楊柳河加油站雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

劉曉波+劉翔宇

摘 要：雷電作為一種自然現(xiàn)象，對(duì)建筑物和設(shè)備設(shè)施都會(huì)造成較大損壞，有時(shí)甚至?xí)＜叭藗兊纳拓?cái)產(chǎn)安全。為了避免或者減輕雷電的危害，需加強(qiáng)雷電預(yù)測(cè)預(yù)警工作；要通過(guò)對(duì)雷電可能造成或已造成的損失進(jìn)行評(píng)價(jià)和估計(jì)，確定易受雷電侵襲的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，從防災(zāi)避災(zāi)的角度確定最合理的防雷設(shè)施。加油站由于工作介質(zhì)的易燃易爆特性、工作環(huán)境的特殊性以及周邊環(huán)境的復(fù)雜性，它的安全問(wèn)題尤為重要。

關(guān)鍵詞：雷擊 災(zāi)害 評(píng)估 防護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：P429 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）11（b）-0088-02

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目鞍山市千山區(qū)楊柳河大橋北側(cè)區(qū)域落雷密度為2.57次/km2·a，屬于雷電災(zāi)害多發(fā)區(qū)域。建筑物戶外分區(qū)地表類(lèi)型為農(nóng)地、混凝土，泄流不及時(shí)易發(fā)生旁落閃擊或跨步過(guò)電壓。建筑物戶內(nèi)分區(qū)地表類(lèi)型為農(nóng)地、混凝土，火災(zāi)危險(xiǎn)程度為一般，對(duì)火的防控程度設(shè)定為下列措施之一：滅火器、人工報(bào)警裝置，消防栓，防火隔間，逃生通道。

2 評(píng)估項(xiàng)目區(qū)域雷電活動(dòng)規(guī)律研究

2.1 項(xiàng)目所處地理位置

通過(guò)GPS定位，楊柳河加油站（四十站）位于122.947°E，41.062°N。

2.2 區(qū)域內(nèi)氣象觀測(cè)雷暴日數(shù)據(jù)

（1）雷暴日數(shù)。

雷電日數(shù)：是指在一日內(nèi)只要聽(tīng)到雷聲一次或一次以上就統(tǒng)計(jì)為一個(gè)雷電（暴）日。

（2）雷暴日數(shù)的年際變化。

評(píng)估區(qū)域鞍山年平均出現(xiàn)雷暴日為：30.0 d，其中最多年為：44.0 d，最少年為：13.0 d，最大值與最小值相差：3.4倍。

（3）雷暴日數(shù)的季節(jié)變化。

根據(jù)氣象學(xué)的常規(guī)季節(jié)劃分，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）雷電日數(shù)，統(tǒng)計(jì)表明，春季占15.0%，夏季占64.0%，秋季占20.8%，冬季占0.2%。

3 區(qū)域內(nèi)雷電監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)活動(dòng)規(guī)律

（1）地閃密度分析。

根據(jù)鞍山地區(qū)閃電定位資料可得到楊柳河加油站（四十站）5 km半徑范圍6年（2008—2013）平均地閃密度約為：Ng1=1.178次/km2·a。

（2）地閃月變化規(guī)律。

根據(jù)楊柳河加油站（四十站）5 km范圍6年（2008—2013）地閃數(shù)，得出地閃月均活動(dòng)規(guī)律：8月、6月、5月為該地區(qū)雷電高發(fā)期，在雷電高發(fā)期施工應(yīng)及時(shí)收聽(tīng)雷電預(yù)警信息，采取必要的防護(hù)措施。

（3）地閃時(shí)變化規(guī)律。

根據(jù)楊柳河加油站（四十站）5 km范圍6年（2008—2013年）地閃數(shù)據(jù)得出地閃時(shí)均活動(dòng)規(guī)律：該地域地閃主要活躍在20、4、6、18時(shí)，20、4時(shí)雷電活動(dòng)最為強(qiáng)烈，建議在雷電高發(fā)時(shí)段施工應(yīng)及時(shí)收聽(tīng)雷電預(yù)警信息，采取必要的防護(hù)措施。

（4）雷電流強(qiáng)度特征。

根據(jù)楊柳河加油站（四十站）位置地理參數(shù)，（5 km半徑）區(qū)域范圍內(nèi)6年雷電流特征：雷電流累積概率為1%的值為：77.157 kA；平均雷電流幅值為：22.517 kA；最大雷電流幅值為：115.746 kA；10.1～15.8 kA雷電流占19.94%；15.8～20 kA雷電流占23.76%；20～50 kA雷電流占50.64%；其他占5.66%。該地域地閃主要活躍在8月、6月、5月、7月，其中8月、6月、5月為地閃高發(fā)期，83.03%以上的地閃都發(fā)生在這3個(gè)月份，其余月份發(fā)生閃電相對(duì)較少或幾乎沒(méi)有閃電發(fā)生。

（5）雷電主次導(dǎo)方向。

該項(xiàng)目可能遭受到的主導(dǎo)方向?yàn)闁|，次主導(dǎo)方向?yàn)闁|北，在建設(shè)項(xiàng)目及電子信息機(jī)房選址時(shí)，需考慮防止以上2個(gè)方向的雷擊風(fēng)險(xiǎn)。

4 雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

4.1 年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)

（1）主體區(qū)域年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算。

經(jīng)計(jì)算得出該單體遭受直接雷擊的次數(shù)為0.002 14次/年，附近有效影響區(qū)域遭受雷擊影響的次數(shù)為2.108 42次/年。

（2）雷擊情況構(gòu)成分析。

將單體的各個(gè)區(qū)域的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)進(jìn)行匯總后，可以將雷擊情況分為4種，分別是：建筑物直接遭受雷擊、建筑物附近遭受雷擊、入戶管線遭受雷擊、入戶管線附近遭受雷擊。

4.2 罩棚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

（1）主體區(qū)域等效面積計(jì)算。

經(jīng)過(guò)計(jì)算得出該單體在7.5 m高度上的等效雷電截面積為3 660.431 m2，對(duì)其附近雷電環(huán)境影響的有效區(qū)域?yàn)?23 398.150 m2。

（2）年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)。

①主體區(qū)域年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算。

經(jīng)計(jì)算得出該單體遭受直接雷擊的次數(shù)為0.004 70次/a，附近有效影響區(qū)域遭受雷擊影響的次數(shù)為2.116 13次/a。

②入戶管線區(qū)域年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)計(jì)算。

通過(guò)計(jì)算單體相關(guān)供電線路和通信線路的雷擊線路年均危險(xiǎn)次數(shù)Nl和雷擊線路附近年均危險(xiǎn)次數(shù)Ni的具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

（3）雷擊情況構(gòu)成分析。

將單體的各個(gè)區(qū)域的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)進(jìn)行匯總后，可以將雷擊情況分為4種，分別是：建筑物直接遭受雷擊、建筑物附近遭受雷擊、入戶管線遭受雷擊、入戶管線附近遭受雷擊。從評(píng)估結(jié)果可以看出，該評(píng)估單體因雷擊造成人身傷亡損失的風(fēng)險(xiǎn)R1=8.00E-08，小于容許風(fēng)險(xiǎn)的典型值10E-5。其中雷電流沿入戶線路侵入建筑物，在入口處入戶設(shè)施與其他金屬部件產(chǎn)生危險(xiǎn)火花放電而引發(fā)火災(zāi)或爆炸造成物理?yè)p害的風(fēng)險(xiǎn)分量RV占70.62%。在雷雨天氣時(shí)，需要引起重視。

5 項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)總述

（1）該報(bào)告采用遼寧省雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)閃電定位資料分析計(jì)算，楊柳河加油站（四十站）項(xiàng)目（5 km半徑）平均雷暴日為30 d，按防雷等級(jí)規(guī)劃分，屬雷暴多發(fā)區(qū)。

（2）站房電子信息系統(tǒng)防雷裝置攔截效率E=0.825 5根據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50343-2012，攔截效率大于0.80小于或等于0.90時(shí)，電子信息系統(tǒng)防雷等級(jí)應(yīng)定為C級(jí)。

（3）按照目前甲方提供施工圖的材料現(xiàn)有設(shè)計(jì)顯示：站房存在的雷擊人身傷亡損失風(fēng)險(xiǎn)1.62E-07；罩棚存在的雷擊人身傷亡損失風(fēng)險(xiǎn)8.00E-08；小于評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)GB62305-2規(guī)定的風(fēng)險(xiǎn)容許值RT=10E-5。

（4）根據(jù)該項(xiàng)目10 km范圍6年內(nèi)閃電數(shù)據(jù)，地閃活動(dòng)主要活躍在20、4時(shí)，在此時(shí)間內(nèi)，需提高安全防范意識(shí)。

（5）該項(xiàng)目可能遭受到的主導(dǎo)方向?yàn)闁|，次主導(dǎo)方向?yàn)闁|北，在建設(shè)項(xiàng)目及電子信息機(jī)房選址時(shí)，需考慮防止以上兩個(gè)方向的雷擊風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

該評(píng)估報(bào)告對(duì)重要單體進(jìn)行了數(shù)據(jù)方面的分析，得出了相關(guān)的結(jié)論，以此為基礎(chǔ)，對(duì)這些結(jié)論進(jìn)行了比較和分析，并提出了相應(yīng)應(yīng)該采取的防范措施，希望能以此減少或避免因雷擊發(fā)生人員傷亡或者財(cái)產(chǎn)損失。

參考文獻(xiàn)

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