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雷電防護

第2部分：風(fēng)險管理

IEC: Protection Against Lightning

Part 2: Risk management

目  錄

簡介……………………………………………………………………………………………….4

1.       范圍…………………………………………………………………………………………..6

2.       規(guī)范性引用文件……………………………………………………………………………..6

3.       術(shù)語和定義…………………………………………………………………………………..6

4.       風(fēng)險評估方法……………………………………………………………………………….11

4.1總的方法

4.1.1損害來源

4.1.2損害類型

4.1.3損失類型

4.2風(fēng)險組成

          4.2.1 建筑物的風(fēng)險組成

           4.2.2 影響建筑物內(nèi)風(fēng)險組成的因素

           4.2.3 公共設(shè)施的風(fēng)險組成

           4.2.4 影響公共設(shè)施內(nèi)風(fēng)險組成的因素

4.3 風(fēng)險管理

           4.3.1 適用于風(fēng)險評估的建筑物

           4.3.2 適用于風(fēng)險評估的公共設(shè)施

           4.3.3 可承受風(fēng)險RT

           4.3.4 評價防護需求的程序

           4.3.5 評價防護措施經(jīng)濟性的程序

           4.3.6 防護措施

           4.3.7 防護措施的選擇

5.       對建筑物風(fēng)險組成的評估………………………………………………………………….19

5.1 建筑物以區(qū)ZS劃分

5.2 評估風(fēng)險組成的參數(shù)

5.3雷擊建筑物導(dǎo)致的風(fēng)險

5.3.1 雷擊建筑物導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估

5.4 雷擊建筑物以外區(qū)域引起的風(fēng)險

5.4.1 雷擊建筑物鄰近區(qū)域?qū)е碌娘L(fēng)險組成的評估

5.4.2 雷擊入戶線路導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估

5.4.3 雷擊入戶線路鄰近區(qū)域?qū)е碌娘L(fēng)險組成的評估

    5.5 建筑物內(nèi)風(fēng)險組成小結(jié)

6.       對公共設(shè)施風(fēng)險組成的評估………………………………………….…………………….22

6.1 公共設(shè)施以部SS劃分

6.2 評估風(fēng)險組成的參數(shù)

6.3 雷擊公共設(shè)施導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估

6.4 雷擊公共設(shè)施鄰近區(qū)域?qū)е碌娘L(fēng)險組成的評估

6.5 雷擊與公共設(shè)施相連的建筑物導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估

6.6 公共設(shè)施內(nèi)風(fēng)險組成小結(jié)

附錄A（資料性）對危險事件年度次數(shù)的評估………………………………………………….32

附錄B（資料性）建筑物損害概率的評估……………………………………………………..37

附錄C（資料性）建筑物損失的評估……………………………………………………………42

附錄D（資料性）公共設(shè)施損害概率的評估……………………………………………………47

附錄E（資料性）公共設(shè)施損失的評估…………………………………………………………50

附錄F（資料性）開關(guān)動作型過壓………………………………………………………………52

附錄G（資料性）損失成本評估…………………………………………………………………53

附錄H（資料性）建筑物的評估實例……………………………………………………………54

附錄I（資料性）公共設(shè)施的評估實例…………………………………………………………94

簡   介

   云對地放電，對于建筑物、公共設(shè)施、人體，以及建筑物內(nèi)部或外部或其周圍區(qū)域的裝置和其它設(shè)備是有害的。它可導(dǎo)致整個建筑物（其構(gòu)成部分及內(nèi)部裝置）和公共設(shè)施受到損害，同時也可以令設(shè)備發(fā)生故障，尤其是電氣及電子系統(tǒng)。這些損害及故障甚至可能會影響建筑物周圍及其附近區(qū)域。

為減小雷電引起的損失，可以采取必要的防護措施。這些防護措施是否需要以及需要的程度都應(yīng)通過風(fēng)險評估來決定。

本標準中風(fēng)險的定義為由雷擊導(dǎo)致的建筑物及公共設(shè)施內(nèi)的可能平均年度損失。它取決于：

——每年影響建筑物及公共設(shè)施的雷擊數(shù)目；

——一次雷擊造成損害的概率；

——造成損失的平均數(shù)量。

雷擊對建筑物的影響可劃分為：

——擊中建筑物；

——擊中建筑物鄰近區(qū)域和（或）入戶線路鄰近區(qū)域和公共設(shè)施和（或）入戶線路（電力及通信線路）或其它公共設(shè)施。

雷擊對公共設(shè)施的影響可劃分為：

——擊中公共設(shè)施；

——擊中公共設(shè)施鄰近區(qū)域或擊中與公共設(shè)施相連的建筑物。

雷擊建筑物或入戶公共設(shè)施可導(dǎo)致實體損害和生命危險。雷擊建筑物或公共設(shè)施鄰近區(qū)域以及擊中建筑物或公共設(shè)施可導(dǎo)致電力及電子系統(tǒng)發(fā)生故障，這是由于這些相連系統(tǒng)中的電阻和電感在雷擊電流作用下形成的過壓導(dǎo)致的。

而且，由雷電過壓導(dǎo)致的用戶裝置及電力供應(yīng)線路的故障還可在這些設(shè)施中產(chǎn)生開關(guān)動作型過電壓。

注1：在IEC 62305系列中沒有涵蓋電力及電子系統(tǒng)發(fā)生的故障?？蓞⒖糏EC 61000-4-5.

注2：有關(guān)由開關(guān)動作型過壓導(dǎo)致的風(fēng)險評估信息參見附錄G.

影響建筑物和公共設(shè)施的雷擊數(shù)目取決于：建筑物和公共設(shè)施的尺度及特征、環(huán)境特征和所在位置地區(qū)的雷擊密度。

雷擊導(dǎo)致?lián)p害的概率取決于：建筑物和公共設(shè)施、雷擊放電特點和所采用防護措施的種類與效率。

雷擊導(dǎo)致的年度平均損失量取決于損害程度及雷擊可能造成的損害后果。

防護措施可以減少損害概率或損失量，其防護效果取決于所采取的每個防護措施的特性。

雷擊對建筑物和公共設(shè)施導(dǎo)致的風(fēng)險評估在文件IEC 61662:1995-04和A1:1996-05 TR2 第一版的修訂版中有詳細闡述。

雷電防護的風(fēng)險管理

1        范圍

本標準適用于由雷擊導(dǎo)致的建筑物內(nèi)或公共設(shè)施內(nèi)的風(fēng)險評估。

設(shè)立本標準的目的是為評估此類風(fēng)險提供一個程序。當風(fēng)險的容許上限確定后，就可以使用此程序選擇合適的防護措施來降低風(fēng)險，以使其不高于容許上限。

2        規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注明日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本部分。然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

IEC 60364 系列：建筑物的電氣安裝

IEC 60479 系列：電流在人體及其它活體上的效應(yīng)

IEC 61643－1：1998，與低壓電源分布系統(tǒng)相連接的浪涌保護器

第1部分：性能，要求和測試方法

IEC 61643－12：2001，與低壓電源分布系統(tǒng)相連接的浪涌保護器

第12部分：選擇與應(yīng)用的原則

IEC 62305－1：雷電防護

第1部分：總則

IEC 62305－3：雷電防護

第3部分：建筑物內(nèi)的實體損害和生命危險

IEC 62305－4：雷電防護

第4部分：建筑物內(nèi)的電氣與電子系統(tǒng)

IEC 62305－5：雷電防護

第5部分：公共設(shè)施

IEC 61643－1：1998，與低壓電源分布系統(tǒng)相連接的浪涌保護器

第1部分：性能，要求和測試方法

3        術(shù)語和定義

除IEC 62305其它部分給出的術(shù)語和定義適用于本部分外，以下術(shù)語和定義也適用于本部分。

3.1 受保護的物體  Object to be protected

對雷擊加以防護的建筑物或公共設(shè)施。

3.2 受保護的建筑物  Structure to be protected

根據(jù)本標準需進行雷擊防護的建筑物。

注：受保護的建筑可能是較大建筑物的一部分。

3.3 受保護的公共設(shè)施  Service to be protected

根據(jù)本標準需進行雷擊防護的入戶公共設(shè)施。

注：電氣和通信線路是最易受雷擊影響的公共設(shè)施。

3.4 存在爆炸危險的建筑物  Structures with risk of explosion

含有固體爆炸物質(zhì)或IEC 60079-10 中規(guī)定的0型危險區(qū)的建筑物。

注：對于存在1型危險區(qū)和2型危險區(qū)的標準建筑物不劃入存在爆炸危險之列，因其雷擊和爆炸氣體同時出現(xiàn)的概率很低。

3.5 安裝有電氣系統(tǒng)的建筑物  Structures with electronic systems

有大量電氣系統(tǒng)裝置的建筑物，如通信設(shè)備，控制系統(tǒng)及測量系統(tǒng)。

3.6 對環(huán)境構(gòu)成威脅的建筑物  Structures dangerous to the environment

由于雷擊可能引起生物、化學(xué)、放射性散發(fā)物的建筑物。比如化工廠、石化廠、核電廠等。

3.7 火災(zāi)風(fēng)險高的建筑  Structures with high risk of fire

用可燃材料建造或屋頂使用可燃材料的建筑物，或火災(zāi)負荷大于45kg/m2的建筑物。

3.8 存在火災(zāi)隱患的建筑  Structures with ordinary risk of fire

火災(zāi)負荷介于20kg/m2和45kg/m2之間的建筑物。

3.9 火災(zāi)風(fēng)險低的建筑  Structures with low risk of fire

火災(zāi)負荷小于20kg/m2的建筑物，或偶然使用可燃材料的建筑物。

3.10 火災(zāi)負荷  Specific fire load

可燃材料在整個建筑的內(nèi)外使用中所占比率。

3.11 通信線路  Telecommunication lines

    用來聯(lián)系可能位于分離建筑物內(nèi)設(shè)備間的傳播媒介，如電話線和數(shù)據(jù)線。

3.12 電力線  Power lines

輸送電能給建筑物以供應(yīng)其內(nèi)電氣和電子設(shè)備的線路，如低壓系統(tǒng)或高壓系統(tǒng)的電力干線。

3.13 管道  Pipes

向建筑物內(nèi)外傳輸液體的管道，如煤氣管道、水管道、石油管道。

3.14 危險事件  Dangerous event

受保護的物體或其它鄰近受保護物體遭雷擊。

3.15 雷擊物體  Lightning flash to an object

遭雷擊的受保護物體。

3.16 雷擊物體鄰近區(qū)域  Lightning flash near an object

雷擊受保護物體鄰近區(qū)域，有可能導(dǎo)致危險的過壓。

3.17 雷擊建筑物的頻率（ND）  Frequency of lightning flashes to a structure(ND)

估算的雷擊建筑物的年度次數(shù)。

3.18雷擊公共設(shè)施的頻率（NL）  Frequency of lightning flashes to a service(NL)

估算的雷擊公共設(shè)施的年度次數(shù)。

3.19 雷擊建筑物鄰近區(qū)域的頻率（NM）  Frequency of lightning flashes near a structure(NM)

估算的雷擊建筑物鄰近區(qū)域的年度次數(shù)。

3.20 雷擊公共設(shè)施鄰近區(qū)域的頻率（NI）  Frequency of lightning flashes near a service(NI)

估算的雷擊公共設(shè)施鄰近區(qū)域的年度次數(shù)。

3.21 電氣系統(tǒng)  Electrical system

裝有低壓供電部件和可能也有電子部件的系統(tǒng)。

3.22 電子系統(tǒng)  Electronic system

裝有電子部件如通信設(shè)備、計算機、控制和儀表系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、電源電子裝備的系統(tǒng)。

3.23 內(nèi)部系統(tǒng)  Internal system

建筑物內(nèi)的電氣和電子系統(tǒng)。

3.24 實體損害  Physical damage

由雷擊導(dǎo)致的機械力效應(yīng)、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和爆炸效應(yīng)對建筑物及其內(nèi)部設(shè)施的損害。

3.25 活體傷害  Injuries of living beings

雷擊時，由于觸摸和跨步電壓對人及動物造成的傷害，包括死亡。

3.26 電氣和電子系統(tǒng)失效  Failure of electrical and electronic system

由于雷電的電磁的影響使電氣和電子系統(tǒng)遭永久破壞。

3.27 失效電流（Ia）  Failure current(Ia)

引起通信線路損害的最小雷電流峰值。

3.28 損害的概率（P）  Probability of damage(P)

受保護物體遭雷電損害的可能性。

3.29 損失（L）  Loss(L)

與被保護物體的價值（人與貨物）相關(guān)，由危險事件引起的某一類型損害的平均損失量（人與貨物）。

3.30 風(fēng)險（R）  Risk(R)

與被保護物體的價值（人與貨物）相關(guān)的，由雷擊所致的可能年度損失（人與貨物）。

3.31 風(fēng)險組成（Rx）  Risk componect(Rx)

由損害來源和類型決定的部分風(fēng)險。

3.32 可承受的損害風(fēng)險（RT）  Tolerable risk of damage(RT)

受保護物體所能承受的最大風(fēng)險值。

3.33 建筑物的分區(qū)（Zs）  Zone of a structure(ZS)

在風(fēng)險組成評估中只涉及一組參數(shù)的擁有同種特征的建筑物組成部分。

3.34 公共設(shè)施段（Ss）  Section of a service(Ss)

在風(fēng)險組成評估中只涉及一組參數(shù)的擁有同種特征的公共設(shè)施組成部分。

3.35 雷電防護等級（LPL）  Lightning protection level(LPL)

定義雷擊為損害來源的一組雷電流參數(shù)值。

注：根據(jù)相關(guān)一組雷電流參數(shù)值，雷電防護等級用來設(shè)計防護措施。

3.36 防護措施  Protection measures

建筑物或公共設(shè)施采用來降低風(fēng)險的措施。

3.37 雷電防護系統(tǒng) （LPS）  Lightning protection system(LPS)

用來降低雷擊建筑物導(dǎo)致的實體損害的總的裝置。由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成。

3.38 雷電電磁脈沖（LEMP）  Lightning electromagnetic impulse(LEMP)

雷電流對內(nèi)部系統(tǒng)所產(chǎn)生的電磁影響。

注：它既包括被傳導(dǎo)給受保護內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)備的浪涌，又包括儀器本身產(chǎn)生的脈沖磁場效應(yīng)。

3.39 防雷區(qū)  Lightning Protection Zone（LPZ）

雷電電磁環(huán)境確定的區(qū)域（定義見IEC 62305-1的1.3.28部分）。

3.40 屏蔽線（SW）  Shielding wire(SW)

用來降低雷擊公共設(shè)施所致的實體損害的金屬線。

3.41 磁屏蔽（MS）  Magnetic shield(MS)

圍繞整個或部分被保護物體的封閉的金屬格柵或連續(xù)的屏蔽，用來降低電氣和電子系統(tǒng)的失效。

3.42 浪涌保護器（SPD）  Surge protective device(SPD)

具有非線性特點的，用以限制瞬態(tài)過電壓和泄放電涌電流的一種防護設(shè)備。（定義見IEC 61643-1的3.1部分）。

3.43 浪涌保護器系統(tǒng)（SPD系統(tǒng)）  Surge protective devices system(SPD system)

一組經(jīng)過適當選擇和安裝的用來降低電氣和電子系統(tǒng)失效的配套浪涌保護器。

3.44 城區(qū)環(huán)境  Urban environment

建筑物密集或高樓林立、人口密集的社區(qū)。

注：市中心是城區(qū)環(huán)境的例證。

3.45 郊區(qū)環(huán)境  Suburban environment

擁有中等密度建筑物的地區(qū)。

注：城郊是郊區(qū)環(huán)境的例證。

3.46 鄉(xiāng)村環(huán)境  Rural environment

建筑物密度低的地區(qū)。

注：農(nóng)村是鄉(xiāng)村環(huán)境的例證。

3.47額定可承受脈沖電壓  Rated impulse withstand voltage

由制造廠商對設(shè)備或其一部分確定的一個可承受的脈沖電壓值，以滿足過電壓絕緣性耐受能力的規(guī)定（參見IEC60664-1的第1.3.9.2的定義）。

4.  風(fēng)險評估方法

4.1 總的方法

4.1.1 損害來源

雷電流是損害的來源。根據(jù)雷擊點位置的不同，下列情形需加以考慮（見圖1）：

——S1：雷擊建筑物，

——S2：雷擊建筑物的鄰近區(qū)域，

——S3：雷擊公共設(shè)施，

——S4：雷擊公共設(shè)施的鄰近區(qū)域。

4.1.2 損害類型

雷擊導(dǎo)致的損害隨被保護物體特征之不同而各異，重要的特征有：

——建筑類型；

——內(nèi)部裝置及應(yīng)用；

——公共設(shè)施的類型；

——所采用的防護措施。

雷擊建筑物導(dǎo)致的損害可能是建筑物的一部分，也可延伸至整體，甚至其周圍建筑物或周邊環(huán)境。（如：化學(xué)或放射性散發(fā)物）。

雷擊對公共設(shè)施的影響可能是提供服務(wù)的設(shè)施本身（線路或管道），或是與其相連的電氣和電子系統(tǒng)。損害也可能延伸至與公共設(shè)施相連的內(nèi)部系統(tǒng)。

區(qū)分由雷擊導(dǎo)致的損害的三種基本類型，對風(fēng)險評估的實際應(yīng)用是有用的。如下（見圖1）：

——D1：對活體的傷害；

——D2：實體損害；

——D3：電氣和電子系統(tǒng)失效。

4.1.3損失類型

不同類型的損害，無論是單一的或數(shù)種類型的聯(lián)合，都會使被保護物體產(chǎn)生不同的損失后果。依據(jù)物體本身特征的不同，損失類型各異。

下列類型的損失應(yīng)加以考慮（見圖1）：

——L1：致人死亡

——L2：為大眾服務(wù)的公共設(shè)施的損失

——L3：文化遺產(chǎn)的損失

——L4：經(jīng)濟損失（建筑物及其內(nèi)部裝置，公共設(shè)施及其功能失效）

相關(guān)的相應(yīng)風(fēng)險：

——R1: 致人死亡的風(fēng)險

——R2：為大眾服務(wù)的公共設(shè)施損失的風(fēng)險

——R3：文化遺產(chǎn)損失的風(fēng)險

——R4：經(jīng)濟損失的風(fēng)險

4.2 風(fēng)險組成

對每種不同類型的損失（L1至L4）來講，其相關(guān)的風(fēng)險R（R1至R4）是不同風(fēng)險組成部分RX (RA, RB, … )的總和。

每個風(fēng)險組成部分RX取決于：

——危險事件的數(shù)目N

——損害的概率PX

——導(dǎo)致的損失LX

由下式計算，可得：

                      （X=A, B, …）

注1：影響危險事件數(shù)目的因素有：

——雷對地閃擊的密度

——被保護物體的特征

——周圍環(huán)境的特征

——土壤的特征

注2：影響損害的概率的因素有：

——被保護物體的特征

——所采用的防護措施

注3：影響導(dǎo)致的損失的因素有：

——物體的指定用途

——人員在場情況

——向公眾提供服務(wù)的公共設(shè)施類型

——受損的貨物價值

——采取的減少損失的措施

風(fēng)險組成部分RX取決于雷擊點的位置。

4.2.1 建筑物的風(fēng)險組成

對于建筑物來講，取決于雷擊點位置的下列風(fēng)險組成必須加以考慮：

a) 雷擊建筑物

——在建筑物外圍3米區(qū)域內(nèi)，由觸摸和跨步電壓導(dǎo)致的對活體的傷害與RA有關(guān)。在此情況下，建筑物內(nèi)的風(fēng)險是可以忽略不計的。對于農(nóng)業(yè)財產(chǎn)情況，L1型損失和夾帶動物損失的L4型損失可能會發(fā)生。

——在建筑內(nèi)由危險火花所引發(fā)的火災(zāi)或爆炸，對整個環(huán)境可能造成威脅，此情況下導(dǎo)致的實體損害與RB有關(guān)。所有的損失類型（L1 ， L2  ，L3  ， L4 ）可能都會出現(xiàn)。

——RC與雷電電磁脈沖防護引起的內(nèi)部系統(tǒng)失效有關(guān)。在任何情況下， L2和L4型損失都會涉及。對于有爆炸危險的建筑物和醫(yī)院或是內(nèi)部系統(tǒng)失效直接危及生命的建筑物，L1型損失也要加以考慮。

b) 雷擊建筑物的鄰近區(qū)域

——RM與雷電電磁脈沖防護引起的內(nèi)部系統(tǒng)失效有關(guān)。在任何情況下， L2和L4型損失都會涉及。對于有爆炸危險的建筑物和醫(yī)院或是內(nèi)部系統(tǒng)失效直接危及生命的建筑物，L1型損失也要加以考慮。

c) 雷擊入戶線路

——RU與建筑物內(nèi)由于觸摸和跨步電壓導(dǎo)致的對活體的傷害相關(guān)，這是由于雷電流注入入戶線路引起的。L1型損失可能會出現(xiàn)。

——RV與雷電流通過或沿著入戶公共設(shè)施導(dǎo)入所致的實體損害有關(guān)。（火災(zāi)或爆炸，通常是在入戶線路的入口處，外部裝置和金屬部件之間產(chǎn)生的火花導(dǎo)致的。）所有的損失類型（L1 , L2,L3 , L4 ）都可能會出現(xiàn)。

——RW與入戶線路中存在并導(dǎo)入建筑物的感應(yīng)過電壓引起的內(nèi)部系統(tǒng)失效有關(guān)。在任何情況下， L2和L4型損失都會涉及。對于有爆炸危險的建筑物和醫(yī)院或是內(nèi)部系統(tǒng)失效直接危及生命的建筑物，L1型損失也要加以考慮。

注：雷擊與建筑物的等電位連接帶相連接的管道或其鄰近區(qū)域不會引起對建筑物的損害。因此，在建筑物的風(fēng)險評估中，此種損失來源可忽略不計。需要考慮的公共設(shè)施只有入戶線路。

d) 雷擊入戶線路鄰近區(qū)域

——RZ與入戶線路中存在并導(dǎo)入建筑物的感應(yīng)過電壓引起的內(nèi)部系統(tǒng)失效有關(guān)。在任何情況下，L2和L4型損失都會涉及。對于有爆炸危險的建筑物和醫(yī)院或是內(nèi)部系統(tǒng)失效直接危及生命的建筑物，L1型損失也要加以考慮。

針對每種不同類型的損失，總值R可以分割為：

a) 參照損失來源：

                       雷直接擊中建筑物導(dǎo)致的風(fēng)險（來源S1）

            間接雷擊對建筑物導(dǎo)致的風(fēng)險（來源S2，S3和S4）

b) 參照損失類型：

                                      活體傷害引起的風(fēng)險

                                        實體損害引起的風(fēng)險

                   內(nèi)部系統(tǒng)失效引起的風(fēng)險

建筑物內(nèi)存在的風(fēng)險及其相應(yīng)的損害和損失類型見圖2。

對于在建筑物內(nèi)發(fā)生的不同類型損失，應(yīng)考慮的風(fēng)險組成見表1。

表1 對于在建筑物內(nèi)發(fā)生的不同類型損失，應(yīng)考慮的風(fēng)險組成

4.2.2 影響建筑物內(nèi)風(fēng)險組成的因素

影響風(fēng)險組成的建筑物特征和可能的防護措施特征見表2。

表2 影響建筑物內(nèi)風(fēng)險組成的因素

4.2.3 公共設(shè)施的風(fēng)險組成

取決于雷擊點位置的公共設(shè)施的風(fēng)險組成必須考慮下列幾項：

a) 雷擊公共設(shè)施

——R’V與雷電流產(chǎn)生的機械力和熱效應(yīng)所致的實體損害有關(guān)。L2和L4型損失可能會發(fā)生。

——R’W與電阻耦合產(chǎn)生的過電壓所致的相連設(shè)備的故障有關(guān)。L2和L4型損失可能會發(fā)生。

b) 雷擊公共設(shè)施的鄰近區(qū)域

——R’Z與線路中的感應(yīng)過電壓所導(dǎo)致的線路和與其相連設(shè)備的故障有關(guān)。L2和L4型損失可能會發(fā)生。

c) 雷擊與公共設(shè)施相連的建筑物

——R’B與雷電流沿線路傳導(dǎo)所產(chǎn)生的機械力和熱效應(yīng)所致的實體損害有關(guān)。L2和L4型損失可能會發(fā)生。

——R’C與耦合電阻產(chǎn)生的過電壓所致的相連設(shè)備的故障有關(guān)。L2和L4型損失可能會發(fā)生。

針對每種不同類型的損失，參照損失來源，總值R可以分割為（見圖2b）：

       雷直接擊中公共設(shè)施導(dǎo)致的風(fēng)險（來源S3）

    間接雷擊對公共設(shè)施導(dǎo)致的風(fēng)險（來源S1和S4）                   

對于在公共設(shè)施內(nèi)發(fā)生的不同類型損失，應(yīng)考慮的風(fēng)險組成見表3。

表3 對于在公共設(shè)施內(nèi)發(fā)生的不同類型損失，應(yīng)考慮的風(fēng)險組成

4.2.4 影響公共設(shè)施內(nèi)風(fēng)險組成的因素

公共設(shè)施及相連建筑物的特征和可能的防護措施的特性影響著風(fēng)險的組成，見表4。

表4 影響公共設(shè)施內(nèi)風(fēng)險組成的因素

4.3 風(fēng)險管理

建筑物或公共設(shè)施進行防雷的決定以及防護措施的選擇，都應(yīng)依照IEC 62305-1來執(zhí)行。應(yīng)用下列程序：

——確認受保護的物體及其特征；

——確認物體的各種類型的損失及其相關(guān)對應(yīng)風(fēng)險 R（R1至R4）；

——對各種類型損失導(dǎo)致的風(fēng)險R進行評估；

——通過風(fēng)險R1, R2, R3 與可承受風(fēng)險RT的比較，對防護需求進行評估；

——通過整個損失的代價在采用防護措施前后的比較，對防護的經(jīng)濟性進行評估。在此情況下，為了估計防護費用，須對風(fēng)險R4的組成進行評估（見附錄J）。

4.3.1適用于風(fēng)險評估的建筑物

建筑物S應(yīng)當是孤立的樓宇B，或在滿足下列條件下僅有一部分由此種樓宇構(gòu)成（見圖3）。

——建筑物S是樓宇B分離出來的垂直部分；

——樓宇B是沒有爆炸風(fēng)險的建筑物；

——通過使用耐火力達120分鐘的墻體（REI 120）或其它等效防護措施，在建筑物S和樓宇B的其他部分之間不存在火災(zāi)蔓延的危險；

——如果沿公用線路有過電壓傳播，通過在這些線路入口處安裝SPD或其它等效防護措施能夠避免。

如果不能滿足上述條件，那么，整個樓宇B認為是應(yīng)受保護的建筑物。

受保護的建筑物包括：

——建筑物本身

——建筑內(nèi)的裝置

——建筑物的構(gòu)成

——建筑物內(nèi)的人員或在建筑物外圍3米區(qū)域內(nèi)站立的人員

——受建筑物損害影響的環(huán)境。

4.3.2 適用于風(fēng)險評估的公共設(shè)施

受保護的公共設(shè)施所指的物質(zhì)財產(chǎn)由下列組成：

——對于TLC線，指的是介于通信交換大樓和用戶大樓之間。

——對于電源線，指的是介于高壓配電站和用戶大樓之間。

——對于管道，指的是介于主分配站和用戶大樓之間。

受保護的公共設(shè)施包括線路設(shè)備和線路終端設(shè)備，例如：

——復(fù)用器，功率放大器，光網(wǎng)絡(luò)單元，計量器，線路終端設(shè)備等等

——斷路器，過電流裝置，計量器，等等

——控制系統(tǒng)，安全系統(tǒng)，計量器，等等

但不包括用戶的設(shè)備。

4.3.3 可承受風(fēng)險RT

       可承受風(fēng)險表現(xiàn)在雷電引起人的死亡或社會、文化價值的損失。其代表性值如表5所示。

表5 可承受風(fēng)險的典型值

4.3.4 評估防護需求的程序

依照IEC 62305－1，在評估物體的雷電防護措施的需求時，應(yīng)考慮如下風(fēng)險：

——對于建筑物，考慮風(fēng)險R1、R2和R3；

——對于公共設(shè)施，考慮風(fēng)險R2。

每種風(fēng)險的考慮按照下列步驟進行：

——確認風(fēng)險的組成部份RX

——計算被確認的風(fēng)險組成部分RX的值

——計算總風(fēng)險值R

——確認可承受風(fēng)險的最大值RT

——把總風(fēng)險值R與可承受的值RT進行比較

如果R≤RT，則不需進行雷電防護。

如果R>RT，針對其所有的風(fēng)險，被評估物體應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施，以使得R≤RT。

評估防護需求的程序見圖4。

4.3.5 評估防護措施經(jīng)濟性的程序

       對于建筑物或公共設(shè)施，除了確定其是否需要進行雷電防護外，為減少經(jīng)濟損失L4，確認采用防護措施的經(jīng)濟收益是很有用的。R4型風(fēng)險組成的評估使得用戶可以衡量在采取防護措施前后不同的經(jīng)濟損失費用。詳見附錄H。

       確定防護措施經(jīng)濟性的程序，如下：

——確認R4型風(fēng)險的組成部份RX

——計算無防護措施下被確認的風(fēng)險組成部分RX的值

——計算每種風(fēng)險組成RX導(dǎo)致的損失成本

——計算無防護措施下總損失的成本CL

——采用選定的防護措施

——在選定防護措施的情況下，計算風(fēng)險組成部分RX的值

——計算在受保護的建筑物或公共設(shè)施內(nèi)由每種風(fēng)險組成RX導(dǎo)致的剩余損失成本

——在采取防護措施的情況下，計算剩余的總成本CRL

——計算選定的防護措施的年度成本CPM

——成本比較

如果CL < CRL+CPM，雷電防護措施不能節(jié)約成本。

如果CL≥CRL+CPM，雷電防護措施可以節(jié)約成本。

評估防護措施的經(jīng)濟性的程序見圖5。

4.3.6 防護措施

       按照損害的類型，防護措施被直接用于減少風(fēng)險。

防護措施如符合相關(guān)標準的要求，則認為是有效的。具體如下：

——IEC 62305-3建筑物內(nèi)減小活體傷害和實體損害的防護（見表2）

——IEC 62305-4減少內(nèi)部系統(tǒng)失效的防護（見表2）

——IEC 62305-5公共設(shè)施的防護（見表4）

4.3.7 防護措施的選擇

根據(jù)每種風(fēng)險組成(RA, RB,…)在總風(fēng)險（R1，R2，R3和R4）中所占份額，及不同防護措施的技術(shù)和經(jīng)濟因素的要求，設(shè)計者應(yīng)選擇最合適的防護措施。

為選擇高效的措施來降低風(fēng)險R, 一些重要的參數(shù)需要確定。

對于每種類型的損失，總有眾多的防護措施?；騿为毣蚵?lián)合，可使得條件R≤ RT成立。采用的方案應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟因素來進行選擇。建筑物防護措施選擇的簡化程序詳見流程圖6a，公共設(shè)施防護措施選擇的簡化程序詳見流程圖6b。無論哪種情況，安裝者或設(shè)計者都應(yīng)確認并減少最重要的風(fēng)險組成部分，同時也要考慮經(jīng)濟因素。

5．建筑物風(fēng)險組成的評估

5.1 建筑物區(qū)ZS劃分

為評估每項風(fēng)險的組成，建筑物可劃分為區(qū)ZS。然而，整個建筑物也可能，或可假設(shè)為一個單獨區(qū)。

區(qū)ZS主要由下列條件進行定義：

——土壤或地面類型（風(fēng)險組成RA和RU）

——防火倉室（風(fēng)險組成RB和RV）

——空間屏蔽（風(fēng)險組成RC, RM,RW和RZ）

進一步的分區(qū)可根據(jù)下列條件確定：

——內(nèi)部系統(tǒng)的布局

——現(xiàn)有的或即將應(yīng)用的防護措施

——損失數(shù)值L

在建筑物劃分為區(qū)ZS的過程中，應(yīng)考慮最適合的防護措施的可行性。

如若在一個區(qū)中一個參數(shù)的值不止一個，那么應(yīng)選取導(dǎo)致最大風(fēng)險的那個值。

對任一區(qū)ZS，每一風(fēng)險組成都應(yīng)加以評估。根據(jù)4.2.1，任一區(qū)ZS的風(fēng)險R是相關(guān)風(fēng)險組成的總和。

建筑物的總風(fēng)險R是構(gòu)成建筑物的分區(qū)相關(guān)的局部風(fēng)險的總和。

5.2 評估風(fēng)險組成的參數(shù)

評估風(fēng)險組成的參數(shù)詳見表6。

表6  與建筑物風(fēng)險組成評估相關(guān)的參數(shù)

5.3 雷擊建筑物導(dǎo)致的風(fēng)險

雷擊建筑物所致的風(fēng)險數(shù)值是風(fēng)險組成部分RA, RB, RC的總和：

——

5.3.1 雷擊建筑物導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估

下列關(guān)系式適用于與雷擊建筑物相關(guān)的風(fēng)險組成的評估：

——           與活體損傷相關(guān)的風(fēng)險組成部分

——            與實體損害相關(guān)的風(fēng)險組成部分

——            與內(nèi)部系統(tǒng)失效相關(guān)的風(fēng)險組成部分

5.4 雷擊建筑物以外區(qū)域?qū)е碌娘L(fēng)險組成的評估

雷擊建筑物以外區(qū)域?qū)е碌倪B帶風(fēng)險是風(fēng)險組成部分RM, RU, RV, RW, 和RZ的總和：

——

5.4.1 雷擊建筑物鄰近區(qū)域?qū)е碌娘L(fēng)險組成的評估

下列關(guān)系式適用于與雷擊建筑物鄰近區(qū)域相關(guān)的風(fēng)險組成的評估：

5.4.2 雷擊入戶線路導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估

下列關(guān)系式適用于與雷擊入戶線路導(dǎo)致的相關(guān)的風(fēng)險組成的評估：

——            與活體損傷相關(guān)的風(fēng)險組成部分

——            與實體損害相關(guān)的風(fēng)險組成部分

——           與內(nèi)部系統(tǒng)失效相關(guān)的風(fēng)險組成部分

式中，NDa為與線路“a”端相連建筑物的ND值（見圖8）。

如果線路不僅一部分(架空，地下，屏蔽的，無屏蔽的，等等)，那么，RU, RV, RW的值是與各部分相關(guān)的RU, RV, RW的總和。

如果建筑物外部線路不僅一條，且布線各異，計算應(yīng)就每一條外部線路單獨加以進行。

5.4.3 雷擊入戶線路鄰近區(qū)域?qū)е碌娘L(fēng)險組成的評估

下列關(guān)系式適用于與雷擊入戶線路鄰近區(qū)域相關(guān)的風(fēng)險組成的評估：

——

如果線路不僅一部分(架空，地下，屏蔽的，無屏蔽的，等等)，那么，RZ的值是與各部分相關(guān)的RZ的總和。

如果，應(yīng)假定。

5.5 建筑物內(nèi)風(fēng)險組成小結(jié)

如果建筑物的入戶線路不止一條，且布線各異，那么，風(fēng)險組成應(yīng)就每一條外部線路單獨加以評估。

表7是依據(jù)不同損害類型和不同損害來源類型做出的建筑物的風(fēng)險組成的總結(jié)。

表7 由不同來源導(dǎo)致的不同損害類型的建筑物風(fēng)險組成

6. 公共設(shè)施風(fēng)險組成評估

6.1 公共設(shè)施段SS劃分

為評估每項風(fēng)險的組成，公共設(shè)施可劃分為SS段。然而，整個公共設(shè)施也可能，或可假設(shè)為一個單獨段。

對于所有的風(fēng)險組成（R’B , R’C, R’V ,R’W和R’Z ），SS段主要由下列條件進行定義：

——公共設(shè)施類型（架空或埋于地下）；

——影響等效面積的系數(shù)（Cd, Ce, Ct）；

——公共設(shè)施的特征（絕緣電纜類型，屏蔽阻抗）。

進一步的分區(qū)可根據(jù)下列條件確定：

——相連儀器的類型；

——現(xiàn)有的或即將采用的防護措施。

在公共設(shè)施劃分為SS段的過程中，應(yīng)考慮最適合的防護措施的可行性。

如若在一個部中一個參數(shù)的值不止一個，那么應(yīng)選取導(dǎo)致最大風(fēng)險的那個值。

網(wǎng)絡(luò)管理者或公共設(shè)施的擁有者應(yīng)估價每項損害導(dǎo)致的公共設(shè)施損失的相對值。

對公共設(shè)施的任一部，每一風(fēng)險組成RX都應(yīng)加以評估。與構(gòu)成公共設(shè)施分部相關(guān)的每項風(fēng)險組成的最大值RXmax將被選擇。

公共設(shè)施的總風(fēng)險R是此類最大值的總和 

 6.2 評估風(fēng)險組成的參數(shù)

評估風(fēng)險組成的參數(shù)詳見表8。

表8  評估風(fēng)險組成的參數(shù)

6.3 雷擊公共設(shè)施導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估

下列關(guān)系式適用于與雷擊公共設(shè)施相關(guān)的風(fēng)險組成的評估，適用于公共設(shè)施的任一部分：

——            與實體損害相關(guān)的風(fēng)險組成部分

——           與相連設(shè)備失效相關(guān)的風(fēng)險組成部分

6.4 雷擊公共設(shè)施鄰近區(qū)域?qū)е碌娘L(fēng)險組成的評估

下列關(guān)系式適用于與雷擊公共設(shè)施鄰近區(qū)域相關(guān)的風(fēng)險組成的評估，適用于公共設(shè)施的任一部分：

——

如果，應(yīng)假定

6.5 雷擊與公共設(shè)施相連的建筑物導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估

下列關(guān)系式適用于雷擊與公共設(shè)施相連的建筑物的風(fēng)險組成的評估，適用于公共設(shè)施的任一部分：

——R’B=[NDa+NDb]P’B L’B          與實體損害相關(guān)的風(fēng)險組成部分

——R’C=[NDa+NDb]P’C L’C          與相連設(shè)備失效相關(guān)的風(fēng)險組成部分

6.6 公共設(shè)施內(nèi)風(fēng)險組成小結(jié)

表9是依據(jù)不同損害類型和不同損害來源類型做出的公共設(shè)施的任一部分的風(fēng)險組成的總結(jié)。

表9   由不同來源導(dǎo)致的公共設(shè)施風(fēng)險組成的不同損害類型

根據(jù)雷擊點位置劃分的損害來源

——S1：雷擊建筑物；

——S2：雷擊建筑物的鄰近區(qū)域；

——S3：雷擊公共設(shè)施；

——S4：雷擊公共設(shè)施的鄰近區(qū)域。

       損害類型

——D1：接觸和跨步電壓導(dǎo)致的人員傷亡（活體遭電擊）；

——D2：實體損害；

——D3：過壓導(dǎo)致的電氣和電子系統(tǒng)的失效。

       損失類型

——L1：生命損失；

——L2：向大眾服務(wù)的公共設(shè)施的損失；

——L3：文化遺產(chǎn)損失；

——L4：經(jīng)濟損失。

*為醫(yī)院和有爆炸風(fēng)險的建筑物的情況；

**為農(nóng)業(yè)財產(chǎn)情況（牲畜損失）。

圖1 依據(jù)不同雷擊點的損害和損失

圖2 建筑物內(nèi)每種類型損害和損失的風(fēng)險

圖3 用于風(fēng)險評估的建筑物

圖4 判斷防護需要性的程序流程

圖5 確認防護措施經(jīng)濟利益的程序流程

圖6 建筑物內(nèi)選擇防護措施的程序流程

圖7公共設(shè)施內(nèi)選擇防護措施的程序流程

圖8 線路端的建筑物

附錄A（資料性）

對危險事件年度次數(shù)N的評估

A.1. 通則

影響受保護物體的雷擊年度次數(shù)N取決于物體所在地區(qū)的暴風(fēng)雨活動狀況和物體的物理特征。通常認為N等于雷對地雷擊的密度Ng和物體等效面積A的乘積。

雷對地雷擊的密度Ng，是指每年每平方公里的雷擊數(shù)目，由測量可得。

注：如果無法獲得Ng圖，那么，可由下式進行估計：

式中：Td為每年的暴風(fēng)雨天數(shù)，可從等值雷電圖獲得。

被認定的對受保護建筑物構(gòu)成危險的事件有：

——雷擊建筑物；

——雷擊建筑物鄰近區(qū)域；

——雷擊入戶線路；

——雷擊入戶線路鄰近區(qū)域；

——雷擊與線路相連的建筑物。

被認定的對受保護公共設(shè)施構(gòu)成危險的事件有：

——雷擊公共設(shè)施；

——雷擊公共設(shè)施鄰近區(qū)域；

——雷擊與公共設(shè)施相連的建筑物。

A.2. 雷擊建筑物的年度平均次數(shù)的評估（ND, NDa）

ND由下式計算可得：

式中：

Ng——雷對地閃擊的密度（雷擊／km2／年）

Ad——孤立建筑的等效面積（m2）

Cd——計入受保護物體相對位置影響的系數(shù)（見表A.1）。

表A.1 位置影響系數(shù)Cd

對于位于平地上的孤立建筑物來講，等效面積Ad這樣定義：通過建筑物頂部（與其接觸）傾斜度為1／3的直線，圍繞建筑物一周后，與地表交接。此截面積即為等效面積。

對于位于平坦地面位置的孤立的矩形建筑物來講，設(shè)其長為L，寬為W，高為H，等效面積Ad等于：

式中L，W，和H單位為m。

注：如果再考慮到建筑物相對于周圍物體的相對高度或離建筑物3H范圍內(nèi)的土壤狀況，估計將更為精確。

NDa由下式可得：

式中：

Ct——校正系數(shù)，考慮的是在雷擊點和建筑物之間，與建筑物相連的線路上有變壓器的情況。

A.3. 雷擊建筑物鄰近區(qū)域的年度平均次數(shù)的評估

NM由下式可得：

式中：

Ng——雷對地閃擊的密度（雷擊／km2／年）

Am——對建筑物有影響的區(qū)域面積（m2）

            受建筑物影響的區(qū)域Am是指圍繞建筑物的周邊地區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)，雷擊造成100 m2的回路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)磁場，以及大于或等于1.5 kV內(nèi)部系統(tǒng)可承受脈沖電壓水平的過電壓。磁場從建筑物周邊延伸至Dm=250 m的區(qū)域。

對建筑物有影響的區(qū)域面積Am是這條線圍繞的區(qū)域面積和建筑物的等效面積Ad Cd的差值。

注：如果，則應(yīng)假設(shè)。

A.4. 雷擊線路的年度平均次數(shù)的評估

對于一部分的線路，NL由下式可得：

式中：

Ng——雷對地閃擊的密度（雷擊／km2／年）

A1——雷擊線路的等效面積（m2）（見表A.2和圖A.1）

Cd——線路的位置因子（見表A.1）

Ct——校正系數(shù)，考慮的是在雷擊點和建筑物之間，與建筑物相連的線路上有高／低壓變壓器的情況。（見表A.3）。

表A.2  等效面積A1和 Ai隨線路特征而變化的情況

表中：

——地面上導(dǎo)線的高度（m）；

——埋有電纜的地面的電阻率（Ωm）；

——從建筑物到線路第一分支點（例如：高／低壓電站）或截至第一個SPD安裝處的長度（m），最大值為1000m；

——與線路a端處相接的建筑物的高度（m）；

——與線路b端處相接的建筑物的高度（m）.

為方便計算，可做下列假設(shè)：

——電阻率的最大值假定為；

——的最大值假定為。如果未知，就假定；

——對于完全在高密度網(wǎng)狀接地終端下的地下電纜，假定；

——受保護的建筑物假定為與線路b端處相接。

表A.3 變壓器的影響系數(shù)Ct

A.5. 雷擊線路鄰近區(qū)域的年度平均次數(shù)的評估

對于僅有一種存在狀態(tài)的線路（架空，地下，屏蔽，無屏蔽，等等），NI由下式可得：

式中：

Ng——雷地對閃擊的密度（雷擊／km2／年）

Ai——雷擊線路附近區(qū)域的等效面積（m2）（見表A.2）

Ce——環(huán)境因子（見表A.4）

Ct——校正系數(shù)，考慮的是在雷擊點和建筑物之間，與建筑物相連的線路上有高／低壓變壓器的情況。（見表A.3）。

表A.4 環(huán)境影響系數(shù)Ce

注：線路的等效面積Ai由線路長度Li和橫向距離Di (見圖A.1)確定。在此距離內(nèi)，雷擊線路鄰近區(qū)域產(chǎn)生不低于1.5kV的感應(yīng)過壓。

圖A.1 一個孤立建筑物的等效面積

圖A.2 相對于建筑物和入戶線路的等效面積

附錄B（資料性）

建筑物損害概率P的評估

此附錄給出的概率認定有效，如果防護措施符合：

——IEC 62305－3：防護措施用來減少對活體傷害和降低實體損害的部分

——IEC 62305－4：防護措施用來降低內(nèi)部系統(tǒng)失效的部分

如果合理，其它值也可選擇。

B.1. 雷擊致活體傷害的概率PA

雷擊建筑物情況下，由于觸摸和跨步電壓致人體遭電擊的概率PA值見表B.1, 此作為典型防護措施的函數(shù)。

表B.1 雷擊情況下，由于危險的觸摸和跨步電壓導(dǎo)致活體遭電擊的概率PA

如果采用多于一項措施，PA值是對應(yīng)PA值的和。

注1：更多信息參見IEC 62305－3的5.3.7和5.3.8部分。

注2：用在建筑物的鋼筋部分或骨架做引下線或使用物理限制的情況下，PA值是可忽略的。

B.2. 雷擊導(dǎo)致實體損害的概率PB

雷擊建筑物導(dǎo)致的實體損害的概率PB值見表B.2，此作為雷電防護系統(tǒng)的函數(shù)。

表B.2  PB值隨降低實體損害的防護措施而變化的情況

B.3. 雷擊建筑物導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)失效的概率PC

雷擊建筑物導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)失效的概率PC依所采用的SPD系統(tǒng)而定：

PSPD的值取決于設(shè)計SPD時的雷電防護等級（LPL），如表B.3所示。

表B.3 隨設(shè)計SPD時的LPL而變化的PSPD的值

B.4. 雷擊建筑物鄰近區(qū)域?qū)е聝?nèi)部系統(tǒng)失效的概率PM

依據(jù)系數(shù)KMS，雷擊建筑物鄰近區(qū)域?qū)е聝?nèi)部系統(tǒng)失效的概率PM取決于所采用的雷電防護措施。

當采用雷電防護措施時，PM為介于PSPD和PMS間的最低值。

PMS作為KMS的函數(shù)值見表B.4。其中，KMS是計入采用防護措施性能的系數(shù)。

表B.4 隨系數(shù)KM而變化的PM的值

若內(nèi)部系統(tǒng)含有不符合相關(guān)EMC產(chǎn)品抗擾度標準的設(shè)備，則假定PMS＝1。

系數(shù)KMS的值由下式可得：

式中：

KS1——建筑物、LPS和其它屏蔽在LPZ 0/1臨界處產(chǎn)生的屏蔽效應(yīng)；

KS2——建筑物內(nèi)的屏蔽在LPZ X/Y（X>0, Y>1）臨界處產(chǎn)生的屏蔽效應(yīng)；

KS3——內(nèi)部線路的特征（見表B.5）；

KS4——受保護系統(tǒng)的可承受過壓脈沖。

在LPZ內(nèi)，處于距離臨界屏蔽安全處（至少等于網(wǎng)格寬度w）時，LPS或格柵空間屏蔽的系數(shù)KS1和KS2可規(guī)定為：

其中，w（m）為格柵空間屏蔽或網(wǎng)型LPS下導(dǎo)線的網(wǎng)格寬度，或為做為天然LPS的建筑物金屬支柱間或鋼筋混凝土骨架間的距離。

對于完全的連續(xù)金屬芯屏蔽，假定KS1＝KS2＝10-4-10-5，屏蔽的厚度在s=0.1mm和s=0.5mm之間。

如若距離介于0.1w和0.2w之間，KS1和KS2的值要加倍。

注：在感應(yīng)環(huán)路靠近LPZ臨界屏蔽導(dǎo)體超過安全距離處，KS1和KS2的值要更大些。

對于瀑布狀的LPZ ，KS2為每一LPZ內(nèi)對應(yīng)的KS2值。

表B.5 隨內(nèi)部線路而變化的系數(shù)KS3的值

布線在連續(xù)的金屬導(dǎo)管內(nèi)，且兩端與等電位連接帶連接，此情況下，KS3的值要乘以0.1。

系數(shù)KS4的值由下式可得：

其中，Ui為被評估受保護系統(tǒng)的額定可承受脈沖電壓，單位為kV。

如果內(nèi)部系統(tǒng)含有可承受脈沖水平不同的儀器，則設(shè)定系數(shù)KS4與最低的可承受脈沖水平相關(guān)。

B.5. 雷擊線路導(dǎo)致活體傷害的概率PU

雷擊入戶線路使活體因觸摸而受傷害的概率PU取決于下列因素：線路屏蔽的特征，與線路相連的內(nèi)部系統(tǒng)可承受脈沖電壓，典型防護措施（物質(zhì)限制，警告，等等。參見表B.1）及使用的SPD（參見表B.6）。

根據(jù)IEC 62305－3，當SPD用于等電位連接時，PU的值為介于PSPD（參見表B.3）和PLD間的最低值。PLD的值參見表B.6

表B.6  概率PLD的值隨線路屏蔽段S和設(shè)備的可承受脈沖電壓Ui而變化的情況

對于無屏蔽線路，設(shè)定PLD＝1。

當采用諸如物質(zhì)限制、警告之類的防護措施時，通過與表B.1中的概率值PA相乘，概率PU的值會進一步減小。

B.6. 雷擊線路導(dǎo)致實體損害的概率PV

雷擊入戶線路導(dǎo)致實體損害的概率PV取決于下列因素：線路屏蔽的特征，與線路相連的內(nèi)部系統(tǒng)可承受脈沖電壓，以及使用的SPD（參見表B.6）。

根據(jù)IEC 62305－3，當SPD用于等電位連接時，PV的值為介于PSPD（參見表B.3）和PLD間的最低值。PLD的值參見表B.6

B.7. 雷擊線路導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)失效的概率PW

雷擊入戶線路導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)失效的概率PW取決于下列因素：線路屏蔽的特征，與線路相連的內(nèi)部系統(tǒng)的可承受脈沖電壓，以及使用的SPD（參見表B.6）。

根據(jù)IEC 62305－3，當SPD用于等電位連接時，PW的值為介于PSPD（參見表B.3）和PLD間的最低值。PLD的值參見表B.6

B.8. 雷擊入戶線路鄰近區(qū)域?qū)е聝?nèi)部系統(tǒng)失效的概率PZ

雷擊入戶線路附近區(qū)域?qū)е聝?nèi)部系統(tǒng)失效的概率PZ取決于下列因素：線路屏蔽的特征，與線路相連的內(nèi)部系統(tǒng)可承受脈沖電壓，以及使用的防護措施。

根據(jù)IEC 62305－3，當SPD用于等電位連接時，PZ的值為介于PSPD（參見表B.3）和PLI間的最低值。PLI的值參見表B.7.

表B.7  概率PLI的值隨線路屏蔽段S和設(shè)備的可承受脈沖電壓Ui而變化的情況

附錄C（資料性）

建筑物損失量L的評估

C.1. 每年損失的平均相對量

損失L指的是由雷擊導(dǎo)致的某一類型損害的平均相對量，損害的程度及造成的后果。它的值取決于下列因素：

——人數(shù)及在危險區(qū)域停留的時間；

——為公眾服務(wù)的公共設(shè)施的類型及重要性；

——受損的貨物價值。

損失L依損失類型（L1 ，L2，L3 ，L4 ）而改變。每種損失類型對應(yīng)著其損害來源類型（D1, D2和D3）。使用到下列符號：

——Lt：觸摸和跨步電壓傷害引起的損失

——Lf：實體損害引起的損失

——Lo：內(nèi)部系統(tǒng)失效引起的損失

C.2. 致人死亡的損失

Lt ，Lf和Lo的值由下式確定：

（受害者的相對值）

式中：

n——雷擊受害者的數(shù)目；

nt——建筑物內(nèi)人員的大概數(shù)目值；

t——在建筑物外（僅Lt）或在建筑物內(nèi)（Lt，Lf和Lo）人員每年在危險區(qū)域停留的時間（以小時計算）。

Lt ，Lf，和Lo的典型平均值參見表C.1.在n，nt和t不確定或難以確定時，可采用。

如合理，其它值可采用。

表C.1  Lt ，Lf，和Lo的典型平均值

致人死亡的損失受建筑物特征的影響，需把下列增長系數(shù)(h)和下降系數(shù)(rf, r, ra)考慮在內(nèi)：

表C.2 隨土壤或地板類型而改變的下降系數(shù)ra的值

表C.3 采用措施減小火災(zāi)后果影響下降系數(shù)r的情況

如果一條以上條款被采用，r的值則為每條涉及條款對應(yīng)值的積。

在任何情況下，對于存有爆炸風(fēng)險的建筑物，r=1。

表C.4 下降系數(shù)rf,隨建筑物的火災(zāi)風(fēng)險而變化的情況

表C.5 在特殊危險下，系數(shù)h增大相對損失量的情況

C.3 為公眾服務(wù)的公共設(shè)施的不允許的損失

Lf和Lo的值由下式可得：

（可能損失的相對值）

式中：

n——失去公共設(shè)施服務(wù)的用戶的平均數(shù)；

nt——享受服務(wù)的用戶數(shù)；

t——公共設(shè)施損失的年度時間（以小時計算）。

Lf和Lo的典型平均值參見表C.6。在n，nt和t不確定或難以確定時，可采用。

如合理，其它值也可采用。

表C.6  Lf和Lo的典型平均值

為公眾服務(wù)的公共設(shè)施的損失受建筑物特征和下列下降系數(shù)（r）的影響：

式中，r和rf的相應(yīng)系數(shù)值分別見表C.3和表C.4。

C.4. 無可代替的文化遺產(chǎn)的損失

Lf的值可由下面關(guān)系得出：

（可能損失的相對值）

式中：

c——已投保的貨物的可能損失（用貨幣表示）；

ct——建筑物內(nèi)現(xiàn)存所有貨物的總投保額（用貨幣表示）。

在n，nt和t不確定或難以確定時，Lf的典型平均值可采用：

                           (適用于博物館或藝術(shù)館)

如合理，其它值也可采用。

無可替代的文化遺產(chǎn)的損失受建筑物特征和下列下降系數(shù)（r）的影響：

式中，r和rf的相應(yīng)系數(shù)值分別見表C.3和表C.4。

C.5. 經(jīng)濟損失

Lt ，Lf和Lo的值可由下式確定：

（可能損失的相對值）

式中：

c——對建筑物及其內(nèi)部容納物和相關(guān)活動進行估計，得出的損失的平均值（用貨幣表示）；

ct——建筑物及其內(nèi)部容納物和相關(guān)活動的總價值（用貨幣表示）。

對所有建筑物來講，在n，nt和t不確定或難以確定時，Lt ，Lf，和Lo的代表平均值可采用：

如合理，其它值也可采用。

經(jīng)濟價值的損失受建筑物特征和下列增長系數(shù)(h，hf)和下降系數(shù)( r, ra)的影響：

式中，ra，r, hf和h的相應(yīng)系數(shù)值分別見表C.2, 表C.3, 表C.4和表C.5。

與對周圍環(huán)境構(gòu)成威脅和污染相關(guān)的h的值應(yīng)加以考慮。

附錄D（資料性）

  公共設(shè)施損害概率P的評估

此附錄所給出的概率值業(yè)已經(jīng)IEC批準。如合理，其它值也可選用。

如防護措施符合IEC 62305－5，則認定此附錄所給出的概率值有效。

D.1. 通信線路

D.1.1與線路相連的建筑物遭雷擊，致?lián)p的概率P’B和P’C

與線路相連的建筑物遭雷擊導(dǎo)致實體損害的概率P’B和導(dǎo)致內(nèi)部儀器失效的概率P’C與失效電流Ia相關(guān)。后者又取決于線路的特征、入戶公共設(shè)施的數(shù)量和所采取的防護措施。

對于無屏蔽線路，認定Ia＝0。

對于屏蔽線路，失效電流Ia由下式得出：

式中：

Kd——取決于線路特征的系數(shù)（見表D.1）；

Kp——計入所采用的防護措施的系數(shù)（見表D.2）；

Ui——電纜的可承受脈沖電壓，（kV）（關(guān)于電纜見表D.3，關(guān)于儀器見表D.4）；

  R——電纜的屏蔽電阻（Ω/ km）；

n——入戶公共設(shè)施的數(shù)目。

表D.1 系數(shù)Kd作為線路特征的函數(shù)       表D.2  系數(shù)Kp作為防護措施的函數(shù)

表D.3  可承受脈沖電壓Ui作為電纜絕緣類型的函數(shù)

表D.4  可承受脈沖電壓Ui作為儀器類型的函數(shù)

失效電流Ia的函數(shù)值P’B和P’C參見表D.5。

當使用SPD時，P’B和P’C的值為介于PSPD（參見表B.3）和相關(guān)P’B和P’C的值（參見表D.5）間的最低點。

表D.5  失效電流Ia的函數(shù)值P’B, P’C, P’V, P’W

D.1.2 雷擊線路致?lián)p的概率P’V和P’W

線路遭雷擊導(dǎo)致實體損害的概率P’V和導(dǎo)致內(nèi)部儀器故障的概率P’W與失效電流Ia相關(guān)。后者又取決于線路的特征和所采取的防護措施。

對于無屏蔽線路，認定Ia＝0。

對于屏蔽線路，失效電流Ia由下式得出：

式中：

Kd——取決于線路特征的系數(shù)（見表D.1）；

Kp——計入所采用的防護措施的系數(shù)（見表D.2）；

Ui——電纜的可承受脈沖電壓，（kV）（關(guān)于電纜見表D.3，關(guān)于儀器見表D.4）；

  R——電纜屏蔽的電阻率（Ω/ km）；

估測P’V的值，可設(shè)定失效電流Ia的最大值為：

——Ia＝40kA用鉛做屏蔽物的電纜

——Ia＝20kA 用鋁做屏蔽物的電纜

P’V和P’W隨失效電流Ia而變化的情況參見表D.5。

當使用SPD時，P’V和P’W的值為介于PSPD（參見表B.3）和相關(guān)P’V和P’W的值（參見表D.5）間的最低點。

D.1.3 雷擊線路鄰近區(qū)域致?lián)p的概率P’Z

線路鄰近區(qū)域遭雷擊導(dǎo)致相連儀器故障的概率P’Z取決于線路的特征和所采取的防護措施。

當使用SPD時，P’Z的值為介于PSPD（參見表B.3）和相關(guān)P’LI值（參見表B.7）間的最低點。

附錄E（資料性）

公共設(shè)施損失L的評估

E.1. 每年損失的平均相對量

損失L指的是由雷擊導(dǎo)致的某一類型損害的平均相對量，損害的程度及造成的后果。它的值取決于下列因素：

——為公眾服務(wù)的公共設(shè)施的類型及重要性；

——受損的貨物價值。

損失L’依損失類型（L’2，和L’4 ）而改變。每種損失類型對應(yīng)著其損害來源類型（ D2和D3）。使用到下列符號：

——L’f：實體損害引起的損失

——L’o：內(nèi)部系統(tǒng)失效引起的損失

E.2. 為公眾服務(wù)的公共設(shè)施不允許的損失

L’f和L’o的值可由下式得出：

（可能損失的相對值）

式中：

n——失去公共設(shè)施服務(wù)的用戶的平均數(shù)；

nt——享受服務(wù)的用戶數(shù)；

t——公共設(shè)施損失的年度時間（以小時計算）。

L’f和’Lo的典型平均值參見表E.1。在n，nt和t不確定或難以確定時，可采用。

表E.1  L’f和L’o的典型平均值

為公眾服務(wù)的公共設(shè)施的損失受公共設(shè)施特征的影響：

E.3. 經(jīng)濟損失

L’f和L’o的值可由下式確定：

（可能損失的相對值）

式中：

c——對建筑物及其內(nèi)部容納物和相關(guān)活動進行估計，得出的損失的平均值（用貨幣表示）；

ct——建筑物及其內(nèi)部容納物和相關(guān)活動的總價值（用貨幣表示）。

對所有建筑物來講，在n，nt和t不確定或難以確定時，L’f和L’o的典型平均值可采用：

經(jīng)濟損失受公共設(shè)施特征的影響：

附錄F（資料性）

開關(guān)動作型過電壓

內(nèi)部過電壓可由不同原因?qū)е?。例如，原因之一，因雷電跳火?dǎo)致的短路經(jīng)?？梢砸鸲虝旱暮烷_關(guān)動作型過電壓。由此，也為了避免大的危險，對內(nèi)部過電壓加以考慮是合理的。

大多數(shù)情況下，開關(guān)動作型過壓比雷擊過電壓的危害要小。對雷電浪涌的有效防護方式（即SPDs）對防護開關(guān)動作型浪涌也有效。因此，總的說來，設(shè)備防雷電浪涌的決定涵蓋了防護開關(guān)動作型浪涌的問題。

當涉及到過壓型脈沖的問題時，評估此風(fēng)險的程序與雷擊線路導(dǎo)致的脈沖的案例十分類似。因為它們對設(shè)備的影響是相似的。然而，關(guān)于每年過電壓的次數(shù)N有差別。

事實上，有兩種類型的開關(guān)動作型浪涌：

——重復(fù)性的情形（電路斷路器的主動操作，電容器組的開關(guān)……）；它們基于從人體，更多時候是從機械性物體發(fā)出的規(guī)律化的決策，發(fā)生十分頻繁的操作。例如，弧光焊接機的頻率一天從一、二次至許多次不等。發(fā)生的頻率和這些浪涌的的規(guī)模（或?qū)﹄姎庋b置影響）通常為人所熟知，尤其是基于經(jīng)驗。

此類情形，大多數(shù)情況下，設(shè)備防護與否的決定基于以前決定基礎(chǔ)作出，不用風(fēng)險分析。

——隨機性的情形（例如，電路斷路器的運行或防止故障的保險絲）在這種情況下，其頻率不為人明確所知，其振幅以及對電氣設(shè)備影響可能也未知。

此種情形，風(fēng)險評估可幫助協(xié)助作出針對此種損害來源的防護是否需要的決定。

開關(guān)動作型過電壓的規(guī)模只能靠對電氣裝置的精細測量和靜態(tài)分析進行估測。通常，開關(guān)動作型過電壓的發(fā)生頻率會隨著它們的滿足三次冪函數(shù)的規(guī)模降低（概率值與開關(guān)動作型過壓值的三次冪成反比）。在低壓系統(tǒng)中，開關(guān)動作型過電壓被認為低于4kV，1000次中僅有2次擁有超出2.5kV的規(guī)模?；诿磕昕偣罍y的開關(guān)動作型過電壓，使用下列等式可得出超過2.5kV或4kV的一年內(nèi)的總數(shù)：

應(yīng)用于風(fēng)險評估的參數(shù)有：

——N(見上述公式)；

——P（見附錄B）；

——L(見附錄C)。

附錄G（資料性）

損失成本評估

總的損失成本可由用下面公式算得：

式中：

RB, RV——無防護措施情況下，與物質(zhì)損失相關(guān)的風(fēng)險組成；

RC,RM, RW, RZ——無防護措施情況下，與電氣和電子系統(tǒng)失效相關(guān)的風(fēng)險組成；

A——建筑物內(nèi)系統(tǒng)的損失成本；

B——大樓的損失成本；

C——建筑物內(nèi)配套設(shè)施的損失成本。

如果采取了防護措施，仍有剩余損失，設(shè)其成本為CRL，其值為：

式中：

R”B, R”V——采取防護措施情況下，與物質(zhì)損失相關(guān)的風(fēng)險組成；

R”C,R”M, R”W, R”Z——采取防護措施情況下，與電氣和電子系統(tǒng)失效相關(guān)的風(fēng)險組成；

設(shè)CPM為將要采取的防護措施的年度成本，如果CL>CPM＋CRL，防護措施是切實可行的。

防護措施的年度成本可由下式算得：

式中：

CP——防護措施的成本；

i——利息率；

a——分期清償率；

m——維護費率。

附錄H（資料性）

建筑物的評估實例

此附錄分為兩部分。

在第一部分（基礎(chǔ)實例）中，為了展示與風(fēng)險評估相關(guān)的數(shù)值的計算，給出了一些基礎(chǔ)例證。尤其是下列實例：

——復(fù)雜形狀建筑物的等效Ad的計算

——多部分線路的風(fēng)險組成的評估

——建筑物內(nèi)區(qū)的定義

——多區(qū)建筑物內(nèi)的風(fēng)險評估。

在第二部分（應(yīng)用實例）中，給出了一些與住宅、辦公樓、醫(yī)院、和公寓有關(guān)的實例，為了展示：

——風(fēng)險的計算方法和確認防護需要；

——不同的風(fēng)險組成對整個風(fēng)險的貢獻；

——不同的防護措施對減輕此類風(fēng)險的效果；

——針對各種防護措施，考慮經(jīng)濟因素在內(nèi)的選擇方法。

基礎(chǔ)實例

H.0.1 復(fù)雜形狀建筑物的等效面積Ad的計算

對于位于平坦地面上的孤立建筑物來講，等效面積Ad是這樣定義的：通過建筑物頂部（與其接觸）傾斜度為1／3的直線，圍繞建筑物一周后，與地表交接。此封閉起來的面積即為等效面積。（見圖6）

如果建筑物形狀復(fù)雜，Ad的評估或許不容易（見圖I.0.2）。更為簡潔的評估Ad的方法就是假設(shè)建筑物是平行六面體。

對于位于平坦地面上平行六面體的孤立建筑物，設(shè)其長為L，寬為W，高為H，等效面積Ad等于：

式中，L，W，和H單位為m。

出于安全的考慮，以此方法評估所得的Ad值，比標準方法測得的值略大（見表I.0.1）。有時此差值可能會很高。

H.0.1 教堂

做為研究的實例，讓我們評估一下教堂的等效面積Ad（見圖I.0.1）。尺度如下（單位：米）：

中殿：；；

鐘塔：；；

依據(jù)不同評估方法所得Ad值見表I.0.1。

表H.0.1 根據(jù)評估方法的Ad的取值

圖.H.0.1 復(fù)雜形狀的建筑物

圖H.0.2 圖I.0.1建筑物的等效面積Ad

H.0.2多重部分線路的風(fēng)險組成的評估

雷擊線路（RU, RV, RW）和線路附近區(qū)域（RZ）導(dǎo)致的風(fēng)險組成的評估分別見第5.5節(jié)和第5.6節(jié)。

如果線路不僅一段，RU, RV, RW和RZ的值是與線路每一段相關(guān)的RU, RV, RW和RZ的和。

首先，根據(jù)它們不同的特征，來定義線路的部分。

——架空或埋于地下，

——上游或下游，高／低壓變壓器（電力線路），

——導(dǎo)體距離地面的高度（架空線路），

——土壤電阻率（埋于地下的線路），

——屏蔽電阻（被屏蔽線路），

——位置因子，

——環(huán)境因子。

H.0.2.1 研究實例N.1:  2部分的電力線路

做為研究的實例，讓我們評估一下風(fēng)險R1, 其風(fēng)險組成RV與位于Ng＝4區(qū)域內(nèi)的2部分的電力線路相關(guān)（見圖H.0.3）。在線路b端的建筑物內(nèi)有可承受脈沖電壓為Ui=2.5 kV的內(nèi)部系統(tǒng)。

線路的特征見表H.0.2（部分1）和表H.0.3（部分2）。

表H.0.2  線路的特征（1段）

表H.0.3  線路的特征（2段）

表H.0.4  線路部分的等效面積

表H.0.5 線路部分遭雷擊的年均次數(shù)

風(fēng)險Rl涉及的風(fēng)險組成RV由下式可得：

線路的RV值由下式得出：

參數(shù)h, r, rf, Lf屬于線端b處建筑物，部分1和部分2擁有相同值。因線端a處無建筑物的存在，故Nda＝0。由此：

   設(shè) 

圖H.0.3 兩段線路的布局

線路的總長度。在表H.0.6中，給出了風(fēng)險組成RV隨高／低壓變壓器在線路沿途安裝位置的不同而變化的值。

表H.0.6  根據(jù)線路部分長度所得RV值

H.0.3建筑物內(nèi)區(qū)的定義

建筑物的分區(qū)（ZS）指的是在風(fēng)險組成評估中只涉及一組系數(shù)的擁有同種特征的建筑物的部分（見3．33）。

主要的區(qū)由下列定義：

——土壤或地面類型（RA, RU）；

——防火倉室（RB, RV,）；

——空間屏蔽（RC, RM, RW和RZ）。

進一步的分區(qū)可根據(jù)下列條件確定：

——內(nèi)部系統(tǒng)的布局；

——現(xiàn)有的或即將應(yīng)用的防護措施；

——損失數(shù)值L。

H.0.3.1 鄉(xiāng)村住宅

兩層樓的鄉(xiāng)村住宅的分區(qū)：

——一樓用作儲藏室；

——二層作居所。

建筑物的特征為：

·大樓的外部

——地表：草地；

——防傷害的防護措施：無。

·大樓的內(nèi)部

——地板：木頭；

——火災(zāi)風(fēng)險：普通；

——無防傷害的防護措施；

——無防實體損害的防護措施（LPS）；

——無防故障的防護措施（LPM）；

——滅火設(shè)施：無；

——特殊危險：無；

——內(nèi)部系統(tǒng)：P1和S1。

·內(nèi)部系統(tǒng)：

系統(tǒng)P1——與低壓電力線相連，無防故障的防護措施（LPM）；

系統(tǒng)S1——與電話線相連，無防故障的防護措施（LPM）。

考慮以下條件：

——建筑物內(nèi)外土壤類型的不同；

——建筑物為唯一的防火倉室；

——無空間屏蔽存在；

下列主要的區(qū)可規(guī)定為：

——Z1（大樓的外部）

——Z2（大樓的內(nèi)部）

不可規(guī)定進一步的分區(qū)，考慮到：

——內(nèi)部系統(tǒng)P1和S1涵蓋Z2的所有區(qū)；

——在區(qū)Z2中，損失L設(shè)為固定值；

H.0.3.2 辦公大樓

辦公大樓的分區(qū)。

建筑物的特征：

·大樓入口區(qū)域

——大理石覆蓋的土壤；

——無防傷害的防護措施。

·花園

——草地覆蓋地表；

——防電擊的防護措施：籬笆圍起（物質(zhì)限制）。

·檔案室

——是一分離的防火倉室；

——地板：鋪地板油布；

——火災(zāi)風(fēng)險：高；

——無防傷害的防護措施；

——無防實體損害的防護措施（LPS）；

——無防故障的防護措施（LPM）；

——滅火設(shè)施：滅火器，消防栓，人工報警裝置；

——特殊危險：低恐慌；

——內(nèi)部系統(tǒng)：P1。

·辦公室

——地板：鋪地板油布；

——火災(zāi)風(fēng)險：低；

——無防傷害的防護措施；

——無防實體損害的防護措施（LPS）；

——無防故障的防護措施（LPM）；

——滅火設(shè)施：滅火器，消防栓，人工報警裝置；

——特殊危險：低恐慌；

——內(nèi)部系統(tǒng)：P1＋S1。

·計算機中心

——地板：鋪地板油布；

——火災(zāi)風(fēng)險：低；

——無防傷害的防護措施；

——無防實體損害的防護措施（LPS）；

——無防故障的防護措施（LPM）；

——滅火設(shè)施：滅火器，消防栓，人工報警裝置；

——特殊危險：低恐慌；

——內(nèi)部系統(tǒng)：S1。

·內(nèi)部系統(tǒng)

——系統(tǒng)P1：在大樓入口處，通過高／低壓變壓器與高壓電力線相連，無防故障的防護措施（LPM）；

——系統(tǒng)S1：與TLC相連，無防故障的防護措施（LPM）。

考慮以下條件：

——入口處、花園、建筑物內(nèi)土壤類型的不同；

——建筑物和   為唯一的防火倉室；

——無空間屏蔽存在；

下列主要的區(qū)規(guī)定為：

——Z1（入口處）

——Z2（花園）

——Z3（檔案室）

——Z4（辦公樓＋計算機中心）

考慮到：

——內(nèi)部系統(tǒng)P1僅涵蓋辦公室；

——在建筑物中，損失L設(shè)為固定值；

區(qū)ZX可劃分為：

——Z4（辦公室）

——Z5（計算機中心）

H.0.3.3 醫(yī)院大樓

醫(yī)院的分區(qū)。

建筑物的特征：

·大樓周圍區(qū)域

——混凝土覆蓋的土壤；

——無防傷害的防護措施。

·病房區(qū)

——地板：鋪地板油布；

——火災(zāi)風(fēng)險：普通；

——無防傷害的防護措施；

——無防實體損害的防護措施（LPS）；

——無防LEMP的防護措施（LPM）；

——滅火設(shè)施：滅火器，消防栓，人工報警裝置；

——特殊危險：中等水平恐慌；

——內(nèi)部系統(tǒng)：P1＋S1。

·手術(shù)區(qū)

——是一分離的防火倉室。在大樓內(nèi)，存在大量靈敏電子系統(tǒng)的重癥看護區(qū)

——地板：鋪地板油布；

——火災(zāi)風(fēng)險：低；

——無防傷害的防護措施；

——無防實體損害的防護措施（LPS）；

——無防LEMP的防護措施（LPM）；

——滅火設(shè)施：滅火器，自動火災(zāi)探測系統(tǒng)；

——特殊危險：撤離困難；

——內(nèi)部系統(tǒng)：P1＋S1＋S2。

· 內(nèi)部系統(tǒng)

——系統(tǒng)P1：在大樓入口處，通過高／低壓變壓器與高壓電力線相連，無防故障的防護措施（LPM）；

——系統(tǒng)S1：與電話線相連，無防故障的防護措施（LPM）。

——系統(tǒng)S2：局域網(wǎng)與電話線無連接，無防故障的防護措施（LPM）；

考慮以下條件：

——建筑物內(nèi)外土壤類型的不同；

——建筑物和手術(shù)區(qū)為防火倉室；

——無空間屏蔽存在；

下列主要的區(qū)可規(guī)定為：

——Z1（大樓的外部）

——Z2（病房區(qū)）

——ZX（手術(shù)區(qū)）

考慮到：

——重癥看護區(qū)裝備有諸多靈敏電子系統(tǒng)，空間屏蔽可選做防護措施；

——規(guī)定損失L的值在重癥看護區(qū)比建筑物其它部分發(fā)生的值略高；

區(qū)ZX可劃分為：

——Z3（手術(shù)區(qū)）

——Z4（重癥看護區(qū)）

H.0.4  多區(qū)建筑物內(nèi)的風(fēng)險評估

評估風(fēng)險的規(guī)則取決于風(fēng)險類型。

A)  風(fēng)險R1，R2，和R3

A1) 單區(qū)建筑物

在這種情況下，建筑物內(nèi)僅有一個分區(qū)ZS, 即為整個建筑物本身。根據(jù)4.2.1，風(fēng)險R即為建筑物內(nèi)風(fēng)險組成部分Rx之和。為評估風(fēng)險組成和選用相關(guān)參數(shù)起見，下列規(guī)則適用：

·與危險事件次數(shù)N相關(guān)的參數(shù)參見附錄A

·與損害概率P相關(guān)的參數(shù)參見附錄B

而且：

——對于風(fēng)險組成RA, RB, RU, RV, RW, 和RZ來講，涉及到的任一參數(shù)均僅有一個固定值。如果有多值可以應(yīng)用，則應(yīng)選取最大值。

——對于風(fēng)險組成RC和 RM 來講，如果分區(qū)內(nèi)存在不只一個內(nèi)部系統(tǒng)，那么：

式中：Pci和PMi是與內(nèi)部系統(tǒng)i相關(guān)的參數(shù)。

·   與損失數(shù)量L相關(guān)的參數(shù)

       L的值應(yīng)根據(jù)附錄C進行評估。

       根據(jù)建筑物的用途，附錄C中的典型平均值可看作區(qū)的默認值。

    假設(shè)建筑物為一個區(qū)的話，由于此區(qū)將延展至整個建筑物，將會導(dǎo)致高額防護措施。

A2) 多區(qū)建筑物

在這種情況下，建筑物以區(qū)ZS劃分。根據(jù)4.2.1，整個建筑物的風(fēng)險R（structure）即為與建筑物分區(qū)相關(guān)的風(fēng)險R（zone）之和；在每一區(qū)內(nèi)，風(fēng)險R（zone）為本區(qū)內(nèi)相關(guān)風(fēng)險組成部分Rx（zone）之和。為評估風(fēng)險組成和選用相關(guān)參數(shù)起見，下列規(guī)則適用：

·與危險事件次數(shù)N相關(guān)的參數(shù)參見附錄A

·與損害概率P相關(guān)的參數(shù)參見附錄B

·與損失量L相關(guān)的參數(shù)

L的值參見附錄C

建筑物以區(qū)劃分，使得設(shè)計者在風(fēng)險組成的評估中能夠考慮到建筑物每一部分的獨有特征，從而選擇適合每一區(qū)的最合適的防護措施。這樣，就降低了雷電防護的總費用。

B)  風(fēng)險R4

為達到減少風(fēng)險R1,R2和R3的目的，須確認雷電防護是否需要。為減少風(fēng)險R4引起的經(jīng)濟損失，評估采用防護措施的經(jīng)濟性是有用的。

評估風(fēng)險R4引所需的項目如下：

——整個建筑物；

——建筑物的一部分；

——內(nèi)部裝置；

——內(nèi)部裝置的一部分；

——設(shè)備；

——建筑物內(nèi)的一件具體物品。

每一區(qū)損失成本的評估參見附錄J；整個建筑物的損失成本為區(qū)損失成本的總和。

C)       研究實例

作為研究的實例，讓我們評估研究實例H.0.3.1中的鄉(xiāng)村住宅的風(fēng)險R1。

大樓位于雷擊密度為Ng=4（雷擊／km2／年）的地區(qū)。

大樓為孤立的：附近無其它建筑。

大樓的尺度（單位：米）：

入戶公共設(shè)施：

——線路P1：低壓電力線路；

——線路P2：電話線；

——水管道（無金屬材質(zhì)）。

建筑物特征參見表H.1.1。

表H.0.7 建筑物特征

下列區(qū)規(guī)定為（見H.0.3.1）：

——Z1（大樓的外部）

——Z2（大樓的內(nèi)部）

區(qū)的參數(shù)見表H.0.8（Z1）和表H.0.9（Z2）。

建筑物內(nèi)外無人員在場；此種區(qū)內(nèi)的風(fēng)險R1可忽略不計。

表H.0.8  Z1區(qū)的參數(shù)

表H.0.9  Z2區(qū)的參數(shù)

大樓內(nèi)有兩個內(nèi)部系統(tǒng)：

系統(tǒng)P1——與低壓電力線相連，無防故障的防護措施（LPM）；

系統(tǒng)S1——與電話線相連，無防故障的防護措施（LPM）。

兩系統(tǒng)內(nèi)均無對LEMP的防護。

內(nèi)部系統(tǒng)和相關(guān)的入戶線路特征參見：對于P1系統(tǒng)見表H.0.10；對于S1系統(tǒng)見表H.0.11。

表H.0.10  內(nèi)部系統(tǒng)P1和相關(guān)的入戶線路參數(shù)

表H.0.11  內(nèi)部系統(tǒng)S1和相關(guān)的入戶線路參數(shù)

年估危險事件次數(shù)參見附錄A。

數(shù)據(jù)見表H.0.12和表H.0.13。

表H.0.12  建筑物和線路的等效面積

表H.0.13  危險事件的年估次數(shù)

風(fēng)險R1涉及的風(fēng)險組成以及評估公式如下：

風(fēng)險R1的風(fēng)險組成涉及到的分區(qū)見表H.0.14。

表H.0.14  與R1風(fēng)險組成相關(guān)的分區(qū)

風(fēng)險組成評估所需參數(shù)見表H.0.8～H.0.13。

風(fēng)險組成的數(shù)值見表H.0.15。

表H.0.15  風(fēng)險R1：不同分區(qū)內(nèi)風(fēng)險組成的數(shù)值（數(shù)值·10-5）

現(xiàn)在在一二樓之間安裝防火倉室。

評估風(fēng)險：

a)       把大樓作為一個獨區(qū)。

在這種情況下，考慮到建筑物內(nèi)已安裝防火倉室，表H.0.9中r的值變?yōu)?img border="0" width="47" height="19" src="/jishuwenzhang/iec62305-2ldfxgl.files/image224.gif"/>。

風(fēng)險R1的數(shù)值為：R1＝0.296·10-5

b)      把一層和二層看作兩個區(qū)。

在這種情況下：

——火災(zāi)風(fēng)險應(yīng)分別就區(qū)Z2A(一層)和Z2B(二層)單獨加以評估；

——損失L的數(shù)值評估，應(yīng)考慮到區(qū)內(nèi)可能受害者的人數(shù)和整個建筑物內(nèi)人員的總數(shù)。

參數(shù)的新數(shù)值見表H.0.16（Z2A）和表H.0.17（Z2B）。

表H.0.16  Z2A區(qū)的特征

表H.0.17  Z2B區(qū)的特征

建筑物及其分區(qū)的風(fēng)險值見表H.0.18。

表H.0.18  風(fēng)險R1：不同分區(qū)內(nèi)風(fēng)險組成的數(shù)值（數(shù)值·10-5）

應(yīng)用實例

H.1. 住宅

H.1.1 總則

考慮的建筑物為研究實例H.0.4 C）鄉(xiāng)村住宅的大樓。

人的生命損失（L1）和經(jīng)濟價值損失（L4）可能會涉及到此類建筑物。因此，其對應(yīng)的風(fēng)險R1和R4應(yīng)加以評估。然而，應(yīng)擁有者的請求，僅考慮風(fēng)險R1。

H.1.2 人的生命損失風(fēng)險的評估：R1

風(fēng)險組成的數(shù)值見表H.1.1。

表H.1.1  風(fēng)險R1：不同分區(qū)內(nèi)風(fēng)險組成的數(shù)值（數(shù)值·10-5）

大樓的外部（區(qū)Z1）風(fēng)險R1比可承受險Ra=10-5的值略低；因此無需雷電防護。

大樓的內(nèi)部（區(qū)Z2）風(fēng)險R1=2.93·10-5比可承受險Ra=10-5的值略高；主要由下列因素導(dǎo)致：

——組成部分RV（line P1）（直擊雷擊中電力線P1）占48％；

——組成部分RV（line S1）（直擊雷擊中信號線S1）占48％。

可采用下列防護措施來降低風(fēng)險R1：

a) 根據(jù)IEC 62305-4，使用LPLⅠSPD系統(tǒng)保護由線路P1提供電源的電氣系統(tǒng)和與線路S1相連的TLC系統(tǒng), 來降低風(fēng)險組成RV（P1），RV（S1）（連同RU（P1），RU（S1））。

——RU（line P1）＝RV（line P1）＝RU（line S1）＝RV（line S1）＝0.03

b)      安裝自動滅火系統(tǒng)，來降低風(fēng)險組成RB和RV。

表H.0.8中的參數(shù)將變?yōu)椋?/p>

——對于區(qū)Z2，。

風(fēng)險組成的數(shù)值見表H.1.2（方案a））和表H.1.3（方案b））。

表H.1.2  風(fēng)險R1：風(fēng)險組成的數(shù)值（方案a））（數(shù)值·10-5）

表H.1.3  風(fēng)險R1：風(fēng)險組成的數(shù)值（方案b））（數(shù)值·10-5）

采取的方案出于最佳技術(shù)性／經(jīng)濟性的考慮。

H.2. 辦公大樓

H.2.1 總則

考慮的建筑物為H.0.3.2中的大樓。包括辦公室、 和計算機中心。

人的生命損失（L1）和經(jīng)濟價值損失（L4）可能會涉及到此類建筑物。因此，其對應(yīng)的風(fēng)險R1和R4應(yīng)加以評估。

H.2.2 大樓特征

H.2.2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

大樓包括辦公室、檔案室和計算機中心；位于雷擊密度為Ng=4（雷擊／km2／年）的地區(qū)。

大樓為孤立的：附近無其它建筑。

大樓的尺度（單位：米）：

入戶設(shè)施：

——線路P1：在大樓入口處，通過高／低壓變壓器與內(nèi)部系統(tǒng)P1相連的高壓電力線路；

——線路S1：與內(nèi)部系統(tǒng)S1相連的TLC線；

——水管道（無金屬材質(zhì)）；

——煤氣管道（金屬材質(zhì)）。

建筑物特征參見表H.2.1。

表H.2.1建筑物特征

H.2.2.2 區(qū)的定義

下列區(qū)規(guī)定為（見H.0.3.2）：

——Z1（大樓入口處）

——Z2（花園）

——Z3（檔案室）

——Z4（辦公室）

——Z5（計算機中心）

區(qū)的特征見表H.2.2（區(qū)Z1），表H.2.3（區(qū)Z2），表H.2.4（區(qū)Z3），表H.2.5（區(qū)Z4），表H.2.6（區(qū)Z5）。

表H.2.2  Z1區(qū)的特征

表H.2.3  Z2區(qū)的特征

表H.2.4  Z3區(qū)的特征

表H.2.5  Z4區(qū)的特征

表H.2.6  Z5區(qū)的特征

H.2.3 內(nèi)部系統(tǒng)和入戶線路的特征

建筑物內(nèi)有兩個系統(tǒng)：

——系統(tǒng)P1：在大樓入口處，通過低壓線路和高／低壓變壓器與高壓電力線路相連，無防故障的防護措施（LPM）；

——系統(tǒng)P1：與電話線相連，無防故障的防護措施（LPM）。

內(nèi)部系統(tǒng)和相關(guān)入戶線路的特征見表H.2.7（系統(tǒng)P1）和表H.2.8（系統(tǒng)S1）。

表H.2.7  內(nèi)部系統(tǒng)P1和相關(guān)入戶線路的特征

表H.2.8  內(nèi)部系統(tǒng)S1和相關(guān)入戶線路的特征

H.2.4 經(jīng)濟價值

每一區(qū)的經(jīng)濟價值，包括活動損失，見表H.2.9。采用的比率見表H.2.10。

表H.2.9  相關(guān)區(qū)的價值（M$）

表H.2.10  相關(guān)的比率值

H.2.5 危險事件的年估次數(shù)

危險事件年估次數(shù)的評估參見附錄A。

相關(guān)數(shù)據(jù)見表H.2.11和H.2.12。

表H.2.11 建筑物和線路的等效面積

表H.2.12危險事件的年估次數(shù)

H.2.6 生命損失風(fēng)險的評估：R1

H.2.6.1 風(fēng)險組成評估

每一區(qū)的風(fēng)險組成部分見表H.2.13。

表H.2.13 風(fēng)險R1在不同分區(qū)內(nèi)的風(fēng)險組成

風(fēng)險組成評估所需參數(shù)見表H.2.1～H.2.8和表H.2.11，表H.2.12。。

風(fēng)險組成的數(shù)值見表H.2.14。

表H.2.14 風(fēng)險R1：不同分區(qū)內(nèi)風(fēng)險組成的數(shù)值（數(shù)值·10-5）

對于建筑物，風(fēng)險比可承受險的值略高；取決于建筑物內(nèi)（區(qū)Z3）火災(zāi)風(fēng)險。主要因素是組成部分RB（雷擊建筑物）占80％；

H.2.6.2 防護措施的選擇

為降低風(fēng)險，可采用下列防護措施：

a) 根據(jù)IEC 62305-3，使用 Ⅳ型LPS保護大樓。LPS沒有格柵形空間屏蔽的特征。表H.2.1中的參數(shù)將變?yōu)椋?/p>

——PB=0.2。

b) 在檔案室安裝自動滅火系統(tǒng)，來降低風(fēng)險組成RB和RV。

表H.2.4中的參數(shù)將變?yōu)椋?/p>

——對于區(qū)Z3，。

根據(jù)所選擇方案，各區(qū)的風(fēng)險數(shù)值見表H.2.15。

表H.2.15 風(fēng)險R1：根據(jù)所選擇方案所得的風(fēng)險數(shù)值（數(shù)值·10-5）

所有解決方案使得風(fēng)險降至可承受風(fēng)險之下。

方案的選用取決于最佳技術(shù)性／經(jīng)濟性的考慮。

H.2.7 經(jīng)濟價值損失風(fēng)險的評估：R4

H.2.7.1 風(fēng)險組成評估

每一區(qū)和內(nèi)部系統(tǒng)涉及的風(fēng)險組成見表H.2.16。風(fēng)險組成的數(shù)值見表H.2.17。

表H.2.16 風(fēng)險R4：與區(qū)和內(nèi)部系統(tǒng)相關(guān)的風(fēng)險組成

表H.2.17 風(fēng)險R4：依區(qū)所得未受保護建筑物的風(fēng)險組成數(shù)值（數(shù)值·10-5）