楊柳河加油站雷電災害風險評估

劉曉波+劉翔宇

摘 要：雷電作為一種自然現(xiàn)象，對建筑物和設備設施都會造成較大損壞，有時甚至會危及人們的生命和財產(chǎn)安全。為了避免或者減輕雷電的危害，需加強雷電預測預警工作；要通過對雷電可能造成或已造成的損失進行評價和估計，確定易受雷電侵襲的高風險區(qū)，從防災避災的角度確定最合理的防雷設施。加油站由于工作介質的易燃易爆特性、工作環(huán)境的特殊性以及周邊環(huán)境的復雜性，它的安全問題尤為重要。

關鍵詞：雷擊 災害 評估 防護

中圖分類號：P429 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（b）-0088-02

1 項目概況

項目鞍山市千山區(qū)楊柳河大橋北側區(qū)域落雷密度為2.57次/km2·a，屬于雷電災害多發(fā)區(qū)域。建筑物戶外分區(qū)地表類型為農地、混凝土，泄流不及時易發(fā)生旁落閃擊或跨步過電壓。建筑物戶內分區(qū)地表類型為農地、混凝土，火災危險程度為一般，對火的防控程度設定為下列措施之一：滅火器、人工報警裝置，消防栓，防火隔間，逃生通道。

2 評估項目區(qū)域雷電活動規(guī)律研究

2.1 項目所處地理位置

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

2.2 區(qū)域內氣象觀測雷暴日數(shù)據(jù)

（1）雷暴日數(shù)。

雷電日數(shù)：是指在一日內只要聽到雷聲一次或一次以上就統(tǒng)計為一個雷電（暴）日。

（2）雷暴日數(shù)的年際變化。

評估區(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)域內雷電監(jiān)測定位系統(tǒng)活動規(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)期施工應及時收聽雷電預警信息，采取必要的防護措施。

（3）地閃時變化規(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)得出地閃時均活動規(guī)律：該地域地閃主要活躍在20、4、6、18時，20、4時雷電活動最為強烈，建議在雷電高發(fā)時段施工應及時收聽雷電預警信息，采取必要的防護措施。

（4）雷電流強度特征。

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個月份，其余月份發(fā)生閃電相對較少或幾乎沒有閃電發(fā)生。

（5）雷電主次導方向。

該項目可能遭受到的主導方向為東，次主導方向為東北，在建設項目及電子信息機房選址時，需考慮防止以上2個方向的雷擊風險。

4 雷電災害風險評估

4.1 年預計雷擊次數(shù)

（1）主體區(qū)域年預計雷擊次數(shù)計算。

經(jīng)計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）雷擊情況構成分析。

將單體的各個區(qū)域的年預計雷擊次數(shù)進行匯總后，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 罩棚風險評估

（1）主體區(qū)域等效面積計算。

經(jīng)過計算得出該單體在7.5 m高度上的等效雷電截面積為3 660.431 m2，對其附近雷電環(huán)境影響的有效區(qū)域為823 398.150 m2。

（2）年預計雷擊次數(shù)。

①主體區(qū)域年預計雷擊次數(shù)計算。

經(jīng)計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)域年預計雷擊次數(shù)計算。

通過計算單體相關供電線路和通信線路的雷擊線路年均危險次數(shù)Nl和雷擊線路附近年均危險次數(shù)Ni的具體數(shù)據(jù)見表1。

（3）雷擊情況構成分析。

將單體的各個區(qū)域的年預計雷擊次數(shù)進行匯總后，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。從評估結果可以看出，該評估單體因雷擊造成人身傷亡損失的風險R1=8.00E-08，小于容許風險的典型值10E-5。其中雷電流沿入戶線路侵入建筑物，在入口處入戶設施與其他金屬部件產(chǎn)生危險火花放電而引發(fā)火災或爆炸造成物理損害的風險分量RV占70.62%。在雷雨天氣時，需要引起重視。

5 項目風險總述

（1）該報告采用遼寧省雷電監(jiān)測網(wǎng)閃電定位資料分析計算，楊柳河加油站（四十站）項目（5 km半徑）平均雷暴日為30 d，按防雷等級規(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)防雷設計規(guī)范》GB50343-2012，攔截效率大于0.80小于或等于0.90時，電子信息系統(tǒng)防雷等級應定為C級。

（3）按照目前甲方提供施工圖的材料現(xiàn)有設計顯示：站房存在的雷擊人身傷亡損失風險1.62E-07；罩棚存在的雷擊人身傷亡損失風險8.00E-08；小于評估標準GB62305-2規(guī)定的風險容許值RT=10E-5。

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

（5）該項目可能遭受到的主導方向為東，次主導方向為東北，在建設項目及電子信息機房選址時，需考慮防止以上兩個方向的雷擊風險。

6 結語

該評估報告對重要單體進行了數(shù)據(jù)方面的分析，得出了相關的結論，以此為基礎，對這些結論進行了比較和分析，并提出了相應應該采取的防范措施，希望能以此減少或避免因雷擊發(fā)生人員傷亡或者財產(chǎn)損失。

參考文獻

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