非孤立的建筑物内电子信息系统雷击损害风险评估实例.doc

非孤立的建筑物内电子信息系统 雷击损害风险评估实例 【作者】　　　周震　　南京气象学院　 【指导老师】　邹天晴　苏州市防雷中心　　　 【摘　要】分析一遭受过雷击的单位（一个非孤立建筑物内的电子设备遭损坏）的损害原因，对其进行风险评估，简述其防雷措施，并分析其改造后的风险。在经过一个雷雨季节的考验后，验证该风险评估以及防雷改造工程的实际效果，提出一些在评估中注意的问题和发展方向。 　　 【关键字】非孤立　建筑　电子信息系统　防雷　风险评估　实例 　　　 引　言： 　　随着科学技术的发展，大量先进的通讯、计算机、控制及测量等微电子系统广泛地应用于各种建筑物中，而微电子设备的高度集成化，其低工作电平和小工作电流的特点，同时又普遍存在绝缘强度低，耐过电压、过电流的能力差等致命弱点，一旦建筑物受到直接雷击或其附近发生雷击，雷电过电压、过电流和雷电电磁脉冲会通过供电线、通信线、接收天线、金属管道和空间辐射等途径侵入建筑物内，威胁室内电子设备的正常工作和安全工作。如果防护不当，这些雷害轻则使电子设备失灵，重则使电子设备永久性损坏，严重时还可能造成人员伤亡。对于类此建筑物除了具备防直击雷的措施外，还应具备防雷电电磁脉冲的措施。 要确定合理有效的防雷电电磁脉冲的措施，就必须对建筑物内电子信息系统进行风险计算，做出准确的风险评估。 位于平坦地区的孤立建筑物的风险评估，有很多的实例可供评估者参考。对于非孤立的建筑物内电子信息系统的风险评估，在计算时需要考虑周围建筑与地形对其的影响，因为这些因素将会影响到对截收面积Ａe的计算等。 以下将讨论苏州迅达电梯有限公司网络中心电子信息系统的风险评估，简述所采取的防雷措施，然后分析按该措施改造后的风险，论述雷击风险评估对方雷工程设计的意义，并验证防雷工程的实际效果。为雷击风险评估在防雷工程设计中的应用提供一些参考。 一、雷击损害原因分析 苏州讯达电梯有限公司的网络中心，在去年两次遭受雷电电磁脉冲袭击，损坏了两台HUB和一台SWITCH交换设备，造成了网络系统故障，影响了公司正常工作的开展。根据现场勘察及防雷中心的检测报告表明，该中心已经具有防直击雷措施，直击雷防护措施合格，设备的损坏主要是感应雷造成。 该公司厂区面积比较大，内部有河流通过，上有架空高压线，周围环境较为空旷，雷电环境较差。计算机网络是由光缆和非屏蔽双绞线构成。 造成网络中心电子设备损坏、误动作及设备寿命下降，有以下几个方面： １、该建筑遭受直击雷袭击所引起的损坏。 ２、附近相关的建筑物遭雷击，雷电过电压通过线路的传导引入。 ３、雷电通过供电线路的感应而引入系统电源导致设备损坏。 ４、雷电通过通信线路的感应而传入系统损坏设备。 二、计算机中心的雷击风险评估 网络中心在办公楼二楼，办公楼高７米，占地面积长３０米，宽８米，东西走向。 办公楼是由钢筋混凝土构筑，位于平坦地区。在距办公楼北侧15米处，有一高10米的厂房，所以办公楼是非孤立的。 该地区的雷击大地密度为Ｎg=1.8109次／年?（公里）2，土壤电阻率ρ＝100Ωm。 建筑物的内容物为普通材料，防火措施仅是某种“小型消防设备”。 建筑物内部只有无屏蔽的电缆。 入户电源线是埋地低压电缆，进线长度400米。 计算机通讯线路是由双绞线和光缆共同组成。 入户的电话线为埋地电缆，进线长度600米。 该楼有防直击雷的LPS。 为了决定是否需要雷电电磁脉冲防护以及决定所需提供的保护措施，损害风险安如下方法计算： ⒈　损害类型及损害成因： ⒈１可能出现并应加以考虑的损害：　　⑴人身伤亡 ⑷不涉及文化及社会价值的物品损失 由于该中心以经具备了防直击雷措施，并且没有易然易爆物，主要遭受的是电子设备的损失，所以在此只讨论第四类损害：不涉及文化及社会价值的物品损失。 ⒈２这些损害的成因有： Ｓ1　由直接雷电闪击引致的接触电压或跨步电压　 Ｓ2　直接雷电闪击引致着火或爆炸 Ｓ3　直接雷电闪击下设备上的过电压 Ｓ4　间接雷电闪击下设备上的过电压 Ｓ5　间接雷电闪击下由过电压引致着火或爆炸 2.　雷电闪击次数 2.1直击雷闪击次数 Ｎd=Ｎg?Ａe　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑴ Ｎd为建筑物遭直接雷击的年平均次数，Ｎg为大地年闪击密度，Ａe为建筑物有效截收面积。 2.1.1 Ｎg=1.8109次／年?（公里）2，该值是由苏州市２００３年的闪电定位仪的监测资料计算而来。 2.1.2 计算Ａe 对于孤立的建筑物，等效截收面积Ａe是由通过建筑物顶部并建筑物相接触的一条斜率为１∶３的直线，围绕与建筑的接触点旋转，该直线与地面的交点构成的边界线所包围的面积。 现该办公楼北面15米有一高10米的厂房，3（H+Hs）=3*18=5415,则截收面积受到影响。 则办公楼北面的有效截收面积的边界