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中国雷电灾害的现状
雷电灾害是一种不可抗拒的自然性灾害，危害着人类的人身和财产。安迅电源防雷器主要通过地区分析、行业分析、时间分析、人身雷电灾害四个方面来讲解中国雷电灾害的现状。1998-2001年全国直接经济损失超过100万元的雷电灾害每年都在10次以上.其损失每年都大于5000万元。全国同期平均每年雷击死亡379人.受伤310人。
一、雷电灾害地区分析
全国重大雷电灾害在空间上呈现明显的区域性分布特点.1998-2001年这四年间.全国56次重大雷电灾害的46.4%(约一半)发生在5个省，其中山东7次、广东6次、江西5次、河南4次、浙江4次，这5省重大雷电灾害的直接经济损失为8337万元，占全国的57.9%;其余的发生在贵州等17个地区，另外，新疆等9个省区没有重大雷电灾害的记录。图6.1给出了1998-2001年中国重大雷电灾害空间分布(各省用省会城市来表示).全国重大雷电灾害主要分布在东南地区和华北地区.形成一南一北的两个明显的雷灾中心区。雷灾在南方集中在浙江——江西——广东，呈带状分布。在北方集中在山东和河南，呈圆形分布。这两个雷灾中心区在地形上具有很好的代表性，北区以平原为主。南区以山地为主。在直接经济损失方面，北区的损失强度为235万元/次，比北区更严重的南区为383万元/次，其原因主要是南区发生了3次损失都在1000万元以上的重大
雷电灾害.其中1998年2月和6月江西两次棉麻储备库遭雷击引发火灾分别造成1800万元和1200万元的损失，2001年5月广东某厂房遇雷击并引发爆炸造成1000万元的损失并有人员伤亡。这3次雷电灾害都与仓储行业有关，和下面所做的雷灾行业分析的结果是吻合的.从整体来看，全国重大雷电灾害在东部比西部更严重，其原因主要是社会状况尤其是经济水平存在差异，经济相对发达的东部地区发生重大雷电灾害的可能性较大。西南地区的雷电灾害也比较严重，成为仅次于两大雷灾中心区的第三雷灾区。整个广大的西北地区是全国雷电灾害轻的地区。
图6.1 1998-2001年中国重大雷电灾害空间分布图(单位:次)
二、雷电灾害行业分析
1998-2001年全国重大雷电灾害56次分布在采矿、仓储、电力、纺织、旅游、农业、石化、通、冶金、医药等10个行业.其中雷灾严重的三大行业是通、电力和仓储，雷灾次数(指重大雷电灾害次数，下同)分别为15次、14次和9次，占全部的67. 9%。这三大行业的直接经济损失为10757.8万元，占全部的74.7%。图6.2给出了1998-2001年中国重大雷电灾害行业分布，实线代表雷灾直接经济扭失，虚线代表雷灾次数，行业损失和雷灾次数的相关系数为0.6965，存在一定的相关性。通和仓储行业具有代表性，通行业的重大雷电灾害发生频繁，而仓储行业的经济损失严重。通行业自身的特点以及伴随电子化的发展是导致雷电灾害日益频繁的根本原因，特别是雷电电磁脉冲(LEMP)的危害变得越来越严重，这也是雷电灾害的发展趋势之一。通行业的雷电灾害往往有一个明显的特点，就是其经济损失不仅存在严重的直接经济损失，而且伴有更严重的间接经济损失如服务中断和数据丢失等。而仓储行业的重大雷电灾害的发生有两个显著的特点:一是雷灾损失强度很大，即单次雷电灾害造成的经济损失很高，全国9次重大雷电灾害的直接经济损失高达5470万元，平均607. 8万元/次;二是雷灾的后续危害很严重，容易发生雷击火灾和雷击爆炸等，尤其是当雷电袭击存放棉麻、火药、粮食等易燃易爆物品的仓库或厂房时.对重大雷电灾害单次直接经济损失按行业进行比较，高的是仓储行业.其次为农业、采矿和石化行业，居中的是电力、医药和冶金行业，而通、纺织和旅游行业低。
图6.2 1998 -2001年中国重大雷电灾害行业分布图
(实线代表雷灾直接经济损失，单位:万元.坐标左轴;虚线代表雷灾
次数,单位:次,坐标右抽)三、雷电灾害时间分析
全国1998-2001年56次重大雷电灾害分布在各年分别为21次、17次、8次和10次，其中52次发生在4-8月的时间段内，占全部的92.9%. 4-8月的重大雷电灾害在很大程度上可以代表全年的同类灾害，这一点在下面的雷电灾害预测中将会得到应用。全部56次雷灾按月统计。8月多为18次，其次7月为14次，1、3、11、12月为0次。图6.3给出了1-12月的重大雷电灾害次数的季节指数，显著表明雷灾集中发生在4-8月，尤其是7月和8月。雷电灾害次数和直接经济损失之间的相关系数r为0.9284，具有良好
的相关性，因此，下面的雷电灾害分析与预测将以雷灾次数为主，其直接经济损失可以用雷灾次数乘以单次雷灾损失而得到.按月的距平百分率分析结果表明，重大雷电灾害每月平均发生1.167次。1998年的7月与8月和1999年的7月与8月是主要的正偏移月份，而每年的1,2,3月和9,10,11,12月几乎没有重大雷电灾害的发生，为主要的负偏移月份。雷灾的发生呈现周期性，集中在每年的4-8月，并且有逐渐递减的趋势，重大雷电灾害次数1998-2001年的48个月中平均每月递减0.027次.但由于年度数据太少，并不能得出确切的雷灾年际周期及年际趋势。
图6.3重大雷电灾害次数的季节指数
四、人身雷电灾害
雷电灾害的危害不仅体现在经济损失方面，也多造成人身伤亡。1998-2001年雷击死亡人数每年分别为421,227,451和417人，四年共死亡1516人，平均每年379人；同期雷击受伤分别为192,194,372和483人，四年共受伤1241人.平均每年310人.其中严重的1998年8月发生在湖北的炸药库雷灾，一次性造成197人死伤。造成人身伤亡的雷击多发生在海边、河边、树下、农村田间和山坡等易受雷击的地方。全国雷电典型灾害造成人身伤亡多的是广东省，其次为广西、贵州、福建、云南等4省区，这5个省区每年的雷击人身伤亡人数占全国的60%左右，其中广东约占全国的1/4。这类灾害主要发生在广大的农村，具有很大的不确定性.很难得到根本的防治.有效的防治方法就是加强雷电灾害的宜传和教育，提高人们的防雷意识，让人们主动避开易受雷击的时候和远离易受雷击的地方。
对于雷电灾害，开展灾害预测是必要的，可以对未来雷电灾害的风险评估提供重要的指导.钟万强等人对中国的雷电灾害做过初步的预测，雷电灾害的预测主要根据雷灾与时间的关系，分别采用时间序列平滑法和季节变动预测法，预测结果表明，在2002-2005年期间全国将分别发生重大雷电灾害14,12,11,11次，四年合计47次，平均每年12次，每年将造成直接经济损失约3000万元，平均每年人身伤亡580人左右。
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一、标准1、GB50057-94(2000版)建筑物防雷设计规范2、GB50343－2004建筑物电子息系统防雷技术规范3、GB16895.22－2004过电压保护器4、GB18802.1－2002低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法5、GB18802.21－2004电和号网络的电涌保护性能要求和试验方法6、GJB5080－2004军用通设施雷电防护设计与使用要求7、GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范二、政府政策1、2005年两会提出平安中国，目前平安中国的试点城市为北京、天津、郑州，因此也会促进安防与防雷市场发展。2、2002年北京出台102号文件（北京市防御雷电灾害若干规定）3、1999年气象局出台《防雷减灾管理办法》4、各地政府相应出台地方《防雷减灾管理规定》三、防雷市场现况1、弱电设备越来越普及，弱电设备耐压水平越来越低。2、重要场所因雷击造成设备损坏的间接损失比较严重3、甲方标书基本上都会要求作防雷四、当前防雷企业情况1、进口品牌2、国内品牌3、国内防雷产品小企业（全国几百家，仅浙江就有近200家）
1）防雷
接地系统采用TN-S系统，工作接地、保护接地、防雷接地合一设置，总接地电阻小于1欧姆。投标人可结合上述接地系统，设计自己独立的系统接地。
整个系统要求能够防护雷电对电子设备的各种侵害，防雷保护器应在不影响系统正常运行的前提下，能够承受预期通过它们的雷电流和过电压。
投标人须提供完整有效的防直击雷、感应雷、地电位升高的防雷系统。要求在控制室的电源进线加装合适的避雷器，在总线网络和视频接口处加装合适的隔离器，并采取等电位连接，以达到佳的防雷效果。同时，为减少备品备件和后期维护方便，投标人应采用同一品牌防雷产品。
投标人须对装有号通道防雷保护器的通讯线路复核其传输速率，即选择适当的防雷保护器的通频带和网络分支上的防雷保护器的安装数量，以保证系统网络原有的大传输速率。
电源二级防雷：在中控室、各PLC现场控制分站电源进线端、出线端及现场仪表供电电源出线端安装电源第二级防雷保护器(或组合)，以保护中控室设备、PLC现场控制分站设备及现场仪表等的供电。同时，防雷保护器(或组合)应选用相应IP等级的保护箱，以满足现场环境对防雷保护器(或组合)的防尘、防潮、抗冲击等要求。
电源三级防雷：在室外仪表箱内安装电源第三级防雷保护器(或组合)，以保证下层弱电设备供电。同时，防雷保护器(或组合)应选用相应IP等级的保护箱，以满足现场环境对防雷保护器(或组合)的防尘、防潮、抗冲击等要求。
号部分：凡经室外传送的各类现场总线电缆和4～20mA模拟量号电缆以及网络号（通讯总线）电缆的两端分别安装合适的号防雷保护器。
2）接地
接地装置按照标准，根据系统接地要求分别接地，以及各电气设备的等电位连接。
在含有接地系统的装置和设备中，同样要考虑电源系统及自动化监控系统的影响，每组地电极系统自身对地电阻不能超过1欧姆。
应提供标识杆和标识牌，以标明地下钢带接地体的埋设路线。所作标识与电缆线路的标识类似。
1.1.2 防雷保护器技术参数要求
投标人应按照IEC标准及有关规范的要求，在做好系统屏蔽、接地和等电位连接的同时，还须根据系统特性及使用要求提供完整、可靠的防直击雷、感应雷及过电压保护系统，选择通过防雷形式试验测试（GB18802）的产品，以防止雷击或浪涌电压对系统的损坏。为减少备品备件和后期维护方便，投标人应采用同一品牌防雷产品。
电涌保护器必须符合 IEC 664 和 DIN VDE.011 标准
1）级电源防雷器
使用电子触发式火花间隙，且带有附加的灭弧装置，可以熄灭很高的线路工频续流，使用电子触发式电涌保护器可以得到很大的放电电流，触发电压低，所以和第二级的电涌保护器之间无需退耦元件。
?额定工作电压：Un（AC)：330V或440V；
?大允许工作电压UC（AC)：330V或440V；
?冲击电流limp(10/350μs)：50KA/25As电量；
?大前置保险丝：250Agl；
?无前置保险丝的自熄短路电流：50 KA/50Hz；
?响应时间：≤150ns；
?状态显示：绿色LED；
?认证cURus，File E198315：KEMA。
2）第二级电源防雷器
电涌保护器使用压敏电阻，使电涌保护等级低的电气和电子设备免受雷电和线路中电涌的冲击。内置热敏过流保护装置，能提供不同的电压等级的产品（Un<Uc）、多片组合的产品，以满足不同供电系统的应用。选用产品需满足相应的标准，比如：IEC 60364-5-53：2001等。底座180°可旋转有助于选择从顶部或底部进线。具有EWS功能在红色、绿色两种显示状态的基础上，增加了黄色的状态显示。当状态显示黄色时，表示该模块已遭受过雷击，部分已损坏。同时该状态也可通过遥触点输出号，你此时更换保护模块。
?额定电压 Un：230V；
?大持续工作电压, Uc (AC)：280V；
?大持续工作电压, Uc (DC)：350V；
?大放电电流 (8/20 μs)：150 kA；
?响应时间：≤25 ns；
?大前置熔丝：125 A gL；
?电压保护水平，Up(In 时）：<1450V；
?电压保护水平，Up(5kA 时）：<850V；
?暂态过电压：335V TOV；
?状态显示：绿色＝正常；红色＝保护模块损坏，需更换。
3）第三级电涌保护器
电涌保护器内部集成有温度监控装置，在压敏电阻温度升高时将压敏电阻同电网自动切断，同时外壳上的工作指示灯熄灭，并且带一个开关触点，输出一个告警号。保护线路中的大电流为 16A。
?额定电压 Un：230V；
?大持续工作电压，Uc (DC)：260V；
?大放电电流(8/20 μs)：7kA；
?响应时间：≤150 ns；
?大前置熔丝：16 A gL；
?电压保护水平，Up (L - N )：≤1200V；
?电压保护水平，Up (L/N-PE)：≤1800V，状态LED绿色＝正常。
4）测量、控制系统的电涌保护
电涌保护器由气体、放电管、抑制二极管和耦合电阻组成。通过导轨直接接地从而提高接线效率，保护模块可以通过LED显示工作状态，LED显示绿色，表示模块工作正常，LED显示红色，表示模块有故障。提供额定电压为5 V, 12 V, 24 V, 48 V和60 V的产品，不同电压的产品以相应的颜色标签加以区分。
数字量模拟量的保护
?通道电阻4.7Ω
?截止频率 (-3dB) 750 kHz
?标称放电电流 (8/20 μs) 线-线/线-PE/GND-PE：2.5kA/2.5kA/2.5kA；
?大放电电流(8/20 μs) 线-线/线-PE/GND-PE：10kA/10kA/10 kA；
?冲击电流(10/350 μs) 线-线/线-PE/GND-PE：2.5kA/2.5 kA/2.5kA。
5） CAT.5网线过压保护：
?提供 RJ45 口，保护所有的号线，10/100BASE TX；
?额定工作电压 UC（AC)：5V；
?大允许工作电压 UC（AC)：7V；
?通道电阻：1.3 欧姆；
?波特率：〈6MB；
?输出端残压 1KV/us 对称：<40V；
?输出端残压(8/20μs) 对称：<45V；
?输出端残压 1KV/us 非对称：<450V；
?输出端残压(8/20μs) 非对称：<500V；
?响应时间：≤5ns。
6）485-RS485协议号
?可插拔模块(插拔模块，不影响号通讯)；
?低残压；
?保护RS485协议串行通讯数据的传输；
?插拔模块可经V-TEST仪器检测；
?导轨直接可靠接地，可泄放电流20 kA (8/20 μs), 2.5 kA (10/350 μs)。
7）高传输速率号保护
?额定电流450 mA
?通道电阻2.2 Ω
?过载故障模式模式 2
?IEC 61643-21类别 C1; C2; C3; D1
?截止频率 (-3 dB) 200 MHz
?标称放电电流(8/20 μs) 线-线 / 线-PE / GND-PE 2.5 kA / 2.5 kA / 2.5 kA
?大放电电流(8/20 μs) 线-线 / 线-PE / GND-PE 10 kA / 2 x 10 kA / 10kA
?冲击电流(10/350 μs) 线-线 / 线-PE / GND-PE 2.5 kA / 2.5 kA / 2.5 K
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