雷电灾害风险评估报告
————八宝煤业计算机系统
第一章 大楼易损性分析
1.地理位置参数
以下是用ETREX系列GPS定位仪在八宝煤业矿机关大楼所在地采集的地理位置参数(见表1-1)，误差范围为5m～10m。
表1-1 八宝煤业矿机关大楼所在地地理位置坐标
项目名称 纬度（北纬） 经度（东经）
八宝煤业矿机关大楼 42°06＇44〞 126°34＇00〞
图1-1 八宝煤业矿机关大楼所在地地理位置图
2.雷电参数
2.1 雷电日
雷电日（雷暴日）——在指定区域内一年四季所有发生雷电放电的天数，用Td表示，一天内只要听到一次或一次以上的雷声就算是一个雷电日。
通常情况下，距离观测点15km以内的雷电可以听到其雷声，超出此范围的雷电不能够被听到，也就是说，该指定区域的范围是以观测点为圆心，以15km为半径的圆形区域。
这里的雷声既包括云闪电发出的，也包括云内闪和云际闪发出的，并不能准确表征地面落雷的频繁程度，因此，在进行建筑物年雷击次数的估算时，应以在建筑物所在区域测得的闪电密度为准，而不应以通过雷电日计算的落雷密度为准，当测量闪电密度困难时，可用通过雷电日计算得出的落雷密度进行计算，但误差较大，因此本报告在估算年预计雷击次数时，采用的是实际监测的闪电密度。
以下雷电资料取自吉林省雷电监测网，以在八宝煤业矿机关大楼所在地中心位置附近现场测量的地理参数为基准点，以3km为半径 (如图2-2所示)，提取4年（2008.1～2011.12）闪电资料，进行统
计分析得出如下结论，作为雷击风险评估的基础参数之一。
2.2 地闪空间分布
闪电密度——每平方公里年平均落雷次数，是表征雷云对地放电的频繁程度的量，是估算建筑物年预计雷击次数时重要的参数。用Ng表示，单位为：次/km2·a。
根据图2-2（网格面积为1.051km2）可得八宝煤业矿机关大楼所在地3km范围4年（2008.1～2011.12）平均地闪密度约为：Ng=4.69次/km2·a，该值作为本评估报告所采用的地闪密度。
图2-2 八宝煤业矿机关大楼所在地附近4年平均地闪密度分布图
根据图2-3可知八宝煤业矿机关大楼所在地3km范围4年（2008.1～2011.12）平均雷电流强度为18.54kA。
图2-3 八宝煤业矿机关大楼所在地附近4年平均雷电流分布图
2.3 雷电流强度
根据八宝煤业矿机关大楼所在地位置地理参数，得出3km范围雷电流累积概率分布曲线（图2-4），由分布曲线得出雷电流累积概率对应的雷电流强度值。 图2-4 八宝煤业矿机关大楼所在地3km范围闪电雷电流强度累积概率曲线图（单位kA）
根据图可知，八宝煤业矿机关大楼（3km）所在地区域范围内4年雷电流幅值：
1%→115.6kA，即雷电流幅值大于115.6kA的地闪概率为1%；
2%→68.8kA，即雷电流幅值大于68.8kA的地闪概率为2%；
3%→63.8kA，即雷电流幅值大于63.8kA的地闪概率为3%；
10%→33.1kA，即雷电流幅值大于33.1kA的地闪概率为10%。
2.4 地闪月变化规律
图2-5 八宝煤业矿机关大楼所在地雷电地闪月变化规律
图2-5是根据八宝煤业矿机关大楼所在地3km范围4年（2008.1～2011.12年）地闪数据绘制得到的正、负地闪以及总闪的月均分布图，依据该图得出地闪月均活动规律：该地域地闪主要活动期为6~8月份，其中6、7、8月份为地闪高发期，86.503%以上的地闪都发生在这三个月份；6～8月份为地闪多发期，1、2、10、11、12月份基本没有地闪发生。 2.5 闪电时变化规律
图2-6 八宝煤业矿机关大楼雷电地闪时变化规律
图2-6是根据八宝煤业矿机关大楼所在地3km范围4年（2008.1～2011.12年）地闪数据绘制的正、负地闪以及总闪的日均分布图，从图中可得出地闪日均活动规律：该地域地闪主要活跃在14～20时，46.626%以上的地闪都发生在这些时段，14时～20时为地闪高发时段，其中14、17、19、20时段雷电活动最为强烈。
3. 土壤电阻率
本报告中所用的土壤电阻率数值来源于2011年4月21日在八宝煤业矿机关大楼所在地处现场采集的数据（表3-1）,采集当日天气多云，土壤为中等含水量。结合地质勘测报告，考虑到地表层含水量随季节变化的规律，现将地表0m至地下6m土壤电阻率的测试数据增加季节系数1.5加以修正，则通过数据转换得出八宝煤业矿机关大楼在区域地表0m～地下-30m处土壤层的平均土壤电阻率为30.80Ω·m，以上修正后的数据将作为本报告风险估算的参考依据。 第一点第二点第三点31°56′15.00″N118°51′16.03″E间距（m）p（Ω·m）132.4230.8329.6428.7528.2626.5725.7825.2924.81024.5表 3-1 土壤电阻率测量数据表位置30.80备注1、测量仪器：GEOTEST 2016，结果为地表～地下-30m土壤层平均土壤电阻率；2、测量前土壤为中等含水量，取季节系数ψ=1.5。测量值修正值(Ω·m)
采集所用仪表为GEOTEST 2016接地电阻综合测试仪，分别取接地极间距离a=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10m，则所测量土壤电阻率为地表～地下-30m土壤层的平均土壤电阻率（如图3-2所示）。图中横坐标为实测土壤电阻率值，纵坐标代表所测的土壤层深度。
05101520253035-3-6-9-12-15-18-21-24-27-30
图3-2 实测八宝煤业矿机关大楼区域地表～地下-30m土层电阻率分布图
Z2区，办公室
地板类型ru：复合地板
火灾风险rf：低
特殊危险hz：无
防火措施rp：自动喷淋装置
空间屏蔽：Ks2:1
Lt：0.0001 Lf：0.05 Lo：0
Z3区（消防）
地板类型：大理石
火灾风险：低
特殊伤害：低度惊慌
火灾防护：自动喷淋
空间屏蔽：无
Lt:0.0001 Lf：0.05
Z4区（机房）
地板类型：复合地板
火灾风险：低
特殊伤害：低度惊慌
火灾防护：自动喷淋系统
空间屏蔽：无
Lt:0.0001 Lf：0.05
Z5区（会议室）
地板类型：复合地板
火灾风险：低
特殊伤害：低度惊慌
火灾防护：自动喷淋系统
空间屏蔽：无
Lt:0.0001 Lf：0.05
2）区域的划分
主要的区域：
Z1区，户外分区；Z2区，办公室；Z3区（消防）Z4区（机房）；Z5区（会议室）。
数据总结：
建筑物特性
参数 说明 符号 数值
总建筑面积 (m) - Sb 144506
位置因子 被相同高度的或更矮的对象所包围 Cd 0.5
建筑物边界的屏蔽 有LPZ边界屏蔽体布设 KS1 0.5
建筑物内部的屏蔽 有LPZ边界屏蔽体布设 KS2 0.5
雷击大地密度 1/km2/年 Ng 4.69
内部电力系统以及有关入户电力线路的特性
参数 说明 符号 数值
土壤电阻率 (m) 30.8
长度 (m) - Lc 1000
高 (m) 埋地 - -
HV/LV 变压器 在建筑物的入户处 Ct 0.2
线路位置因子 被其他较矮的对象包围 Cd 0.25
线路环境因子 市区 Ce 0
线路屏蔽层：连接到等电位连接排，设备也连接到同一个等电位连接排 Ω PLD 1
PLI 0
内部的合理布线 无屏蔽的电缆–
为了避免形成回路而合理布线
KS3
0.002
设备耐受电压 Uw Uw = 1.5 kV KS4
配合的SPD保护 无 PSPD 1
内部电信系统以及有关入户线路的特性
参数 说明 符号 数值
土壤电阻率 (m) 30.8
长度 (m) - Lc 1000
高度 (m) 埋地 - -
线路位置因子 被其他较小的对象包围 Cd 0.25
线路环境因子 市区 Ce 0
线路屏蔽层：连接到等电位连接排，设备也连接到同一个等电位连接排 Ω
PLD 1
PLI 1
内部的合理布线 无屏蔽电缆 –
合理布线以避免形成大的环路
KS3
0.002
设备耐受电压 Uw Uw = 1,5 kV KS4 1
配合的SPD保护 无 PSPD 1
办公楼中区域的定义及其特性
考虑到建筑物户外和户内的地表类型不同.
定义了以下主要的区域:
Z1 (户外分区)Z2 (办公区)Z3 (消防)Z4 (机房、会议室)
区域 Z1 (户外分区)的特性
参数 说明 符号 数值
地表类型 板油路 ra 10-2
触电保护 无 PA 0
接触和跨步电压造成的损失 有s Lt 0．01
区域Z3 (办公室) 的特性
参数 说明 符号 数值
地板类型 复合地板 ru 10-5
火灾风险 低 rf 10-3
特殊危险 无 hz
火灾保护 自动喷淋装置 rp
空间屏蔽 无 KS2 1
内部电力系统 连接到电力线路 - -
内部电信系统 连接到电信线路 - -
接触和跨步电压造成的损失 (与 R1有关) 有 Lt 10－4
物理损害造成的损失 有 Lf 0.05
内部系统失效造成的损失 有 Lo 0
区域Z4 (机房。会议室) 的特性
参数 说明 符号 数值
地板类型 复合地板 ru 10-5
火灾风险 低 rf 10-3
特殊危险 无 hz
火灾保护 自动喷淋装置 rp
空间屏蔽 无 KS2 1
内部电力系统 连接到电力线路 - -
内部电信系统 连接到电信线路 - -
接触和跨步电压造成的损失 (与 R1有关) 有 Lt 10－4
物理损害造成的损失 有 Lf 0.05
内部系统失效造成的损失 有 Lo 0