浅析雷击风险评估

来源 :科学时代·下半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dalang003
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  [摘要] 立足于风险评估的基本想法 ,从理论上对雷击风险评估的概念进行了探索;总结了雷电灾害的作用机制和雷击风险评估的理论和方法,指出了风险评估存在的不足与发展的方向 ,并给出了结论。本文从雷电危害风险评估的基本原则、工作流程等方面进行了讨论,为今后开展雷电危害的风险评估提供了参考。
  [关键词] 分析 雷击风险 评估
  
  引言
  雷电灾害已成为危害程度仅次于暴雨、洪涝、气象地质灾害的一大气象灾害。随着经济的快速发展,伴随强雷暴发生所带来的雷击灾害和强降水给当地经济发展和人民生命财产安全造成了巨大危害。但现在对于雷电灾害和防雷措施 ,社会还缺乏相应知识和意识 ,加上侥幸心理作祟 ,所以极易发生雷击事故。因此雷电灾害势必对我国的社会和经济发展造成一定的负面影响 ,从而必须对此进行深入的研究和采取必要的措施 , 进行雷击风险评估的研究。为了减轻雷电的危害,我们一方面加强雷暴的预测工作,另一方面通过对雷电可能造成或已造成的损失进行评价和估计,即雷电危害风险评估,确定易受雷电侵袭的高风险区,从防灾避灾的角度确定最合理的防雷设施。因此,雷电危害的风险评估十分有意义的工作。
  1、雷击风险评估概念
  面对风险,正确的方法是正视并且认识它,努力寻找有效的措施来降低风险或让风险产生效益。风险评估就是人们处理风险的一种常用措施。在现代综合防雷的实践中,首先要进行雷击风险评估,然后再进行外部防雷和内部防雷布局设计。关于雷击风险的定义,国际电工委员会在IEC 61662( 雷电灾害风险评估)技术标准中,其定义为雷电对建筑物和服务设施造成的年度可能损失 。由于雷击风险评估的对象除了建筑物及其服务设施,还可以应用到城市分区规划、城市控制性详细规划,因此,雷击风险定义应当拓展为雷电对建筑及其服务设施或某一特定城市区域造成的年度可能损失。雷击风险评估通常采用相对值法,通过相对损失和雷击概率得出一个或多个无量纲的风险值。雷击风险评估的目标是给出直接雷电闪击及间接雷电闪击引起的建筑物损害风险的评估程序,在确定损害次数上限值的基础上,能够从全面和经济合理性出发,为决定建筑物是否需要提供防护措施,以及如何选择适当的防护措施提供技术参考。因此,雷击风险评估是新建或改建、扩建建筑物防雷设计之前,特别是防护水平选择过程中最重要的环节。
  2、雷击风险评估的重要性
  现代防雷工程的防雷对象扩大了,防雷措施增加了,从而发展了防雷设计的方法,从单一的避雷针保护范围和接地体的计算发展到接闪范围、大型接地装置、建筑物雷电流分布、雷击电磁脉冲、电涌保护的数值计算等。雷击风险评估对防雷设计有十分重要的意义。这在国际新防雷标准系列中( 如IEC:62305–1、2、3、4 FDIS,–5CD) 反映得十分突出。在这个系列标准(草案)中,第二部分( 1EC :62305–2Risk Management ) 统领着其它几个部分,而其它几个部分也都提到了雷击风险评估并根据它作出防雷措施选择。雷击风险评估是科学防雷、全面防雷的重要工作。防雷不仅仅是电涌保护器的装设,雷击风险评估也是防雷工程广泛和深入发展的需要,从哪些方面去减少雷击风险才能经济有效地提高防雷可靠性。有些防雷技术中争论问题的解决也离不开雷击风险评估,例如电涌保护器第一级冲击通流容量按照一类还是二类试验类别选取,实际上是与雷击建筑物还是雷击进线的风险高低有关。
  3、雷击风险评估现状和存在问题
  3.1雷击风险评估现状
  雷击风险评估和防雷措施的影响的因素很多,而且错综复杂,雷击风险评估要求越准确,方法就越复杂,工程上执行就越难。要在理论性、工程性、精确性和实用性之间找到平衡是很难的。近年来, 防
  雷技术界在防雷方案评选和雷击风险评估方面是深化和实用化并行,
  工程上则一直在寻求一种实际可行的防雷方案评选和简化的雷击风险评估的方法。IEC62305—2刚刚批准,其简化方法和程序却早就在编制了。但是简化方法却总不令人满意,无法普遍开展。全面雷击风险评估是防雷工作中的一项全局性的工作,要求在进行雷击风险评估时,对防雷的全局、对各种影响因素了然于胸,全面掌握。这并不要求普遍在每项防雷工程设计中开展,不要求每个设计人员都能进行这种方法的评估,而是要求国家和行业的防雷主管部门,由精通防雷业务、掌握防雷全局的熟练防雷专家组成专门的评估机构来进行。实际上,IEC新方法虽然繁杂,但可以通过编写计算软件的办法解决, 国内也已做了工作。我国防雷工程发展到现在要进一步提高,全面雷击风险评估是不可回避的。要在国际防雷风险评估研究的基础上,结合我国国情,参考我国有关行业的经验,大力开展自己的雷击风险的工程评估和研究,逐步但是要尽快推行全面雷击风险评估,使其成为统筹、指导防雷工程,提升防雷工程的科学性,加强防雷管理,规范防雷市场的有力工具。在全面实行防雷风险评估还有困难,方法还不实用时,因子分析法可暂时使用。一旦全面分析法成熟, 即应予以全面展开。在积累了大量雷击风险评估的实例以后,才有条件对具体的行业、典型的防雷工作情况提出更有针对性而不失综合性的、简化的雷击风险评估方法。真正要开展雷击风险评估还需要做许多基础性工作,需要做大量的测试、统计、调研。要作出符合我国国情的雷电参数统计和反映城市发展的雷击事故分析,要我国自己来确定雷击后果系数、可容忍雷击风险概率,还要做许多基础研究,
  3.2、雷击风险评估存在的主要问题:
  3.2.1基础研究相对落后。目前缺乏大量的评估依据 ,这需要系统的基础试验来提供评估数据。
  3.2.2评估参数确定主要依赖于经验值。
  3.2.3雷击风险评估中没有重视用户的参与。
  3.2.4评估参数的定量化偏低。
  3.2.5建筑物雷击风险评估的周期过长。
  4、雷击风险评估 的基本关系、 目的、 层次和范围
  在讨论雷击风险评估的方法时, 要首先明确几个雷击风险评估的基本关系, 评估的目的范围以及评估方法的基本类型。
  4.1雷击风险 R:表示某个防雷对象,在某一地区,平均在某一时间段内, 在某种防雷系统之下, 因雷击造成的损失。如有多种互不相干的风险存在,则 R=∑R 。
  4.2有关雷击风险的基本关系是:
  F=1一e - N P t式中
  F -在 t 时间以前发生雷击损坏的概率;N 一在某一地区,平均在某一时间段, 对某防雷对象的雷击次数(次/年) ;P -一次雷击时, 在某种防雷系统之下的某防雷对象发生损坏的概率;
  该防雷对象发生首次雷击损坏的时间有迟有早,平均时间为NP。 涉及到雷击后果的雷击风险应为:
  R=FL=N.P.L
  L 一相对于所保护对象总数的雷击损坏后果。
  4.3雷击风险评估的基本 目的: 对人身、 历史文和社会安全系统 , 要求防护对象的雷击风险小于的可容忍雷击风险率:R≤Rc 中R一可容忍( 接受) 雷击风险率。
  可容忍雷击风险率 R 是由部门根据实际情况和环境来确定的。对不会引起人身危害、历史文物和社会安全系统损失的没备、服务管线,可进行技术经济比较,比较防雷的费用和挽回的经济损失,根据防雷的经济效果决定是否采取防雷措施和采取什么样的措施。
  C1 +C2 +C3≤C4
  C1一采取防雷措施后的雷害的经济损失 ( 直接的和间接的);C2一防雷措施的投资;C3一防雷措施的维护费用;C4一未采取防雷措施时雷害的经济损失 ( 直接的和间接的)。
  4.4雷击风险评估的层次和范围
  其第一层次是防雷方案评选:区别防雷工程的不同情况,比较并采取合理的防雷方案,达到认可的社会安全性水平和业界认为合理的技术经济水平。其深层次是雷击风险评估:针对具体的防雷情况,分析各种可能来源和途径的雷害概率,寻找薄弱的防雷环节,采取各种不同的防雷措施,各种防雷对象的雷击风险概率减少到社会或业界可接受的风险水平或业界认可的合理的技术经济指标。雷击风险评估的范围有的是全面评估,对所有防护对象,各个建筑部分,所有雷害来源,进行全面评估,选择所有可能的防护措施。有的是局部评估,如对电气、电子设备防护,选择雷击电磁脉冲防护措施,特别是电涌保护器。
  5、雷击风险评估理论研究
  评估工作应该按照一定的工作流程来执行:确定评估对象;明确评估范围;选择评估标准 ,包括评估体系、评估指标及其基准值;确定评价方法包括评估公式;收集信息 ,进行评估;提供评估结论包括评估等级 ,并提出适当的对策与相应的措施。
  6、雷击风险评估公式
  一般计算风险公式为:
  Risk = Probability×Consequences
  (风险) (事件概率) (可能灾情)
  雷击风险评估基本公式:
  R = N×P×D
  式中:R雷击风险,建筑物中可能的年平均损失;N建筑物的年预计雷电闪击次数;P建筑物的雷击损害概率;D雷灾损失。
  7、雷击风险评估体系
  根据对雷击风险评估的方法研究,可以知道:从雷击风险评估的结果出发,为了得到风险R,需要计算年雷击次数N,雷灾概率P和雷击平均相对损失因子D等3个基本量。要计算N,就要知道有效雷击面积A和落雷密度NG ,而NG可以由当地的雷暴日数TD利用一定的公式求得。同理,P可以由ph、pf 和po来计算, D可以由各类雷灾损害δ来求得。
  8、国内已有雷击风险评估方法的优缺点
  国家标准如BG50057— 94( 2000年版) 第六章提出了雷击风险评估的原则,但未给出方法。后来Q X 3—2000( 还有,G B 50343—2004,CECS174:2004等) 给出了雷击风险评估的具体方法。其所用方法是基于早期的国外防雷标准中因子分析法,也称指数法。其要点是:首先罗列各种影响因子,按其对防雷影响的趋势和程度对其分级赋值;然后用和或者积的算法将其集合;最后按其总的指数确定防雷方案等级 (如英国SB6551标准)。还有的(如法国UTE,标准) 用类似的因子集合后先决定可接受雷击概率,然后与建筑物平均年雷击次数相比较,决定防雷方案等级。这类方法可以综合考虑防雷的各种影响因素,按不同情况选择不同的防雷方案。这类方法里的指数或因子的编排和取值,防雷方案的分级,应该依靠防雷专家的知识库和大量工程实例的统计分析。这类方法的好处是:虽然粗略,却简单易行,能考虑各种因素、包括互相矛盾的因素的综合作用,并能区别不同情况,采取不同防雷方案,有助于节约防雷投资,保证重点防护对象的安全性。对此,重要的是挑选主要的影响因素,理顺并正确处理各种错综复杂的因素间的关系。其缺点是将所有风险分量都混在一起,也不能给出雷击风险值,所以难以区别不同来源雷害的风险值,难以比较不同防护措施减少风险的效果。在提出具体方法时,如果缺乏专家知识库和工程统计,结果实际上往往是政策性重于技术性,显得根据不足,有任意性。这类方法在全面的雷击风险分析方法实用化以前有一定的好处。但是这类方法分析比较各种风险,有针对性地采取防雷措施。
  9、雷电危害风险评估的基本原则
  首先,认清评估对象,选择符合其适用范围的评估标准,并且评估方法和评估标准要及时更新,这样才能满足社会的需求;其次,抓住风险评估的两个关键因素,即评估体系和评估参数;再次雷电灾害风险评估要以风险为中心,而不是以风险的来源为中心,同时要尽量避免重复性计算或遗漏性计算;最后风险评估应该考虑评估主体的风险偏好。
  10、雷电危害风险评估的工作流程
  一般而言,雷电危害的风险评估工作按照以下的工作流程来执行的:①确定评估对象,进行相关资料的收集,明确评估的范围;②现场勘测与调研,进行工程分析;③制定评估方案,选择评估标准,确定评价方法,进行分析与评估;④给出雷电灾害风险评估报告,其内容要包括评估目的、评估依据、评估内容及评估结论,并提出适当的对策与相应的措施;⑤报主管部门审查。
  11、加快雷击风险评估建设
  11.1加快雷击风险评估法规建设
  在国家层面的雷击风险评估制度出台之前, 各级气象主管机构应根据实际工作需要, 积极推进地方立法, 争取政策支持, 完善与评估有关的规章制度, 明确开展雷击风险评估的实施细则, 对评估的范围、主体、对象、条件、程序、期限、责任作出详细规定。确保符合评估要求的建设项目在设计论证之前及时进行雷击风险评估, 从源头上提高雷电灾害的防御能力, 落实防雷安全责任。
  11.2抓好技术标准体系的建设
  雷击风险评估的规范发展, 必须有一套国家或行业认可的严格的技术体系作为评估准则和技术保证。现阶段雷击风险评估工作正处于起步阶段, 亟需技术标准进行规范操作。应尽快出台符合本省的雷击风险评估规范标准, 制定统一业务流程和工作内容。严格按照技术准则规定的基本程序开展雷击风险评估工作。
  11.3加强人员素质教育
  提高队伍水平, 深化技术含量针对地市、县雷击风险评估专业人才少, 总体素质偏低的状况, 建立自上而下的技术支持和素质教育培训制度。在基层选拔和培训一批懂管理、技术精的骨干人才, 带动雷击风险评估项目的广泛开展。全省每年组织雷击风险评估专业技能培训和考核, 不断强化人员素质, 提高评估能力和水平, 为开展雷击风险评估工作打下良好基础。各地应加强技术研究和交流, 不断增加设备投入, 创新服务内容, 深化评估技术含量, 细化技术项目, 以认真求实的态度做好测量、分析、评估工作, 避免“纸上谈兵” , 消除评价报告千篇一律、结论含糊不清的现象, 为工程设计、方案选择提供科学合理的依据。
  11.4建立严格的准入和资质、资格管理制度
  为保证雷击风险评估过程的客观性、 公正性、 严肃性, 应设定资格准入, 完善资质和资格管理制度。制定评估机构资质的申报、审批、监管流程, 根据评估机构的章程制度、评估能力和质量管理水平来确定资质及业务范围; 对从事雷击风险评估工作的人员, 要通过专业培训和考核, 实行持证上岗制度。应制定对评估机构的动态考核评价办法和从业人员技术水平的定期考核办法, 提高雷击风险评估水平和服务质量。
  11.5加强部门协作
  做好宣传雷击风险评估的全面开展, 离不开政府相关职能部门的支持配合, 我们应加强与规划、建设、安监、消防等部门的协作, 建立联合审批机制, 将雷击风险评估列为项目审批内容、前置条件范围。还应加强雷击风险评估目的意义和作用的宣传, 提高社会公众对雷电灾害的风险意识、防灾意识, 树立不遭雷击就是产生效益的理念, 通过评估来降低风险, 切实减少雷击事故的发生, 尽最大限度减少因雷击造成的生命和财产损失。
  12、结束语
  总之,雷击风险评估是一项新业务, 其技术体系和业务流程有待进一步规范, 各地在开展业务过程中难免会出现各种问题。但我们应该认识到, 雷击风险评估是雷电灾害的风险管理的关键措施, 它能够在防雷设计阶段客观评价雷击各种风险, 并提出控制措施。雷电危害风险评估是雷电轨道业务的主要任务,是一项充满挑战性的工作,目前开展此项工作不论在评估标准、方法以及评估体系方面还没有统一的规范和要求,因此我们要有选择性地依据现行的国家、国际标准开展雷电危害风险评估工作,旨在从总体上把握建筑物抵抗雷电闪击的能力,分析雷击对建筑物所造成的损害类型和造成损害的因子间的因果关系,最后通过估算得出经济适用的防雷措施。但目前的标准及实践中所使用的评估方法还存在一些不足,需要不断地改进和更新。
  今后雷击风险评估的发展方向:(1)加强雷电基础知识的研究和评估实例的综合、分析,为雷击风险评估提供更合理的依据。(2)对于雷击风险评估参数的确定,不可以仅仅依赖于经验值,要敢于创新。例如:在计算落雷密度时,就需要确定雷暴日。这就没有准确的计算出雷电闪击次数和落雷密度。(3)提高风险评估的一个重要途径是评估参数的定量化,应该加强对雷击次数、雷灾概率、雷电承受能力等参数进行定量研究。(4)因为建筑物所处地区的环境发生变化,不可以只简单对建筑物做一次或两次风险评估,应该缩短评估的周期,甚至每年对建筑物进行一次评估。
  参考文献:
  [1]IEC 62305- -2FDISProtectionagainstlighting Part 2:Risk Management .
  [2]GB50343— 2004附录 A用于建筑物电子信息系统雷击风险评估的N和 N 的计算方法.
  [3]QX3— 2000附录 A雷击风险评估方法.
  [4]CECS174:2004附录A建筑物雷电电涌风险简化评 估 方法.
  [5]杨少杰、黄智慧、余乃枞、陈绿文,雷电损害风险评估的方法与实践( 上)( 下) , ( 2003( 深圳) 国际防雷技术论坛暨展览会》 会刊.
  [6]蒋麦占,关于什么建筑物要设计防LE MP雷击电磁脉冲的讨论, 《电气工程应用》,2002, 4 .
  [7]A.Rousse a u ,SurgeProtectionDevices :Risk ornot ?《 中国电子商情防雷技术》,2004,8 .
  [8]钟万强、肖稳定,建筑物雷电灾害评估的标准、体系和方法,《 防雷》,2003,12.
  [9]邱传睿, I E C和第6 8届会议和 T C 8 1 2004年度会议介绍,《中国雷电与防护》,2005,1 .
  [10]GB50057—94 ,建筑物防雷设计规范[S] .
  [11]DB50/214—2006 ,雷电灾害风险评估技术规范[S] .
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