距离宜预留等电位连
17、接端子箱，以备临时设备使用。（4）泰山日观峰空旷地带游客的雷电防护是一个非常突出的问题，目前很难有较好的保护措施，一般来说，主要采用躲避的措施。躲避可分为主动躲避和被动躲避，被动躲避就是在雷雨来临时，如无处躲避，可采取双脚并拢，就地蹲下等方法躲避。主动躲避就是采用预警装置，在雷电来临前及时向游客报警，提醒游客及早进入躲避处，避开雷电的袭击。目前该技术已经比较成熟，主要应用在军事领域、高尔夫球场和露天煤矿等不易安装防雷装置的场所。（5）开展防雷知识宣传以适当的方式开展防雷知识宣传活动，提高景区工作人员和游客的防雷意识。建议景区加强与气象站的联系与合作，开展泰山日观峰泰山气象站雷击风险评估灾害天气的预警预报，在雷雨来临时，利用广播、手机短信等传媒手段建议导游、游客采取有效的安全防护措施，如躲人有防雷装置的建筑物内，在旷野无法躲入有防雷装置的建筑物内时，不宜打伞，不宜把铁锹、羽毛球拍等金属物件扛在肩上，就近寻找一个沟谷或凹地躲避，不得已时就在平地上双脚并拢蹲下；尤其需要注意的是千万不要躲在树下。（6）定期检测维护新增加的防雷装置，应按照国家有关法律法规要求，经相关部门竣工验收；景区内的在用防雷装置，每年应定期进行防雷检测；相关人员应对防雷装置进行经常性的检测、维护和维修，及时排队安全隐患。