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摘要：从日月山变电站的地理位置、重要性、实用性质以及发生雷电事故的可能性和后果，依据有关标准进行分析和评估，得出了该场所由雷击可能导致损害的三种风险，从而提出了有效的防雷指导意见，为降低和减少雷击风险直到了一定作用。
关键词：变电站；雷击风险；评估方法
1、建（构）筑物概况
青海省日月山变电站是西宁～日月山～格尔木750kV输变电工程中第二落点，工程内容包括主变电区建设和主控通信楼建设。
2、湟中县雷电监测及雷电灾害情况
2010年湟中县地闪主要出现在6—9月份，占全年地闪次数的96.8%。从日变化看，2010年度地闪主要出现在15时—23时。
据不完全统计，1997-2010年湟中县共发生雷电灾害的起数为14起，造成3人死亡2人受伤，湟中县因雷灾造成办公电子电器设备受损14件，家用电子电器设备受损24件，雷灾事故共造成直接经济损失约137.43万元。从发生雷灾事故的行业来分析，雷灾事故主要发生在农牧业和石油化工行业，其次为电力行业等。
3、数据采集与分析
3.1 地理位置参数。本评估采用GPS定位仪在项目所在采集的地理位置参数：中心位置：36°30′～36°36′、东经101°30′～101°32′；海拔高度：2460.9～2708.3m。
3.2区域雷电活动规律。虽然雷暴日不能准确表征地面落雷的频繁程度，但可一定程度上反映指定区域雷电活动规律，因此，可以通过分析多年雷暴日数据，得出该区域的雷电活动规律。
湟中县30年（1971年～2000年）雷暴日累计资料表明：湟中县30年平均雷暴日为38.1天，最早雷暴初日为3月19日，最昨雷暴终日为10月30日。
通过对湟中县的闪电监测网监测数据的统计发现，3年平均雷暴日数为56天。由于人工观测资料的局限性，本评估报告中采用闪电监测网监测的雷暴日数进行雷擊风险评估。
3.3 地质情况。工程地质情况：本工程场地为Ⅲ级自重型湿陷性黄土，湿陷土层厚度4.5～16m。
4、雷电风险计算、分析与评估
4.1 雷击风险分析。根据以上特性，主控楼由雷击可能导致损害的风险有三类。
（1）雷击导致实体损害的风险分量：雷电直接击中建（构）筑物引起火灾或爆炸导致财产损失风险（RB）；雷电击在入户线路上，在建（构）筑物在入口处与其他金属部件产生危险火花放电引发火灾或爆炸导致财产损失风险（RV）。
（2）雷击导致活体损害风险分量：雷电直接击中建（构）筑物，在建（构）筑物3m以内的接触和跨步电压造成的人身伤亡风险（RA）；雷电击在入户线路上侵入建（构）筑物内因接触电压造成的人身伤亡风险（RU）。
（3）雷击导致内部系统失效的风险分量：雷电击中评估对象附近，设备因雷电电磁脉冲导致内部系统失效的风险（RM）；雷电击在入户线路，过电流引入引起内部系统失效的风险（RU）；雷电击在入户公共设施，过电流引入造成内部系统失效的风险（RV）；入户线路中感应雷电过电压引起的内部系统失效的风险（RW）；与入户线路中存在并导入建筑物的感应过电压引起的内部系统失效的风险（RZ）。
4.2 主控楼雷击风险计算
（1）主控楼的闪电截收面积：
=4474.959（m2）
（2）低压电缆的截收闪电面积：
=2112.22（m2）
（3）控制电缆的截收闪电面积：
=2112.22（m2）
4.3主控楼及设施年平均雷击次数
（1）主控楼年平均雷击次数：
=6.26×10-3（次/年）
（2）低压电缆的雷击次数：
=5.91×10-4（次/年）
（3）控制电缆的雷击次数：
=5.91×10-4（次/年）
4.4 雷击风险分量计算
①分量RA
=6.26×10-11
② 分量RB
=5.91×10-8
③ 分量RU
=2.30×10-9
④ 分量RV
=2.30×10-9
4.5 损失风险总量
由雷击造成的人员生命损失风险总量
=6.38×10-8
5、雷击损失风险结果
由以上评估计算得日月山750KV变电站的主控楼雷击人员损失风险和变电设备区的雷击的雷击人员损失风险与公众服务设施损失风险见下表：
表10 日月山750KV变电站主控楼雷击风险量汇总表
6、评价结论
根据设计规划和实际需求，对其中变电站内主控楼子项目进行了评估。主控楼第二类防雷建（构）筑物设计安装了防雷装置。符合规范要求。
因变电设备区雷击人员伤亡损失风险较高（接近10-5量级），工程投入使用以后，对变电区内设备的维护和检测过程中，若遇雷暴天气，建议维护检修人员立即撤离变电设备区，进入雷击风险较低的主控楼内。
7、确定防护级别
（1）允许承受的风险值比较见表1
表-1 风险计算结果与风险典型值比较表
三种类型的风险值都大于允许承受的风险典型值。
（2）防雷装置拦截效率E[3]的计算：E=1-RT/R
ES=1- RT/RS=0.99； ES>0.98；为A级
EF=1- RT/RF=0.99； EF>0.98；为A级
EI=1- RT/RI=0.96； 0.95< EI≤0.98；为B级 从上面的风险量化及风险估算结论可以看出，主控楼雷击风险来自遭受直接雷击，直接雷击引起的活体伤害风险、实体伤害风险、内部系统失效风险仍然超过能接受的容许值RT=10-5和RT=10-3。为了安全应选择防护效率最高的级别A级。因此，建议主控楼按照一类防雷防护，除有完善的直击雷防护装置外，应采取良好的分流和均压措施。所有生产和测量、控制设备的电源系统应加装三级SPD，通信系统安装信号SPD保护。
8、技术性要求
①人员进入雷电综合防护的机房，严禁同时直接接触墙体（含屏蔽层、金属门窗、水暖管线等）与设备。需要接触设备时，必须（特别是在雷击正在发生时）采取穿绝缘胶鞋或在地面铺垫绝缘胶等绝缘措施。
②防雷装置[4]每年应当接受当地防雷检测机构的检测（易燃易爆场所的维护周期为半年），应在每年的雷雨季节前进行一次全面检测。
③测试接地电阻，测试值大于规定时，应检查接地装置和土壤条件，找出变化原因，并采取有效措施进行整改。
④防雷装置使用单位自检时，应检查避雷带（网）引下线、避雷针的腐蚀情况及机械损伤，包括由雷击放电所造成的损伤。若有损伤，应及时修复；锈蚀部位超过截面三分之一时，应更换。
⑤检查各类SPD[4]（电涌保护器）的运用质量，有故障指示、接触不良、漏电流过大、发热、绝缘不良、积尘等情况时应及时处理。
9、结语
雷击风险评估是防雷设计和施工工作之前最重要的环节，必须同防雷设计一样，作为业务工作来实行，这样才能使防雷工程建设立于科学基础之上，真正做到安全可靠、技术先进和经济合理。随着科学技术的不断发展，应紧密结合当地的实际情况，利用闪电预警资料，不断完善评估方法，最大限度地防止和減少雷电灾害给经济建设和人民生命财产带来的损失。
参考文献：
[1] 国家技术监督局，中华人民共和国建设部：林维勇《建筑物防雷设计规范》GB50057-2012年版，北京：人民出版社，2001
[2] 黄智慧，杨少杰等。雷电防护第2部分：《风险管理》。北京：中国标准出版社，2004
[3] 中华人民共和国建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫局。王德言，李雪佩等。《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004. 北京：中国建筑工业出版社，2004
[4] 苏邦礼，崔秉球等。《雷电与避雷工程》.广州：中山大学出版社，1996
关键词：变电站；雷击风险；评估方法
1、建（构）筑物概况
青海省日月山变电站是西宁～日月山～格尔木750kV输变电工程中第二落点，工程内容包括主变电区建设和主控通信楼建设。
2、湟中县雷电监测及雷电灾害情况
2010年湟中县地闪主要出现在6—9月份，占全年地闪次数的96.8%。从日变化看，2010年度地闪主要出现在15时—23时。
据不完全统计，1997-2010年湟中县共发生雷电灾害的起数为14起，造成3人死亡2人受伤，湟中县因雷灾造成办公电子电器设备受损14件，家用电子电器设备受损24件，雷灾事故共造成直接经济损失约137.43万元。从发生雷灾事故的行业来分析，雷灾事故主要发生在农牧业和石油化工行业，其次为电力行业等。
3、数据采集与分析
3.1 地理位置参数。本评估采用GPS定位仪在项目所在采集的地理位置参数：中心位置：36°30′～36°36′、东经101°30′～101°32′；海拔高度：2460.9～2708.3m。
3.2区域雷电活动规律。虽然雷暴日不能准确表征地面落雷的频繁程度，但可一定程度上反映指定区域雷电活动规律，因此，可以通过分析多年雷暴日数据，得出该区域的雷电活动规律。
湟中县30年（1971年～2000年）雷暴日累计资料表明：湟中县30年平均雷暴日为38.1天，最早雷暴初日为3月19日，最昨雷暴终日为10月30日。
通过对湟中县的闪电监测网监测数据的统计发现，3年平均雷暴日数为56天。由于人工观测资料的局限性，本评估报告中采用闪电监测网监测的雷暴日数进行雷擊风险评估。
3.3 地质情况。工程地质情况：本工程场地为Ⅲ级自重型湿陷性黄土，湿陷土层厚度4.5～16m。
4、雷电风险计算、分析与评估
4.1 雷击风险分析。根据以上特性，主控楼由雷击可能导致损害的风险有三类。
（1）雷击导致实体损害的风险分量：雷电直接击中建（构）筑物引起火灾或爆炸导致财产损失风险（RB）；雷电击在入户线路上，在建（构）筑物在入口处与其他金属部件产生危险火花放电引发火灾或爆炸导致财产损失风险（RV）。
（2）雷击导致活体损害风险分量：雷电直接击中建（构）筑物，在建（构）筑物3m以内的接触和跨步电压造成的人身伤亡风险（RA）；雷电击在入户线路上侵入建（构）筑物内因接触电压造成的人身伤亡风险（RU）。
（3）雷击导致内部系统失效的风险分量：雷电击中评估对象附近，设备因雷电电磁脉冲导致内部系统失效的风险（RM）；雷电击在入户线路，过电流引入引起内部系统失效的风险（RU）；雷电击在入户公共设施，过电流引入造成内部系统失效的风险（RV）；入户线路中感应雷电过电压引起的内部系统失效的风险（RW）；与入户线路中存在并导入建筑物的感应过电压引起的内部系统失效的风险（RZ）。
4.2 主控楼雷击风险计算
（1）主控楼的闪电截收面积：
=4474.959（m2）
（2）低压电缆的截收闪电面积：
=2112.22（m2）
（3）控制电缆的截收闪电面积：
=2112.22（m2）
4.3主控楼及设施年平均雷击次数
（1）主控楼年平均雷击次数：
=6.26×10-3（次/年）
（2）低压电缆的雷击次数：
=5.91×10-4（次/年）
（3）控制电缆的雷击次数：
=5.91×10-4（次/年）
4.4 雷击风险分量计算
①分量RA
=6.26×10-11
② 分量RB
=5.91×10-8
③ 分量RU
=2.30×10-9
④ 分量RV
=2.30×10-9
4.5 损失风险总量
由雷击造成的人员生命损失风险总量
=6.38×10-8
5、雷击损失风险结果
由以上评估计算得日月山750KV变电站的主控楼雷击人员损失风险和变电设备区的雷击的雷击人员损失风险与公众服务设施损失风险见下表：
表10 日月山750KV变电站主控楼雷击风险量汇总表
6、评价结论
根据设计规划和实际需求，对其中变电站内主控楼子项目进行了评估。主控楼第二类防雷建（构）筑物设计安装了防雷装置。符合规范要求。
因变电设备区雷击人员伤亡损失风险较高（接近10-5量级），工程投入使用以后，对变电区内设备的维护和检测过程中，若遇雷暴天气，建议维护检修人员立即撤离变电设备区，进入雷击风险较低的主控楼内。
7、确定防护级别
（1）允许承受的风险值比较见表1
表-1 风险计算结果与风险典型值比较表
三种类型的风险值都大于允许承受的风险典型值。
（2）防雷装置拦截效率E[3]的计算：E=1-RT/R
ES=1- RT/RS=0.99； ES>0.98；为A级
EF=1- RT/RF=0.99； EF>0.98；为A级
EI=1- RT/RI=0.96； 0.95< EI≤0.98；为B级 从上面的风险量化及风险估算结论可以看出，主控楼雷击风险来自遭受直接雷击，直接雷击引起的活体伤害风险、实体伤害风险、内部系统失效风险仍然超过能接受的容许值RT=10-5和RT=10-3。为了安全应选择防护效率最高的级别A级。因此，建议主控楼按照一类防雷防护，除有完善的直击雷防护装置外，应采取良好的分流和均压措施。所有生产和测量、控制设备的电源系统应加装三级SPD，通信系统安装信号SPD保护。
8、技术性要求
①人员进入雷电综合防护的机房，严禁同时直接接触墙体（含屏蔽层、金属门窗、水暖管线等）与设备。需要接触设备时，必须（特别是在雷击正在发生时）采取穿绝缘胶鞋或在地面铺垫绝缘胶等绝缘措施。
②防雷装置[4]每年应当接受当地防雷检测机构的检测（易燃易爆场所的维护周期为半年），应在每年的雷雨季节前进行一次全面检测。
③测试接地电阻，测试值大于规定时，应检查接地装置和土壤条件，找出变化原因，并采取有效措施进行整改。
④防雷装置使用单位自检时，应检查避雷带（网）引下线、避雷针的腐蚀情况及机械损伤，包括由雷击放电所造成的损伤。若有损伤，应及时修复；锈蚀部位超过截面三分之一时，应更换。
⑤检查各类SPD[4]（电涌保护器）的运用质量，有故障指示、接触不良、漏电流过大、发热、绝缘不良、积尘等情况时应及时处理。
9、结语
雷击风险评估是防雷设计和施工工作之前最重要的环节，必须同防雷设计一样，作为业务工作来实行，这样才能使防雷工程建设立于科学基础之上，真正做到安全可靠、技术先进和经济合理。随着科学技术的不断发展，应紧密结合当地的实际情况，利用闪电预警资料，不断完善评估方法，最大限度地防止和減少雷电灾害给经济建设和人民生命财产带来的损失。
参考文献：
[1] 国家技术监督局，中华人民共和国建设部：林维勇《建筑物防雷设计规范》GB50057-2012年版，北京：人民出版社，2001
[2] 黄智慧，杨少杰等。雷电防护第2部分：《风险管理》。北京：中国标准出版社，2004
[3] 中华人民共和国建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫局。王德言，李雪佩等。《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004. 北京：中国建筑工业出版社，2004
[4] 苏邦礼，崔秉球等。《雷电与避雷工程》.广州：中山大学出版社，1996