DB51/T 1449-2012 爆炸和火灾危险环境雷击风险评估规范

ICS07.060

A47

DB51

四川省地方标准

DB51/T1449—2012

爆炸和火灾危险环境雷击风险评估规范

2012-07-25发布2012-08-01实施

四川省质量技术监督局发布

DB51/T1449—2012

目次

前言...............................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3下列术语和定义适用于本文件。......................................................1

4基本规定..........................................................................3

5雷电环境评估......................................................................5

6雷电灾害风险评估..................................................................5

附录A（资料性附录）年均危险事件次数Nx的评估......................................15

附录B（资料性附录）爆炸和火灾危险环境中建构筑物损害概率的Px评估..................22

附录C（资料性附录）爆炸和火灾危险环境中建构筑物损失量Lx的评估....................27

附录D（资料性附录）服务设施损害概率P′x的评估....................................31

附录E（资料性附录）服务设施中损失值L′x的评估....................................34

附录F（资料性附录）损失费用的计算.................................................36

I

DB51/T1449—2012

前言

本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。

本标准由四川省气象局提出并归口。

本标准起草单位：四川省气象局政策法规处、四川省防雷中心、四川雷盾科技有限公司、南充市防

雷中心、德阳市防雷中心、成都信息工程学院。

本标准主要起草人：徐志敏、靳小兵、雍学彪、王琳莉、何俊峰、张海云、冯兰、李鸿飞、余宏鹰、

孙秀斌、张瑛、王强、袁海文、陈燚铭。

II

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爆炸和火灾危险环境雷击风险评估规范

1范围

本规范规定了雷击风险评估的术语和定义、基本规定、雷电环境评价、雷击损害风险评估。

本规范适用于在生产、加工、处理、贮存过程中出现或可能出现爆炸和火灾危险环境的新建、扩建

和改建工程的雷击风险评估。

本规范不适用于具有爆炸和火灾危险环境的矿井井下以及交通运输工具的雷击风险评估。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB50058爆炸和火灾危险环境的电力装置设计规范

GB/T21714.2-2008雷电防护第2部分：风险管理

GB/T21714.3-2008雷电防护第3部分：建构筑物的实体损害和生命危险

GB/T21714.4-2008雷电防护第4部分：建构筑物内电气和电子设备

3下列术语和定义适用于本文件。

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

爆炸和火灾危险环境explosiveandfirehazardousatmosphere

存在爆炸和火灾危险性物质以致有爆炸或火灾危险的区域。

3.2

雷击风险评估evaluationoflightningdisasterrisk

根据雷电及其灾害特征，对可能导致的人员伤亡、财产损失与危害范围等方面的综合风险计算，

为建设工程项目选址和功能分区布局、防雷类别与防雷措施确定等提出建设性意见的一种评价方法。

3.3

雷击风险lightningstrikerisk

R

雷击引起的年平均可能损失量（含人员和财物），与需要保护对象的价值有关。

3.4

雷击风险分量riskcomponentoflightningstrike

1

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Rx

取决于损害源类型和损害类型的部分风险。

3.5

年均危险次数annulnumberoflightningstrike

Nx

估算保护对象的雷击危险事件年平均次数。

3.6

雷击损害概率probabilityoflightningstrikedamage

Px

雷击事件导致需保护对象受损的概率。

3.7

雷电灾害损失lightningdisasterloss

Lx

雷击事件引起的与某种损害类型相对应的平均损失量，与需保护对象的人员伤亡和财产损失有关。

3.8

风险容许值tolerableriskoflightningstrike

RT

需保护对象能容许的雷击最大风险值。

3.9

雷电电磁脉冲lightningelectromagneticimpulse

LEMP

雷电流电磁效应。

3.10

等电位连接equipotentialbonding

将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减少雷电流引发的电位差。

3.11

防雷装置lightningprotectionsystem

LPS

接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其连接导体的总和。

2

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3.12

电涌保护器surgeprotectivedevice

SPD

用于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件，它至少有一非线性元件。

3.13

防雷区lightningprotectivezone

LPZ

需要规定和控制雷击电磁环境的区域。

3.14

土壤电阻率earthresistivity

表征土壤导电性能的参数，为单位体积土壤的阻抗。

4基本规定

4.1一般规定

4.1.1新建、扩建、改建的爆炸和火灾危险环境场所应做雷击风险评估。

4.1.2爆炸和火灾危险环境划分原则安照GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》有关规

定执行。

4.1.3根据爆炸性物质的环境状况和周围空间气体消散条件，将爆炸和火灾危险环境场所分为建构筑

物类和户外装置类。除结构特征明显的建构筑物外，另将半敞开式建构筑物和敞开式建构筑物均划分为

建构筑物类。当户外装置为挨靠紧密的金属不规则群体时，可将其视作一个各部位高度不同的建构筑物

体。

4.1.4雷击灾害风险评估按评估阶段可分为预评估、方案评估和现状评估。

——预评估是根据建设项目的使用性质和所在地雷电活动时空分布特征及雷电流散流情况等，分析

建设项目所在地雷电环境状况，对项目的选址及功能分区布局从雷电防护的角度提出意见，为

项目选址提供重要依据。

——方案评估是针对建设项目设计施工图，对该项目可能存在的雷电危险（有害）因素的种类、雷

电危险性和危险度进行分析，提出科学合理的安全对策措施及建议，为施工图修改或完善防雷

设计提供依据。

——现状评估通过对既有建设项目的防雷安全现状进行评价，查找其存在的雷电危险、有害因素并

确定其危险程度，提出合理可行的建议及安全对策措施，为安全监督管理提供技术依据。

4.2评估报告内容

4.2.1评估报告的内容应包括：评估的依据；建设项目概况；评估内容；评估的结论；安全合理性建

议；其他（评估单位委托书；评估报告审核证明等）。

4.2.2预评估阶段报告内容还可包括：

——风险识别

——影响因素分析（项目所在地地形地貌与雷电活动关系；历年雷电活动情况；雷电流散流特性）

3

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——评估的结论（项目所在地雷击风险的影响）

——安全合理的建议（对项目的选址和功能布局从雷电防护的角度提出合理建议。）

4.2.3方案评估阶段报告内容还可包括：

——风险识别

——影响因素分析（项目所在地历年雷电活动情况；根据施工图设计资料分析项目可能存在的雷电

危害因素、雷击危险性和危险度；）

——风险评估（根据设计资料计算各类雷击风险值；分析查找设计资料中雷电防护措施存在的缺陷

和隐患；）

——评估结论（由雷电资料分析雷击风险影响；根据雷击风险值计算结论，给出设计资料中防雷措

施评价的结论）

——安全合理的建议（设计完善的防雷措施）

4.2.4现状评估阶段报告内容还可包括：

——风险识别

——影响因素分析（项目所在地地形地貌与雷电活动关系；历年雷电活动情况；雷电流散流特性）

——评估单元划分

——风险评估（根据项目现场勘察资料和项目建设历史资料计算各类雷击风险值；分析查找项目现

场雷电防护措施存在的缺陷和隐患；）

——评估结论（由雷电资料分析雷击风险影响；根据雷击风险值计算结论，给出项目防雷现状评价

的结论）

——安全合理的建议（防雷现状整改建议）

4.3评估所需资料

在进行雷击灾害风险评估时，需要收集以下资料：

——工程总平面图；

——地形图；

——地勘报告；

——管线综合图；

——工程初步设计图（含初步设计说明）或施工图；

——已有防雷资料；

——历年与雷电相关气象资料；

——闪电定位资料；

4.4评估周期

新建建设项目应根据其所处的不同阶段，进行预评估、方案评估和现状评估。对既有爆炸和火灾危

险环境区域内的设施和设备每三年评估一次。

在爆炸和火灾危险环境区域内的设施和设备发生改变时应重新评估。

4.5评估程序

雷击灾害风险评估的一般程序见图1所示。如有可能造成重大人员伤亡的爆炸和火灾危险环境，则

应组织专家委员会对雷击风险评估报告进行评审。

4

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接受委托

资料收集

工程分析

现场勘测与调研

制定评估方案

分析与评估

编制评估报告

主管部门审查

图1雷击风险评估程序

5雷电环境评估

5.1历年气象资料分析

根据历年的气象观测资料，分析项目所在地雷暴日、雷暴持续期、雷暴发生时段、雷暴活动变化规

律、雷暴与气候变化关系。确定建设工程项目所在地的雷电活动及灾害时空分布特征。

5.2闪电定位资料分析

根据闪电定位资料分析项目所在地5~10公里范围内雷暴活动时空特征、雷暴与周围地形地物联系、

雷暴与风向风速关系。

5.3雷电流散流特征

根据项目所在地的地形和土壤状况等分析雷电流散流特征。

6雷电灾害风险评估

6.1损害和损失

6.1.1损害源

雷电流是根本的损害源。损害源根据雷击点的位置可以划分为：

——S1：雷击建构筑物；

——S2：雷击建构筑物附近；

——S3：雷击服务设施；

——S4：雷击服务设施附近。

6.1.2损害类型

5

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根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损害。损害类型可划分为以下三种：

——D1：生物伤害；

——D2：物理损害；

——D3：电气和电子系统失效。

6.1.3损失类型

根据爆炸和火灾危险环境需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损失。损失类型可划分为以

下四种：

——L1：人员生命损失；

——L2：服务设施损失

——L3：文化遗产损失（涉及到爆炸和火灾危险环境中有文化遗产损失参考GB/T21714.2-2008《雷

电防护第2部分：风险管理》，一般情况下不做计算评估）。

——L4：经济损失（爆炸和火灾场所内存物、服务设施以及业务活动中断的损失）。

——L′2：服务设施损失

——L′4：经济损失（服务设施以及业务中断的损失）

表1综述了损害源和对应在建构筑物中的损害类型、损失类型。

表1雷击点、损害成因、各种可能的损害类型及损失对照表

建筑物服务设施

雷击点损害来源

损害类型损失类型损害类型损失类型

D1L1，L4

L′2，L′4

S1D2L1，L2，L4D2，D3

L′2，L′4

D3L1，L2，L4

S2D3L1，L2，L4――

D1L1，L4

L′2，L′4

S3D2L1，L2，L4D2，D3

L′2，L′4

D3L1，L2，L4

S4D3L1，L2，L4D3L′2，L′4

6.2风险和风险计算

6.2.1风险识别

爆炸和火灾危险环境的风险识别应当根据爆炸和火灾危险环境分区、建设项目周边环境、易受雷击

部位、需保护对象以及保护措施的特性，识别其潜在的风险。

6

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风险R是年平均可能损失量。对于爆炸和火灾危险环境中建构筑物可能出现的各种类型的损失，

应当对相应的风险分别进行计算。

爆炸和火灾危险环境中建构筑物可能需要计算的风险包括：

——R1：人员生命损失风险；

——R2：服务设施损失风险；

——R3：文化遗产损失风险；（爆炸和火灾危险环境中不涉及到文化遗产时不考虑）

——R4：经济损失风险。

爆炸和火灾危险环境中服务设施可能需要计算的风险包括：

——R′2：服务损失风险；

——R′4：经济损失风险。

6.2.2评价单元的划分

爆炸和火灾危险环境分区Zs主要根据以下情况划分评价单元：

——爆炸和火灾危险环境区域：爆炸性气体环境危险区域、爆炸性粉尘环境危险区域、火灾危险区

域（影响截收面积和评价因子筛选）；

——土壤或地面的类型（影响风险分量RA和RU）；

——防火分区（影响风险分量RB和RV）；

——空间屏蔽（影响风险分量Rc、RM、Rw和Rz）；

——内部系统的布局（影响风险分量Rc、RM、Rw和Rz）；

——已有的或将采取的保护措施（影响所有的风险分量）；

——损失Lx的值（对于所有的风险分量）。

服务设施区段Ss主要根据以下情况划分评价单元：

爆炸和火灾危险环境区域：爆炸性气体环境危险区域、爆炸性粉尘环境危险区域、火灾危险区域（影

响截收面积和评价因子筛选）；

——服务设施的类型（架空或埋地线缆等）；

——影响截收面积的因子（Cd、Ce、Ct）；

——服务设施的特性（电缆绝缘类型，屏蔽层电阻）；

——相连设备的类型；

——已有的或将采取的保护措施。

6.2.3风险分量及计算公式

每种风险都是其对应风险分量的总和，在计算风险值时，可以按照损害源和损害类型对风险分量

进行分组。各个风险分量可以用以下公式来计算：

…………（）

RX=NX×PX×LX1

式中：

NX——年均危险事件的次数，见本标准附录A；

PX——损害概率，见本标准附录B；

LX——雷击损失，见本标准附录C；

各种风险分量如下：

a)S1型时雷击建构筑物引起的风险分量

RA：建构筑物户外距离建构筑物3m以内的区域中与接触电压和跨步电压造成生物伤害有关的风险

分量。

7

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RA=ND×PA×LA…………（2）

RB：与建构筑物内因危险火花放电触发火灾或爆炸有关的风险分量。

RB=NB×PB×LB…………（3）

RC：与LEMP造成内部系统失效有关的风险分量。

RC=ND×PC×LC…………（4）

b)S2型时雷击建构筑物附近引起的风险分量

RM：与LEMP引起内部系统失效有关的风险分量。

RM=NM×PM×LM…………（5）

c)S3型时雷击进入建构筑物线路引起的风险分量

RU：与建构筑物内雷电流侵入产生的接触电压造成生物伤害有关的风险分量。

RU=(NL+NDa)×PU×LU…………（6）

RV：与雷电流侵入产生的物理损害（进入建构筑物线路和金属部件之间的危险火花放电触发火灾或

爆炸，通常位于线路进入建构筑物处）有关的风险分量。

RV=(NL+NDa)×PV×LV…………（7）

RW：与雷电流侵入造成的过电压引起内部系统失效有关的风险分量。

RW=(NL+NDa)×PW×LW………………（8）

如果线路不止一个区段，RU，RV和RW的值是各区段线路的RU，RV和RW值的和。只需考虑建构筑

物和第一个配线节点之间的各个区段。

如果建构筑物有多于一条并且布线方式不同的线路，应当对各条线路分别进行计算。本评估中所

考虑的服务设施仅仅指进入建构筑物的线路或管道等。基于管道已经连接到等电位连接排，如果没有安

装等电位连接排，应当考虑这种威胁。

d)S4型时雷击进入建构筑物的线路附近引起的风险分量

Rz：与进入建构筑物线路上感应出的以及传导进入建构筑物内的过电压引起内部系统失效有关的

风险分量。

RZ=(NI-NL)×PZ×LZ…………（9）

如果线路不止一个区段，Rz的值是各区段线路的Rz值的总和。只需考虑建构筑物与第一个配线节

点之间的各个区段，对于只定义了一个区域的单区域建构筑物：

对于风险分量RA，RB，RU，RV，RW和RZ，每个所涉参数只能有一个确定值。当参数的可选值大于

一个时，应当选择其中的最大值。

对于风险分量RC和RM，如果区域内涉及的内部系统大于一个，PC和PM的值应当分别计算如下：

n

PC=1-∏(1-PCi)…………(10)

i=1

8

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n

PM=1-∏(1-PMi)…………(11)

i=1

式中参数Pci,PMi是第i个内部系统的损害概率，i=1,2,3…。

除了PC和PM以外，如果区域中的参数有一个以上的可选值，应当采用导致最大风险结果的参数值。

表2与建构筑物风险分量评估有关的参数

符号名称参考取值

雷击引起的年平均危险事件次数

ND雷击建构筑物(S1)附录A，条款A.2

NM雷击建构筑物附近（S2）附录A，条款A.3

NL雷击进入建构筑物的线路（S3）附录A，条款A.4

NI雷击进入建构筑物的线路附近（S4）附录A，条款A.5

NDa雷击处于线路“a”端的建构筑物（图2）附录A，条款A.2

雷击建构筑物造成损害的概率

PA生物伤害附录B，条款B.1

PB物理伤害附录B，条款B.2

PC内部系统的失效附录B，条款B.3

雷击建构筑物附近造成损害的概率

PM内部系统的失效附录B，条款B.4

雷击进入建构筑物的线路造成损害的概率

PU生物伤害附录B，条款B.5

PV物理伤害附录B，条款B.6

PW内部系统的失效附录B，条款B.7

雷击进入建构筑物的线路附近造成损害的概率

PZ内部系统的失效附录B，条款B.8

雷击损失

LU=LA=ra×Lt人员生命损失附录C，条款C.2

LB=LV=rp×rf×hz×Lf物理伤害附录C，条款C.2，C.3，C.4

LC=LM=LW=LZ=LO内部系统的失效附录C，条款C.2，C.3，C.4

注：附录C和表C.2，C.3，C.4和C.5给出了损失Lt，Lf，Lo、损失缩减因子r，ra，ru以及损失增长因子hz的值。

建筑物b第1段（埋地）建筑物a

（需保护的建筑物）（邻近建筑物）

图2线路两端建筑物；“b”端为需保护的建筑物，“a”端为邻近建筑物

9

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e)雷击入户线路引起的风险分量

R′v：与雷电流的机械、热力效应造成的物理损害有关的风险分量。

RV′=NL×PV′×LV′…………(12)

R′W：与电阻性耦合产生的过电压造成相连设备失效有关的风险分量。

RW′=NL×PW′×LW′…………(13)

f)雷击入户线路附近引起的风险分量

R′Z：与线路上的感应过电压造成线路或相连设备失效有关的风险分量。可能出现L2、L4类型的损

失。

RZ′=(NI-NL)×PZ′×LZ′…………(14)

对于本风险评估，如果（NI-NL）＜0，那么应当假定（NI-NL）=0。

g)雷击与入户线路相连的建筑物引起的风险分量

R′B：与流经线路的雷电流的机械、热力效应造成物理损害有关的风险分量。

R′B=ND×PB′×L′B…………(15)

R′C：与线路上的感应过电压造成线路或相连设备失效有关的风险分量。

RC′=ND×PC′×LC′…………(16)

表3与服务设施线路雷击风险分量评估有关的参数

符号名称参考取值

雷击引起的年平均危险事件的次数

ND雷击与服务设施相连的建筑物附录A，条款A.2

NL雷击入户线路附录A，条款A.4

NI雷击入户线路附近附录A，条款A.5

雷击与服务设施相连的建筑物造成损害的概率

P′B物理损害附录D，条款D.1

P′C相连设备的失效附录D，条款D.1

雷击线路造成损害的概率

P′V物理损害附录D，条款D.2

P′W相连设备的失效附录D，条款D.2

雷击入户线路附近造成损害的概率

P′Z相连设备的失效附录D，条款D.3

雷击损失

L′B=L′V=L′f物理损害附录E，条款E.2

L′C=L′W=L′Z=L′O相连设备的失效附录E，条款E.2

6.3建构筑物风险分量的组合

6.3.1建构筑物内所考虑的各种损失的相应风险分量

10

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表4建构筑物中各种损失类型对应的风险分量

风险分量

风险类型雷击建构筑物雷击建构筑物附近雷击进入建构筑物雷击进入建构筑物

S1S2的服务设施S3的服务设施附近S4

R1RARBRCRMRURVRWRZ

R2―RBRCRM―RVRWRZ

R4RARBRCRMRURVRWRZ

表4中：

R1：人员生命损失的风险；

R1=RA+RB+RC+RM+RU+RV+RW+RZ…………(17)

R2：服务设施损失的风险；

R2=RB+RC+RM+RV+RW+RZ…………(18)

R4：经济价值损失的风险。

R4=RA+RB+RC+RM+RU+RV+RW+RZ…………(19)

6.3.2损害源及损害类型对应的风险分量组合

表5各种损害类型和损害源对应的建构筑物风险分量

损害源

雷击进入建根据损害类型划分

损害类型

雷击建构筑物雷击建构筑物雷击进入建构筑构筑物服务的风险结果

S1附近S2物服务设施S3设施附近

S4

生物伤害

RA=RU=(NL+NDa)

――RS=RA+RU

D1ND×PA×ra×Lt×PU×ru×Lt

RB=

物理损害RV=(NL+NDa)

ND×PB×rp×hz×rf×――RF=RB+RV

D2×PV×rp×hz×rf×Lf

Lf

电气和电子

RM=NM×PM×RW=(NL+NDa)RZ