杨柳河加油站雷电灾害风险评估

刘晓波+刘翔宇

摘 要：雷电作为一种自然现象，对建筑物和设备设施都会造成较大损坏，有时甚至会危及人们的生命和财产安全。为了避免或者减轻雷电的危害，需加强雷电预测预警工作；要通过对雷电可能造成或已造成的损失进行评价和估计，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。加油站由于工作介质的易燃易爆特性、工作环境的特殊性以及周边环境的复杂性，它的安全问题尤为重要。

关键词：雷击 灾害 评估 防护

中图分类号：P429 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0088-02

1 项目概况

项目鞍山市千山区杨柳河大桥北侧区域落雷密度为2.57次/km2·a，属于雷电灾害多发区域。建筑物户外分区地表类型为农地、混凝土，泄流不及时易发生旁落闪击或跨步过电压。建筑物户内分区地表类型为农地、混凝土，火灾危险程度为一般，对火的防控程度设定为下列措施之一：灭火器、人工报警装置，消防栓，防火隔间，逃生通道。

2 评估项目区域雷电活动规律研究

2.1 项目所处地理位置

通过GPS定位，杨柳河加油站（四十站）位于122.947°E，41.062°N。

2.2 区域内气象观测雷暴日数据

（1）雷暴日数。

雷电日数：是指在一日内只要听到雷声一次或一次以上就统计为一个雷电（暴）日。

（2）雷暴日数的年际变化。

评估区域鞍山年平均出现雷暴日为：30.0 d，其中最多年为：44.0 d，最少年为：13.0 d，最大值与最小值相差：3.4倍。

（3）雷暴日数的季节变化。

根据气象学的常规季节划分，鞍山春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月至次年2月）雷电日数，统计表明，春季占15.0%，夏季占64.0%，秋季占20.8%，冬季占0.2%。

3 区域内雷电监测定位系统活动规律

（1）地闪密度分析。

根据鞍山地区闪电定位资料可得到杨柳河加油站（四十站）5 km半径范围6年（2008—2013）平均地闪密度约为：Ng1=1.178次/km2·a。

（2）地闪月变化规律。

根据杨柳河加油站（四十站）5 km范围6年（2008—2013）地闪数，得出地闪月均活动规律：8月、6月、5月为该地区雷电高发期，在雷电高发期施工应及时收听雷电预警信息，采取必要的防护措施。

（3）地闪时变化规律。

根据杨柳河加油站（四十站）5 km范围6年（2008—2013年）地闪数据得出地闪时均活动规律：该地域地闪主要活跃在20、4、6、18时，20、4时雷电活动最为强烈，建议在雷电高发时段施工应及时收听雷电预警信息，采取必要的防护措施。

（4）雷电流强度特征。

根据杨柳河加油站（四十站）位置地理参数，（5 km半径）区域范围内6年雷电流特征：雷电流累积概率为1%的值为：77.157 kA；平均雷电流幅值为：22.517 kA；最大雷电流幅值为：115.746 kA；10.1～15.8 kA雷电流占19.94%；15.8～20 kA雷电流占23.76%；20～50 kA雷电流占50.64%；其他占5.66%。该地域地闪主要活跃在8月、6月、5月、7月，其中8月、6月、5月为地闪高发期，83.03%以上的地闪都发生在这3个月份，其余月份发生闪电相对较少或几乎没有闪电发生。

（5）雷电主次导方向。

该项目可能遭受到的主导方向为东，次主导方向为东北，在建设项目及电子信息机房选址时，需考虑防止以上2个方向的雷击风险。

4 雷电灾害风险评估

4.1 年预计雷击次数

（1）主体区域年预计雷击次数计算。

经计算得出该单体遭受直接雷击的次数为0.002 14次/年，附近有效影响区域遭受雷击影响的次数为2.108 42次/年。

（2）雷击情况构成分析。

将单体的各个区域的年预计雷击次数进行汇总后，可以将雷击情况分为4种，分别是：建筑物直接遭受雷击、建筑物附近遭受雷击、入户管线遭受雷击、入户管线附近遭受雷击。

4.2 罩棚风险评估

（1）主体区域等效面积计算。

经过计算得出该单体在7.5 m高度上的等效雷电截面积为3 660.431 m2，对其附近雷电环境影响的有效区域为823 398.150 m2。

（2）年预计雷击次数。

①主体区域年预计雷击次数计算。

经计算得出该单体遭受直接雷击的次数为0.004 70次/a，附近有效影响区域遭受雷击影响的次数为2.116 13次/a。

②入户管线区域年预计雷击次数计算。

通过计算单体相关供电线路和通信线路的雷击线路年均危险次数Nl和雷击线路附近年均危险次数Ni的具体数据见表1。

（3）雷击情况构成分析。

将单体的各个区域的年预计雷击次数进行汇总后，可以将雷击情况分为4种，分别是：建筑物直接遭受雷击、建筑物附近遭受雷击、入户管线遭受雷击、入户管线附近遭受雷击。从评估结果可以看出，该评估单体因雷击造成人身伤亡损失的风险R1=8.00E-08，小于容许风险的典型值10E-5。其中雷电流沿入户线路侵入建筑物，在入口处入户设施与其他金属部件产生危险火花放电而引发火灾或爆炸造成物理损害的风险分量RV占70.62%。在雷雨天气时，需要引起重视。

5 項目风险总述

（1）该报告采用辽宁省雷电监测网闪电定位资料分析计算，杨柳河加油站（四十站）项目（5 km半径）平均雷暴日为30 d，按防雷等级规划分，属雷暴多发区。

（2）站房电子信息系统防雷装置拦截效率E=0.825 5根据《建筑物电子信息系统防雷设计规范》GB50343-2012，拦截效率大于0.80小于或等于0.90时，电子信息系统防雷等级应定为C级。

（3）按照目前甲方提供施工图的材料现有设计显示：站房存在的雷击人身伤亡损失风险1.62E-07；罩棚存在的雷击人身伤亡损失风险8.00E-08；小于评估标准GB62305-2规定的风险容许值RT=10E-5。

（4）根据该项目10 km范围6年内闪电数据，地闪活动主要活跃在20、4时，在此时间内，需提高安全防范意识。

（5）该项目可能遭受到的主导方向为东，次主导方向为东北，在建设项目及电子信息机房选址时，需考虑防止以上两个方向的雷击风险。

6 结语

该评估报告对重要单体进行了数据方面的分析，得出了相关的结论，以此为基础，对这些结论进行了比较和分析，并提出了相应应该采取的防范措施，希望能以此减少或避免因雷击发生人员伤亡或者财产损失。

参考文献

[1] 中国气象局雷电防护管理办公室，中国气象学会雷电防护委员会.2006年全国雷电灾害汇编[S].2007.

[2] 国家标准.GB50057-2010（2011版）建筑物防雷设计规范[S].

[3] 刘广文.风电企业的营业管理[M].上海：上海电力出版社，2007：23-24.