雷電危險(xiǎn)度等級(jí)

1、雷電危險(xiǎn)度等級(jí)Criterionoflighting-harmdegreeratings目次引言ii1范圍12術(shù)語(yǔ)和定義、縮略語(yǔ)12.1 術(shù)語(yǔ)和定義1雷電危險(xiǎn)度等級(jí)lighting-harmdegreegrade1隸屬度membershipdegree12.2 縮略語(yǔ)23雷電危險(xiǎn)度等級(jí)劃分28 雷電危險(xiǎn)度因子及分級(jí)方法28 雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)28 雷電危險(xiǎn)度等級(jí)劃分2附錄A（規(guī)范性附錄）雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)計(jì)算方法4A.1雷電危險(xiǎn)度因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)4A.2計(jì)算單因子雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的隸屬度和權(quán)重5A.3進(jìn)行模糊矩陣復(fù)合運(yùn)算，求出雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)7雷電災(zāi)害被聯(lián)合國(guó)有關(guān)組織定為十種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，

2、被國(guó)際電工委員會(huì)稱(chēng)為電子時(shí)代的一大公害。我國(guó)雷電災(zāi)害十分嚴(yán)重。目前全國(guó)對(duì)雷電危害程度等級(jí)預(yù)報(bào)還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不便于人們做好雷電災(zāi)害的防御工作。因此，制定一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可減免因沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，致使防范不當(dāng)，給人們生命財(cái)產(chǎn)造成的巨大損失。隨著器測(cè)雷電監(jiān)測(cè)資料的積累，雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的研究和預(yù)報(bào)成為可能。但雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的劃分非常復(fù)雜，與地形、地質(zhì)、氣象、宇宙射線(xiàn)、工業(yè)污染、防御水平等諸多因素有關(guān)，隨機(jī)性大，加之監(jiān)測(cè)的雷電要素不全，因此，從迄今對(duì)雷電的認(rèn)識(shí)和目前的技術(shù)水平，宜應(yīng)用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)解決這一問(wèn)題。隨著技術(shù)的發(fā)展和新的雷電監(jiān)測(cè)要素的出現(xiàn)，本標(biāo)準(zhǔn)常需適時(shí)進(jìn)行修訂。雷電危險(xiǎn)度等級(jí)1范圍本標(biāo)準(zhǔn)

3、規(guī)定了我國(guó)雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的劃分方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于地閃引起的直擊雷擊對(duì)人、建筑物的危險(xiǎn)度等級(jí)及接觸電壓和旁側(cè)閃擊對(duì)人的危險(xiǎn)度等級(jí)預(yù)報(bào)和雷災(zāi)評(píng)估。2術(shù)語(yǔ)和定義、縮略語(yǔ)術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)、定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。直擊雷directlightningflash閃電直接擊在建筑物、其它物體、大地或防雷裝置上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力者。接觸電壓touchvoltage人的身體直接接觸到被雷電擊中的物體（如引下線(xiàn)、大樹(shù)），這時(shí)接觸點(diǎn)與地之間的電壓。旁側(cè)閃擊nearbylightningstrike人在落雷點(diǎn)附近，雷電流通過(guò)被雷擊中物體產(chǎn)生的高電壓，擊穿人與被擊物體之間的空氣，閃擊到人身上。地閃cloudtog

4、roundlighting云中電荷對(duì)地的放電。雷電強(qiáng)度lightingintension帶電云體對(duì)地放電的電流大小，即在閃電回?fù)敉ǖ纼?nèi)流過(guò)的最大電流值，單位：千安培（KA）。雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)lighting-harmdegreegradeindex帶電云體對(duì)地產(chǎn)生雷擊后的潛在危害程度的綜合指標(biāo)。2.1.7雷電危險(xiǎn)度等級(jí)lighting-harmdegreegrade帶電云體對(duì)地放電后1小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生潛在危害程度的級(jí)別，通常是根據(jù)雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)的大小來(lái)確定。雷電危險(xiǎn)度因子lighting-harmdegreefactor度量雷電危險(xiǎn)度的因子。隸屬度membershipdegree某種判決的信度

5、。2.1.10權(quán)重weights各項(xiàng)指標(biāo)在總體中的地位或份量?？s略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本標(biāo)準(zhǔn)。LF縣地域范圍內(nèi)一小時(shí)內(nèi)的地閃數(shù)目。單位：個(gè)/hLI縣地域范圍內(nèi)一小時(shí)內(nèi)的最大雷電流值。單位：kA3雷電危險(xiǎn)度等級(jí)劃分雷電危險(xiǎn)度因子及分級(jí)方法本標(biāo)準(zhǔn)選用LF、LI作為雷電危險(xiǎn)度因子，附錄A給出了雷電危險(xiǎn)度因子分級(jí)方法。雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)的計(jì)算方法見(jiàn)附錄Ao綜合指數(shù)最大值所在的級(jí)別即為雷電危險(xiǎn)度等級(jí)。當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)相等的最大值時(shí)，取與次大值最貼近的最大值所在的級(jí)別為雷電危險(xiǎn)度等級(jí)。示例：若雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)為0.450.250.000.75,則雷電危險(xiǎn)度等級(jí)為4級(jí)，若雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)為（0

6、.450.450.250.00,則雷電危險(xiǎn)度等級(jí)為2級(jí)，若雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)為0.450.450.000.25,則雷電危險(xiǎn)度等級(jí)為2級(jí)，若雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)為0.000.450.450.25,則雷電危險(xiǎn)度等級(jí)為3級(jí)。雷電危險(xiǎn)度等級(jí)劃分單站（縣域范圍）雷電危險(xiǎn)度等級(jí)劃分表1給出了單站雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的劃分和描述，將雷電危險(xiǎn)度等級(jí)分為四個(gè)級(jí)別。表1雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的劃分和描述級(jí)別名稱(chēng)危險(xiǎn)程度一級(jí)弱雷電輕度二級(jí)中等雷電中度三級(jí)強(qiáng)雷電高四級(jí)特強(qiáng)雷電極高區(qū)域雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的劃分區(qū)域雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的劃分，以雷電危險(xiǎn)度出現(xiàn)的站數(shù)及等級(jí)為基礎(chǔ)，分為輕度、中度、高和極高四個(gè)等級(jí)。劃分等級(jí)時(shí)，極高優(yōu)先于高，高優(yōu)先于中

7、度，中度優(yōu)先于輕度。區(qū)域輕度雷電危險(xiǎn)度區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)輕度及以上等級(jí)雷電危險(xiǎn)度的站數(shù)大于等于該區(qū)域總站數(shù)的25%或區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)較高及以上等級(jí)雷電危險(xiǎn)度的站數(shù)達(dá)到該區(qū)域總站數(shù)的20%,25%）;或區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)高雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的站數(shù)達(dá)到該區(qū)域總站數(shù)的10%,20%）;或區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)極高雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的站數(shù)達(dá)到該區(qū)域總站數(shù)的5%,10%）。區(qū)域中度雷電危險(xiǎn)度區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)中度及以上等級(jí)雷電危險(xiǎn)度的站數(shù)大于等于該區(qū)域總站數(shù)的25%或區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)高雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的站數(shù)達(dá)到該區(qū)域總站數(shù)的20%,25%）;或區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)極高雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的站數(shù)達(dá)到該區(qū)域總站數(shù)的10%,20%）。區(qū)域高雷電危險(xiǎn)度區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)高及以上等級(jí)雷電危險(xiǎn)度

8、的站數(shù)大于等于該區(qū)域總站數(shù)的25%或區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)極高雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的站數(shù)達(dá)到該區(qū)域總站數(shù)的20%,25%）。區(qū)域極高雷電危險(xiǎn)度25%區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)極高雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的站數(shù)大于等于該區(qū)域總站數(shù)的附錄A（規(guī)范性附錄）雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)計(jì)算方法A.1雷電危險(xiǎn)度因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A.1.1確定因子分級(jí)的上下限統(tǒng)計(jì)全省縣地域范圍內(nèi)五年以上雷電器測(cè)資料中每小時(shí)的L林口LI,繪制各因子的累計(jì)頻數(shù)分布圖，各因子分級(jí)的下限值為0,上限值取累方t頻數(shù)等于98%所對(duì)應(yīng)的因子值”。示例1:圖A.1和圖A.2為江西省縣域內(nèi)最近5年的LF和LI累計(jì)頻數(shù)分布圖，圖中可看出LF的上限值為370個(gè)/h,LI的上限值為77KA100%98%

9、90%l%l%oo87數(shù)頻計(jì)累l%l%Qo65圖A.1江西省縣域范圍一小時(shí)閃擊次數(shù)累計(jì)頻數(shù)分布圖100%98%90%率概計(jì)累o%)%80700/60)%50400/)%30)%20o%54dio4di62di2didi8984654282463296LI圖A.2江西省縣域范圍內(nèi)一小時(shí)最大雷電流強(qiáng)度累計(jì)頻數(shù)分布圖A.1.2因子區(qū)間劃分注2個(gè)因子的累計(jì)頻數(shù)等于1）PLFPLI因子的累計(jì)頻數(shù)到98%后，因子的離散度很大，且為小概率事件，所以將98%所對(duì)應(yīng)的因子值作為因子分級(jí)的上限值。對(duì)各因子分級(jí)的上下限范圍等間隔劃分為4級(jí)，Ei、巳、曰、曰為分級(jí)臨界值。示例2:根據(jù)圖A.1和圖A.2,求出江西省各單

10、因子的分級(jí)臨界值，所得結(jié)果見(jiàn)表A.1o表A.1各單因子分級(jí)臨界值危險(xiǎn)度因子E1E2E3E4LF92.5185277.5370LI19.2538.557.7577A.2計(jì)算單因子雷電危險(xiǎn)度等級(jí)的隸屬度和權(quán)重A.2.1作出各單因子對(duì)每級(jí)隸屬度的函數(shù)，求出隸屬度，組成模糊矩陣RA.2.1.1建立各因子隸屬度函數(shù)隸屬度函數(shù)公式：y=mx+b(A.1)y為隸屬度，x為雷電危險(xiǎn)度因子預(yù)報(bào)值，m,b為常數(shù)，且m#0用函數(shù)特征點(diǎn)值(0,0)(巳1)(E,0),(Ei,0)(E2,1)(E3,0),(E2,0)(E3,1)(E4,0),(日0)(E%1),使用一次線(xiàn)性函數(shù)的求解方法，分別求出各因子各級(jí)別線(xiàn)性函數(shù)

11、的各級(jí)別的隸屬度函數(shù)。各因子四個(gè)級(jí)別的隸屬度函數(shù)公式如下：一級(jí)y1=11xE1(x-E2)E1x二E10:二x:二日A.2)m和b值，將其代入(A.1)式，可得出各因子x=E2y2=IE11(x-E1)E1:二x：:E2A.3)E1(x-E3)E2:二x_E3x=E3四級(jí)y3=E11(x-E2)E2:：x:二E3A.4)-三一)E3：:x<E4y4=11(x-E3)E10E3:二x:二E4x=E3A.5)示例1:根據(jù)公式(A.2)(A.5),利用表A.1提供的各因子臨界值資料，分別作出江西省各危險(xiǎn)度因子四個(gè)級(jí)別的隸屬度函數(shù)。1x=92.51LF一級(jí)y1=x0：:x：:92.592.5-(

12、x-185)92.5：:x-18592.5LF二級(jí)2=11(x-92.5)92.51(x-277.5)92.5LF三級(jí)3=92.51-92.5(x-185)(x-370)LF四級(jí)4=11熱屋25)0x=18592.5：:x：:185185:二x<277.5x=277.5185:二x：:277.5277.5：x<370x_370277.5:二x<370x=277.5LI四個(gè)級(jí)別的隸屬度函數(shù)LI一級(jí)y1=J1x19.251-(x-38.5)19.25x=19.250：x：19.2519.25:x<38.5LI二級(jí)11y2=(x-19.25)19.251(x-57.75)19

13、.25LI三級(jí)LI四級(jí)1.1y3=(x-38.5)19.251、(x-77)19.2511y4=(x-57.75)19.250x=38.519.25:二x：38.538.5：x<57.75x=57.7538.5:二x：:57.7557.75：:x<77x>7757.75：:x：:77x=57.75示例2:某年7月15日預(yù)報(bào)南昌市未來(lái)兩小時(shí)內(nèi)將出現(xiàn)一小時(shí)閃擊100KA的雷電A.2.1.2根據(jù)x求出隸屬度y,組成模米矩陣RC(雷電危險(xiǎn)度因子預(yù)報(bào)值)y1y2y3y4LFx=800.860.000.000.00LIx=1000.000.000.001.00天氣。根據(jù)示例2的隸屬度函數(shù)

14、，求出各因子的各級(jí)隸屬度，所得結(jié)果見(jiàn)表80次，且一小時(shí)內(nèi)最大雷電流為A.2。表A.2各因子的隸屬度0.860.000.000.00表A.2中yi(i=1,2,3,4)組成的模糊矩陣R="、0.000.000.001.00:A.2.2計(jì)算各因子的權(quán)重，組成模糊矩陣AA.2.2.1計(jì)算各因子的權(quán)重權(quán)重的計(jì)算公式為：Wi=CSi(A.6)Ci為雷電危險(xiǎn)度因子預(yù)報(bào)值，Si為與Ci對(duì)應(yīng)的雷電危險(xiǎn)度因子各級(jí)臨界值的平均值，W越大對(duì)總體雷電危險(xiǎn)度影響越大。示例3:根據(jù)表A.1和表A.2,計(jì)算江西省各因子的權(quán)重先計(jì)算Si=231.25Sf=192.5185277.53704_1_Sli=19.25-

15、+38.5+57.75+77J=48.125再根據(jù)公式(A.6)計(jì)算WiWLF=80/231.25=0.35WLI=100/48.125=2.08A.2.2.2權(quán)重的歸一化處理，組成模糊矩陣A2權(quán)重歸一化處理公式為：Wi=Wi/£Wi(A.7)i4示例4:根據(jù)公式(B.7),對(duì)示例3計(jì)算的各因子的Wi進(jìn)行歸一化處理，并組成模糊矩陣AoWlf=0.35/(0.35+2.08)=0.35/2.43=0.14WLI=2.08/(0.35+2.43)=2.08/2.43=0.86則人=*140.86)A.3進(jìn)行模糊矩陣復(fù)合運(yùn)算，求出雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)雷電危險(xiǎn)度綜合指數(shù)公式：A_c：)R=W1W2O廣ryny12y13y14Jy21y22y23y24(A.8)=U1U2U3U4式中，Ui=(W1Ayi)V(W2Ayz),i=1,2,3,4,其中“A”和“V”分別為最小和最大值運(yùn)算。U1、U2、U