毕业论文
院系大气物理学院
专业雷电防护科学与技术
学生姓名曹雪芬
学号20061345035
指导教师张其林
职称副教授
二Ｏ一Ｏ年五月三十
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目录
0 引言 (1)
1 雷击灾害综述 (2)
1.2江苏省雷灾情况 (2)
1.2.1 江苏省雷电灾害综合区划分区 (3)
1.2.2 南京雷灾实例 (3)
2 雷击风险评估综述 (4)
2.1 雷击风险评估 (4)
2.2 雷击风险评估相关量??5
2.2.1 风险因子??5
HYPERLINK \l "_Toc263598257" 2.2.2平均每年损失总量L X (5)
2.2.3 雷电闪击涉及的风险分量 (5)
2.2.4 建筑物风险分量的组合 .................................... PAGEREF _Toc263598259
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3.1 实验中心所建地周边环境介绍PAGEREF _Toc263598261 \h 6
3.1.1 地理环境及气象条件综述 PAGEREF _Toc263598262 \h6
HYPERLINK \l "_Toc263598263" 3.1.2 土壤电阻率 PAGEREF
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3.1.3 雷电活动规律概述PAGEREF _Toc263598264 \h7
3.2 实验中心综述 (7)
3.2.1 建筑物内部系统设施 (8)
3.2.2 建筑物防雷设计 (9)
3.3 建筑物特性 (9)南京有几个区
3.4 风险区域定义及其特性PAGEREF _Toc263598269 \h11
3.4.1 Z1实验中心外部区域特性 PAGEREF _Toc263598270 \h12
HYPERLINK \l "_Toc263598271" 3.4.2 Z2-教学区特性.. 12
3.4.3 Z3-办公区特性 (13)
3.4.4 Z4-机房特性.......................... ????
3.4.5 Z5-钟楼特性 (14)
HYPERLINK \l "_Toc263598275" 3.5 评估相关量的计算??????
HYPERLINK \l "_Toc263598276" 3.5.1 建筑物和线路的截收面积................ PAGEREF _Toc263598276 \h 15
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???????预计年平均危险次数?? PAGEREF _Toc263598277 \h 16 HYPERLINK \l "_Toc263598278" 3.5.3 人员生命损失风险
R1 (17)
HYPERLINK \l "_Toc263598279"3.6 解决方案 PAGEREF _Toc263598279
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3.7 二次风险计算??????
4 结束语 ..... PAGEREF _Toc263598281 \h 20
参考文献 .......... PAGEREF _Toc263598282 \h 20 Abstract .. (21)
附录 (22)
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南京信息工程大学新建实验中心雷击风险评估
曹雪芬
南京信息工程大学大气物理学院雷电防护科学与技术专业；南京 210044
摘要：南京信息工程大学新建实验中心属于人员密集场所，在各栋大楼里有大量现代化实验设备及一些服务设施。一旦发生雷击事故，造成内部系统失效的概率较大[1]。为此，本文首先分析了雷电造成灾害的原因以及雷电灾害的新特征。然后，按照IEC-62305风险管理标准，对新建实验中心遭受雷击时，人员生命损失风险做了相应的评估，并且据此提出了改进方案。经过二次风险计算，最终使风险降低到容许值之内，尽最大的可能减少雷电引起的各种灾害及损失。
关键词：实验中心；雷击灾害；风险评估
0 引言
雷电是一种灾害性大气放电现象[2]。于1987年，联合国将雷电列为最严重的十大自然灾害之一。雷电活动多发生在热带和温带地区，从统计数据看，中纬度和赤道地区雷电活动较多，大陆地区又多于海洋；从全天来看，发生在黄昏的雷电多于黎明时的雷电[3]。夏季是雷电的多发季节。我国所处地理位置中，东南沿海等地区的雷电活动较多。
据统计，在全球范围内，每年约有10亿次雷暴发生，平均每小时约发生2000次雷暴，而每分钟平均发生
1～3次云地闪。就整个地球表面而言，每秒钟的地闪就有30～100次，平均每天发生闪电800万次，每次闪电在微秒量级的瞬间就可以释放出约1.98 108J的能量[3]。雷电过程会产生频率丰富的电磁辐射。大多数闪电的持续时间不超过1s，其中包含了从亚微秒到毫秒量级的多种时间尺度子过程[2]。当发生闪击时，闪电通道中会形成高达几百万伏的脉冲电压、几万安培的脉冲电流，电流上升率会达到几万A/μs，所以在通道周围的空间会产生强烈的闪电电磁脉冲(LEMP)。雷电高电压、大电流及强电磁脉冲等对农林业、电力、交通、通信和航空航天等部门造成严重危害。
尤其是随着科学技术的发展，当今世界进入了信息时代。微电子技术和信息产业的迅猛发展，使雷电产生的电磁脉冲（LEMP）对各种含有微电子器件的电子、电气产品的威胁越来越大，给人类带来的损失也逐年递增，对人们的生产和生活造成了严重的影响。为了减少雷电给人们带来的灾害，长久以来人类进行了大量的努力探索，积累了丰富的方法经验，其中雷击灾害风险评估就是一种有效的方法。
目前，国际电工委员会(IEC)和国际电信联盟(ITU)等组织对雷电灾害风险评估做了大量的研究工作并提出了相应的评估标准,IEC在1995年和1996年的IEC T81工作组的会议上提出了一个技术报告
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（Technical Report），即TR 61662的风险评估方法，以前用的风险评估程序就是按照这个技术报告来做的[4]。2005年底该技术报告经过了修订并接受为IEC的正式标准（International Standard），也就是I
EC62305-2，这一标准在2006年初开始实施，现在做的风险评估大多采用IEC 62305-2中的评估体系和评估方法。还有ITU所提出的ITU-Tk.39标准(建议)等。
南京信息工程大学坐落于南京市，该地区属于雷暴高度脆弱区，夏季雷暴多发[5]。据调查，该校新建实验中心楼位于校园空旷地带，落雷概率相对较大，且建筑物内部有大量现代化电子实验仪器设备和一些信号控制系统及服务设施，一旦遭受雷击，造成的内部系统失效的可能性比较大。一方面会给学校的正常教学和秩序带来影响，另一方面还会给学校带来一定程度的经济损失。
本文按照IEC-62305风险管理标准的评估体系和方法，对南京信息工程大学新建实验中心雷击风险进行了评估，判断建筑工程设计中所采取的防雷设计方案是否合理，所采取的防雷措施是否充分，所选择的措施是否恰当。并在此基础上提出相应的改进、完善措施，以期将雷击风险降到最低，使可能导致的损失减少到最小。
1 雷击灾害综述
雷电是由于云际、云地以及云空之间的电位差达到一定程度（25—30kV/cm）时，所发生的剧烈的放电现象。通常，雷击损害有三种形式，直击雷、感应雷、雷电波引入[6]。雷电产生的电磁感应已成为主要危害源。
1.1 雷击灾害新特点
自80年代以来，雷灾就表现出新的特点。这主要是随着经济的飞速发展，现代化的超高建筑物、构筑物迅速兴起，如高层智能大厦，微波站、天线塔等都会吸引落雷，从而使建筑物本身及其附近建筑遭到破坏。由于各种通信需要，而增设的各种架空长导线也会引雷入室。另外，随着高新技术的迅猛发展，特别是微电子技术的高度发展及其在各个领域的广泛应用，使雷灾受害对象也发生了变化，由对建筑物本身的损害转移到对室内的电器、电子设备的损害，以致发生人员伤亡。雷灾的时代新特点可以概括为：
a.受灾面扩大，从电力、建筑这两个传统领域扩展到各行各业，尤其是与高新技术关系密切的一些领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等；
b.雷电灾害的空间范围扩大，入侵空间由二维变为三维。从闪电直击和过电压波沿线传输变为闪电的空间脉冲电磁场从三维空间入侵到每一个角落，无空不入地造成灾害。往往以此雷击再不单单是造成一个建筑物的受损，而会灾及一个很大的区域；
c.雷灾的危害程度及其造成的经济损失大大增加了。雷击侵袭的对象本身的直接经济损失有时并不太大，而其产生的间接经济损失和影响就难以估计。例如2000年8月27日凌晨2点，某通讯遭受雷击，导致该站工作中断数小时，其直接损失是有限的，但间接损失将大大超过直接损失。
1.2江苏省雷灾情况
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