陶瓷企业煤气站雷电灾害风险评估

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摘要：陶瓷企业煤气站属于易燃易爆场所，依据中国气象局第20号令《防雷减灾管理办法》，必须对其进行雷电灾害风险评估。本文阐述了恩平市景瑜陶瓷有限公司煤气站的雷电灾害风险评估过程，分别就人身伤亡损失风险和经济损失风险进行估算并得出结论，说明了怎样对陶瓷企业煤气站进行雷电灾害风险评估。

关键词：煤气站，雷电灾害，风险评估，人身伤亡损失，经济损失

Abstract: the ceramic enterprises belongs to the gas station in flammable and explosive place, according to the China meteorological administration order 20 the lightning protection and management method ", we must carry on the lightning disaster risk assessment. This paper expounds the EnPingShi JingYu ceramics Co., LTD. Of the gas station lightning disaster risk assessment process, personal injury respectively loss risk and economic loss risk estimate and concluded, and explains how to ceramic enterprise gas station for lightning disaster risk assessment.

Keywords: gas station, lightning, risk assessment, person casualties loss, economic loss

中图分类号：S761.5文献标识码：A 文章编号：

引言

自2007年开始，恩平市陆续引进新建了多家陶瓷企业，每个陶瓷企业厂区都达到数万平方米。厂区建有煤气站、窑炉车间、抛光车间、球磨车间、喷雾塔、办公楼、宿舍楼等等。这些陶瓷企业都是恩平市内的大型建设工程，煤气站更属于易燃易爆场所，因此，做好陶瓷企业厂区的雷电灾害风险评估工作是我们义不容辞的责任。因评估建筑物太多，本文仅以恩平市景瑜陶瓷有限公司煤气站为例，说明陶瓷企业煤气站的雷电灾害风险评估。

1 相关数据采集

1.1煤气站工程概况

恩平市景瑜陶瓷有限公司位于沙湖镇蒲桥工业区，厂区场地为山丘地带。总平面布置如图1：该煤气站总用地面积3028.5m2 ，设有煤气站房（内安装有5台煤气发生炉）、机房、电房、储气柜、煤气输送管道等。煤气站房长45m，宽12.5m，高28.4m，人员大多在煤气站房内操作；电房长35m，宽14m，高6.5m；周围有其他车间、厂房等，高度都未超过煤气站房的高度。供电线缆采用埋地屏蔽电缆，长约22m.，线缆间有变压器；场地全部为混凝土硬化，地面下无绝缘层；储气柜如发生爆炸会对周围造成巨大破坏。

1.2 雷闪密度分析

从地理位置信息图上的方位可知，以该区域为中心，提取广东省雷电信息监测网3km范围内10年（2000～2009）的雷电资料，并对其进行统计分析，将结果作为雷电基础参数。3km范围最大雷电流强度（99%）82.6kA，即99%地闪的电流强度小于82.6 kA。3km范围平均雷电流强度 32.15kA； 5km范围最大雷电流强度（99%）98.2kA；5km范围平均雷电流强度 31.2kA。3km范围内平均地闪密度：Ng=7.8796次/年・km2。

雷击大地密度 Ng 是每年每平方公里雷击大地的次数，根据恩平市气象台近30年资料的统计：Td=76天/年,根据GB/T21714.2-2008计算恩平市地区的Ng：Ng=0.1・Td=7.6（次/年）。计算值小于省雷电监测网8年的监测值7.8796次/年，Ng取较大值，故Ng=7.8796次/年・2。

1.3 土壤电阻率堪测计算

到煤气站现场进行勘测，并对采集到的土壤电阻率进行处理，取多次测量平均值，ρ=268.6Ω.m。

2 雷击灾害风险评估计算

2.1雷击灾害风险组成

对每种不同类型的损失（L1至L4），其相关的风险R（R1至R4）是不同风险组成部分RX(RA、RB、RC…)的总和。每个风险组成部分RX取决于：年平均危险事件次数NX, 损害概率PX，损失率LX ，即RX＝NX×PX×LX (X=A，B，…)

2.2煤气站房人身伤亡损失的风险估算

2.2.1 年平均危险事件次数

建筑物年预计平均雷击危险次数NX与建筑物的等效截收面积、年预计雷击次数及位置影响因子有关。由上述可知，年预计雷击次数Ng取7.8796次/年・2。煤气站房的等效截收面积可由公式：Ad = LW + 6 H (L + W) + 9(H)2=45×12.5+6×28.4×（45+12.5）+9×3.14×28.42≈33165.4m2。同理可计算出邻近建筑物电房的等效截收面积Ad/a≈3595.6m2。Am为距煤气站房250m范围所包围的面积：Am= LW+2×250×(L + W) +×2502=45×12.5+ 2×250×(45+12.5) +×2502=225662.0 m2。雷击电源线、电话线、电视信号线的截收面积为：Al1=Al2=Al3=(Lc3(Ha+ Hb))=272.6×(223×(6.5+ 28.4))=-1365.5(结果为负时取零)，Lc为从建筑物到第一个节点之间的服务设施线路长度，这里取22m，Ha为服务“a”端建筑物的高度，这里指电房的高度6.5m，Hb为服务“b”端建筑物的高度，这里指煤气站房的高度28.4m。雷击电源线附近大地的截收面积为：Ai1=Ai2=Ai3=25 Lc=25×272.6×22=9081.0 m2

2.2.2 雷击损害概率

雷击建筑物因接触和跨步电压导致人畜遭电击的概率为PA，由于现场勘察煤气站房无相应保护措施，故PA取1。雷击建筑物导致物理损害的概率PB与LPS防雷级别的对应关系，可由现场未采取防雷措施取1。雷击服务设施导致人畜伤害的概率PU取决于服务设施屏蔽层的特性、所连内部系统的冲击耐压、通常所用防护措施（如围栏、警示牌等）以及在服务设施入户处是否安装有SPD。当未按GB/T21714.3-2008的要求安装SPD作防雷等电位连接，PU等于PLD。因为无SPD，故取PU=PV= 1。

2.2.3损失率的评估

损失率是指特定类型损害造成的平均损失量与被保护对象的总价值之比值。当难以确定Lt，Lf和Lo值时可取其典型平均值。人身伤亡损失L1的各种实际损失率受建筑物特性的影响，煤气站房为混凝土地面，ra=ru=0.01，煤气站是一个具有爆炸危险的地方，任何情况下rp取1，rf取决于火灾危险程度，取0.01，人员在站房内活动Lt取典型值10-4，煤气站房为工业建筑物，Lf取0.05，煤气站发生爆炸时对周围或环境构成威胁，其增长因子hz取20，

2.2.5选择防护措施

当选择以下措施对煤气站房进行保护：按第二类防直击雷设计方案，利用天然基础作接地体，利用柱筋作引下线，混凝土天面安装避雷带和明表避雷网格；安装了比LPLI的要求性能更优的SPD（具有更高耐流能力或更低电压保护水平等）措施时。由上可知，采取相应防雷措施后R1＝1.7×10-6

3 评估结论及建议

根据GB/T21714.2-2008和QX/T85-2007标准，通过对数据的计算及比较可知，煤气站房人身伤亡损失风险的主要影响分量是RB；而煤气站房经济损失风险的主要影响分量是RB、RM、RC。RB是建筑物内因危险火花放电触发火灾或爆炸引起物理损害的风险分量，RC和RM分别是雷击建筑物和雷击建筑物附近因LEMP（雷电电磁脉冲）引起内部系统故障的风险分量。分析后最终确定：煤气站房应选择保护级别为I级或更加优越的防雷措施，整个煤气站的防雷设计及施工，应充分运用接闪、屏蔽、等电位、接地、分流等防雷技术进行综合防护，施工时应严格按照规范对LEMP防护的相关规定进行施工，以尽量减少其带来的灾害风险。

参考文献:

[1]GB/T21714.2-2008雷电防护 第2部分：风险管理[S]

[2]QX/T85-2007雷电灾害风险评估技术规范[S]

作者简介：龙红菊（1979-），女，侗族，贵州省天柱县人，本科学历，助理工程师，主要从事防雷技术工作。