马路金颜松毅
广东省化州市气象局广东化州525100
摘要:雷灾风险评估作为雷灾风险管理的关键环节，对雷灾风险处理和灾害的防范具有重要作用。本文立足于风险评估的基本思想，介绍了雷灾风险评估的标准和流程，并结合工程实例，对雷灾风险评估方法进行深入的探讨，提出一些建议。供类似研究参考。
关键词:加油站；雷灾；风险评估；方法；建议
雷电是一种自然现象，加油站等建筑物遭受雷灾的可能性非常大，一旦发生雷灾现象，将会导致严重的经济损失和人员伤亡。雷灾风险评估作为一项发展中的新技术，能够对建设项目事先做出雷灾风险评估，通过运用科学的原理和方法,对可能遭受雷灾的概率及雷灾产生后果的严重程度进行分析计算，是防雷减灾的重要对策。但雷灾风险评估模式和标准不统一、监测资料不完整等原因，会影响雷灾风险评估的客观性、准确性。因此，本文对化州市金润加油站进行雷灾风险评估，希望通过对雷灾风险评估方法的进一步探讨，不断完善雷灾风险评估方法。
1雷灾风险评估标准
雷灾风险评估是根据雷灾大地导致人员、财产损失程度确定保护等级、类别的一种综合计算和分析方法,分为预评估、方案评估与现状评估。
有关雷灾风险评估的技术标准主要有以下几种：《建筑物防雷设计规范》GB50057(2010版)；《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）；1998《建筑物防雷》第1部分通则：IEC61024-1；雷电防护第二部分:风险管理：IEC62305；《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002）；《雷灾损害风险评估》（IEC61662）；1995《雷灾损害风险的评估》（IEC61662）。
2雷灾风险评估流程
1）根据用户的需要，制定具体的实施方案。
2）现场勘测收集评估对象建筑物外形尺寸、功能用途、地理环境、土壤电阻率等资料。
3）化州市防雷设施检测所根据现场勘测数据及相关图纸资料，对项目进行大气环境分析、雷灾风险计算,,得出评估对象可能遭受雷灾的概率。
4）制作雷灾风险评估报告并提交给用户。
各级防雷技术服务机构首先要根据防雷设计技术规范,制定适合本区域的雷电灾害风险评估技术方法,开发针对性和操作性强的雷电灾害风险评估业务系统。
3雷灾风险评估方法
3.1制定雷灾风险评估方案
评估方案应包含人员组织、方案实施技术路线和进度等。要求如下:①对金润加油站进行现场勘测,掌握其项目建设基本情况；②现场勘测土壤电阻率(ρ)测试,制作现场勘测记录表；③按常用公式预计加油站年雷灾次数、雷灾损害概率等；④形成雷灾风险评估报告,提出建议。
3.2现场勘测
①按现场实际情况,绘制加油站建筑物、占地地形、道路交通等基本情况；
②掌握该加油站建设单位、法人代表、通信地址、建设地点、占地面积、总库容量、总投资、投产日期等基本情况；
③查验立项审批部门、批准文号、行业类别及代码是否齐全。
3.3土壤电阻率(ρ)测试及计算
①测试仪器:接地电阻测试仪ZC-8、皮尺。
②测试方法:用四电极法测试,将四根电极呈一字排列等距埋入加油站土中,埋入深度均为b,直线间隔均为a,当b＜0.1a时,假定b=0。对外侧两电流极通以电流I,测定内侧电压极间的电压U,则得到电阻值R=U/I(Ω•m),多次测试取其平均值,并对所测值进行季节订正(φ)。
4雷灾风险评估实例
化州市金润加油站进行了雷灾风险评估。
4.1现场勘查
①建筑物体量:加油站棚:长、宽、高分别为25m、25m、8m；加油站房长、宽、高分别为16m、6m、6m；加油站棚与站房有电气联系,相隔2.5m。
②加油站房、站棚设计有完善的防直击雷装置,并利用建筑物框架结构柱筋作引下线。
③电源线路布置、防雷电波侵入装置。供电制胜式:TN-S,电源线缆设计由300m外变压器埋地进入站房配电室。
④信号线路布置、防雷电波侵入装置信号线设计200m埋地进入,所有进入机房的信号线在入户处安装信号避雷器。
⑤接地装置情况。机房内进行完善等电位连接,线路布置规范,所有系统采用联合接地方式。
⑥建筑物内部情况。常有人员数15人,主要设备有加油机、计算机等设备,存放材料为易燃易爆材料。有完善的消防系统,安装有消防灭火器。
4.2土壤电阻率测试
测量前数天下过较长时间的雨,土壤性质为粘土,季节订正系数φ=3,电极间隔a=5m。
图1土壤电阻率测试位置示意图
测试位置1:R1=4Ω,ρ10=2PaR1=125.6；ρ1=ρ10×φ=376.8
测试位置2:R2=2.6Ω,ρ20=2PaR2=65.3；ρ2=ρ20×φ=195.9
即:土壤电阻率ρ=(ρ1+ρ2)/2=(376.8+195.9)/2≈286
4.3预计年雷灾次数
①预计年雷灾次数(N):N=K×Ng×(Ae+Ae′)。K:校正系数,加油站位于旷野孤立的建筑物取2；Ng:建筑物所处地区雷灾大地的年平均密度,单位:次/(Km2•a)；Ae:建筑物截收相同雷灾次数的等效面积,单位:Km2；Ae′:建筑物入户设施(电源线、信号线)的截收面积,单位:Km2。
②我市年平均雷灾大地密度(Ng):
Ng=0.024×Td1.3=0.024×72.61.3=6.3次/(Km2•a)
③加油站建筑物预计年雷灾次数(NJ):当建筑物的高H＜100m时,其每边的扩大宽度D和等效面积Ae计算公式:
式中:L、W、H分别为建筑物的长、宽、高(m)。
建筑物预计年雷灾次数(NJ):
NJ=K×Ng×Ae=2×6.3×0.009367=0.118(次/a)
④加油站入户埋地电源电缆预计年雷灾次数(N1):
加油站入户埋地电源电缆截收面积(Ae1′):
Ae1′=2×ds×L1′×10-6=2×286×300×10-6=011716(Km2)
式中:ds数值等于土壤电阻率(m),L1c为埋地电源电缆长度。
N1=K×Ng×Ae1′=2.16(次/a)
⑤加油站入户埋地信号线预计年雷灾次数(N2):
Ae2′=2×ds×L2′×10-6=0.1144(Km2)
式中:ds数值等于土壤电阻率(m),L2′为埋地信号线长度。
N2=K×Ng×Ae2′=1.44(次/a)
⑥加油站入户设施(电源线、信号线)的截收面积(Ae)
Ae′=Ae1′+Ae2′=0.286(Km2)。
⑦加油站年预计雷灾次数(N)
N=K×Ng×(Ae+Ae′)=2×6.3×(0.009367+01286)=3.72(次/a)
4.4金润加油站可接受的最大年平均雷灾次数Nc
Nc计算公式:Nc=5.8×10-1.5/C
C=C1+C2+C3+C4+C5+C6
C1:信息系统所在建筑物材料结构因子。屋顶和主体结构为钢筋混凝土,选1；
C2:信息系统重要程度因子。等电位连接和接地设施要求完善,选0.5；
C3:信息系统设备耐冲击类型和抗冲击电压能力因子。耐冲击能力较弱,选1；
C4:信息系统设备在雷电防护区(LPZ)的因子。设备在LPZOB区内,选1.5；
C5:信息系统发生雷灾事故的后果因子。原则上不能中断,中断后无严重后果,选1；
C6:区域雷暴等级因子。我市属强雷暴区,选1.4。
各类因子C=1+0.5+1+1.5+1+1.4=6.4
最大年平均雷灾次数:
Nc=5.8×10-1.5/6.4=0.0286(次)
防雷装置拦截效率:
E=1-Nc/N=1-0.0286/3.72=0.99
5雷灾风险评估结论
①该加油站建筑物防雷类别为二类,应按建《筑物防雷设计规范》(2010年版)一类防雷建筑物进行防雷设计,其电子信息系统防雷等级为A级,应按《建筑物电子信息系统防雷技术规范》A级进行防雷设计。
②该加油站建筑物预测每年可能遭受01118次雷灾,电源线路预测每年可能遭受2.16次雷灾,信息系统预测每年可能遭受1.44次雷灾。该加油站为易燃易爆场所,会对四周构成一定危险。在周围进行规划建设时,应考虑安全有效距离。
③防雷装置的设计应满足标准中给出的对所选保护级别的技术要求。如果安装了效率小于E=0.99的LPS,则应采取措施,限制接触电压及跨步电压。
6建议
①在防雷装置施工期间,必须严格按审核批准的设计方案施工,不得随意更改。建筑物桩基础内的桩筋、地墚筋、引下线之间均需软连接,连接根数至少有2根,地圈墚也应至少2根通长焊接,组成基础接地体,焊接长度必须达到双面焊6d(单面焊12d),并预留引出线,以备人工接地体连接用；当需要做人工接地体时,用热镀锌扁钢沿建筑物周围敷设,要求离建筑物1m以上,埋深离地面≥80mm。在这阶段应做好预留接地,如配电柜(箱)、强电井、弱电井等。用作引下线的柱筋应≥2根(>16mm),一直焊至天面,在每一层用箍筋与用作引下线的柱内钢筋连接起到均压作用。接闪器应用热镀锌圆钢(＞8mm),敷设高度能保护女儿墙墙体,与引下线焊接处、拐角处都要作软连接。消防管、金属供水管、强电配电槽、弱电配电槽、竖向金属管道,天面广告牌等应做等电位连接,连接材型直径应＞10mm。总配电房应保护接地,一楼测试点应在每根引下线处敷设,并做好防水、防腐处理。
②加油站投入使用后,应随时做好防雷装置的检查、维护,并每半年按时申报专业机构检测。
③成品油在卸放、储存过程中,应做好防静电接地。
④在使用过程中,由于加油枪使用频率较高,应随时检查其接地是否良好。
⑤加强管理,完善各项安全、防火、防爆、防雷规章制度。
⑥关注雷暴天气预警信息,遇雷暴天气过程时,做好预防工作。
7结语
综上所述，雷灾风险评估是一项综合性的工作，需要考虑的因素非常多，包括天气气候状况、建筑物状况和电子系统状况等。目前，雷灾风险评估方法已具有可操作性，但在制度建设上还有待进一步的完善。这需要我们在雷灾风险评估工作中事先充分考虑处理各方面的步骤，建立一套完善的、规范的、高效的评估流程，促进雷灾风险评估的发展。
参考文献
[1]刘开明等，芦岭电视台雷灾风险评估和防雷措施选择[J].宿州教育学院学报，2010年第04期
[2]陈杏容；陈思敏，关于雷击风险评估技术的一些探讨[J].科技资讯，2011年第05期