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要】分析一遭受過雷擊的單位（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，對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，簡述其防雷措施，并分析其改造后的風(fēng)險(xiǎn)。在經(jīng)過一個(gè)雷雨季節(jié)的考驗(yàn)后，驗(yàn)證該風(fēng)險(xiǎn)評估以及防雷改造工程的實(shí)際效果，提出一些在評估中注意的問題和發(fā)展方向。建筑電子信息系統(tǒng)防雷風(fēng)險(xiǎn)評估實(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，耐過電壓、過電流的能力差等致命弱點(diǎn)，一旦建

2、筑物受到直接雷擊或其附近發(fā)生雷擊，雷電過電壓、過電流和雷電電磁脈沖會通過供電線、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)評估。位于平坦地區(qū)的孤立建筑物的風(fēng)險(xiǎn)評估，有很多的實(shí)例可供評估者參考。對于非孤立的建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評估，在計(jì)算時(shí)需要考慮周圍建筑與地形對其的影響，因?yàn)檫@些因素

3、將會影響到對截收面積Ae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)評估，簡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)評估對方雷工程設(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HUB和一臺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)場勘察及防雷中心的檢測報(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)部有河流通過，上有架空高壓

4、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、誤動作及設(shè)備壽命下降，有以下幾個(gè)方面：1、該建筑遭受直擊雷襲擊所引起的損壞。2、附近相關(guān)的建筑物遭雷擊，雷電過電壓通過線路的傳導(dǎo)引入。3、雷電通過供電線路的感應(yīng)而引入系統(tǒng)電源導(dǎo)致設(shè)備損壞。4、雷電通過通信線路的感應(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)評估網(wǎng)絡(luò)中心在辦公樓二樓，辦公樓高7米，占地面積長3。米，寬8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Ng=1.8109次/年？（公里）2,

5、土壤電阻率p=100Qmo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)部只有無屏蔽的電纜。入戶電源線是埋地低壓電纜，進(jìn)線長度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：1 .損害類型及損害成因：1. 1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：不涉及文化及社會價(jià)值的物品損失。1 .2這些

6、損害的成因有：S1由直接雷電閃擊引致的接觸電壓或跨步電壓S2直接雷電閃擊引致著火或爆炸s3直接雷電閃擊下設(shè)備上的過電壓S4間接雷電閃擊下設(shè)備上的過電壓S5間接雷電閃擊下由過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)Nd=Ng?Ae（1）Nd為建筑物遭直接雷擊的年平均次數(shù)，Ng為大地年閃擊密度，Ae為建筑物有效截收面積。2.1.1 Ng=1.8109次/年？（公里）2,該值是由蘇州市2003年的閃電定位儀的監(jiān)測資料計(jì)算而來。2.1.2 計(jì)算Ae對于孤立的建筑物，等效截收面積Ae是由通過建筑物頂部并建筑物相接觸的一條斜率為1：3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

7、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>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=24.5mAe=30*8+7*3(8*2+30)+212兀/2+(30+7*3*2)(25-24.5)=1934.37m2=0.00193437km2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2 .2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

8、閃擊次數(shù)。Ni=Nn+Nk3 .2.1鄰近雷電閃擊次數(shù)Nn=Ng*Ag=1.8109*0.037306=0.675574354=0.0676次/年其中：Ag=30*8+2*(100*30)+2*(100*8)+兀*1002-Ae=37305.63m20.037306km2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50。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估算

9、。Nm=Ng*Am=1.8109*0.8213061.487次/年其中：Am=30*8+2*(500*30)+2*(500*8)+兀*5002-Ae0.821306km2Am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)生的電磁場可能通過與電子信息系統(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估算。4 .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、通訊線或信號線)Aak通過設(shè)

10、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)施的類型啟效截收面積(注1及注2)m2低壓架空電纜2000*L高壓架空電纜(至現(xiàn)場變電站)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(m),最大為500米。表2:通訊線路的有效截收面積數(shù)據(jù)線類型后效截收面積(注1及注2)m2架空信號線2000*L埋地信號線2*Ds*L無金屬鎧裝或無金屬芯線的光纖

11、電纜0注(1):L是線路從所考慮建筑物之網(wǎng)絡(luò)的個(gè)分支點(diǎn)或至相鄰建筑物的長度，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(Q-m),最大為500米。埋地低壓電源電纜的影響面積Ai為：Ai=2Ds(L-Ds)106=2*100(400-100)106=0.06km2低壓埋地電話線的影響面積A2為：A2=2Ds(L-Ds)10-6=2*100(600-100)106=0.1km2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架空信號線的影響面積A3為：A3=2000*L*10-6=2000*80*10-6=0.16km2則入戶設(shè)施的影響面積Ask為：Ask=A1+A2+A3

12、=0.32km2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兀/2+24.5(90+15*3*2)=33777m20.03378km2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*0.35378=0.641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4:不涉及文化及社會價(jià)值的物品損失對第四類損害，應(yīng)考慮S八S3、S4及S5損害成因。在考慮到所涉及的各種不同損害起因(S2及S3)后，計(jì)算直接雷擊引致的損害概率:Pf

13、d=Pt(P1+P2+P3+P4)=KtR'(K1P1'+K2P2'+K3P3'+K4P4')=0.9*10-310-2*0.05+10-2*0.05+1+1=0.0018009=1.8009*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*1=3.5063*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)備上的過電壓引起的損害概率。間接雷擊的損害次數(shù):Fi=

14、B+B'+C+E+E'+G式中：B=NnPtP3=0.0676*0.9*10-3*1=9.64*10-4B'=NmPtP2=1.487*0.9*10-3*10-2*0.05=6.69*10-7C=Pt(NiP3i+N2P32+N3P33)=0.9*10-3*(0.109*1+0.181*1+0.290*1)=5.22*10-4-2E=NnP3=0.0676*1=6.76*102E'=NmP2=1.487*10-2*0.05=7.39*10-4G=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-

15、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=10-3,6=1得出：Fa=RJS=10-3Fd=3.5063*10-3>10-3,Fi=1.01>10-3由于該建筑物已經(jīng)具有防直擊雷措施，可以通過為建筑物內(nèi)的電子信息系統(tǒng)安裝SPD,減小P3及P4,來降低Fd和Fio所涉及的各個(gè)份損害概率：Pt引發(fā)著火或爆炸的危險(xiǎn)火花放電的概率。P1金屬裝置上的危險(xiǎn)火花放電的概率。P2建筑物內(nèi)部電器裝置上危險(xiǎn)火花放電的概率。P3入戶設(shè)施上危險(xiǎn)火花放電的概率。P4入戶的外部導(dǎo)電部分（ECP）上危險(xiǎn)火花放電的

16、概率。相應(yīng)的P'與K值參照表3表6,其中P3'=PJ=1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自動化裝置2）0.6非易燃10-5應(yīng)急消防隊(duì)0.51）防火墻、防火門、防火地板、安全疏散路線。2）火警探測系統(tǒng)。表4:損害概率值P/=P2'建筑物類型Pi'=P2'磚、石或木（即非導(dǎo)電材料）且無LPS1間隔為10米至20米的鋼框架或鋼筋混凝土立柱或保0.1至0.2

17、護(hù)級別為m-IV級的LPS間隔為3米至6米的鋼框架或鋼筋混凝土立柱或保護(hù)級別為I-n級的lps0.05至0.08無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表5:與為了減小Pl'=P2'概率而采用的防護(hù)措施相關(guān)的Ki、K2(Ki=K2)值防護(hù)措施Ki及K2全部為無屏蔽電纜，無特殊的走項(xiàng)措施，未試圖避免構(gòu)成環(huán)路1米用屏蔽電纜或避免構(gòu)成環(huán)路10-1至10-2既米用屏蔽電纜又避免構(gòu)成環(huán)路10-2至10-3無金屬的光纜0注：1、考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，為了簡化，只取Ki的最大值。3、若在

18、同一內(nèi)部裝置上采用了/、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入口處尢預(yù)防措施1設(shè)施入口處安裝SPD10-3隔離艾壓器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10-1-10-3取決于屏敝層質(zhì)量、電纜數(shù)及長度無金屬的光纜0注：1、如果在同一個(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

19、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40X4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)防過電壓措施在配電房電力變壓器的低壓側(cè)電源輸出端，安裝德國菲尼克斯的產(chǎn)品作為第一級防雷保護(hù)，選用德國PHOENIXFLT35/3+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

20、高安全系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。為了更好的抑制感應(yīng)過電壓和降低后級殘壓，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-MS320單元(4片)，提供第二級的保護(hù)，共有4套。因考慮電網(wǎng)波動問題，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過電壓保護(hù)器：在計(jì)算機(jī)機(jī)房二樓電腦室UPS前端安裝單相過電壓保護(hù)器，產(chǎn)品型號為PT2-PE/S-230AC。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的防過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) 、雷電通過通信線路(如DDN、幀中繼、X.25等專線

21、)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)過電壓造成損壞。3) 、雷電通過供電線路的感應(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)型號的過電壓保護(hù)器，產(chǎn)品型號為：RJ45-24E共3臺，ISDN專線共4條，產(chǎn)品型號為RJ45-ISDN/4S，共4臺，在ADSLMODEM前端加裝一臺RJ45-ADSL/4S信號浪涌吸收裝置。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

22、交換設(shè)備的防過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)生的過電壓、過電流通過電話線路入侵室內(nèi)設(shè)備，從而損壞室內(nèi)設(shè)備。電腦室內(nèi)配線架無保安單元，本次工程在程控電話線的外線引入端加裝信號過電壓保護(hù)器，產(chǎn)品型號為：LSA10G-230。四、經(jīng)過防雷改造后的風(fēng)險(xiǎn)評估通過以上的防雷工程改造措施，減小了感應(yīng)過電壓與傳導(dǎo)過電壓的損害概率。電源系統(tǒng)的三級過電壓保護(hù)降低了過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)備的信號線加裝的SPD降低了過電壓從信號線侵入的風(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

23、，是雷電流更好的通過大地釋放。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。但防雷畢竟不是萬無一失的，我們只能盡量的降低其危險(xiǎn)，下面對改造后的計(jì)算機(jī)中心進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，看他達(dá)到了一個(gè)什么樣的安全度。經(jīng)過防感應(yīng)雷設(shè)計(jì)與施工后的風(fēng)險(xiǎn)評估1)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+10-2*0.05+10-3+10-3=2.3*10-6Pod=1-(1-P2)(1-P3)=1-(1-0.0005)(1-10-3)=1.5*

24、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*10-62)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*10-3=9.64*10-7B，=NmPtP2=1.487*0.9*10-3*10-2*0.05=6.69*10-7C=Pt(N1P31+N2P32+N3P33)=0.9*10-3*(0.109*10-3+0.181*10-3+0.290*10-3)=5.22*10-7E=NnP3=0

25、.0676*10-3=6.76*10-5E'=NmP2=1.487*10-2*0.05=7.39*10-4G=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*10-35.258*10-6間接雷擊的損害次數(shù)0.64981.39*10-3可以看出防雷工程的改造效果是很顯著的，P3、P4對風(fēng)險(xiǎn)值的影響是信息系統(tǒng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估中的主要因

26、素，這兩個(gè)概率比其他概率值要高數(shù)個(gè)數(shù)量級，加裝SPD對概率P1、p2沒有影響，但卻在很大的程度上減小了P3、P4?？梢钥闯?，建筑物內(nèi)的電子信息系統(tǒng)的雷擊損害主要來自于入戶設(shè)施的過電壓引入，所以最主要的措施就是對入戶設(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16KAo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)600-99

27、938296715.99817305112225.011000-19991074615336.5278718597221.662000-299956227818.626428572716.203000-39993984711.224924653811.994000-4999261276.44319123317.385000-5999121133.10244162605.796000-699991102.39153101633.637000-79996061.43883912.038000-89998192.15643671.499000-99991010.24571581.29>1000

28、08081.9115261583.52合計(jì)310109419100.0038156724487100.00由于沒有2004年的閃電定位儀資料，現(xiàn)無法統(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)過雷擊事故。五、評估中的幾個(gè)問題和發(fā)展的方向在風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算重的幾個(gè)問題：1）、關(guān)于年平均雷擊大地密度的取值問題GB50057-94中，年平均雷擊大地密度Ng是采用公式Ng=0.024Td1.3來計(jì)算。在IEC61024-1-1中采用Ng=0.04Td1.25來計(jì)算。可以看出，兩者有著很大的區(qū)別，使用那個(gè)更為準(zhǔn)確呢？我認(rèn)為使用雷暴日來計(jì)算年平均雷擊大地密度是不合理的

29、，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)寫出來的。取得數(shù)據(jù)的地區(qū)不同，統(tǒng)計(jì)出來的經(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)地區(qū)有相同的雷暴日數(shù)，雷擊密度也會有差異，而且差異會很大。所以不適用于廣大的不同地區(qū)。3、最根本的問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

30、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)慣于把跟雷電活動相伴的天氣稱作雷暴。全國自然科學(xué)名詞審定委員會新近（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和陣性降水的局地風(fēng)暴：在地面觀測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日叫做雷暴日。閃電定位儀問世以來，特別是組建起閃電探測網(wǎng)的國家和

31、地區(qū)，往往利用閃電探測網(wǎng)取得的閃電資料，作為判斷有無雷暴及其伴隨天氣現(xiàn)象的重要資料之一。HSSW96與HSSW97對雷暴日的定義：（1）無雷暴日：在12402340UTC期間，ANETZ各站無近距離閃電報(bào)告；（2）雷暴日：在12402340UTC期間，至少有一個(gè)ANETZ站有近距離閃電報(bào)告。美國和許多歐洲國家安裝了閃電探測儀，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)，在邊長為47km的網(wǎng)格中，出現(xiàn)兩個(gè)或更多云地閃電，才作為出現(xiàn)一次雷暴。使用雷暴日來計(jì)算雷擊密度是不合理的。在有雷電監(jiān)測設(shè)備的地區(qū)，不應(yīng)使用雷暴日來計(jì)算雷擊密度，應(yīng)使用雷電監(jiān)測資料來計(jì)算雷擊密度，

32、Ng二年雷擊次數(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)或信號線）；通過設(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)。通過前面的計(jì)算可以看出，對于現(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)線長度及土壤電阻率Ds密切相關(guān)。進(jìn)線長度越長，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)。3）、關(guān)于建筑物周圍大地的

33、年平均雷擊次數(shù)Am。N n、 Nm 以及建筑物周圍大地的截收面積Ag、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（即每側(cè)的截收面積寬度為3h）。而在國標(biāo)中采用的是滾球法，滾求半徑的選取是個(gè)問題，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其的影響。在實(shí)際中，城市內(nèi)建筑

34、物的密度比較大，所以這個(gè)問題是不可忽視的。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燃壍姆览捉ㄖ褂貌煌臐L球半徑，在這里這個(gè)效率E是有實(shí)際價(jià)值的。對于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)評估中，計(jì)算所需要的防護(hù)效率E是沒有實(shí)際價(jià)值的。在一些關(guān)于電子信息系統(tǒng)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估的文章中，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)對雷電電磁脈沖的防護(hù)等級，根據(jù)不同的等級選擇相對應(yīng)的防護(hù)措施。這些相應(yīng)的

35、防護(hù)措施對于電子系統(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)過雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估后，針對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)算經(jīng)過該防護(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)評估的發(fā)展方向：1）、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)揮用戶的評估主體作用，可以相對較靈活的選擇風(fēng)險(xiǎn)偏好度。2）、調(diào)整評估體系，使評估體系清晰化、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。3）、評估參數(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)