王冬阳
国网山西省电力公司阳泉供电公司 山西 045000
摘要：风险是一个捉摸不定难以把握的概念，一般定义为遭受损害和损失的可能性，或者具有不确定性的可能损失。雷击风险是指———由于雷电闪击，一座输电线路可能受到的年平均损失。在实际工作中，雷击风险评估的目的是确定可能遭受损害次数的基础上，从经济性、合理性出发，为输电线路提供比较完善的科学的雷电防护措施。如何正确评估一个网络系统遭受雷灾的危险性，以及设计有效的雷电防护方案，保证系统安全可靠的运行，成为电子网络体系安全的一项重要内容。本文应用人工观测雷暴数据和雷电参数进行分析，正确评估一个网络遭受雷击的危险性，以提高实际工作中的客观性，给出选择雷
电防护措施的工作流程，为雷电防护业务提供一种新的思路和方法。
关键词：雷电绕击；风险评估；设计应用
随着雷电防护工程技术的不断发展，应用技术上升到了一个崭新的概念，由定性的判定方法在一定范围内发展为定量的理论方法，改变过去由技术人员仅靠自身掌握的防雷雷电理论和知识，靠人力目测、实地勘察、询问、笔录等方式取得第一手资料得出的方案，在一般情况下，存在很大的偏差和不确定性。本文参照《输电线路电子信息系统防雷技术规范》（GB50343—2012）、《雷击损害风险评估》（IEC61662）提出的方法和防雷系列标准，提出了防雷设计中引入雷击风险评估的理论方法，重点突出在防雷设计中科学的理论依据。
1问题提出
1.1雷击风险定义和目的
（1）定义：雷击导致输电线路或其入户弱电设施的年均可能损失；
（2）目的：使防雷工程的方案设计建立在科学的基础上，做到有据可查，安全可靠，技术先进，经济合理。
1.2前提条件
（1）输电线路自然或人为防雷措施不完善或者缺损；
（2）任何雷电防护措施完善与否都使损害概率增减。
1.3评估方法
（1）雷电损害成因、损害类型和损失类型；
（2）直接雷击输电线路或设备；
（3）直接雷击输电线路（或设备）附近地面。
1.4使用依据
（1）《输电线路防雷设计规范》（GB50057—2010）；
（2）《输电线路电子信息系统防雷技术规范》（GB50343—2012）。
1.5原则和方法
（1）明确评估对象：雷电损害风险评估要针对不同的评估主体，区域内输电线路电子网络系统、工业控制系统、显示等系统；
（2）评估方法和评估标准要客观正确，立足于坚实的科学基础之上，做到安全可靠；
（3）抓住风险评估的关键因素，必须对输电线路所在地的地理、气象、环境等条件作充分调查，取得可靠数据后才能进行；
（4）雷电损害风险评估要以损失为主，不要去评估风险的来源。
1.6需要资料
（1）雷电观测基本数据；
（2）输电线路电气设计说明；
（3）输电线路基础防雷平面示意图；
（4）输电线路天面防雷平面示意图；
（5）超高输电线路均压环设计图；
（6）输电线路内部电气接线安装设计图；
（7）进、出输电线路各类管线安装平面示意图；
（8）计算机网络系统结构图，工业控制、显示系统安装设计图。
1.7评估对象现场勘察
（1）做出地理环境勘察和客观分析；
（2）周边环境地形、地貌观测分析。
2电子信息系统风险评估结果应用
根据给出条件，通过雷电绕击评估的计算，得出所需要的有可能因雷击造成的损失这一风险结论，把结论应用于雷电防护工程的方案设计中，确定防护措施和防护等级，而使设计方案更加完善和有科学依据。
3雷击风险评估通用计算式
信息系统的雷击损害评估目的在于为雷电防护方案的设计提供一种客观依据，网络系统其它设备较集中的部位可参考以下评估结果设计防护方案。
3.1信息中心的物理状况
（1）输电线路材料结构因子：C1=1.0（钢筋混凝土材料）。C1的取值：输电线路或主体结构为金属结构C1=0.5，输电线路或主体结构为钢筋混凝土C1=1.0，输电线路或主体结构为砖混结构C1=1.5，输电线路或主体结构为砖木结构C1=2.0，输电线路或主体结构为木结构或易燃材料C1=2.5。
（2）信息系统重要程度因子：C2=2.0（A类机房）。C2的取值：—般计算机、通讯设备C2=0.5，《计算机场站安全要求》中划为C类的机房C2=1.0，《计算机场站安全要求》中划为B类的机房C2=2.0，《计算机场站安全要求》中划为A类的机房C2=3.0。《计算机场地安全要求》（GB/T9361—2011）计算机机房安全分类如下：
A类机房：对计算机机房的安全有严格的要求（场地选择、防火、内部装修、供配电系统、空调系统、火灾报警和消防设施、防水、防静电、防雷击、防鼠害、电磁波防护），有完善的计算机机房安全措施。
B类机房：对计算机机房的安全有较严格的要求（场地选择、防火、内部装修、供配电系统、空调系统、火灾报警和消防设施、防水、防静电、防雷击、防鼠害、电磁波防护），有较完善的计算机机房安全措施。C类机房：对计算机机房的安全有基本的要求（防火、供配电系统、空调系统、火灾报警和消防设施），有基本的计算机机房安全措施。
（3）设备耐冲击和抗冲击能力因子：C3=0.5（计算机设备）。C3的取值：信息系统耐冲击和抗冲击能力一般时C3=0.5，较弱时C3=1.5，相当弱时C3=3.0。
（4）信息系统所处的雷电防护分区（LPZ）因子：C4=1.0。C4的取值：信息系统设备在LPZ2或更高雷电防护区内C4=0.5，设备在LPZ1内时C4=1.0，设备在LPZ0B时：C4=1.5，设备在LPZ0A时C4=2.0。
（5）信息系统发生事故后的后果因子：C5=1.5。C5的取值：信息系统中断后不会产生不良后果C5=0.5，信息系统原则上不允许中断或中断后无不良后果C5=1.0，信息系统原则上不允许中断或中断后会产生严重后果C5=1.5。
（6）区域内雷暴等级因子：C6=1.0。C6的取值：区域内雷暴等级为少雷区C6=0.8，为多雷区C6=1.0，为高雷区C6=1.2，为强雷区C6=1.4。
3.2雷击风险评估
输电线路年预计雷击次数N：N=k·Ng·Ae≈8.03×10－2（次/a）
式中：k——校正系数，本例子中取k=1。K的取值方法：一般情况k=1，位于旷野孤立的输电线路k=2，金属屋面木结构的输电线路k=1.7，位于河边湖边山坡下土壤电阻率较小处特别潮湿k=1.5。
可接受的最大年平均雷击次数Nc信息系统各类总系数：
C=C1＋C2＋C3＋C4＋C5+C6=7.0
则：Nc=5.8×10－3/C=8.286×10－4（次/a）
输电线路年预计雷击次数N1：
N1=K·Ng·Ae=K×（0.024T1.3）×Ae=1×4.6956×1.71×10－2
3.3信息系统雷击电磁脉冲防护分级
预期的防护设施的效率：E=1－Nc/NE=1-8.286×10－4/8.03×10－2=1-0.0103188≈0.98968依据公式计算出结论E确定雷击电磁脉冲防护分级：A级E>0.98，B级0.95<E≤0.98，C级0.80≤E<0.95，D级E≤0.80。
3.4电子信息系统电磁脉冲各级电涌保护
根据确定雷击电磁脉冲的防护分级进行避雷防护或浪涌保护器选取：A级宜在低压系统中采取3级~4级SPD进行保护，B级宜在低压系统中采取2级~3级SPD进行保护，C级宜在低压系统中采取2级SPD进行保护，D级宜在低压系统1级或以上的SPD进行保护。本例中，E=0.98968>0.98，所以信息系统雷电防护方案应按A级防护设计，低压系统应安装3级-4级SPD。
4结束语
文中所述，主要是遵照QX3-2000《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》中所给出的评估方法，单体评估一个电子网络系统对雷电防护环境的要求，在方案设计中，用此方法来确定该输电线路内部线路上SPD的防护等级，科学地做出一套比较合理的防护方案，从而达到理想的效果。
（1）针对《雷击损害灾害评估方法》（IEC61662）中的部分内容在实际工作的一次应用，对于电子信息系统硬件设备的雷击风险，造成的影响因素还有很多，考虑得不甚周到，只供参考。
（2）若要全面地对较大区域内输电线路或网络电子信息系统雷击损害的风险评估、环境评估，则将是一项更为复杂的、细致的工作，请参阅《雷击损害风险评估》（IEC61662）书中的内容。
参考文献
[1]输电线路电子信息系统防雷技术规范：GB50343—2012[S].[2]气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范：QX3—2000[S].
[3]ITU（国际电信联盟）K.39：雷电引起电信局站损伤的危险评估[S].[4]雷击损害风险评估：IEC61662—1995[S].
[5]余乃枞，陈绿文，杨少杰，等.雷电损害风险评估的方法与实践[J].中
国电子商情，2003（385）.