Transcript 关于通信局（站）雷电损害风险评估技术规范

关于通信局（站）雷电损害
风险评估技术规范
内江市防雷中心
李伟
邮箱:[email protected]
电话:13198506855
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一.灾害与风险的基本概念
1.灾害和风险的定义
灾害：是一种突发的、造成人员伤亡、物质
损坏、财产损失与精神打击，给人类生存环境、
社会经济发展带来危害的事件。
地震、泥石流、海啸、低温、干旱、强风、
暴雨、洪水、雷电、沙尘暴、瘟疫、虫灾等自然
灾害；暴政、暴乱等。
风险：面对各种可能发生的灾害给人或者
单位带来的险情，所以风险被定义为：遭
受损失的可能性，或者具有不确定性的可
能损失。

灾害就是风险，风险是不确定性损失。
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不确定性：发生与否不确定、发生时间
不确定、发生状况不确定和发生结果之程
度不确定。
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不确定性损失：指非故意的、非计划的、
非预期的损失。
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2.风险的特征
 （1）客观性、普遍性
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无论是过去、现在，还是将来，风险的
存在都是一种客观的、必然的现象。不管
人类情愿不情愿，承认不承认，认识到没
认识到，它都客观地存在着，风险是无处
不在和无时不有的，它存在于人们追求收
益的整个过程中。并时时刻刻对人的实践
活动的效益和成败得失构成威胁。风险和
收益是矛盾的对立统一体，具有普遍性
（广泛性）。
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（2）主体性
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所谓风险的主体性是说任何风险都是
相对主体人而言的，都与主体人的生存发
展息息相关，与主体实践活动的成败得失
紧密相联。同样所谓的风险，对于不同的
主体也是不同的，主体的实践目的、实践
手段、实践水平及承受能力不同，其所面
临的风险也不同。
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（3）随机性（偶然性）
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风险不仅是客观存在的，不以人们意
志为转移的，而且风险的发生具有很大的
随机性，它存在于随机状态中，即不确定
性。使用概率统计方法可以得到风险的分
布状态。
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（4）潜在性（可能性）风险不是明显的，
而是
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若隐若现的，隐藏在特定事件的背后，
容易
 被忽视，但风险是可能发生的。所以，风
险具有
 潜在性，即可能性。
 （5）损失性（破坏性）
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风险的最大特就是其损失性，即风险
具有破
 坏性。可以说，风险就是损失。
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3.风险的表示
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风险是不利事件或损失发生概率及其
后果的函数，用数学公式表示为：
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R=f(P，C)
 式中 R 表示风险；

P 表示不利事件发生的概率；
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C 表示该事件产生的后果。
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4.风险的分类
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对风险进行分类是风险识别的重要步骤之一，也是风
 险表述的必要手段。
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按风险的存在性质分为：客观风险和主观风险；

按风险的对象分为：财产风险、人身风险、责任风险
 和信用风险；

按风险的产生原因：分为自然风险、社会风险、经济
 风险和技术风险；
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按风险的承受能力分为：可承受风险和不可承受风
 险。
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二. 风险管理
1.风险管理的基本概念
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指经济单位对可能遇到的风险进行预测、识别、评估
 和分析，并在此基础上有效的处理风险，以最低成本实现
 最大安全保障的科学管理方法。
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小威廉斯、史密斯和杨等1955年出版的《风险管理和
 保险》中将风险管理定义为“识别、评估和处理组织所面
 临的不确定性与风险之成因及影响的一般管理功能”，并
 指出“风险管理的目的是使组织能以最直接、最有效率和
 最经济的方式达到目标和完成任务”。
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2.风险管理的内容
风险管理包括：风险识别、风险分析、风险控制决策
和风险监控。
（1）风险识别
风险识别是经济单位判断其所面临的风险、引发风险
事件的原因，以及确认风险单位的带有综合性质的技术。
风险识别结论的正确与否，直接关系列风险管理的成
效。 是风险管理的基础和起点，也是风险管理者首要的
、
或许是最困难的一项工作。它的任务是辨认本经济单位所
面临的风险有哪些，确定各种风险的性质，分析可能发生
的损失及风险单位。
风险识别的意义在于，如果不能准确地辨明所面临的
 各种风险，就会失去切实地处理这些风险的机会，从而使
 得风险管理的职能不能得到正常的发挥，自然也就不能有
 效地对风险进行控制和处置。
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风险识别必须弄清楚风险是从哪里发生的？风险的起
 源是什么？不同的风险具有不同的风险来源，需要具体问
 题具体分析。
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例如：汶川地震是发生在四川北部印度板块地形与欧
 亚大陆板块地形的断裂带上。
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雷电灾害风险的来源（ GB/T 21714-2 2008风险管理)
 按雷击点的位置分为S1、S2、S3、S4等4类。
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风险识别方法
检查表法（Check List）
① 潜在损失一览表；
② 风险分析调查表；
③ 保单对照分析表；
④ 资产—损失分析表。
关键路线法（流程图法）CPM（Critical Path
Method）
①工作分解结构法WBS（WorkBreaking
Structure）；
②事故树分析法。
保险调查法
（3）风险控制决策（风险管理决策）
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在识别和衡量了风险之后，就应考
虑如何有效地控制和处理风险，即选择应
采取的各种避免损失和控制损失的对
策．分析各对策的成本及后果，根据本单
位的经济状况及风险管理的总方针和特定
目标，确定各种对策的最佳组合，达到以
最小费用开支获得最大安全效果的目的。
风险管理对策通常分为两大类，即风险控
制对策和风险财务对策。
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（4）风险监控
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包括对风险识别、风险分析（风险衡量）、
已选择的各种风险处置及风险管理决策等方面的
监督和评价，重在从实施效果来检查和评判风险
管理的上述各环节是否符合风险管理目标。
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评估应注重调查信息反馈，切实了解各种风
险管理对策的实施效果及费用开支情况，随时根
据需要作必要的调整或修正，并确定在条件改变
时是否提出新的处理方案，使风险管理各对策的
组合尽可能一直保持最佳状态，充分发挥其效能。
对实施效果的监督、检查和评价是风险管理顺利
开展并趋向预定目标的重要保证。
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三. 风险评估的内容和方法
1.风险评估的目的意义
风险分析是对风险具体的统计上的计算和分析，是
对风险损失可能性及损失程度的定量化的研究。
风险评估是对特定风险做评价与估算的一个过程，
风险评估是风险分析的重要内容。
风险评估是风险管理的重要环节，是风险处理的前
提和基础。使风险管理者和风险预防者正确的认识和评
价风险，有针对性的采取最有效的或者最好的风险处理
措施，风险评估对风险管理具有重要意义。
2.风险评估的方法
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风险评估是指为了评估风险而对特定风险做评价与
 估算的一个过程，与风险评价相比，风险评估侧重于对
 风险的定量估算。
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一般采用两类方法来进行评估风险，即相对值法和
 绝对值法。风险评估的关键是评估体系（评估结构）和
 评估参数（评估指标）。

风险评估包括定性评估和定量评估，定性评估可以
 为定量评估提供指导，利用概率统计、运筹学和计算机
 技术可以实现风险的定量评估。
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3.风险评估的内容
 （1）损害范围：死亡、伤害、生产或经营
损失等；
 （2）发生概率：相关的概率的估计；
 （3）普遍性：损害的地理分布；
 （4）持续性：损害的持续时间；
 （5）可逆性：损害的可恢复性；
 （6）潜在应用：广泛的社会影响，风险
会产生社会冲突或暴行。
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四.移动通信基站雷电灾害风险
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随着国民经济的发展和人民物质生活的不断
提高，移动通信市场也将进一扩大，随之而来的
移动通信基站将进一步遍布城乡，但由于早期的
移动通信基站建设只注重信号覆盖，很少考虑雷
电灾害风险，将一些移动通信基站建在了雷击高
发区，使移动通信基站的雷电防护成本加大和雷
灾增多。如果在移动通信基站选址时考虑雷电灾
害风险，尽量避开雷击高发区建移动通信基站;而
对那些频发雷灾的在用基站，通过雷电灾害风检
评估后提出完善的补救措施，那将起到事半功倍
之效。因此亟待制定一部移动通信基站雷电灾害
风险评估技术标准。
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目前，国内尚无针对移动通信基站雷电
灾害风险评估的国家标准。内江市防雷中
心己从事辖区内移动通信基站的防雷安全
专项检测工作多年，并发表了一些论文，
有一定的技术基础,为编写标准奠定了基础。
因此，我省各级气象部门以及开展此项工
作的部门迫切需要制定一部移动通信基站
雷电灾害风险评估技术标准，以针对新建
移动通信基站和常发生雷电灾害的移动通
信基站作出较为准确的雷电灾害风险评估，
并提出可行性建议。
范围及主要技术内容
 范围：本标准适用于新建、扩建、改建以及投入使用的移
动通信基站的雷电灾害风险评估。
 内容：
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1 范围
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2 规范性引用文件

3 术语和定义
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4 基本规定

5 概述
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6 雷电侵入的途径
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7 风险评估的原则

8 接收面积的计算
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9 概率因子P的估计
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10 损坏后果因子δ
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11 可承受的危险等级Raccept
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ITU-T K.39 通信局站雷电损害的风险评估
(International Telecommuication Union)
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主要内容：包括评估方法适用范围、
危险程度的决定因素、损失因子、损失、
有效面积的计算、概率因子、评估原则和
可承受风险（允许风险）等。
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适用范围：专门针对通信局站雷电过电
压（过电流）对设备和人员安全造成危害
的风险评估。评估对象、目的明确。
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五.通信局（站）雷电损害的风险评估
 通信局（站）雷击损害频度F应按下式计算确定：
F≈Ng(AdPd+AnPn+AsPs+AaPa)
（4.1.1）
式中：Ng、Ad、Pd、An、Pn、As、Ps、Aa、Pa见3.2节和
图1，按第5章和第6章规定的方法确定。
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图1.雷电风险区域
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Ad——建筑物遭受直接雷击的等效风险区域面积；
An——雷击建筑物周围大地时，通过电阻耦合和
感应耦合而影响通信局（站）的风险区域面积；
 As——与入户服务设施（电力和通信电缆等）有
关的风险区域面积；
 Aa——直接雷击通信局（站）邻近物体（如天线
塔）引起的风险区域面积。
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4.1.2 为分清故障的主要原因，从而实施最有效的保护措施，
计算损害频度F值时可按下式按雷击点分为四类考虑：
F≈Fd+ Fn+ Fs+ Fa
（4.1.2）
式中：Fd——雷电直击局站（d）引起的年损害次
数；
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Fn——雷击局站附近大地（n）引起的年损害次数；
Fs——雷击入户电缆或其附近大地（s）引起的年损害次数
；
 Fa——雷击天线塔等与通讯局站有金属连接的邻近物体（
a）引起的年损害次数。
 在大多数情况下，第三项起主要作用，但对高大建筑物或
有较高天线塔的建筑物，其余各项对F值的影响也可能起
到重要作用。
 4.1.3 计算总的风险区域面积时，不同风险区域可能彼此
覆盖的区域不应重复计算。
 4.1.4 雷击密度Ng可利用四川省防雷中心图形显示软件，
将目标点的经纬度代入得出。
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ITU-T K39中采用的公式为: Ng = 0.04Td 1.25 (/千米2·年),
而IEC62305-2新修订的计算公式为:Ng = 0.1Td
（次
/km2﹒a）。式中Td——平均每年发生雷暴的天数，即年
平均雷暴日数（d/a）。
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我们以东经105.05627°，北纬
29.57419°的一个移动基站为例，2005－
2013年9年间
损害风险
4.2.1 通信局（站）受损害的风险R可用下式估
算：
R = (1-e -Ft)·δ
（4.2.1）
式中：F——损害频度，按4.1节规定的方法确定；
δ——损害因子，因子δ由与设备硬件总价值和
业务总损失有关的相对预期损害决定，按第6章
规定的方法确定；
t——时间（y）。
4.2.2 当t为1年且F远小于1，公式（4.2.1）可
简化为：
R =F·δ=∑Fi·δi
（4.2.2）
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5.1建筑物遭到直击雷击的等效风险区
域面积
5.1.1 建筑物遭到直接雷击的等效风险区域面积
Ad定义为一个平面区域的面积，该区域面积上
受到的直接雷击频度与被分析的建筑物相同。
5.1.2等效风险区域面积Ad（图5.1.2）应是用一
条斜率1：3的直线，沿建筑物的最上端平移在
地面上划出的一个区域的面积，高度不超过60
米的建筑物可按下式计算：
Ad=ab+2(3ha)+2(3hb)+π(3h)2
（5.1.2）
式中：a——建筑物宽度（米）；
b——建筑物长度（米）；
h——建筑物高度（米）。
图2.直接雷击建筑物的等效风险区域面积Ad
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5.2 通信局(站) 周围地面风险区域的面积
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通信局（站）周围地面风险区域An的面积应为通信局（站）
周围地面受到雷击时使地电位升高，可能对通信局（站）造
成影响的区域面积。
通信局（站）周围地面风险区域An等于离建筑物的距离d的
区域面积减去受到直接雷击影响的风险区域面积Ad（图1）
。d与土壤电阻率有关，可假定d的最大值为500米。
通信局(站) 入户导线风险区域面积
入户导线的风险区域As可按下式估算:
As= 2d1×L
（5.3.1）
式中：L——电缆长度，可假设埋地电缆的d1为250米，架空线的d1
为1000米。
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架空电缆和埋地电缆的风险区域As也可分别按式（4.3.2-1）和式（4.3.2-2
）估算:
Asd = 6hL
（5.3.2-1）
式中：h——电缆对地高度；
L——电缆长度。
（5.3.2-2）
式中：ρ——土壤的电阻率；
L——电缆长度。
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As =∑Lidi
（5.3.3）
式中：Li——每一个线段的长度；
di——对应的截收距离。
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当通讯电缆或低电压供电网络由埋地电缆和架空
电缆两部分组成时，有效风险区域面积应按下式
计算：
直接雷击通信局（局）邻近物体的风险区域
面积
直接雷击邻近物体的风险区域面积Aa计算
方法和Ad相同。

6.概率因子
概率因子 P应分为两部分，一部分表示建筑
材料、架空线或埋地电缆等设施的自然保护
属性，另一部分取决于浪涌保护器、电缆屏
蔽和隔离等建筑物上或机柜接口、内部与外
部网络上所采取的专用保护措施。
 同时采取多种防护措施时，有效概率因子由
各相关措施对应概率因子的乘积来决定，应
按下式估算：
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Peff=∏P i,
（5.1）
式中：P i——各相关防护措施对应概率因
子，P i≤1。
损害因子
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损害因子δ表示通信局（站）及其附近区域或入户线遭到雷击导
致损害的大小。损害因子是未受保护局站的估计年损失价值与
其总价值之比。损害因子根据不同的受损类型可采用不同的值。
人身安全是防护设计人员和防护安装人员应考虑的主要问题。
绝缘层击穿或者安装和维护期间设备线路出现雷电浪涌都可能
对工作人员的安全构成危险。当人员遭受严重伤害时，人身伤
害因子δ应取1。
估计雷击对用户造成的服务损失时，可假定在遭受雷击之后的
24小时后，通信局（站）恢复全负荷运行，并按
δ=24/8760=2.74×10-3估算损害因子；服务损失仅限于部分网
络时，间接损失可按nx/ntot的比例减小，nx是受到损害影响的用
户数目，ntot是连接到交换机或远程局站的用户总数。
通信局（站）的物理损害一般局限于外部网络接口附近的部件，
对于硬件损坏，可取δ=0.20；如果电缆网络受到直接雷击，δ值
应取得更大一些；对于没有任何防护措施的局站，因子δ可取
0.8。
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可接受风险水平
人身伤害危险之外的可接受风险水平Raccept
应由通信网络的业主来决定。
 当业主未规定可接受风险水平时，可取表
7.0.2给出的典型值。
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谢谢！