雷击风险评估中内部磁场强度的估算

　　摘要： 通过雷击风险评估可为评估对象提供雷电防护的科学设计、危害风险控制、经济投资、应急管理等方面服务，保证防雷工程安全可靠、技术先进、经济合理。本文重点针对建筑物内部磁场强度进行评估研究，提出了直接和邻近雷击时内部磁场强度的估算方法，并给与了实例说明，完善了整个风险评估的内容，更为科学全面地保障了企事业单位的安全生产。　　Abstract： Lightning risk assessments are the base to lightning protection and could effectively control risks and deal with emergency management.The results ensure advanced technology and economic rationality in lightning protection project. This article focuses on assessment research for the internal magnetic field intensity. Then， the estimation method of the internal magnetic field intensity of direct and nearby lightning strikes is proposed， which improve the content of the entire risk assessment， and is more scientific and comprehensive to protect production in the enterprises.　　关键词： 雷电防护；风险评估；磁场强度；估算　　Key words： lightning protection；risk assessment；magnetic field intensity；estimation　　中图分类号：P427.32+1 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）28—0054—03　　0 引言　　湖北地区是雷电活动多发地带，统计结果表明，1998—2009年湖北省共发生雷灾1098起，造成经济损失9825.98万元，伤亡588人，如今雷电防护的安全问题已越来越突出[1]。其中雷击风险评估是根据项目所在地雷电活动时空分布特征及其危害特征，结合现场情况进行分析，对雷电可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险计算，从而为项目选址、功能分区布局、防雷类别（等级）与防雷措施确定、雷灾事故应急方案等提出建设性意见的一种评价方法[2]。　　通过雷击风险评估可为评估对象提供雷电防护的科学设计、危害风险控制、经济投资、应急管理等方面服务，保证防雷工程安全可靠、技术先进、经济合理[3]。雷击风险评估是开展综合防雷的必经程序，也是实现科学防雷的必要条件，体现了预防为主，防治结合的理念。　　然而针对评估单位内部磁场强度的估算，防雷工作者在实际风险评估过程中往往容易忽视。本文以湖北亚东水泥有限公司为例，重点估算了建筑物内部磁场强度，提出了科学的整改意见，为企业的安全生产保驾护航，同时也为完善雷击风险评估工作提供了理论依据[4]。　　1 项目评估概况　　1.1 地理位置情况 湖北亚东水泥有限公司新洲制造厂毗邻长江，距阳逻镇1km，距武汉市主城区23km。地势平坦开阔，附近目前无大型建筑物，水陆交通较为便利。以下是用ETREX系列GPS定位仪在湖北亚东水泥有限公司新洲制造厂所在地采集的地理位置参数（E 114.55175°，N 30.67476°），误差范围为5m～10m，见图1。　　1.2 区域内雷电活动情况 以该项目所在地为中心，3km半径范围内，2006～2009年共监测到闪电545次，图中负号代表负闪，正号代表正闪，见图2。其中正闪17次，负闪528次，平均正闪强度29.9588kA，平均负闪强度—32.1648kA；最大正闪强度112.6kA，最大负闪强度 —148.7kA。　　雷电流强度则主要集中在20～50kA，占闪电数量的62.8%；100kA以上的雷电流发生相对较少，只占0.9%，见图3。　　2 内部磁场强度的估算　　中控制室为该水泥厂的控制枢纽，根据厂区性质、地理位置以及区域内雷电活动情况，我们将该建筑物按二类防雷建筑物进行设防。其中梁、板、剪力墙、柱均采用钢筋混凝土结构，钢筋混凝土中的钢筋均作良好的电气连通，构成了一个格栅形大空间屏蔽体。　　依据规范GB50057—94（2000年版）和GB/T 21714.4—2008 雷电防护 第4部分：建筑物内电气和电子系统（IEC 62303—4：2006，IDT），针对以下两种情况：①直接雷击；②临近雷击，分别估算集中控制室内部的磁场强度。　　2.1 直接雷击时内部磁场强度估算 当其遭受直接雷击时，依据GB/T 21714.4—2008 雷电防护 第4部分：建筑物内电气和电子系统（IEC 62303—4：2006，IDT）可按如下方法估算引下线分流系数：　　顶1层、顶2层分流系数为：　　K■=■+0.1+0.2×■×■　　K■=■+0.1　　其中：h1～hn——环接引下线各环之间的距离；cs、cd——为某引下线顶雷击点至两侧最近引下线之间的距离；n——引下线数量。　　根据主厂房集中控制室平面图可知：h1=6.7m，cs=11.4m，cd=13.85m，n=20，由此可得如下分流系数为：　　Kc1=0.37；Kc2=0.15