[摘要] 建築物雷電環境風險評估計算，線路遮蔽、等電位和spd引數選擇等。
[關鍵詞] 雷電環境風險評估防雷接地防雷工程施工
福州 350001）
福建省防雷中心王燐藩
雷電高電壓以及雷電電磁脈衝侵入所產生的電磁效應、熱效應都會對系統和裝置造成干擾或永久性損壞。建築物安裝防雷裝置後，並非萬無一失的。只可能將雷電災害降低到最低限度，減小裝置遭受雷擊損害的風險。
雷電防護工程設計的依據之一是雷電防護分級，其關鍵問題是防雷工程按照什麼等級進行設計，而雷電防護分級的依據，就是對工程所處地區的雷電環境進行風險評估，按照風險評估的結果確定系統是否需要防護，需要什麼等級的防護。因此，雷電環境的風險評估是工程設計必不可少的環節。雷電環境風險評估其目的是使防雷設計建立在科學的基礎上，避免盲目性，保證防雷工程安全可靠，技術先進，經濟合理。
雷擊按雷擊點可分為四種：1.雷擊建築物;2. 雷擊建築物附近大地;3.雷擊入戶服務設施;4. 雷擊入戶服務設施附近大地。
造成的損害有三種：1.由於接觸和跨步電壓造成生物觸電;2.物理損害（如火災、**、機械損壞和化學品洩露等）;3.電氣和電子系統由於過電壓而失效或故障。
一、按雷擊風險評估確定雷電防護等級
a.設：福州某小區新建築物，高度51.
05m，長度35m，寬度24.7m，年平均雷暴日數福州53天/a，該建築物高壓埋地線纜l= 500m，，低壓埋地線纜l=200m，訊號埋地線纜l=500m， ds=250 ω·m。新建築物屬智慧型建築，計算該建築物預計雷擊次數及屬第幾類防雷建築，並按雷擊風險評估確定雷電防護等級。
答：1.建築物年預計雷擊次數n1應按下式確定：
n1=k×ng×ae (次/年),
式中：n1---建築物年預計雷擊次數(次/年);
k---校正係數;k=1、1.5、1.7、2.0（根據建築物所處的不同地理環境取值）。
在一般情況下取1;
位於河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建築物，以及特別潮濕的建築物取1.5;
金屬屋面的磚木結構建築物取1.7;
位於曠野孤立的建築物取2.
ng---建築物所處地區雷擊大地的年平均密度[次/（km2·a）]
ng =0.024×td1.3
td---年平均雷暴日（d/a）。根據當地氣象台、站資料確定;
ae---與建築物截收相同雷擊次數的等效面積（km2）;
d---建築物每邊的擴大寬度（m）;
l、w、h---分別為建築物的長、寬、高（m）。
k取1ng =0.024×td1.3
ng =0.024×531.3=4.19
ae =[l·w +2（l + w）·d +πh(200-h) ] ·10-6
=0.035
d=1/2
n1=k×ng×ae=0.147 (次/年)
屬二類防雷建築物。
當建築物的高度h等於或大於100m時，ae按下式確定：
ae =[l·w +2h（l + w） +πh2 ] ·10-6
2. 建築物入戶設施年預計雷擊次數n2應按下式確定：
n2 = ng×ae』 (次/年)
=4.19×ae』
=4.19（ae1』+ ae2』）
=4.19×（0.0125+0.1+0.25）
=1.52
見《建築物電子資訊系統防雷技術規範》62頁附表2「入戶設施的截收面積（km2）」（以下簡稱電子防雷規範）
附表2 入戶設施的截收面積
n = n1+ n2
=0.15+1.52
=1.67
nc =5.8×10-1.5/ c(次/年)
=0.1834/8.2（c取中值）見（電子防雷規範）附表3
=0.022（1/0.022=45.5年a.）
nc---電子資訊系統因雷擊損壞可接受的最大年平均雷擊次數。
e =1-nc/n
=1-0.022/1.67
=0.986 e＞0.98 屬a級雷電防護建築物。
e---防雷裝置攔截效率。
附表3 c的取值
c1---建築物材料結構因子。當建築物屋頂和主體結構均為金屬材料時，取0.5; 當建築物屋頂和主體結構均為鋼筋混凝土材料時，取1.
0; 當建築物為磚混結構時，取1.5; 當建築物為磚木結構時，取2.0; 當建築物為木結構時，取2.
5。c2 ---資訊系統重要程度因子。資訊系統等電位連線和接地以及遮蔽措施較完善的裝置，取1.0;使用架空線纜的裝置，取2.
5;整合化工程度較高的低電壓、微電流的裝置，取3.0。
c3 ---為電子資訊系統裝置耐衝擊型別和抗衝擊過電壓能力因子。一般取0.5。
指裝置為gb/t 16935.1-1997中所指的ⅰ類安裝位置的裝置，且採取了較完善的等電位連線和接地以及線纜的遮蔽措施;較弱取1.0。
指裝置為gb/t 16935.1-1997中所指的ⅰ類安裝位置的裝置，但使用架空線，因而風險大;相當弱取3.0。
指裝置整合化工程度很高，通過低電壓、微電流進行邏輯運算的計算機或通訊裝置。
c4 ---電子裝置所在雷電防護區的因子。電子裝置在lpz2區或更高雷電防護區內時，取0.5; 電子裝置在lpz1區內時，取1.
0; 電子裝置在lpz0b區內時，取1.5～2.0。
c5 ---發生雷擊事故的後果因子。資訊系統業務中斷不會產生不良效果時，取0.5; 資訊系統業務中斷後無嚴重效果時，取1.
0; 資訊系統業務不允許中斷，中斷後會發生嚴重效果時，取1.5～2.0。
c6 ---區域雷暴等級因子。少雷區取0.8;多雷區取1.0; 高雷區取1.2;強雷區取1.4。
b.某市有一寫字樓長140m，寬60m，高160m，雷暴日60天，取高壓電源埋地線纜長度為500m，外引埋地訊號線纜長度200m，土壤電阻率250ω·m，各類建築物因子值取中等8.2，試計算該建築物應定為防雷某級？
k=1 ng=0.024×601.3
4.918
ae=[l×w+2h(l+w)+ πh2] ·10-6
=0.1528
ae』=0.0125+0.1（見附表2）
=0.1125
n =n1+ n2
= ng(k ae+ ae』)
=4.918(0.1528+0.1125)
=1.30
nc =0.1834/8.2
=0.0223
e=1-(0.0223/1.3)
=0.982屬a級雷電防護建築物。
c．風險評估簡化方法：
下列情況建築物須裝spd保護裝置：
1. 當裝置由低壓架空線或包含有一部分低壓架空線的線路供電且所處地區的年雷暴日數大於25天時，要採取防大氣過電壓的措施;當所處地區的年雷暴日數少於25天時，當希望得到較高的可靠性或可能會有較大的風險（可能發生火災）時，不管雷暴日數的多少也可採取防大氣過電壓的措施。和《建築物防雷設計規範》（以下簡稱防雷規範）第3.
4.9條二款規定：「對低壓架空進出線，應在進出線處裝設避雷器-----。
當多迴路架空進出線，可僅在母線或總配電箱處裝設一組避雷器或其它型式的過電壓保護器，-----。」
2. 當裝置由完全埋地且不包含有架空線的低壓線路供電或埋地長度不足15m時，其耐衝擊電壓符合《防雷規範》表6.4.
4ⅰ類屬耐衝擊電壓額定值≤1.5kv特殊需要保護的裝置時，也應採取防大氣過電壓的措施，如室外的攝像頭、雲台等。和《防雷規範》第3.
5.4條三款規定：「固定在建築物上的節日彩燈、航空障訊號燈及其他用電裝置的線路」「在配電盤內，宜在開關的電源側與外殼之間裝設過電壓保護器。
」。3. 《防雷規範》第3.2.4條八款規定的第一類防雷建築物：「在電源引入的總配電箱處宜裝設過電壓保護器。」。
4. 《防雷規範》第3.3.
8條五款規定的第二類防雷建築物：「在電氣接地裝置與防雷的接地裝置共用或相連的情況下：當低壓電源線路用全長電纜或架空線換電纜引入時，宜在電源線路引入的總配電箱處裝設過電壓保護器;當y,yn o型或d, yn 11型接線的配電變壓器設在本建築物內或附設於外牆處時，在高壓側採用電纜進線的情況下，宜在變壓器高、低壓側各相上裝設避雷器;在高壓側採用架空進線的情況下，除按國家現行有關規範的規定在高壓側裝設避雷器外，尚宜在低壓側各相上裝設避雷器。
」。5. 它是基於進線的危險極限長度dc和下面指出的5種影響後果：
（1）後果涉及人身生命，例如安全的服務設施、醫院的醫療裝置;
（2）後果涉及公共服務設施，例如公共服務裝置、資訊科技（it）中心、博物館等的損失;
（3）後果涉及啇業、工業活動，例如賓館、銀行、工業、啇業市場、農場;
（4）後果涉及大群體，例如大型住宅建築物、教堂、辦公樓、學校;
（5）後果涉及小群體，例如一般住宅建築物、小型辦公樓。
對（1）、（2）、（3）條的三種情況，應採取防大氣過電壓的措施。
對（4）、（5）條的兩種情況，由以下計算結果確定是否需要保護，即當滿足下式時需要給予保護。
d＞dc
式中 d---所考慮建築物的供電線路的等效長度（km），最大值1 km;
dc---危險極限長度（km），對（4）條的情況其值等於1/ ng，對（5）條的情況其值等於2/ ng。
根據福州ng =0.024×531.3=4.19，
dc =1/ ng=0.24（km）;
dc =2/ ng=0.48（km）。
d按下式確定，並參見圖1的例子。
d= d1 + d2/kg + d3/kt
式中 d1---供電給建築物的低壓架空線路的長度（km），最長按1 km計;
d2---供電給建築物的埋地低壓無遮蔽線路的長度（km），最長按1 km計;
建築物電子資訊系統防雷技術規範
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