顾宇丹，等：园区类项目区域雷击风险评估应用探讨

一般类园区厂区占地面积大，具有不同的区域，首先要了解区域基本情况，主要涉及以下几部分内容：

a. 区域周边历年地闪分布特征。

b. 区域土壤电阻率、区域内外水域分布、周边的建筑环境(包括建筑密度、高度、分布等，特别注意易燃易爆或人员密集公共场所的分布)。在防雷装置设计、施工中，土壤电阻率是一个重要且关键的参数，该参数的准确度直接关系到防雷设计的科学性。在雷击风险评估过程中，该参数影响子区域的划分，一定程度上影响区域风险评估的结果，因此，需结合区域详细情况及规划编制一个科学、合理的土壤电阻率勘测方案，方案涉及区域内土壤电阻率测量选址规划。

c. 区域内建筑物使用性质、等效高度、人员密度、建筑物材质、电子电气系统分布情况。

d. 区域内易燃易爆物质生产、存储情况，调查其危险等级。

e. 区域内电力负荷情况，高压供电线路架空或埋地敷设方式。

f. 区域内企业雷电防护装置年检情况和雷电防护安全管理措施。

基于以上基本信息方可开展区域雷击风险评估。

上海市闪电定位系统当前已累积10年以上数据，数据具有一定的代表性 。因此，可将地闪监测资料应用到雷击风险评估中。

利用项目区域四至范围的经纬度，根据闪电定位监测数据落点分布可统计出近几年该项目所在地1 km范围内的地闪数据，包括地闪发生时间、经度、纬度和雷电流强度。上述数据均可在区域底图上叠加显示，增强数据的可视性。且地闪数据不受人工观测资料局地性的限制。通过分析区域地闪数据可掌握雷电季节变化规律和日变化规律，了解当地地闪特性，可有选择地合理安排建设进度，降低潜在雷电风险。利用地闪数据可计算区域地闪密度，用来计算建筑物年预计雷击次数，结合建筑物预设长宽高，可给出SPD安装规格建议。利用地闪数据可计算区域内受地闪影响的电磁环境分布，结合分布情况给出区域弱电机房布设建议。

> > > >   子区域划分

根据区域网格化地闪密度分布、土壤电阻率、地形地貌、周边环境、项目平均高度、规划项目使用性质及区域雷电防护能力等要素逐级分析各级因素对应的具体差异指标，通过判定这些指标是否在整个评估项目内存在较大的差异，从而确定是否需要将评估项目范围划分成不同的评估子区域。具体差异指标的判定方法如表1所示。其中对于某个子区域，地理分布上可以不连续。子区域占地面积建议大于0.25 km ² 或者狭长区域长度超过1 km。

> > > >   区域雷击风险评估计算

区域雷击风险评估主要依据DB31 / T 910 - 2015《区域雷击风险评估技术规范》，根据区域雷击风险的特点，结合评估对象现状或规划，从雷电风险因子、地域风险因子和承灾体风险因子3个方面对评估区域开展雷击风险评估（评估模型如图1所示）。

按层次分析法构建四级指标评估体系，其中二级指标分别为雷电风险因子、地域风险因子和承灾体风险因子；雷电风险因子的三级指标包括雷击大地密度、雷电流强度；地域风险因子三级指标包括土壤电阻率、地形地貌和周边环境；承灾体风险因子三级指标包括项目属性、建筑物特征、电子电气系统和灾害防御能力。其余诸如安全距离、相对高度、使用性质、人员密度等指标都为四级指标。上述指标分为定量指标和定性指标两类，定量指标包括雷击密度、雷电流强度、土壤电阻率、等效高度；定性指标包括安全距离、相对高度、使用性质、影响程度、材料结构、电气系统等。

根据对区域雷击风险的影响程度不同，将各风险因子分为I、II、III、IV、V五个等级。首先对四级指标进行赋值，依据五级分级标准进行各级隶属度计算，分级标准详见DB31 / T 910 - 2015。然后针对三级指标进行赋值，计算其五级隶属度。再次赋值二级指标，通过多级综合评估，由第四层指标向第一层指标逐级计算得出“区域雷击风险”在各分级区间隶属值，再结合公式（1）计算得到区域雷击风险值：

g = 1 × b ₁ + 3 × b ₂ + 5 × b ₃ + 7 × b ₄ + 9 × b ₅ （1）

式中：g为区域雷击风险值；b ₁ 、b ₂ 、b ₃ 、b ₄ 、b ₅ 分别为等级I、II、III、IV、V隶属值。

> > > >   化工园区项目所在地地闪参数和项目基本状况

评估前对该化工园区项目进行全面勘察得到评估所需基本参数：

a. 根据调研，区域规划面积约8 km ² ，共有161个地块，91家企业，其中大型危化企业占比4.4 %，中型危化品企业占比15.4 %，小型危化企业占比64.8 %，剩余为其他类型企业。

b. 区域内用地主要是工业用地，少量为教育科研用地。区域建筑物平均高度为30m，最高建筑物高度为60 m。园区总人数为8 510人。

c. 生产厂房及构筑物一般采用钢筋混凝土框架，其次为钢结构。主要构筑物为露天的大型生产设施、金属油罐、架空电缆管道、烟囱和熄焦塔。其中砖混结构建筑物占比13.9 %，混凝土结构建筑物占比57.3 %，钢结构建筑物占比为21 %，剩余为其他类结构建筑物。

d. 区域电子系统都为一般电子系统，电力负荷有二级、三级电力负荷,室外低压配电线路电缆埋地敷设，部分架空敷设。

e. 企业都能提供检测报告，从检测报告看所有被检项目有易燃易爆场所的均按二类建筑物防雷等级进行防护，且显示合格。整个区域都无雷电预警服务，也没有专门针对区域内单位制定雷击事故应急预案和开展定期或不定期雷电防护安全教育和培训。

f. 现场勘测，区域土壤电阻率分布为10.8 ~ 41.4 Ω·m，均值为23.7 Ω·m，其中土壤电阻率均值为非屏蔽电缆引入线埋地长度提供参考依据。

g.根据区域内闪电定位监测数据统计，项目区域地闪密度均值为3.6次 / （km ² ·a）。地闪主要发生在7 ~ 9月，主要集中在14 ~ 15时和21 ~ 22时发生。区域范围内雷电流幅值主要分布在0 ~ 40 kA之间，区域地闪最大雷电流幅值为98 kA。所在区域的地闪特征为区域雷电敏感设备选址、弱电系统SPD防护值选择及人员防护提供科学而详实的依据。

> > > >   子区域划分

结合区域地闪分布、地域风险因素、地形、土壤电阻率和周边的环境、区域内建筑规划控制高度等多个指标值来进行子区域划分：

a. 部分区域地闪密度网格值低于区域地闪密度均值1倍以上，结合园区街坊分布把该地闪密度低值区域划出为子区域。

b. 根据现场土壤电阻率勘测结果，园区部分街坊土壤电阻率低于区域均值1倍左右，结合园区街坊分布把该土壤电阻率低值区域划出为子区域。

c. 根据区域内各企业详细信息填报，区域内建筑物的平均高度为30 m，有2个厂区建(构)筑物高度达到区域平均高度的2倍，因此也结合街坊分布把这2个厂区分别划出设定为子区域。

d. 从使用性质看，区域内有工业用地和教育科研用地两类用地，但教育科研用地占整个区域面积的比重不足0.4 %，占比较低，因此不做子区域划分。

结合上述4部分内容，部分划出子区域地理位置有重叠之处，例如土壤电阻率低值区和某厂区建筑物高度高值区为同一区域，则考虑合并为同一个子区域，最终园区划为3个区域开展子区域雷击风险评估。

> > > >   计算子区域雷击风险值

以其中1个子区域作为示例，各个指标值描述或取值如表2所示。

结合风险指标分级标准，可以得到各指标五级区间的隶属度值（表3），附以权重（表4）由雷击大地密度、雷电流强度计算得到雷电风险指标值，由土壤电阻率、地形地貌和周边环境（包括安全距离、相对高度）计算得到地域风险指标值，由项目属性、建筑物特征、电子电气系统和灾害防御能力计算得到承灾体风险指标值。

最终计算区域雷电风险值在I、II、III、IV、V五个等级的隶属值分别是0.339、0.242、0.036、0.251和0.132。根据式(1)得到本区域本片区的区域雷击风险值为4.19（中等级别），产生雷击灾害事故的可能性较大。区域处于Ⅲ级以上的原始影响指标主要包括土壤电阻率、影响程度、项目属性、电气系统和区域防雷能力，在雷电防护安全工作中应有针对性地对这些指标进行重点考虑。