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用电负荷管理无线通信系统雷害风险评估

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低压电器（２００８№１６）　现代建筑电气篇　・电气安全・　

用电负荷管理无线通信系统　雷害风险评估　

魏本刚’，傅正财’，魏华　（１．上海交通大学电气工程系，上海２０００３０；　２、山东省日照供电公司，山东日照２７６８００）　

摘　要：分析了用电负荷管理无线通信系统雷害的可能途径以及周围环境对防雷　魏本刚（１９８１－），　的影响。采用ＩＥＣ方法对该系统进行了综合雷害风险评估，评估结果与系统已有运行　男

，博士研究生，研　

经验基本吻合。针对天线部分的具体特点，将天线部分作为雷害风险评估重点，并分析　究方向为电力系统　

了该系统防雷的技术经济性。　过电压与防雷保　关键词：用电负荷管理；无线通信系统；雷害；风险评估　护。　中图分类号：ＴＵ８５６：ＴＭ７１４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－５５３１（２００８）１６—　

００４２—０５　、　

Ｄａｍａｇｅｓ　Ｒｉｓｋ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　Ｓｔｒｏｋｅ　ｆｏｒ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏａｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　

ＷＥＩ　Ｂｅｎｇａｎｇ　。ＦＵ　Ｚｈｅｎｇｃａｉ　。　ＷＥＩ　Ｈｕａ　（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００３０，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｒｉｚｈａｏ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｒｉｚｈａｏ　２７６８００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｗａｙｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｓｔｒｏｋｅ　ｄａｍａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｌｏａｄ　ｍａｎａｇｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．．Ｔｈｅ　ＩＥＣ’Ｓ　ａｐｐｒｏａｃｈ　

ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ａｓｓｅｓｓ　ａｌｌ　ｄａｍａｇｅｓ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ．Ｔｈｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔ—　ｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ａｎｔｅｎｎａ，ｔｈｅ　ａｎｔｅｎｎａ　ｗａｓ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｏｆ］ｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｄａｍａｇｅ　ｒｉｓｋ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｙ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｌｏａｄ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ；ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｄａｍａｇｅｓ；　ｒｉｓｋ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　

０引　言　由于雷电会危及人身安全并且造成巨大的财　产损失，建筑物或现代电子信息系统需要对遭受　雷害的可能性以及造成的损失进行评估。综合雷　害风险评估可以为评估对象的雷电防护提供指　导。目前无线通信系统的雷电灾害评估方法国际　上主要采用国际电工委员会（ＩＥＣ）　和国际电信　联盟（ＩＴＵ）提出的雷害评估标准　Ｊ，国内还缺乏　较好的独立评估体系。随着无线电通信技术的发　展，电子设备的集成度越来越高，功耗越来越小，　所能承受的过电压能力也越来越弱，极易受到雷　电过电压的影响，对无线电通信系统受雷击危害　的可能性以及所造成的损失进行评估十分必要。　现行的雷害评估标准和文献通常仅将建筑物作为　评估对象¨　Ｊ，对户外无线电设施未见专门的评　估分析。　用电负荷管理系统作为电力部门获取用户用　电信息和进行负荷管理的重要手段，在很多地区　得到了推广应用。其无线电通信系统主要接收设　

傅正财（１９６５一），男，教授，博士，研究方向为电力系统过电压与防雷保护，电能质量与电磁兼容，高电压试验设备与　试验技术。　魏华（１９７９～），男，助理工程师，从事电力线路保护设计工作。　

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备的发射天线处在户外，更加容易直接受到雷电　的损坏或者问接引入雷电干扰，雷害事故也会时　常发生。雷害防护对该系统乃至电网的稳定运行　有着重要意义。基于国内外防雷标准　Ｉ４　，以　华东地区某用电负荷管理系统为例，考虑其无线　通信部分的具体结构和所处位置，重点对天线部　分的雷害风险进行分析，并且对该系统的防雷改　造进行了技术经济性评估。　

１　系统组成和可能受到的雷害　用电负荷管理系统的无线通信系统由发射天　线、通信电缆、通信基站和外部供电电源组成。无　线电发射天线大部分安装在变电所建筑物顶部，　致使天线部分易受到直接雷击。无线电发射天线　部分和敏感的接收处理设备相连接，容易引入冲　击电流，从而导致无线通信系统设备的损坏甚至　系统瘫痪。近年来，通信设备由于雷击灾害造成　损失的事件屡有发生。　雷电对无线电系统的危害主要有直接雷击和　问接雷击两个方面。无线电通信系统受到的雷电　危害主要有：雷电直接击中无线电接收天线；由外　部供电系统引入雷电危害；由通信线引入雷电危　害；地电位反击电压通过接地入侵；雷击天线所在　建筑物的顶部导致感应雷害。　

２　综合评估方法和流程　２．１基本评估框架　围绕直接雷击和问接雷击对无线电系统设备　安全损害的成因，ＩＥＣ和ＩＴＵ的相关标准给出了　确定雷灾风险评估因子和各种雷击损害概率的方　法。在雷电风险评估中常用尺表示实际雷灾风　险度，即　Ｒ＝（１一ｅ　）Ｌ　（１）　式中　Ⅳ＿建筑物所在地每平方千米年平均落　雷次数　Ｐ　——对建筑物有影响的雷击损坏概率　Ｌ——雷击引起的间接损失相对量　令ｔ＝１，Ｒ即为年雷灾风险度，且Ｆ＝ＮＰ＜＜Ｉ　（雷击为小概率事件，此条件通常能满足）时　尺　ＮＰＬ　（２）　式（２）对总风险或风险分量都成立，即Ｒ　＝　Ｎ　Ｐ　Ｌｉ，其中主要的损失类型和对应的风险为人　

身伤害风险（损失）、公众服务中止风险（损失）、　文化遗产损害风险（损失）和经济价值损害风险　（损失）。总风险值为　尺＝∑尺ｉ　（３）　在确定系统所能承受的最大雷灾损害风险值　尺　的基础上计算出评估对象的实际雷灾风险值　尺，并进行比较分析，可得出是否需要采取防雷措　施或现有设施是否有合适的评估结论。典型的　尺　值…如表１所示。　表１风险容限值Ｒ　

２．２天线的评估计算和流程　分析文献［１］￣［５］中关于电子信息系统的　雷害评估方法，对于雷电的接收都是以建筑为主　要考虑对象。但用电负荷管理终端的发射天线常　处于建筑物顶部，而且由于信号发射的需要，有一　定的高度，因此天线的等效截收面积需要单独分　析。设天线顶端距离地面的高度为ｈ　，房顶距离　地面ｈ　，采用滚球法　可以确定天线和建筑物的　滚球半径分别为ｈｒ　、ｈ　，如图１所示。　

图１　天线部分截收面积示意图　尺　＝　一　可　尺　＝＾／／　一（　，　一ｈ　）　：　±　二　２　

一堡　：　二　±　２　天线的截收面积为Ａ　。　＝Ｓ　＋ｓ　，其年预　计直击雷次数为　Ｎ　。　＝ＫＮ　Ａ　。　＝Ｋ（０．１　）Ａ　。　（４）　

－－－——４３．．．——　

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式中Ｋ——校正系数　Ⅳ　——评估对象所处地区雷击大地的年平　均密度　——年平均雷暴日　按标准方法　可求得不考虑人户设备影　响时建筑物的年预计雷击次数Ⅳｎ　、建筑物附近　年预计雷击次数ⅣＭ、建筑物人户设施上年预计雷　击次数Ⅳ１．和建筑物人户设施附近的年雷击次数　ⅣＩ。通过风险评估方程可计算出各种成因的雷击　损害风险值。在此主要分析无线通信系统的直接　雷击损害风险值Ｒ　和间接雷击风险值Ｒｉ。计算　Ｒ　时需要涉及到　和ⅣＤ　、雷击建筑物引起　接触和跨步电压触电的概率Ｐ　、雷击建筑物造成　物理损害的概率　、雷电导致建筑物内部电子系　统失效的概率Ｐ　和直接雷击损失　。评估关系　式为　Ｒｄ＝（ＮＡ　。　＋Ｎｏ　）（ＰＡ＋ＰＢ＋Ｐｃ）Ｌｄ（５）　计算间接雷击损害风险值Ｒｉ，则需要考虑　Ｊ７、，　、Ⅳ．．、Ⅳ　、建筑物附近大地遭受雷击导致内部系　统失效的概率　、雷击人户线路使内部系统失效　的概率Ｐｗ、雷击人户线路附近大地引起内部系统　失效的概率Ｐ　和间接雷击损失　。评估关系式　为　Ｒｉ＝（ＮＭＰＭ＋ⅣＬＰｗ＋ⅣＩＰｚ）Ｌｉ　（６）　其中，具体的参数取值可以根据ＩＥＣ和ＩＴＵ　的评估标准　确定。评估流程如图２所示。　

匠广—　露　

图２评估体系流程图　３评估结果分析　用电负荷无线双向传输终端设备作为用电负　荷管理系统的组成部分，主要由天馈线、通信电缆　和室内终端机组成，天馈线架设在建筑物顶部。　其基本结构如图３所示。　

一４４一　

图３无线电系统组成　３．１雷害风险评估计算结果　用电负荷管理系统的终端分布广、数量多，不　能对每个无线通信系统进行评估，按其通信天线　安装布置的特点，分为３类典型的结构进行评估　分析。分别以Ａ、Ｂ和ｃ进行标志，其中Ａ类为安　装在较高建筑物顶端天线，建筑物本身有良好的　防雷保护系统；Ｂ类为安装在较低建筑物顶端并　无其他防雷设备保护的天线；Ｃ类为安装在较低　建筑物顶端，周围较近区域存在较高建筑物。按　前述方法计算得天线年雷击次数如表２所示。　表２天线年雷击次数　

评估中，　、Ｐ　、Ｐｃ、　、Ｐ　、尸　ｄ和　ｉ采用　ＩＥＣ　６２３０５－２标准方法确定，由评估关系式（５）和　（６）计算得直接雷击损害风险值Ｒ　和间接雷击　风险值Ｒ　，如表３所示。　表３雷灾损害风险值　

根据该用电负荷管理系统的管理部门提供的　６年来系统的运行统计资料，６年中带有１７　０４６　台终端的通信系统总共发生直接雷害事故２６次，　这些终端的通信天线安装方式绝大部分为Ｂ型　

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通信网防御雷电安全保护检测管理办法

通信网防御雷电安全保护检测管理办法

通信网防御雷电安全保护检测管理办法各省、自治区、直辖市通信管理局，中国电信集团公司、中国网络通信集团公司、中国移动通信集团公司、中国联合通信有限公司、中国铁通集团有限公司、中国卫星通信集团公司，各相关单位：为了保证通信网路安全可靠地运行，根据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国电信条例》，我部组织制定了《通信网防御雷电安全保护检测管理办法》，现予发布，2005年1月1日起实施，请认真贯彻执行。

附件：通信网防御雷电安全保护检测管理办法中华人民共和国信息产业部二○○四年十二月一日通信网防御雷电安全保护检测管理办法第一章总则第一条为保障通信网路安全可靠地运行，防止雷害事故造成人员伤亡和机房火灾，建立健全防雷减灾管理制度，根据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国电信条例》有关规定，制定本办法。

第二条电信运营商、通信设备集成商和从事通信防雷产品的生产制造商和经销商应当遵守本办法。

第三条本办法适用于我国公用电信网的通信大楼、交换、接入网、传输、无线通信基站、IP网站、局域网、微波站、卫星地面站等通信局（站）的防雷电安全保护的管理。

第四条通信网上的通信局站、机房必须按规定安装防雷电安全保护系统。

防雷设计和施工应符合信息产业部相关标准规范的规定。

通信网上安装的防雷系统经验收合格后可并网使用。

第五条在通信网上使用的防雷产品必须按国家和行业标准进行检验，检验合格的产品允许进网使用。

电信运营商、通信设备集成商、设计施工部门应选用检验合格的防雷产品。

第六条为保障通信网防雷性能的安全可靠，信息产业部对通信网上使用的防雷产品和防雷系统实行定期检测制度；进一步完善通信网上雷电灾害调查制度。

第二章组织管理第七条电信运营商应遵照本办法，建立完善的雷电防御管理制度，各级电信运营商的主要领导对防雷安全负责。

各级电信运营商应配合信息产业部和各地通信管理局组织的电信网防雷减灾调查。

第八条各地通信管理局负有监管本地区通信网路防雷减灾和安全生产的职责。

雷电风险评估报告

雷电风险评估报告

雷电风险评估报告根据您的要求，我们进行了一项雷电风险评估，并编写了以下报告，以帮助您了解当前建筑物面临的雷电风险和建议的风险管理措施。

1. 风险评估方法：我们采用了标准的风险评估方法，包括对建筑物的结构和外部环境进行调查、实地考察、数据分析和风险矩阵评估。

2. 风险评估结果：基于我们的评估，我们认为建筑物面临以下雷电风险：a) 结构损坏：由于雷电引起的强电流可能导致建筑物的结构损坏，包括墙壁、屋顶和电线设备。

b) 火灾风险：雷电的电火花可能引发建筑物内部的火灾，威胁到人员的安全和财产的损失。

c) 电缆和设备损坏：雷电可能通过电力线路和电缆损坏建筑物中的设备和电子设备，从而导致系统瘫痪和数据丢失。

3. 风险管理措施建议：基于我们的评估结果，我们建议采取以下风险管理措施来降低雷电风险：a) 安装避雷系统：在建筑物上方安装避雷系统，包括避雷针和接地系统，以引导雷电放电。

b) 安装防火设备：建筑物内部安装防火系统，包括自动灭火器和火灾报警器，以及定期检查和维护。

c) 安装过电流保护器：在电力线路和电缆上安装过电流保护器，以减轻雷电对设备和电子设备的损坏。

d) 定期维护和检查：定期进行避雷系统和防火设备的维护和检查，并修复任何损坏或不完整的部分。

e) 员工培训：为员工提供关于雷电风险和火灾应急处理的培训。

他们应了解基本防护措施和灭火设备的使用方法。

4. 风险评估结论：雷电风险在建筑物中是一项严重的威胁，可能对人员安全和财产造成损失。

采取适当的风险管理措施可以降低风险，并提高建筑物的安全性。

如果您需要更详细的报告或有其他问题，请随时联系我们。

我们将竭诚为您提供咨询和帮助。

谢谢。

此致，xxx5. 雷电风险调查和数据收集：在进行风险评估之前，我们首先对该建筑物进行了调查，并收集了必要的数据。

我们了解到该建筑物位于一个雷电活动频繁的地区，而且没有安装任何避雷系统或防火设备。

此外，建筑物使用了大量的电力和电子设备，包括计算机、服务器和其他敏感设备。

QT85雷电灾害风险评估技术规范

QT85雷电灾害风险评估技术规范

QT85雷电灾害风险评估技术规范篇一：雷电灾害风险评估技术规范wordb版-55p雷电灾害风险评估技术规范文档，可编辑修改】【最新资料，WORD雷电灾害风险评估技术规范1 范围本标准规定了雷电灾害风险评估的术语和定义、基本规定、大气雷电环境评价、雷击损害风险评估、雷电灾害易损性评估、雷电灾害环境影响评价等。

本规范适用于石油、化工、矿山等易燃易爆物资的生产或者贮存场所，发电厂、输电线路、变电站等电力设施与电气装置，通信基站、微波站等通信设施，城市桥梁、轨道交通、燃气、体育场馆等市政公用设施，广播电视系统、计算机网络系统、建（构）筑物及其他场所与设施的雷电灾害风险评估。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修订单（不包括勘误的内容）或修正版均不适用于本标准。

凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB50057-94：建筑物防雷设计规范GB50058-92：爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50156-2002：汽车加油加气站设计与施工规范GB50343-2004：建筑物电子信息系统防雷技术规范IEC60364：建筑物电气装置IEC60479：人畜的电流效应IEC62305-2 ：2005 雷电防护风险管理3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

3.1雷击损害风险评估 evaluation of lightning strike risk根据雷击可能导致人员、财产损失程度来确定保护等级、类别的综合计算、分析方法。

3.2防雷装置 lightning protection system，LPS接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其它连接导体的总合。

3.3电涌保护器 surge protective device，SPD至少应包含一个非线性元件，用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。

3.4雷电防护区 Lightning protection zone，LPZ需要规定和控制雷电电磁环境的区域。

电力系统风险评估与应急管理

电力系统风险评估与应急管理

电力系统风险评估与应急管理电力系统是现代化社会的重要基础设施之一，对国民经济发展和人民生活产生着深远的影响。

然而，电力系统面临着许多潜在的风险，如自然灾害、技术故障、人为破坏等。

在日常运营中，我们需要对风险进行评估，并采取应急措施，以保证电力系统的安全稳定运行。

一、电力系统风险评估电力系统风险评估是指对电力系统中所有可能导致事故或其他损失的因素进行分析和评估，以确定系统面临的风险等级，为采取有效的预防和应急措施提供科学依据。

1.1 风险因素识别在进行风险评估前，我们需要识别电力系统存在的各类风险因素。

这些因素包括但不限于：自然灾害（如暴风雨、洪水、地震、雷击等）、偶发故障（如设备故障、线路短路等）、人为失误（如误操作、漏检等）、潜在安全隐患（如老旧设备、不合格的材料等）等。

1.2 风险等级评定在确定风险因素后，我们需要对其进行风险等级评定。

评定风险等级是指根据每一个风险因素的危害程度、概率等因素进行综合评价，确定其对电力系统运行的威胁程度。

其中危害程度包括对电力系统运行的直接危害和对环境、人员的危害等；风险概率包括事件发生的可能性和事件发生后可能造成的损失程度等。

1.3 风险控制措施在确定电力系统面临的风险等级后，需要制定相关的风险控制措施。

这些措施包括应急预案编制、设备维护和更新、技术培训和提高员工意识等。

实施好这些措施，可以有效地降低电力系统运行风险，保障系统稳定运行。

二、电力系统应急管理在电力系统运行过程中，难免会出现各种各样的突发情况。

若不及时采取应急措施，则可能导致严重的后果。

因此，电力系统应急管理工作显得尤为重要。

2.1 应急预案编制应急预案编制是电力系统应急管理的核心内容之一。

通过编制完善的应急预案，可以在紧急情况发生时迅速、有序地展开应急处置工作，减少损失。

2.2 应急组织及应急处理根据预案，电力系统应急管理部门应根据事故性质、大小、情况等制定应急处置方案，并在第一时间启动应急组织机制，积极组织事故现场处置工作。