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雷電風(fēng)險評估

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雷電風(fēng)險評估

雷電風(fēng)險評估范文第1篇

1.1主要的評估方法

目前雷電災(zāi)害風(fēng)險評估的方法大致可以分為三類:單體建(構(gòu))筑物雷擊評估方法、區(qū)域雷擊評估方法、區(qū)域雷擊易損性評估方法,后兩者亦可歸為區(qū)域評估方法。單體建(構(gòu))筑物評估方法是針對單個建筑的雷擊風(fēng)險評估,評估建筑物或其內(nèi)部電子信息系統(tǒng)遭受雷擊損害的風(fēng)險。在國外主要依據(jù)IEC61662、IEC62305-2、ITU-TK.39等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估,國內(nèi)主要依據(jù)GB/T21714.2-2008及特定對象的評估標(biāo)準(zhǔn)GB50343《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》、QX3-2000《氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)規(guī)范》等[2~3]。此方法是最早應(yīng)用的雷電風(fēng)險評估方法,比較成熟,適用于小型項目或項目建筑單體數(shù)不多時,能定量的評估單體建筑的雷擊風(fēng)險,對于大型項目不能科學(xué)的評估整體的風(fēng)險等級和分布。區(qū)域雷電風(fēng)險評估方法是對整個項目區(qū)域的雷電風(fēng)險等級進(jìn)行確認(rèn)(如湖南省防雷中心開發(fā)的區(qū)域評估方法)或者對整個項目區(qū)域中每個子區(qū)域的雷電風(fēng)險等級進(jìn)行確認(rèn)(如江蘇、上海等地的區(qū)域評估方法),該方法有利于對整個項目進(jìn)行整體把握及確認(rèn)項目的重點防護(hù)區(qū)域,這樣能更科學(xué)、更合理的統(tǒng)籌區(qū)域雷電災(zāi)害的防御,因而此方法能應(yīng)用于大型項目的雷電災(zāi)害風(fēng)險評估,當(dāng)然這種方法屬于定性的分析,是近幾年才研究開發(fā)的,還處于探索改進(jìn)階段。區(qū)域雷擊易損性評估方法是選取地區(qū)(市或縣)的雷暴日數(shù)、雷電災(zāi)害頻度、生命易損模數(shù)及經(jīng)濟(jì)易損模數(shù)等作為雷電風(fēng)險指標(biāo),運用層次分析法來計算各個地區(qū)的雷擊易損度,最后形成某個省或某個市的雷電風(fēng)險區(qū)劃圖,為區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。此方法適用于省份或地級市的區(qū)域雷電風(fēng)險劃分。

1.2評估數(shù)學(xué)原理

單體建(構(gòu))筑物的評估是依據(jù)風(fēng)險計算公式R=N·P·L進(jìn)行定量計算分析,其中R是風(fēng)險值,N是年危險事件次數(shù),P是損害概率,L是損失率。區(qū)域雷電風(fēng)險評估是運用模糊數(shù)學(xué)確定風(fēng)險指標(biāo)的隸屬度,運用層次分析法確定風(fēng)險指標(biāo)的權(quán)重,風(fēng)險計算公式為:R=Knj=1ΣQj×Gj,式中:K是修正指標(biāo);Qj是風(fēng)險指標(biāo)的權(quán)重;Gj是風(fēng)險的隸屬度。當(dāng)然也有運用其他一些統(tǒng)計學(xué)的方法進(jìn)行風(fēng)險劃分和歸類[9]。

1.3評估方法的評價和建議

目前雷電災(zāi)害風(fēng)險評估方法主要是以上三種,在實際業(yè)務(wù)當(dāng)中因為針對的是具體項目,因而采用的是前兩種評估方法。單體建筑風(fēng)險評估和區(qū)域雷電風(fēng)險評估各有各的優(yōu)缺點和適用范圍,針對目前各省份風(fēng)險評估方法運用的實際情況,為了更好的評估項目雷電風(fēng)險,提出更具實際指導(dǎo)意義的雷電防護(hù)措施,筆者認(rèn)為在實際的雷電風(fēng)險評估業(yè)務(wù)當(dāng)中:①應(yīng)當(dāng)注重區(qū)域風(fēng)險評估和單體建筑風(fēng)險評估相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合,通過區(qū)域風(fēng)險評估可以給出項目的整體雷電風(fēng)險等級或者區(qū)域中的防護(hù)重點子區(qū)域,再利用單體建筑風(fēng)險評估可以進(jìn)一步計算出項目風(fēng)險等級高的區(qū)域或子區(qū)域中單體建筑的具體風(fēng)險大小,依據(jù)這些計算結(jié)果提出的雷電防護(hù)措施將更具指導(dǎo)性意義;②應(yīng)根據(jù)項目的特點選擇合理的評估方法,因為有些行業(yè)已出臺自己行業(yè)的風(fēng)險評估方法,這時我們就應(yīng)當(dāng)結(jié)合行業(yè)評估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估;③目前的雷電風(fēng)險評估業(yè)務(wù)基本上是方案評估,而風(fēng)險評估分為預(yù)評估、方案評估及現(xiàn)狀評估,由于隨著項目的運營,項目的一些特性會發(fā)生變化,如項目的建筑特性、內(nèi)存物、內(nèi)部系統(tǒng)等等,這些變化會導(dǎo)致項目雷電風(fēng)險值的變化,因而可以開展項目的雷擊現(xiàn)狀風(fēng)險評估。當(dāng)然以上只是個人的觀點,純粹從雷電風(fēng)險評估業(yè)務(wù)發(fā)展方向而言,而雷電風(fēng)險評估業(yè)務(wù)的發(fā)展還有賴于國家的相關(guān)政策。

2應(yīng)用實例

2.1項目概況

湘西自治州公安局交警大隊建設(shè)的麻栗場考試中心是我州較為大型的公共建設(shè)項目,總面積約為182772.5m2,占地200多畝,其中分為小車考試場地、大車樁考區(qū)、大車場內(nèi)考試區(qū)、科目三發(fā)車區(qū)、停車區(qū)、模擬高速考區(qū)、監(jiān)控候考大樓、考試業(yè)務(wù)用房、綠化區(qū),考場內(nèi)共分布77處攝像頭。整個項目人員是一個密集區(qū)域,設(shè)備又是另一個密集區(qū)域,區(qū)域性特征十分明顯。以前開展雷電災(zāi)害風(fēng)險評估大部分是以計算保護(hù)建筑物及其內(nèi)部人員設(shè)備為基礎(chǔ),而該項目不但需要保護(hù)建筑物內(nèi)人員和設(shè)備,還需要保護(hù)建筑物外空曠場地的人員和設(shè)備的安全。

2.2評估方法和技術(shù)路線

由于該項目所涉及的區(qū)域面積大,并且儀器設(shè)備多(建筑相對少),根據(jù)前面對幾種風(fēng)險評估方法的探討,選擇區(qū)域雷電風(fēng)險評估的方法進(jìn)行評估。將整個項目分為六個區(qū)域,區(qū)域一:考試業(yè)務(wù)用房、監(jiān)控候考大樓、停車區(qū)、發(fā)車區(qū);區(qū)域二:小車考試區(qū);區(qū)域三:大車樁考區(qū);區(qū)域四:大車場內(nèi)考試區(qū);區(qū)域五:模擬高速公路考區(qū)、進(jìn)出道路;區(qū)域六:綠化區(qū)。根據(jù)災(zāi)害的理論分析,災(zāi)害的發(fā)生是由致災(zāi)環(huán)境的危險性和承災(zāi)體的易損性及脆弱性決定的,具體到雷電,雷擊風(fēng)險是指人身和財產(chǎn)容易受到雷電傷害或破壞的程度,它直接反映了人身和財產(chǎn)在遭受雷電襲擊時的脆弱性。就考試中心而言,其致災(zāi)因子是雷電,承災(zāi)體是處于地面上的人和物體,因而主要從人身安全和經(jīng)濟(jì)價值兩方面來進(jìn)行雷擊風(fēng)險的考慮,根據(jù)具體情況把區(qū)域內(nèi)的主要風(fēng)險劃分為兩類:R1人員傷亡損失風(fēng)險、R2建筑物遭受雷擊損失風(fēng)險。區(qū)域性的雷擊風(fēng)險評估是對區(qū)域內(nèi)各個子區(qū)域中各個風(fēng)險類別的危險程度、可能造成的損失程度做出的預(yù)測性評價,在對考試中心進(jìn)行雷擊風(fēng)險評估時,我們根據(jù)具體的情況選取四個主要的評估指標(biāo):G1氣象指標(biāo)、G2地物環(huán)境指標(biāo)、G3承災(zāi)體的風(fēng)險指標(biāo)和K評估修正指標(biāo)。其中,前兩項指標(biāo)著重于考慮雷電發(fā)生頻率和雷擊風(fēng)險概率,反映致災(zāi)因子的時空分布情況,后兩項指標(biāo)主要表征致災(zāi)體(人和建筑物)的易損情況和建筑物本身的抗災(zāi)能力對雷擊風(fēng)險的影響。首先,對應(yīng)于上述四個主要的評估指標(biāo),通過分別分析各個指標(biāo)不同的影響因子,達(dá)到對四個主要指標(biāo)評價的目的;然后,根據(jù)四個主要評估指標(biāo)的評估結(jié)果,按照R1和R2兩種風(fēng)險類別,根據(jù)風(fēng)險評估計算模型()計算出各自的風(fēng)險值(總的風(fēng)險值R=R1×QR1+R2×QR2),從而得出各個區(qū)域的雷擊風(fēng)險情況;最后,根據(jù)風(fēng)險等級劃分指標(biāo),對各個區(qū)域的風(fēng)險進(jìn)行等級劃分,確定整個考試中心區(qū)的風(fēng)險區(qū)劃。

2.3評估結(jié)果

通過以上評估方法和技術(shù)路線分別估算出每個分區(qū)的風(fēng)險值R,根據(jù)風(fēng)險值R的大小,判斷每個分區(qū)不同風(fēng)險程度,可得以下區(qū)域色斑圖。紅色(區(qū)域一):極高風(fēng)險區(qū);黃色(區(qū)域二、三、四、五):高風(fēng)險區(qū);藍(lán)色(區(qū)域六):中風(fēng)險區(qū)。由圖1可知:區(qū)域一為極高風(fēng)險區(qū),發(fā)生雷擊后該區(qū)域所造成的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失概率最大,該區(qū)域內(nèi)監(jiān)控候考大樓、考試業(yè)務(wù)用房應(yīng)按二類防雷建筑物來設(shè)計防直擊雷保護(hù)措施,單棟按B級進(jìn)行建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)的防雷;停車區(qū)、發(fā)車區(qū)屬于露天人員密集場所,應(yīng)重點考慮采取防直擊雷等防護(hù)措施。區(qū)域二、三、四、五為高風(fēng)險區(qū),發(fā)生雷擊后該區(qū)域所造成的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失僅次于區(qū)域一、使用性質(zhì)均為考試考場和人員出入通道等,露天電子設(shè)備較多,人員走動密度較小,并且人員基本處于車內(nèi)(較安全),故應(yīng)以防護(hù)場地內(nèi)的電子設(shè)備為重點,按實際設(shè)備情況具體設(shè)計相應(yīng)的防雷保護(hù)措施。區(qū)域五內(nèi)人員進(jìn)出道路口有一門衛(wèi)值班室,應(yīng)考慮防直擊雷以及防雷電感應(yīng)等保護(hù)措施。其他道路因人員密度分布情況不詳,建設(shè)方因根據(jù)實際投入使用后的情況,有針對性的采取相應(yīng)的防雷保護(hù)措施。區(qū)域六為中風(fēng)險區(qū),發(fā)生雷擊后該區(qū)域所造成的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失概率最小,該區(qū)域為項目區(qū)域內(nèi)電子設(shè)備少,人員走動密度最小場地。

3結(jié)束語

雷電風(fēng)險評估范文第2篇

關(guān)鍵詞:建筑物;雷電災(zāi)害;風(fēng)險評估;保護(hù)措施

中圖分類號:S761.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

雷電是發(fā)生于大氣中的一種瞬時高電壓、大電流、強(qiáng)電磁輻射的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。它無孔不入地威脅人類的生命財產(chǎn)安全,照成巨大損失,危害公共服務(wù)。面對這種風(fēng)險,正確的方法是正視并且認(rèn)識它。努力尋找有效的措施來降低風(fēng)險或讓風(fēng)險產(chǎn)生效益。為此,防雷設(shè)計之前,應(yīng)進(jìn)行雷擊風(fēng)險評估,為決定防護(hù)對象是否需要提供防護(hù)措施。雷電災(zāi)害有兩類:一類為直接雷擊災(zāi)害,另一類為感應(yīng)雷擊災(zāi)害。前者會直接擊死、擊傷人畜,擊壞輸電線、建筑物,甚至引發(fā)火災(zāi);后者悄悄發(fā)生,不易察覺,主要以電磁感應(yīng)和過電壓波的形式對微電子設(shè)備構(gòu)成危害。兩種形式的雷擊盡管表現(xiàn)形式不同,但對人民生命財產(chǎn)均構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本文研究的對象是全國多雷暴地區(qū)之一,該地區(qū)2007―2012年期間年平均雷暴日達(dá)25天左右,每年因雷擊造成部分人員傷亡和大量經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)《中華人民共和國氣象法》、國務(wù)院《氣象災(zāi)害防御條例》、中國氣象局令第20號《防雷減災(zāi)管理辦法》等法律法規(guī)要求,經(jīng)過大量的分析計算對該項目雷電災(zāi)害風(fēng)險進(jìn)行了評估,并對該地區(qū)的建筑規(guī)劃、功能區(qū)布局和防雷設(shè)計提出了合理的建議,為選擇適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施提供技術(shù)參考。

1 雷擊風(fēng)險評估的幾個基本概念

1.1 損害成因

雷電流是造成損害的主要原因。通常按雷擊點的位置分為以下幾種損害成因:

――Sl:雷擊建筑物;

――S2:雷擊建筑物附近;

――S3:雷擊服務(wù)設(shè)施;

――S4:雷擊服務(wù)設(shè)施附近。

1.2損害類型

雷擊可能造成損害取決于需保護(hù)對象的特性。其中最重要的特性有:建筑物的結(jié)構(gòu)類型、內(nèi)部物品、用途、服務(wù)設(shè)施類型以及所采取的保護(hù)措施。在實際的風(fēng)險評估中將雷擊引起的基本損害類型劃分為以下三種:

――Dl:人畜傷害;

――D2:物理損害;

――D3:電氣和電子系統(tǒng)故障。

雷電對建筑物的損害可能局限于建筑物的某一部分。也可能擴(kuò)展到整個建筑物,還可能殃及四周的建筑物或環(huán)境(例如化學(xué)物質(zhì)泄漏或放射性輻射)。影響服務(wù)設(shè)施的雷電不但會造成設(shè)施上的相關(guān)電氣和電子系統(tǒng)損壞。而且也會對提供服務(wù)的線路或管道本身造成損壞。損壞還可能擴(kuò)展到與設(shè)施相連的內(nèi)部系統(tǒng)。

1.3損失類型

每類損害。不論單獨出現(xiàn)或與其他損害共同作用,會在被保護(hù)對象中產(chǎn)生不同的損失。可能出現(xiàn)的損失類型取決于需保護(hù)對象本身的特性及其內(nèi)存物,建筑物中應(yīng)考慮以下幾種類型的損失:

――Ll:人身傷亡損失;

――L2:公眾服務(wù)損失;

――L3:文化遺產(chǎn)損失;

――L4:經(jīng)濟(jì)損失(建筑物及其內(nèi)存物的損失)。

1.險和風(fēng)險分量

風(fēng)險是指因雷電造成的年平均可能損失(人和物)與需保護(hù)對象(人和物)的總價值之比。對建筑物中可能出現(xiàn)的各類損失,應(yīng)計算其所對應(yīng)的風(fēng)險。建筑物中需估算的風(fēng)險有:

――Rl:人身傷亡損失風(fēng)險;

――R2:公眾服務(wù)損失風(fēng)險;

――R3:文化遺產(chǎn)損失風(fēng)險;

――R4:經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險。

計算各種損失風(fēng)險時??砂磽p害成因或損害類型確定構(gòu)成風(fēng)險的各個風(fēng)險分量,然后計算出各個風(fēng)險分量并求和即可得出各類損失風(fēng)險。

2影響建筑物風(fēng)險評估的各種因素

建筑物各風(fēng)險分量受氣象條件、建筑物、內(nèi)部系統(tǒng)及可能采取的保護(hù)措施的特性影響。

2.1雷擊大地密度的因素

是每年每平方公里雷擊被評估對象所在大地的次數(shù)(Ng),在世界上很多地區(qū),這個數(shù)值由地閃定位網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供。目前我國大部分地區(qū)利用氣象臺站歷史觀測資料及閃電定位資料綜合計算得出該地區(qū)Ng值范圍。

2.2截收面積的因素

分為雷擊建筑物(及附近)截收面積、雷擊服務(wù)設(shè)施(及附近)截收面積。用于各風(fēng)險分量計算。

2.3位置因子的因素

一般指評估對象的暴露程度、周圍物體的影響程度??芍苯永斫鉃榕c周圍物體的高度比較,孤立建筑物的系數(shù)最大。對于服務(wù)設(shè)施,如果周圍有高于它的建筑物,此因子取值為0。

2.4土壤類型、地板類型的因素

地面接觸電阻越高。其造成的人畜傷害風(fēng)險越小。常見材質(zhì)的接觸電阻由低至高有混凝土(包括農(nóng)地),大理石、陶瓷,沙礫、厚毛毯、一般地毯,瀝青、油氈、木頭。

2.5變壓器因子的因素

主要是針對服務(wù)設(shè)施中的高低壓配電線路。接有變壓器的線路。其風(fēng)險值降低。

2.6環(huán)境因子的因素

只有在估算分量RZ時,才考慮環(huán)境因子。在有高層建筑的市區(qū),該因子忽略不計,在農(nóng)村,取值最大。

2.7建筑物內(nèi)外人員數(shù)量的因素

遇到特殊危險時,應(yīng)考慮人員疏散的難易程度,人員數(shù)量對RB、RV的估算有影響。

2.8防雷系統(tǒng)的防雷級別因素

建筑物設(shè)計安裝的防雷系統(tǒng)(LPS),其防雷級別(LPL)高低直接影響RA、RB的估算。在強(qiáng)雷暴日地區(qū)。提高防雷系統(tǒng)的防雷級別。降低相應(yīng)風(fēng)險的效果明顯。LPS還間接影響估算RC、RM、RU、RV分量

時的參數(shù)取值。

2.9 匹配的SPD防護(hù)的因素

安裝匹配的SPD進(jìn)行防護(hù)。是防止過電壓、過電流引起內(nèi)部系統(tǒng)故障的最有效措施。防護(hù)系統(tǒng)安裝匹配SPD,其遭雷擊風(fēng)險遠(yuǎn)低于只考慮屏蔽、合理布線、等電位連接等其它措施。SPD防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和分級

在國標(biāo)GB/T 21714中有明確規(guī)定。

2.10屏蔽、合理布線、等電位連接網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備沖擊耐壓的因素

雷擊建筑物或建筑物附近時建筑物空間屏蔽、內(nèi)部線路屏蔽等電位連接等措施能減少設(shè)備損害風(fēng)險;而雷擊入戶線路或附近時,外部線路屏蔽措施則更有效。顯然,設(shè)備損害風(fēng)險與其自身的耐壓水平有關(guān)。

2.1 1 防火措施、火災(zāi)危險性的因素

在估算物理損害風(fēng)險分量RB、RV時,必須考慮建筑物消防負(fù)荷、消防措施的設(shè)計情況。

2.12建筑物類型的因素

建筑物類型也是雷擊風(fēng)險評估必須考慮的因素,但同一種類型在不同風(fēng)險估算中,其參數(shù)取值相差較大。例如,對一般的建筑物,在人身傷亡風(fēng)險評估時,參數(shù)取值由高至低排列為醫(yī)院、旅館、民居建筑,工業(yè)建筑、商業(yè)建筑、學(xué)校,公共娛樂場所、博物館,辦公樓等;而進(jìn)行財產(chǎn)損失評估時,排列為辦公樓、醫(yī)院、旅館、工業(yè)建筑、商業(yè)建筑,博物館、學(xué)校,公共娛樂場所,民居建筑。

3 結(jié)語

除了常規(guī)的防雷措施外,影響雷擊風(fēng)險評估的因素還包括建筑物的結(jié)構(gòu)特性、地板類型,消防負(fù)荷、消防措施,以及電源、通信等線路的特性等。因此,雷擊風(fēng)險評估應(yīng)遵循科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、全面的原則,使其更具精確性和指導(dǎo)性。

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雷電風(fēng)險評估范文第3篇

以電網(wǎng)遭受雷害多影響因子作為研究重點,采用層次分析與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合理論,對高壓電網(wǎng)展開雷害風(fēng)險評估研究。以某地500kV高壓電網(wǎng)為工程背景,以雷擊跳閘率、雷擊重合閘率、手動強(qiáng)送成功率、供電可靠性、線路重要性等級、運行時間、設(shè)備損害性指標(biāo)為評估電網(wǎng)雷害風(fēng)險的分析因子,將該地電網(wǎng)雷害風(fēng)險等級定為Ⅲ級中等雷害風(fēng)險,并對此提出針對性的防雷措施,以給工程實際提供指導(dǎo)與借鑒。

關(guān)鍵詞:

電網(wǎng)雷害;風(fēng)險評估;層次分析法;模糊數(shù)學(xué)理論;防雷措施

近些年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展與電力需求的不斷增長,對輸電線路供電可靠性的要求越來越高,電力生產(chǎn)的安全問題也越來越突出。對于輸電線路來講,雷擊跳閘一直是影響高壓送電線路供電可靠性的重要因素[1-2]。而大氣雷電活動的隨機(jī)性和復(fù)雜性,造成架空線路的雷擊跳閘成為困擾安全供電的一個難題。盡管國家電網(wǎng)取得了快速的發(fā)展,但是相應(yīng)的電網(wǎng)安全問題也開始越發(fā)突出,其中雷電災(zāi)害作為無法避免的外部災(zāi)害,給電網(wǎng)的安全運營帶來了很大的風(fēng)險。通常情況下,由于變電站安設(shè)有直擊雷防護(hù)裝置而使得雷電災(zāi)害對變電站的影響有限,其影響主要集中在高壓輸電線路。

架空輸電線路防雷是電力系統(tǒng)防雷工作的重要方面,常用的防雷改進(jìn)措施有[3]:架設(shè)避雷線、安裝避雷針、加強(qiáng)線路絕緣、采用差絕緣方式、升高避雷線減小保護(hù)角、裝設(shè)消雷器及預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針、使用接地降阻劑等。解決線路的雷害問題,要從實際出發(fā)因地制宜,綜合治理。

通常而言,雷電災(zāi)害輕則造成輸電線路同一輸電通道多回線路相繼跳閘、同塔雙回線路同時閃絡(luò)等故障,重則造成長時間電力供應(yīng)中斷甚至永久性故障。目前,對于高壓輸電線路遭受雷害的風(fēng)險研究[4],相關(guān)學(xué)者及機(jī)構(gòu)僅以雷擊跳閘率作為高壓輸電線路遭受雷害的評價指標(biāo),這是不合理的,因為盡管雷擊引起的線路跳閘次數(shù)較多,但因重合閘成功率較高,其占非計劃停運比例要比其占跳閘比例低。此外,輸電線路的雷電災(zāi)害影響因子不是單一的,它除了受雷擊跳閘率控制,還與輸電線路雷電活動強(qiáng)度、地閃密度、線路走廊雷電活動頻率、地形地貌、輸電線路對電網(wǎng)重要性程度等因子有關(guān),需要考慮多因素影響結(jié)果[5]。因此,本文從電網(wǎng)遭受雷害的多影響因子作為出發(fā)點,采用層次分析與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合的理論,對其展開風(fēng)險評估研究,并對此提出防雷措施,以給工程實際提供指導(dǎo)與借鑒。

1理論方法

1.1層次分析法20世紀(jì)70年代初,美國學(xué)者SattyT.L.提出了層次分析法[6],它是一種層次權(quán)重決策分析方法,該方法基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標(biāo)綜合評價,能夠?qū)⒍糠治雠c定性分析相結(jié)合,對多目標(biāo)、復(fù)雜問題展開準(zhǔn)確的決策。層次分析總的來說包含4個步驟:建立層次結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣、層次單排序及一致性檢驗、層次總排序及一致性檢驗。

1.2模糊數(shù)學(xué)法模糊數(shù)學(xué)又稱Fuzzy數(shù)學(xué),是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法,1965年,模糊數(shù)學(xué)開始得到快速發(fā)展[7]。模糊數(shù)學(xué)法首先要求給出電網(wǎng)雷害影響因素集合U及雷害風(fēng)險發(fā)生級別集合V,U中每一個單因素對應(yīng)雷害風(fēng)險級別V的模糊子集為單因素模糊矩陣R,再根據(jù)每個因素對目標(biāo)貢獻(xiàn)程度,得到權(quán)重矩陣A,最后對矩陣R進(jìn)行關(guān)于A的模糊變換,得到目標(biāo)事物的評判集B。

1.3綜合評價層次分析的優(yōu)點是能夠定量地得到定性的因素的權(quán)重值,再結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論,才能夠綜合計算出要分析對象的結(jié)果?;趯哟畏治?模糊數(shù)學(xué)綜合評價,首先要確定各層次各因素兩兩之間的權(quán)重。為避免對權(quán)重定性賦值帶來的失準(zhǔn),SattyT.L.提出了一致判斷矩陣法,該方法采用1~9標(biāo)度法的相對尺度,以提高準(zhǔn)確度,當(dāng)一致性比率小于0.1時,認(rèn)為能夠得到滿意的一致性[8]。

2電網(wǎng)雷害多影響因子分析

輸電線路是電力系統(tǒng)的最重要的組成部分,由于它暴露在復(fù)雜多變的自然環(huán)境里面,因此很容易且無法避免受到外界環(huán)境的影響和損害,尤其是當(dāng)雷雨天氣發(fā)生時,輸電線路易于遭受雷擊,并發(fā)生停電事故。因此,要進(jìn)行電網(wǎng)雷害研究,首先要確定影響電網(wǎng)雷害的因素有哪些。電網(wǎng)遭受雷害的影響因子不是單一的,也不是幾個因子單獨發(fā)生作用,而是多個因子發(fā)生耦合作用。根據(jù)目前國內(nèi)外的研究成果[9-10],評估電網(wǎng)雷害風(fēng)險的因子主要有雷擊跳閘率、雷擊重合閘率、手動強(qiáng)送成功率、供電可靠性、線路重要性等級、運行時間、設(shè)備損害性指標(biāo)。據(jù)此,建立電網(wǎng)雷害多因子層次結(jié)構(gòu)示意圖,結(jié)構(gòu)為:A為目標(biāo)層,即:電網(wǎng)雷害風(fēng)險;B為準(zhǔn)則層,具體為B1(供電可靠性)、B2(運行時間)、B3(重要性等級)、B4(設(shè)備損害性);C為方案層,即:各個線路,具體為C1(線路1)、C2(線路2)…Cn(線路n)。層次結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

3工程實例分析

3.1工程概況我國南方某地區(qū)500kV電網(wǎng)含有3條輸電線路D、E、F,現(xiàn)以該地區(qū)這3條輸電線路2007—2012年的實測數(shù)據(jù),來分析預(yù)測該地區(qū)的雷害風(fēng)險等級。3條輸電線路的準(zhǔn)則層實測數(shù)據(jù)占比如表1所示(以1為基數(shù))。

3.2綜合分析

3.2.1層次分析結(jié)構(gòu)根據(jù)電網(wǎng)雷害多因子分析結(jié)果,結(jié)合應(yīng)用實例表1數(shù)據(jù),在Yaahp層次分析軟件建立電網(wǎng)雷害風(fēng)險等級的層次結(jié)構(gòu)模型,層次結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。對于層次結(jié)構(gòu)模型中的電網(wǎng)雷害風(fēng)險等級,本文劃分為4個級別:Ⅰ級無風(fēng)險、Ⅱ級低風(fēng)險、Ⅲ級中等風(fēng)險、Ⅳ級高風(fēng)險。

3.2.2一致性檢驗矩陣在層次結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合1~9標(biāo)度類型及專家系統(tǒng)意見,賦予B1~B4、C1~C3相應(yīng)的權(quán)重分值,最終得到A-B、B1-C、B2-C、B3-C、B4-C5個判斷矩陣。

3.2.3計算權(quán)重在矩陣判斷一致性檢驗的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步計算A-B、B-C排序的單排序權(quán)重值及6個因素的總排序權(quán)重值,權(quán)重計算結(jié)果如表2所示。把表2中的權(quán)重值用向量的形式表示,即得權(quán)重矩陣:A[0.475299,0.257689,0.267112]。

3.2.4隸屬函數(shù)和模糊矩陣就每個雷害影響因素進(jìn)行統(tǒng)計與分析,每個因素對應(yīng)的不同雷害級別為一個隸屬函數(shù)。本文定義該隸屬函數(shù)為降半階梯分布函數(shù),取階次k=1。分布函數(shù)的方程。3.2.5綜合評判根據(jù)上述計算,現(xiàn)對模糊矩陣R進(jìn)行關(guān)于權(quán)重矩陣A的模糊變換,最終得到目標(biāo)事物的最終評判集B。根據(jù)模糊數(shù)學(xué)中的貼近度原理,所得到的評判集B=[B1,B2,B3,B4]=[Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ級雷害風(fēng)險],其中最大隸屬度Bi所在的位置即對應(yīng)目標(biāo)的最終評判級別。因此,該地區(qū)電網(wǎng)的最大隸屬度為B3=0.902=Ⅲ級中等雷害風(fēng)險,需要采取相應(yīng)防雷害措施。

4輸電線路的雷害原因分析

輸電線路雷擊閃電是由雷云放電造成的過電壓通過線路桿塔建立放電通道,導(dǎo)致線路絕緣擊穿[11]。這種過電壓可分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓。輸電線路感應(yīng)雷過電壓最大可達(dá)到400kV左右,它對35kV及以下線路絕緣威脅很大,但對于110kV及以上線路絕緣威脅較小[12]。110kV及以上輸電線路雷擊故障多由直擊雷引起,并且同接地裝置的完好性有直接的關(guān)系。直擊雷又分為反擊和繞擊,都嚴(yán)重危害線路安全運行。反擊雷過電壓是雷擊桿頂或避雷線出現(xiàn)的雷過電壓,主要與絕緣強(qiáng)度和桿塔接地電阻有關(guān),一般發(fā)生在絕緣弱相,無固定閃絡(luò)相別。繞擊雷過電壓是雷電繞過避雷線直接擊中導(dǎo)線而出現(xiàn)的雷過電壓,主要與雷電流幅值、線路防雷保護(hù)方式、桿塔高度、特殊地形有關(guān),主要發(fā)生在兩邊相。

5電網(wǎng)線路防雷措施

結(jié)合目前我國輸電線路的電壓等級、我國各地雷電活動的規(guī)律、線路所經(jīng)區(qū)域的不同地形、地貌特點、土壤電阻率等自然條件,目前常用的防雷保護(hù)措施主要有以下幾種[13-15]。(1)架設(shè)避雷線避雷線能夠?qū)纂姰a(chǎn)生分流作用,降低桿塔頂端電位,同時,其對導(dǎo)線有耦合作用,對導(dǎo)線有屏蔽作用,它是高壓及超高壓輸電線路基本的防雷手段。(2)改善接地網(wǎng)形式由于接地裝置的接地電阻大小是防止雷擊閃絡(luò)的關(guān)鍵,因此可以通過改善接地網(wǎng)形式,降低桿塔的接地電阻值,對桿塔降低接地裝置的工頻接地電阻,是提高線路耐雷水平、防止雷電波反擊的有效措施。(3)架設(shè)耦合地線架設(shè)耦合地線無法減少雷電繞擊率,但其能夠通過增加避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用,來降低絕緣子串上電壓,達(dá)到分流雷電流的目的,進(jìn)而增加輸電線路的耐雷水平。(4)適當(dāng)提高桿塔的絕緣水平提高桿塔的絕緣水平,能夠?qū)Ψ乐估@擊起到一定的作用,也能對防止雷擊桿塔頂部的反擊過電壓產(chǎn)生效果。(5)采用不平衡絕緣方式當(dāng)普通的防雷措施不能滿足現(xiàn)代高壓及超高壓線路的防雷要求時,可以通過采用不平衡絕緣方式,以避免雙回線路在遭受雷擊時同時跳閘。(6)裝設(shè)避雷器避雷線的架設(shè)在一定程度上降低了導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓,但不是完全消除,這就要求安裝避雷器來將雷電流泄放到大地,從而限制過電壓,保障輸電線路及設(shè)備的安全。一般在線路交叉處、高度較高的桿塔頂端、終端塔上裝設(shè)避雷器以限制過電壓。

6結(jié)語

電網(wǎng)雷害盡管是小概率事件,但其具有隨機(jī)性強(qiáng),一旦發(fā)生損失大的特點,而輸電線路的雷電災(zāi)害影響又是受諸如雷擊跳閘率、雷電活動強(qiáng)度、地閃密度、線路走廊雷電活動頻率、地形地貌、輸電線路對電網(wǎng)重要性程度等多因子控制,因此在實際電網(wǎng)雷害風(fēng)險評估中,需要考慮多因素耦合作用的結(jié)果。此外,還應(yīng)結(jié)合高壓輸電線路運行經(jīng)驗以及系統(tǒng)運行方式,通過比較選取合理的防雷設(shè)計,以提高高壓輸電線路的耐雷水平。

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雷電風(fēng)險評估范文第4篇

【關(guān)鍵詞】 雷電災(zāi)害 風(fēng)險評估 標(biāo)準(zhǔn) 防雷

1 引言

從標(biāo)準(zhǔn)角度看,目前國內(nèi)外有多個關(guān)于雷電災(zāi)害風(fēng)險評估的標(biāo)準(zhǔn),本文主要就雷電災(zāi)害風(fēng)險評估的各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比,并分析其優(yōu)缺點。

2 雷電災(zāi)害風(fēng)險評估的標(biāo)準(zhǔn)介紹

我國各個省市所應(yīng)用風(fēng)險評估的方法和規(guī)范并不相同,例如江蘇省評估工作基于IEC62305和GB21714,重慶、西安則基于QX/T85-2007,但總體來說,有關(guān)雷電災(zāi)害風(fēng)險評估的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾種:(1)《氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)規(guī)范》(QX3-2000),適用范圍是由雷擊電磁脈沖(LEMP)對氣象信息系統(tǒng)造成損失的風(fēng)險的評估,所用的方法基于早期國外防雷標(biāo)準(zhǔn)中的因子分析法,評估的重點是確定年平均直擊雷次數(shù)和年平均允許雷擊次數(shù);(2)《通信局站雷電損壞危險的評估》(ITU-T K.39),適用于通信局站雷電過電壓(過電流)造成的設(shè)備危害和人員安全危害的風(fēng)險的評估;(3)《建筑物電子信息體統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》(GB 50343―2004),按建筑物電子信息系統(tǒng)所處環(huán)境進(jìn)行雷電災(zāi)害風(fēng)險評估,確定雷電防護(hù)等級;(4)《雷擊損害風(fēng)險評估》(IEC6166),主要闡述了建筑物與服務(wù)設(shè)施的分類、雷災(zāi)風(fēng)險、防護(hù)措施的選擇過程以及建筑物與服務(wù)設(shè)施防護(hù)的基本標(biāo)準(zhǔn)等問題;(5)《雷電防護(hù)》(IEC 62305),共分5個部分,IEC 62305-1清楚地說明了在防雷電保護(hù)結(jié)構(gòu)中遵循的一般原則;IEC 62305-2表述了保護(hù)的需要、安裝保護(hù)措施的經(jīng)濟(jì)利益和適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施的選擇程序,以及風(fēng)險管理的方法;IEC 62305-3涉及減少對建筑物的物理損害和威脅生命安全的方法;IEC 62305-4闡述了減少建筑物內(nèi)電器和電子系統(tǒng)故障的方法;IEC 62305-5涉及減少與建筑物有關(guān)的服務(wù)(主要是電力和電信)的物理損害和出現(xiàn)故障的方法;(6)《雷電災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)規(guī)范》(QX/T85―2007),此規(guī)范將雷電災(zāi)害風(fēng)險評估分為預(yù)評估、方案評估與現(xiàn)狀評估,主要包括大氣雷電環(huán)境評價、雷擊損害風(fēng)險評估、雷電災(zāi)害易損性評估、雷電災(zāi)害環(huán)境影響評價等內(nèi)容。

3 雷電災(zāi)害風(fēng)險評估方法

目前,雷電災(zāi)害風(fēng)險評估的方法大致有兩種,一種是定性評估,一種是定量評估。GB50057-2010中規(guī)定建筑物應(yīng)根據(jù)其重要性、使用性、發(fā)生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為三類,這屬于定性評估。而IEC62305-2以及由此衍生出的GB/T21714、 QX/T85-2007則通過對損失量的影響因子的選擇,然后進(jìn)行計算,得出雷擊風(fēng)險的各種損失的數(shù)值,這屬于定量評估。

綜合來看,我國的雷電災(zāi)害風(fēng)險評估采用了定性與定量相結(jié)的方法,有的地方用定性,有的地方用定量,還沒有統(tǒng)一。在該方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合中國國情,在個別參數(shù)的選取上細(xì)化或有少許變動。

4 雷電災(zāi)害風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)的分析

4.1 評估標(biāo)準(zhǔn)的局限性

任何方法都是有其適用的范圍的,同樣,評估中經(jīng)常用到的標(biāo)準(zhǔn)也是有其適用范圍的,下面對常用的雷電災(zāi)害風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)的范圍進(jìn)行簡單的分析:

IEC62305-1適用于建筑物包括其中的裝備和設(shè)備,也包括人身以及進(jìn)入建筑物的公共設(shè)施。不適用于鐵路設(shè)施,車輛、船只、飛行器、海岸設(shè)施以及地下高壓管道。

IEC62305-2適用于由雷擊導(dǎo)致的建筑物內(nèi)或公共設(shè)施內(nèi)的風(fēng)險評估。

GB/T21714.2適用于建筑物和服務(wù)設(shè)施的雷擊風(fēng)險評估。

QX/T85-2007適用于新建、改建、擴(kuò)建項目的雷電災(zāi)害風(fēng)險評估。

以上三個規(guī)范,均不適用于鐵路設(shè)施,車輛、船只、飛行器、海岸設(shè)施以及地下高壓管道。因此,當(dāng)評估對象出現(xiàn)特殊化時,雷擊風(fēng)險評估需要加入新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 評估標(biāo)準(zhǔn)的比較

4.2.1 評估標(biāo)準(zhǔn)的相似性

(1)各評估標(biāo)準(zhǔn)都把重點放在雷電災(zāi)害損害次數(shù)這個參數(shù)上,而決定損害次數(shù)的子參數(shù)的選取大多以經(jīng)驗為主。

(2)各評估標(biāo)準(zhǔn)都需要計算出實際損害次數(shù)(實際風(fēng)險)和允許損害次數(shù)(允許風(fēng)險),然后給出風(fēng)險級別并提供適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

(3)各評估標(biāo)準(zhǔn)在處理雷電災(zāi)害損失和雷電災(zāi)害風(fēng)險時,都使用相對值,且大部分參數(shù)都以表格等形式給出一定的典型值,取值不連續(xù)而且很難達(dá)到比較高的精度。

(4)各評估標(biāo)準(zhǔn)都要求精確得到評估對象(建筑物或服務(wù)設(shè)施)的雷擊有效面積,乘上當(dāng)?shù)氐睦讚裘芏榷嬎闫淇赡芾讚舸螖?shù),然后需要求得允許雷災(zāi)水平(可承受雷災(zāi)水平)。

4.2.2 評估標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別

雖然個標(biāo)準(zhǔn)之間有一定的相似性,但同時也存在著許多區(qū)別:(1)從評估結(jié)果考慮,通過對各個標(biāo)準(zhǔn)之間做比較,可以發(fā)現(xiàn)ITU-T k.39和IEC61662都是以公式R=N×P×δ基本計算公式,兩個標(biāo)準(zhǔn)都考慮了人身損失和財產(chǎn)損失等,都是通過計算防雷裝置的攔截效率E來最終確定評估對象的雷電防護(hù)必要性和防護(hù)等級(防護(hù)級別)。而IEC62305、GB/T21714.2和QX/T85-2007都是以公式Rx=Nx×Px×Lx基本公式,三個標(biāo)準(zhǔn)都考率了人身傷亡損失風(fēng)險、公眾服務(wù)損失風(fēng)險、文化遺產(chǎn)損失風(fēng)險及經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險,都是通過確定風(fēng)險分量并計算風(fēng)險分量值,將其分量值與其分量最大允許值相比較最終確定該建筑物是否在風(fēng)險允許范圍內(nèi)

(2)IEC61662、IEC62305標(biāo)準(zhǔn)包括尤其衍生出來的GB/T21714.2和QX/T85-2007是最復(fù)雜、準(zhǔn)確度及可信度最高的,也是我國目前氣象行業(yè)開展雷擊災(zāi)害風(fēng)險評估的主要技術(shù)規(guī)范,綜合了建筑物所在區(qū)域預(yù)計年遭受雷擊次數(shù)N、在建筑物區(qū)域內(nèi)遭受到雷擊后可能發(fā)生雷電災(zāi)害損失的概率P及建筑物在遭受雷擊后可能發(fā)生的后果及損失程度L三個因素,而每個因素的計算都是通過一系列的相關(guān)限制因子來確定的。但是GB/T21714.2里面的分量、因子、概率、損失率等數(shù)據(jù)是德國人根據(jù)歐洲的雷電特性、雷電環(huán)境、年平均雷暴日、土壤電阻率等統(tǒng)計、計算出的,適合歐洲情況。而中國在雷電特性、雷電環(huán)境、年平均雷暴日、土壤電阻率等各方面是截然不同的。因此,還需要將GB/T21714.2的分量、因子、概率、損失率等統(tǒng)計、計算出適合中國國情的數(shù)據(jù)(3)QX3-2000與GB50343―2004標(biāo)準(zhǔn)的評估重點是確定年平均允許雷擊次數(shù)Nc,但其所采用的公式不同,QX3-2000計算Nc的公式為Nc=5.8*10-3/C或Nc=5.8*10-4/C,其中C=C1+C2+C3+C4+C5,因此其評估精度主要取決于建筑材料因子、信息系統(tǒng)重要程度因子、設(shè)備耐沖擊類型因子、設(shè)備的LPZ因子和雷擊后果因子。而GB50343―2004計算Nc的公式為Nc=5.8*10-1.5/C,其中C=C1+C2+C3+C4+C5+C6,C1~C5同QX3-2000中規(guī)定的,C6為區(qū)域雷暴等級因子。兩種標(biāo)準(zhǔn)雖然計算公式類似,但所用的指數(shù)不同,同時GB50343―2004也比QX3-2000多了一個因子(4)QX3-2000和GB50343―2004與IEC61662標(biāo)準(zhǔn)在計算雷擊大地的平局密度Ng的計算公式上也是不同的,QX3-2000和GB50343―2004計算Ng的公式為Ng=0.024Td1.3,而IEC61662中為Ng=0.04Td1.25(5)ITU-Tk.39標(biāo)準(zhǔn)的評估重點是確定雷電損害次數(shù)F,F(xiàn)=Fd +Fn +Fs+Fa,其中Fd=Ng*Ad*Pd,F(xiàn)n=Ng*An*Pn,F(xiàn)s =Ng*As*Ps,F(xiàn)a=Ng*Aa*Pa,一般情況下以Fs為主;而面積Ad,An,As和Aa,在評估時要注意各類面積可能重疊,概率因子P的確定方法基本上來自于經(jīng)驗,其大小與設(shè)備自身性質(zhì)和特定的保護(hù)措施有關(guān)。

由以上分析可以看出,這些常用雷電災(zāi)害風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)中包含了三個評估評估重點,即確定雷擊風(fēng)險R,確定年平均雷擊次數(shù)Nc以及確定雷電損害次數(shù)F,并且各標(biāo)準(zhǔn)所采用的公式及所需因子等也不盡相同,采用的方法也不相同,但各有其優(yōu)缺點,應(yīng)當(dāng)根據(jù)評估對象的特點進(jìn)行選取。

5 結(jié)語

通過對雷電災(zāi)害風(fēng)險評估常用標(biāo)準(zhǔn)的分析,各標(biāo)準(zhǔn)都對雷擊損害風(fēng)險評估的方法、流程及各因子的選取等方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,但是對大氣雷電環(huán)境的評價都是簡單介紹,而進(jìn)行大氣雷電環(huán)境評價的基礎(chǔ)是擁有數(shù)量足夠、信息可靠的閃電資料,對目標(biāo)地點周邊一定距離內(nèi)雷電環(huán)境分析,區(qū)別于以往一貫的基于雷暴日進(jìn)行大氣雷電環(huán)境分析的粗略計算;即使是同一地區(qū)相距較近的兩地,也有可能得到不同的雷電環(huán)境分析結(jié)論。

參考文獻(xiàn):

[1]QX3-2000氣象信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖防護(hù)規(guī)范.

[2]ITU-T K.39《通信局站雷電損壞危險的評估》.

[3]GB 50343―2004《建筑物電子信息體統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》.

[4]IEC6166《雷擊損害風(fēng)險評估》.

[5]IEC 62305《雷電防護(hù)》.

[6]QX/T85―2007《雷電災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)規(guī)范》.

[7]GB/T21714.2-2008《雷電防護(hù) 第2部分 風(fēng)險管理》.

[8]鐘萬強(qiáng),肖穩(wěn)安.建筑物雷電災(zāi)害風(fēng)險評估的標(biāo)準(zhǔn)、體系和方法,http://qxbzjk.cma,/servlet/News?Node=15611.

雷電風(fēng)險評估范文第5篇

【關(guān)鍵詞】承壓類特種設(shè)備 典型事故 現(xiàn)實風(fēng)險分級評價

承壓類特種設(shè)備是社會發(fā)展和人們生活需要的重要基礎(chǔ)設(shè)備,其共同特點是危險性較大,對人們生命安全有著較大威脅,在現(xiàn)實當(dāng)中,有許多有承壓類特種設(shè)備問題引發(fā)的安全事故,因此,加強(qiáng)對承壓類特種設(shè)備運行安全的監(jiān)管,正確的評價其運行風(fēng)險,對于保證社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展和人們正常生活有著重要意義。

1 承壓類特種設(shè)備典型事故現(xiàn)實風(fēng)險評價的指標(biāo)

1.1 評價指標(biāo)的選擇

評價指標(biāo)體現(xiàn)著承壓類特種設(shè)備的特性,直接關(guān)系到其典型事故現(xiàn)實風(fēng)險的大小,所以,選擇合理的評價指標(biāo)十分重要。在評價指標(biāo)體系當(dāng)中,按照其指標(biāo)類型的不同,可分為動態(tài)和靜態(tài)兩者,按照指標(biāo)代表事故發(fā)生率,可分為概率性指標(biāo)和嚴(yán)重性指標(biāo)。其選擇方法主要有以下兩種:

1.1.1 FTA法初步選擇評價指標(biāo)

FTA法即故障樹分析法,是通過對事故發(fā)生原因的分析來,制定相應(yīng)正確的故障樹,進(jìn)而得到事故風(fēng)險評價指標(biāo),其優(yōu)點在于能夠?qū)κ鹿试蜃鞒鰷?zhǔn)確、詳細(xì)、全面的分析,綜合了定性和定量分析方法,選擇過程較為簡單,具有較好的實用性。在實際選擇過程中,其具體步驟包括:(1)確定典型事故事件,并分析事故有關(guān)的各個方面因素,包括人員、設(shè)備、環(huán)境和管理等;(2)根據(jù)所得結(jié)果,對所有原因進(jìn)行從上往下的逐級分析,以確定最根本原因,并根據(jù)邏輯關(guān)系繪制相應(yīng)的故障樹;(3)通過定性分析的方法,得到最根本原因事件的結(jié)構(gòu)重要度,確定基本事件的重要性,將結(jié)構(gòu)重要度最小的基本事件排除,進(jìn)而得到事故的風(fēng)險因素;(4)初選評價指標(biāo):通過分析、歸納和總結(jié)上述得到的事故風(fēng)險因素,結(jié)合風(fēng)險定義和SMART原則,從嚴(yán)重性和概率兩個層次和人員、設(shè)備、管理、環(huán)境四個方面初選相應(yīng)的評價指標(biāo)[1]。

1.1.2 根據(jù)風(fēng)險重要性優(yōu)選評價指標(biāo)

初選得到的評價指標(biāo)數(shù)量較多,并不能準(zhǔn)確地反應(yīng)典型事故現(xiàn)實風(fēng)險的等級高低,所以,還需要對這些評價指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選,優(yōu)選運用的方法通常是風(fēng)險重要性評價法。該方法的優(yōu)點在于問卷內(nèi)容直接明了,得到的問卷數(shù)據(jù)處理較為簡單方便,十分適用于大批量評價指標(biāo)的篩選,對于剔除不重要或不容易獲得的指標(biāo)有著重要作用。

風(fēng)險重要性評價法優(yōu)選的具體操作步驟為:(1)分析初選評價指標(biāo)的重要性,通常而言,指標(biāo)重要性可分為極重要、重要、普通、不重要和極不重要五個等級,采用五分制從高到低依次代表;(2)計算評價指標(biāo)的重要性系數(shù),將調(diào)查問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理,通過相應(yīng)的計算公式得到計算指標(biāo)重要性系數(shù),以便于對比評價指標(biāo)的重要性;(3)對評價指標(biāo)進(jìn)行篩選,根據(jù)上一步得到的評價指標(biāo)重要性系數(shù),將重要性系數(shù)值超過2.5且變異系數(shù)值在25%以內(nèi)的評價指標(biāo)作為風(fēng)險評價指標(biāo),其它不符合標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)去除。

1.2 鍋爐的風(fēng)險評價指標(biāo)體系

根據(jù)鍋爐運行的各種典型事故分析,鍋爐運行安全的風(fēng)險影響因素主要包括技術(shù)、管理和運行狀況三個方面,其具體評價指標(biāo)體系主要有以下內(nèi)容:

首先,在技術(shù)方面,評價指標(biāo)主要包括額定功率、額定工作壓力、能源種類和制造商資質(zhì)等。其中,額定功率的風(fēng)險等級從高到低分別為:≥14.0MW、[7.0,14.0)MW、[1.4,7.0)MW和

2 承壓類特種設(shè)備典型事故現(xiàn)實風(fēng)險評價的模型

2.1 基于風(fēng)險大小的承壓類特種設(shè)備分級模型

承壓類特種設(shè)備的典型事故是指發(fā)生于設(shè)備使用運行期間的安全事故,主要是由于監(jiān)督管理不善引起的,因此,在評價承壓類特種設(shè)備的風(fēng)險時,要考慮現(xiàn)實風(fēng)險和固有風(fēng)險兩個方面內(nèi)容,以保證風(fēng)險評價模型的全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確。

以風(fēng)險大小為基礎(chǔ)建立的承壓類特種設(shè)備分級模型,其出發(fā)點是預(yù)防公共安全事故的發(fā)生,對風(fēng)險分級的基礎(chǔ)是事故預(yù)防的技術(shù)、教育、管理理論和安全系統(tǒng)人員、設(shè)備、管理、環(huán)境四要素理論,采用的方法主要有風(fēng)險數(shù)學(xué)函數(shù)和風(fēng)險矩陣模型,從而對承壓類特種設(shè)備典型事故發(fā)生的可能性以及事故結(jié)果的嚴(yán)重性影響因素進(jìn)行確認(rèn)。

在本模型中,事故發(fā)生的可能性因素主要包括技術(shù)、運行和管理三個方面,在風(fēng)險評價指標(biāo)上,也從這三個方面入手;事故結(jié)果嚴(yán)重性程度上,主要包括對人員安全影響、對財產(chǎn)的影響和對環(huán)境的影響以及事故本身的社會影響等方面。

2.2 承壓類特種設(shè)備定量分級的數(shù)學(xué)模型

在建立承壓類特種設(shè)備定量分級數(shù)學(xué)模型過程中,識別典型事故現(xiàn)實風(fēng)險評價指標(biāo)和指標(biāo)權(quán)重都是通過風(fēng)險數(shù)學(xué)函數(shù)引入的,然后根據(jù)矩陣相乘的基本算法,得到相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。

在模型建立過程中,具體計算方法為:R=[P][M]*[L][N],其中,[P]、[M]分別是設(shè)備風(fēng)險評價指標(biāo)合集及相應(yīng)的矩陣,[L]、[N]分別是設(shè)備風(fēng)險后果嚴(yán)重評價指標(biāo)合集及相應(yīng)矩陣。

設(shè)備風(fēng)險評價指標(biāo)合集[M]=[mi]T,i=1,2,3……n,設(shè)備風(fēng)險后果嚴(yán)重評價指標(biāo)合集[N]=[ni]T,i=1,2,3……n,其中,mi和ni均代表各自評價指標(biāo)的權(quán)重,兩個公式中的n均代表評價指標(biāo)的數(shù)量[3]。

在定量分級數(shù)學(xué)模型當(dāng)中,根據(jù)計算得到的R值,通常將風(fēng)險等級從高到低劃分為Ⅰ-Ⅳ四級,并采取不同的控制策略,以便于降低設(shè)備運行安全事故概率。其中,Ⅰ級代表不可接受風(fēng)險,主要通過終止設(shè)備運行和最高級別預(yù)控措施,直到風(fēng)險消除或降低至安全值后恢復(fù)運行;Ⅱ代表不期望風(fēng)險,主要通過限制運行和中級別預(yù)控以及高強(qiáng)度監(jiān)管措施,將風(fēng)險降低;Ⅲ級表示能夠接受風(fēng)險,控制措施主要有部分限制運行、低級別預(yù)控和較高強(qiáng)度的監(jiān)管以及采取必要保護(hù)措施;Ⅳ級表示低風(fēng)險,控制措施主要有警告信息、常規(guī)監(jiān)管以及企業(yè)自控。

3 結(jié)語

承壓類特種設(shè)備作為一種重要的基礎(chǔ)設(shè)備,對于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會生產(chǎn)生活有著重要影響,一旦發(fā)生安全事故,極容易引起重大的生命財產(chǎn)損失,所以,保證承壓類特種設(shè)備運行安全極為重要。而通過承壓類特種設(shè)備典型事故現(xiàn)實風(fēng)險分級評價的方法,將設(shè)備運行風(fēng)險因素納入評價指標(biāo)體系當(dāng)中,能夠?qū)υO(shè)備運行風(fēng)險進(jìn)行有效評價,采取合理的措施降低風(fēng)險問題發(fā)生,提高識別運行安全。

參考文獻(xiàn):

[1] 羅云,徐麗麗,崔文,黃強(qiáng)華,羅志群,葛升群,夏鋒社.承壓類特種設(shè)備典型事故現(xiàn)實風(fēng)險分級評價方法研究[J].安全與環(huán)境工程,2014(01):98-102+107.

[2] 王新杰,羅云,何毅,李順榮,陳志良.承壓類特種設(shè)備使用過程風(fēng)險分級方法研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2014(04):52-55+59.

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