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雷击风险评估论文样例十一篇

时间:2023-03-23 15:24:06

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雷击风险评估论文

篇1

1 引言

我国每年因雷电灾害造成3000~4000人伤亡,直接经济损失达数亿元,而由此造成的间接经济损失则难以统计,产生的社会影响也越来越大[1]。目前,我国尚未制定有关加油站雷击风险评估的国家标准,仅重庆等部分省市出台了雷击风险评估的地方标准,针对加油站、液化石油储配站和煤矿等项目进行雷击风险评估的《易燃易爆场所雷电灾害风险评估技术规范》也未出台[2-5]。本文参照IEC和国内最新制定的雷击风险评估标准,利用通用的方法对山东省淄博市桓台县某加油站进行雷电灾害风险评估,供大家共同探讨。

2 项目概况

本项目位于山东省淄博市桓台县果里镇侯庄村,湖南路以东,坐东朝西,东西长109.83米,南北宽80米,南侧储油罐,东侧为办公、配电、库房等一排房屋,中间为加油机及金属罩棚,金属罩棚内筋作为引下线,建筑高度8.2米,为二类防雷建筑物,其平面布局见图1。服丈枋括电源线路、通信、监控线路和电话线路。电源线路在距离建筑物15米处采用穿钢管、埋地敷设入户方式;通信线路为光纤接入,监控线路和电话线路为穿钢管埋地敷设方式。防雷设计有雷电防护装置,在电源配电柜内有二级电源SPD保护,有效的等电位连接。如图1所示。

3 雷电活动特征分析

以下雷电资料取自山东省闪电定位系统,以项目现场测量的地理位置参数(中心位置:E118°07.888′,N36°53.681′)为参考点,选取其所在区域(5km范围内)地闪活动5年(2006.07~2011.06)的地闪数据,进行统计分析得出如下结论,作为雷电风险评价的基础参数之一。

3.1 年平均地闪密度

图2显示以加油站5 km半径范围内地闪密度分布,加油站所在区域年平均地闪密度约为Ng=4.61次/(km2・a)。

3.2 雷电活动季节变化

对加油站5 km半径范围内5年的雷电数据进行统计和分析, 该区域发生地闪1672次(表1)。其中该区域发生负地闪1652次,发生正地闪20次,占总地闪比率分别为98.80%和1.20%。由表1可知地闪电流强度平均值为12.06kA。

图3为以加油站所在区域为中心方圆5km范围内各月闪电次数占全年的百分比,3至5月份雷电活动逐渐增强,6至7月份强度急剧加强,8月份达到全年最强,9、10月份急剧降低,而11月份至次年1月份没有地闪发生。

春季(3、4、5月)、夏季(6、7、8月)、秋季(9、10、11月)和冬季(12、1、2月)闪电次数分别占全年总数的5.14%、91.86%、2.75%和0.24%。可以看出夏季占比最高,为全年雷暴活动的频发期。

3.3 雷电活动日变化

依据图4可得出以加油站所在区域为中心方圆5km范围内闪电活动日变化规律:该区域闪电活动表现为2个高峰期,上午 7~14时为地闪活动高发时段,占比为48.99%;夜间22~03时为地闪活动高峰期,占比为30.21%; 4~6时地闪活动相对较少。

因此,建议在夏季6、7、8月份密切关注雷雨天气活动,重点关注7~14时以及22~03时的雷电活动,提前做好各项防雷措施。

3.4 土壤电阻率

通过对该加油站现场勘测测定土壤电阻率平均值为6.18Ω・m,表面在测点上随着地极间距的增大土壤电阻率测量值变化不大,土壤分布比较均匀[6]。

一般按式(1)计算[7]:

(1)

式中:为所测土壤电阻率,为季节修正系数,现场勘测土壤为干燥粘土,天气为晴天,温度为32℃,取为1.5,则=1.5×23.24=9.27Ω・m。

4 加油站雷击风险评估

4.1 采用的评估方法

根据《汽车加油站设计与施工规范》(GB50156-2012)、《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)等标准中的雷击风险评估方法,雷击风险的计算由式(2)确定:

(2)

式中,是雷击次数,是雷击导致损害概率,是雷击损失。

4.2 雷击风险评估计算

(1)年平均雷击次数。淄博地区的雷暴日数是32d,Ng=0.1×Td=3.2次/(km2・a),而闪电定位资料显示最近五年其Ng=4.61次/(km2・a)。雷击加油站等效接收面积Ad=4.78×103m2,雷击建筑物周围250m范围内的截收面积AM=1.41×105m2。位置因子Cd取0.5,环境因子Ce取0.5,变压器因子Ct取0.2。(见表2)

(2)雷击建筑物造成的损害概率。该加油站直击雷措施到位,取PA=10-2;该加油站为二类防雷建筑物,PB=0.05;电源系统设置了二级SPD,信号系统未设计SPD,不符合规范要求,PC(电源)=10-2,PC(信号)=1;雷击建筑物附近引起内部系统故障PM的概率取决于雷电电磁脉冲防护措施(LPM),即因子KMS的防雷措施,KMS=1×1×0.0002×(1.5/1.5)=0.0002,所以PM=2×10-4;在服务设施线路入户处电源系统设置了二级SPD,信号系统未设计SPD,不符合规范要求,取Pu(电源)= Pv(电源)=Pw(电源)=Pz(电源)=10-2,Pu(信号)=Pv(信号)=Pw(信号)=Pz(信号)=1。

(3)建筑物雷击风险分量的计算。该加油站工作人员较少,防护措施到位,如发生火灾危险,会产生低程度惊慌。(见表3)

将各参数代入相应公式,表4是雷击建筑物风险分量计算结果。

4.3 雷击风险计算结果分析

加油站内的人员生命损失风险R1=1.29×10-2,大于一般可接受的容许值RT=10-5,未达到防护要求,需要对建筑物的防雷措施加以完善,以降低人身伤亡风险。

加油站内的公众服务损失风险R2=1.52×10-4,小于一般可接受的容许值RT=10-3,达到了防护要求。

加油站内的经济价值损失风险R4=1.52×10-2,大于一般可接受的容许值RT=10-3,未达到防护要求,需要对建筑物的防雷措施加以完善。

4.4 降低风险防护措施

当依据新版《建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)》要求,将信号系统安装配合的SPD,则:PC信号=PU信号=PV信号=PW信号=PZ信号=10-2。采取以上措施后,建筑物内所考虑的各种损失的相应风险分量见表5。通过计算可以看出:加油站内的人员生命损失风险R1=1.74×10-4,仍大于一般可接受的容许值RT=10-5,未达到防护要求,因此,只靠采取相应的防雷措施仍不够,需通过加强对人员防雷知识的培训,增强工作人员的防雷意识,采取“躲”的方式来降低风险。(见表5)

5 雷电防护措施和建议

(1)在防雷装置施工期间,必须严格按审核批准的设计方案施工,不得随意更改。接闪器、引下线、接地装置等应采取符合标准设计的防直击雷措施。在供配电系统的电源端应安装与设备耐核平相适应的浪涌保护器,所有电子信息系统应采取防雷电电磁脉冲措施(如接地、屏蔽、等电位连接、合理布线及安装浪涌保护器等)。在各强弱电间、控制室、高压变配电室等设局部等电位联结,相应的该处所有金属管道、支架等金属构架,PE线以及预埋件均与局部等电位联结板联结。地网用作电气设备的工作接地和保护接地、防雷接地和防静电接地,以及电信系统接地。埋地油罐的罐体、量油口、阻火器等金属附件进行电气连接并接地;加油机外壳、配电箱外壳及穿线钢管与接地网可靠连接。

(2)加油站静电安全防护措施:加油站投入使用后,注意采取人员防静电措施和设备防静电措施。在站区内工作人员应穿戴防静电工作服、鞋和手套,不得穿用化纤衣物。穿着防静电鞋时,要考虑所穿袜子的导电性,严禁在鞋内外粘贴绝缘垫。在进入站区入口处应设置消除人体静电装置。在灌装汽油前,应做好拖车的接地,并与卸油口做好等电位连接。

(3)建立防雷装置管理与维护制度。采用具有相应防雷工程专业设计和施工资质的单位实施,工程竣工后应经过验收,验收合格后方可投入使用。投入使用后,对防雷装置的设计、安装、隐蔽工程图纸资料、年检报告等,应及时归档,妥善保管。建立防雷装置周期性维护和日常性维护制度,维护周期为半年,应在每年的上、下半年各进行一次全面的检测;日常性维护应在每次雷击之后进行,尤其是检查SPD是否失效。

(4)建立雷电灾害应急预案制度,明确岗位职责和人员以及事故处置工作流程,并每年进行一次应急演练。

参考文献:

[1]陈渭民.雷电学原理[M].北京:气象出版社,2010.

[2]付朝云,李庆南,刘波.加油站雷电灾害风险评估实例[J].中国防雷,2011

[3]赵东,李彩莲,李玉文,等.石化行业雷击风险评估技术方法应用[J].陕西气象,2008,

[4]杨再奎,刘崛,杨翼飞.黔东南州液化石油储配站雷电风险评估[J].贵州气象,2012,

篇2

中图分类号:TP274.4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)12-0217-02

1 引言

随着近年来我国各省市闪电定位系统的建立与完善,闪电定位数据已在雷电临近预报及雷电防护工作中得到广泛应用。在雷电临近预报的应用上,闪电定位资料作为雷电临近预报的重要参数之一[1],这方面的应用和研究也较多[2]-[3]。在雷电防护的应用上,雷电灾害风险评估中的地闪密度、雷电流累积概率等参数均可从闪电定位数据中获得,而且多年的地闪数据能突出反映被评估对象所在地理位置的实际雷电活动规律,比经验公式计算更为准确;另外在雷灾调查与鉴定中,闪电定位数据是判断灾害是否为雷电引发的一项重要参考依据。本文介绍了深圳市闪电定位系统的结构、探测原理、探测参量与指标等,总结了闪电定位数据在深圳市雷电灾害风险评估、雷灾调查与鉴定中的应用,以期对雷电防护工作有一定的参考价值。

2 闪电定位系统介绍及其数据说明

2.1 闪电定位系统介绍

深圳市闪电定位系统是由ADTD雷击探测仪、中心数据处理站、图形显示工作站、数据库与网络浏览服务器、通讯系统5个主要部分组成,能够实时、连续、高精度地提供雷电发生的时间、位置、极性、强度等雷电活动参数。系统采用联合雷电定位(IMPACT)原理,即测向定位是利用一对正交的磁场线圈,测定雷电所在的方位;时差定位是测定雷电信号到达各测站的时刻,并根据雷电信号到达各测站的时间差来计算确定产生雷电的位置。由5个探测站组成的雷电监测定位网,可以覆盖整个深圳市,该雷电监测定位系统的探测参量与相关指标(见表1)。

2.2 数据存储结构

闪电定位的数据是实时采集并实时存入Oracle数据库的数据表中,该数据表包含了探测到的地闪的主要特征参数,如地闪时间、经度、纬度、电流强度和陡度、电荷、能量、定位方式及误差等。同时在入库的时候给每条记录都增加了一个地闪所发生区域的字段,构成了完整的空间数据表的数据结构形式。

3 数据处理与分析方法

3.1 数据处理

本文采用2005-2012年共8年的闪电定位数据,利用数据库查询功能导出数据表中时间、经度、纬度、电流强度和陡度、定位方式6个字段。其中时间精确到秒,经纬度精确到小数点后6位,电流强度和陡度精确到小数点后1位,定位方式选择三站以上的定位数据。

3.2 数据分析方法

本文主要介绍按闪电定位数据来绘制地闪密度图,雷击点临近地闪定位图、地闪的时间和地域分布特性等。运用ArcGIS软件的ArcMap组件,绘制地闪密度图、雷击点临近地闪定位图,并结合ArcToolbox中的空间分析模块所提供的Analysis Tools、Data Management Tools、Spatial Statistics Tools功能进行相关数据处理和分析,其中Analysis Tools是用来把导出的深圳外切矩形数据与深圳边界求交集,从而得到深圳界内的地闪数据,Data Management Tools是用来进行空间投影即原始数据的地理坐标系转换成投影坐标系,Spatial Statistics Tools是把处理好的数据进行点密度分析,即可得到地闪密度。[4]

4 雷电灾害风险评估中的应用

4.1 全市地闪密度图的绘制

雷电灾害风险评估中风险值的计算需计算建筑物的年预计雷击次数,年预计雷击次数与雷击大地的年平均密度(Ng)直接相关。按《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010的规定,Ng=0.1×Td,Td为年平均雷暴日,Td根据当地气象台、站资料确定,这样全市的Ng值是相同的,但根据实测数据分析结果,雷电分布差异很大[5]。

利用ArcGIS软件绘制了深圳市的年平均地闪密度分布图(见图1),图中色标由深蓝色到深红色,所表示的地闪密度依次升高。其地闪密度分布特征是:西部高于东部,高密度区主要分布在宝安区和市区的部分地区。

4.2 单个建筑物所在位置地闪密度取值

在雷电灾害风险评估中,当确定建筑物地理信息后,在ArcMap的地闪密度图中可进行标注,所取实例为深圳西涌天文台(见图2),考虑到闪电定位存在的误差,提取标注点所在1km2单元格及周边8格单元格的地闪密度数值,取其平均值作为地闪密度值(见表2)。

5 雷灾调查与鉴定中的应用

当雷击事故发生时,根据发生时间及地理信息,查询事故发生前后半小时,事故点附近1km、1.5km及3km内的的闪电定位数据。在雷电灾害调查与鉴定时应结合剩磁测量的结果和闪电定位的情况综合考虑,给出判定结论。[7]

2013年8月30日上午5时左右,深圳某学校雷云过境后,消防监控系统瘫痪。依据闪电定位系统数据分析,8月30日4:45-5:15该校3公里范围内共发生地闪7次(见图3)。其中距离学校最近的一次地闪发生在4:57,学校西偏北方向约455m,此次地闪为负地闪,地闪强度为-51.8kA,平均陡度为-13kA/μs。根据闪电定位和剩磁测量结果,鉴定为雷击建筑物附近产生闪电感应导致电子设备损坏。

6 小结与不足

采用闪电定位数据和地理信息系统软件的方法,分析了深圳市雷电活动规律,并利用该规律在雷电防护中做了一些应用,小结如下:(1)闪电定位数据可以为雷电灾害风险评估提供准确、符合建筑物所在地实际雷电活动规律的地闪密度值,为评估的定量计算提供数据基础。(2)闪电定位数据可以为雷灾调查提供灾害发生时的闪电分布情况,结合剩磁测量的结果判断灾害是否由雷电引起,并可找出可能引起雷灾的闪电位置及参数等。

由于目前闪电定位系统的探测精度和准确度较低,导致采集到的闪电位置与实际发生的位置偏离很大,三站以下定位数据(不可信数据)占到全部数据的一半以上,并且探测得到的雷电流幅值与真实值也有误差。因此,更有效的将闪电定位数据应用到防雷减灾工作中,亟需提高闪电定位系统的探测水平。

参考文献

[1]姚叶青,袁松,张义军,蔡辉,丁卫东,郝莹,边富昌.利用闪电定位和雷达资料进行雷电临近预报方法研究[J].热带气象学报.2011(06).

[2]罗林艳,祝燕德,王智刚,郭在华,罗宇.基于大气电场与闪电资料的雷电临近预警方法[J].成都信息工程学院学报.2010(05).

[3]吴健,芬,曾智聪.利用地面电场仪与闪电定位资料进行短时雷电预警的方法[J]. 气象与环境科学.2009(01)

[4]盛梅,冯志伟.基于ArcGIS空间分析的闪电密度图绘制方法[J].电脑知识与技术.2009(08).

篇3

2006年1月国家网络与信息安全协调小组发表了“关于开展信息安全风险评估工作的意见”,意见中指出:随着国民经济和社会信息化进程的加快,网络与信息系统的基础性、全局性作用日益增强,国民经济和社会发展对网络和信息系统的依赖性也越来越大。

1什么是GIS

地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)是在计算机软硬件支持下,管理和研究空间数据的技术系统,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

2风险评估简介

风险评估是在综合考虑成本效益的前提下,针对确立的风险管理对象所面临的风险进行识别、分析和评价,即根据资产的实际环境对资产的脆弱性、威胁进行识别,对脆弱性被威胁利用的可能性和所产生的影响进行评估,从而确认该资产的安全风险及其大小,并通过安全措施控制风险,使残余风险降低到可以控制的程度。

3地理信息系统面临的威胁

评估开始之前首先要确立评估范围和对象,地理信息系统需要保护的资产包括物理资产和信息资产两部分。

3.1物理资产

包括系统中的各种硬件、软件和物理设施。硬件资产包括计算机、交换机、集线器、网关设备等网络设备。软件资产包括计算机操作系统、网络操作系统、通用应用软件、网络管理软件、数据库管理软件和业务应用软件等。物理设施包括场地、机房、电力供给以及防水、防火、地震、雷击等的灾难应急等设施。

3.2信息资产

包括系统数据信息、系统维护管理信息。系统数据信息主要包括地图数据。系统维护管理信息包括系统运行、审计日志、系统监督日志、入侵检测记录、系统口令、系统权限设置、数据存储分配、IP地址分配信息等。

从应用的角度,地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成:硬件和软件为地理信息系统建设提供环境;数据是GIS的重要内容;方法为GIS建设提供解决方案;人员是系统建设中的关键和能动性因素,直接影响和协调其它几个组成部分。

险评估工作流程

地理信息系统安全风险评估工作一般应遵循如下工作流程。

4.1确定资产列表及信息资产价值

这一步需要对能够收集、建立、整理出来的、涉及到所有环节的信息资产进行统计。将它们按类型、作用、所属进行分类,并估算其价值,计算各类信息资产的数量、总量及增长速度,明确它们需要存在的期限或有效期。同时,还应考虑到今后的发展规划,预算今后的信息资产增长。这里所说的信息资产包括:物理资产(计算机硬件、通讯设备及建筑物等)信息/数据资产(文档、数据库等)、软件资产、制造产品和提供服务能力、人力资源以及无形资产(良好形象等),这些都是确定的对象。

4.2识别威胁

地理信息系统安全威胁是指可以导致安全事件发生和信息资产损失的活动。在实际评估时,威胁来源应主要考虑这几个方面,并分析这些威胁直接的损失和潜在的影响、数据破坏、丧失数据的完整性、资源不可用等:

(1)系统本身的安全威胁。

非法设备接入、终端病毒感染、软件跨平台出错、操作系统缺陷、有缺陷的地理信息系统体系结构的设计和维护出错。

(2)人员的安全威胁。

由于内部人员原因导致的信息系统资源不可用、内部人员篡改数据、越权使用或伪装成授权用户的操作、未授权外部人员访问系统资源、内部用户越权执行未获准访问权限的操作。

(3)外部环境的安全威胁。

包括电力系统故障可能导致系统的暂停或服务中断。

(4)自然界的安全威胁。

包括洪水、飓风、地震等自然灾害可能引起系统的暂停或服务中断。

4.3识别脆弱性

地理信息系统存在的脆弱性(安全漏洞)是地理信息系统自身的一种缺陷,本身并不对地理信息系统构成危害,在一定的条件得以满足时,就可能被利用并对地理信息系统造成危害。

4.4分析现有的安全措施

对于已采取控制措施的有效性,需要进行确认,继续保持有效的控制措施,以避免不必要的工作和费用,对于那些确认为不适当的控制,应取消或采用更合适的控制替代。

4.5确定风险

风险是资产所受到的威胁、存在的脆弱点及威胁利用脆弱点所造成的潜在影响三方面共同作用的结果。风险是威胁发生的可能性、脆弱点被威胁利用的可能性和威胁的潜在影响的函数,记为:

Rc=(Pt,Pv,I)

式中:Rc为资产受到威胁的风险系数;Pt为威胁发生的可能性;Pv为脆弱点被威胁利用的可能性;I为威胁的潜在影响(可用资产的相对价值V代替)。为了便于计算,通常将三者相乘或相加,得到风险系数。新晨

4.6评估结果的处置措施

在确定了地理信息系统安全风险后,就应设计一定的策略来处置评估得到的信息系统安全风险。根据风险计算得出风险值,确定风险等级,对不可接受的风险选择适当的处理方式及控制措施,并形成风险处理计划。风险处理的方式包括:回避风险、降低风险(降低发生的可能性或减小后果)、转移风险和接受风险。

究竟采取何种风险处置措施,需要对地理信息系统进行安全需求分析,但采取了上述风险处置措施,仍然不是十全十美,绝对不存在风险的信息系统,人们追求的所谓安全的地理信息系统,实际是指地理信息系统在风险评估并做出风险控制后,仍然存在的残余风险可被接受的地理信息系统。所谓安全的地理信息系统是相对的。

4.7残余风险的评价

篇4

(①西安邮电学院信息安全研究中心,西安 710061;②西安交通大学经济与金融学院,西安 710061)

(①Research Center of Information Safety,University of Posts and Telecommunications,Xi'an 710061,China;

②School of Economics and Finance,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710061,China)

摘要: 由于Internet的开放性、国际性和自由性,以及IP 网络自身较差的网络安全性,使IP 网络的安全面临更多更大的威胁。对于IP网关键资产的识别和价值研究是IP风险评估的关键性工作,将IP网的资产分为物理资产、信息资产和服务资产三类,并对其进行了统一口径的赋值,给出了详细的现值计算赋值公式,为IP网的风险评估提供了基础。

Abstract: Due to the attribute of Internet, open, international and freedom, and the IP network itself is poor in network security, IP network security is facing more and greater threats. The identification and value of assets of IP network is key to risk assessment of IP. This article set IP network assets into three types,that is physical assets, information assets, and services assets. And it gives uniform formula, and presents value of the assets. It forms foundation for the IP network risk assessment.

关键词: IP网 关键资产 价值

Key words: IP network;Critical Asset;value

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)15-0179-02

0引言

传统电信网包含电话业务网、电信传送网和电信数据网。在我国,由于管理部门的职责是明确的,确保网络是安全的、是可信任的;主管部门及其网络运营商负责网络的安全问题,国内安全部门等相关机构负责信息安全问题,并监管密码技术不得滥用,以免危及国家安全。因此,传统电信网总体上是一个安全的网络和可信任的网络。但从上世纪90年代中期以来,新业务及传统电信业务的迅速IP化,终端设备的智能化,互联网的迅猛发展,电信网络由封闭的、基于电路交换的系统向基于开放、IP数据业务转型,网络规模愈来愈大,网络的安全问题也越来越突显。随着新技术引入、设备引进、网络开放互连、自然灾害和突发事件的存在,造成了我国电信网的脆弱性问题日益突出。互联网的不可控制,不可管理、只保证通达、把安全问题交给用户等网络设计理念,更进一步恶化了网络的安全性。

由于Internet的开放性、国际性和自由性,以及IP网络自身较差的网络安全性,使IP网络的安全面临更多更大的威胁。因此,如何在新时期的电信网络上采取措施保障信息服务的安全,将IP网络建成真正安全、可靠的信息化基础网络,是新时期电信企业发展要解决的重要问题之一。

IP网络所要保护的对象是资产,必须针对资产才能产生威胁和影响,完成与实现IP网络只有通过资产载体。因此分析评估工作必须以关键资产为核心进行,根据IP网络分析的结果识别出IP网络系统的关键资产。

1资产识别

在IP网络中,资产有多种表现形式,首先需要将IP网络中相关的资产进行恰当的分类,以此为基础进行下一步的风险评估。出于安全分析的目的,将IP网络的资产分为三大类:物理资产、信息资产和服务资产。

1.1 物理资产物理资产是最直接的。通常,安全审查着重于保护那些对持续运转非常关键的设备(如,路由器、交换机,数据存储设备和主机等)。基础设施支持服务资产和信息资产安全的生产,维护和使用。评估任何单个设备的重要性都依赖于首先确定关键的网络构成成分和位于它们之上的服务资产和信息资产。

物理资产是指IP网络中的各种硬件、软件和物理设施。在IP网络安全保障目标中,应详细列出所评估的特定IP网络中的所有重要资产。下面仅列出在IP网络中包含的部分物理资产示例,作为参考:

1.1.1 物理设施物理设施包括房屋设备和与房屋有关的任何装备和补充物,包括场地、机房、电力供给(负荷量及冗余/备份/净化)、灾难应急(防水/火/地震/雷击等)、文档及介质存储。

1.1.2 硬件资产①计算机:包括大/中/小型计算机、个人计算机;②网络设备:包括交换机、集线器、网关设备或路由器、中继器、桥接设备、调制解调器/Modem池、交叉连接设备、配线架;③传输介质及转换器:包括同轴电缆(粗/细)、双绞线、光缆/光端机、卫星信道(收/发转换装置)、微波信道(收/发转换装置);④输入/输出设备:包括键盘、电话机、传真机、扫描仪、打印机(激光/针式/喷墨)、显示器、终端(数据/图象);⑤存储介质:包括纸介质、磁盘、磁光盘、光盘(只读/一次写入/多次擦写)、磁带、录音/录像带;⑥监控设备:包括摄像机、监视器、电视机、报警装置。

1.1.3 软件资产①计算机操作系统;②IP网络管理软件;③数据库管理软件;④业务应用软件等。

1.2 信息资产信息资产通常是最有价值的资产,在IP网络运营过程中产生的同IP网络本身相关的有价值的信息以及IP网络所存储、处理和传输的各种相关的业务、管理和维护等信息,包括知识资产,客户资料、业务信息流和管理信息等。它是安全评估中的关键资产,可以通过价值、敏感性、生命周期、可利用性、从短期到长期对持续运转的危险程度、完整性和可依赖性来分类。下面仅列出在IP网络中包含的部分信息资产:①IP网络业务信息:客户档案信息、客户操作记录和交易业务数据等;②IP网络密码信息:私钥、公钥、证书等;③IP网络维护管理信息:包括系统运行日志、系统审计日志、系统监督日志、入侵检测记录、系统口令、系统权限设置、数据存储分配、内部网络地址、系统配置数据、网络设备的配置信息、路由信息、IP地址分配信息、设备采购信息、设备维护及升级记录、布线图纸、布线系统维护及升级记录、通信线路参数、以及其他信息等。

1.3 服务资产从应用层次说,服务资产包括网络管理、运转、顾客服务系统、服务质量、企业形象和其它重要的功能模块。从低层次说,服务资产有大量的物理设备,综合业务系统和提供高级功能的网络设备。IP网络中传统的内部服务资产包括交换系统,运营支持系统,网络管理系统和辅助的支持系统。目前还包括了信息处理系统及其部件,数据库服务器设备,智能网络管理,支撑网设备等。外部服务资产包括远程智能维护和测试、服务器托管或租赁、网络广告服务、各种业务的网络接入和企业的一些无形资产等。

2资产价值

对资产受损而引发的潜在的商业影响或数据灾难性后果的评定,依赖于资产的定价和风险研究。资产的定价中不仅要考虑资产的经济价值,更重要的是要考虑资产的安全状况对于系统或组织的重要性或敏感度。出于安全分析的目的,我们将IP网络的资产分为三大类:物理资产、信息资产和服务资产。

目前,其他文献的资产价值计算方法中,不同的三类资产价值没有处于同一口径下,有的是货币单位,有的是排列顺序,有的是比例系数,在统一的风险计算中,这样的价值计算无法用于风险计算和结果衡量。

根据上一节的分类说明,我们对物理资产、信息资产和服务资产三类的价值分别计算。我们这里使用的资产的价值分析方法依赖于价格评估理论,也就是说,我们将不同种类、不同实体表现形式的资产的价值,以相同的货币口径予以表示和计算,以方便对风险的计算结果有具体的大小衡量。价格计算中的我们主要使用现值计算法、重置成本法和机会成本法等。

因为其最终结果都是货币单位(例如,元),所以具有可加性。我们将整个IP网络的资产价值以资产在评估时的现值来表示。也就是三类资产各自现值的总和。用公式表示为:

IP网络资产价值=物理资产价值+信息资产价值+服务资产价值

下面,我们分别对三项资产的计算进行说明。

2.1 物理资产赋值方法物理资产价值是比较容易理解和计算的,对于所有的物理资产(软件的、硬件的)我们使用同一个公式,严格定义物理资产为IP网中限制的三项,不包含网络服务相关资产。

假设该项固定资产的原值为TV元(购买价),预计净残值为RV元(使用终了报废时可卖价),预计使用年限为n年(从购买到不能服务),已使用的月份为m,采用平均年限法以个别折旧方式计其折旧。则该项固定资产的累计折旧MD及净值PV按下式计算。

MD=(TV-RV)/(12n)

AD=MD*m

PV=TV-AD

根据上述公式,我们对每项物理资产的价值都进行统一的含参数PV■=fTV■,RV■,n■,m■现值计算,然后将各现值加总后,即得物理资产的总价值,用公式表示为,

物理资产价值=∑物理设施现值+硬件资产现值+软件资产现值

=■PV■

2.2 信息资产赋值方法信息资产的价值在组织内部是隐性的,计算相对比较复杂。因此,在对信息资产定价时,需要对不同种类的信息资产采取不同的计算方法。

数据网业务信息:采用重置成本法,即

数据网业务信息价值=(收集成本+维护成本)*(1-信息折旧率*时间)

其中:收集成本=人力成本+信息购买成本+社会资源获取成本

维护成本=设备维护成本+人工

信息折旧率可根据同行业年报数据更新

数据网密码信息:采用机会成本法,即从若密钥丢失可能带来的损失中计算。

数据网密码信息价值=∑各密码信息价值和=∑关联损失*风险概率

数据网维护管理信息:采用市场价值法,即

数据网维护管理信息=各项的获取成本+维护成本-累计折旧

综上,我们可以得到信息资产的价值计算公式,即

信息资产价值=∑数据网业务信息价值+数据网密码信息价值+数据网维护管理信息价值

2.3 服务资产赋值方法从高层次说,服务资产包括网络管理、运转、顾客服务系统、服务质量、企业形象和其它重要的功能模块。大体上由内部服务资产和外部服务资产两部分构成。

2.3.1 内部服务资产传统上主要是交换系统,运营支持系统,网络管理系统和辅助的支持系统。新的内部服务资产还包括了信息处理系统及其部件,数据库服务器设备,智能网络管理,支撑网设备等,属于技术支撑的范围,在一定的技术水平和业务开展程度下,其资产价值相对稳定。这些价值的计算,也要依赖于资产列表中的相应数据,根据现值计算法得到。

假设该项内部服务资产的原值为TV元(购买价),预计净残值为RV元(使用终了报废时可卖价),预计使用年限为n年(从购买到不能服务),已使用的月份为m,采用平均年限法以个别折旧方式计其折旧。则该项内部服务资产的累计折旧MD及净值SV按下式计算。

MD=(TV-RV)/(12n)

AD=MD*m

SV=TV-AD

内部服务资产价值=传统内部服资产现值+新的内部服务资产现值=(交换系统现值+运营支持系统现值+网络管理系统现值+辅助的支持系统现值)+(信息处理系统及其部件现值+数据库服务器设备现值+智能网络管理系统现值+支撑网设备现值)

=■SV■

2.3.2 外部服务资产包括远程智能维护和测试、服务器托管或租赁、网络广告服务、各种业务的网络接入和企业的一些无形资产等。主要提供与内部服务资产相关的外部业务,具有一定的变化性,会受到行业特征和行业内其他因素的影响。因此,我们给其设定一个行业周期调节因子K,其中k>0。当行业处于繁荣周期时,k>1;当行业处于调整周期时,k

外部服务资产价值=远程智能维护和测试费用+服务器托管或租赁、网络广告服务费用+各种业务的网络接入费用+企业的无形资产。

其中,前三项费用的计算都是劳务费用和维护费用总和;企业无形资产数据来源于资产负债表对应项;

因此,IP网资产的总价值就是三者的总和。

3结语

IP网资产价值的研究是服务于IP网风险评估的,对于IP网的风险评估研究,资产价值的确定是一项重要的基础性工作。因此,在识别资产时一定要防止遗漏,划入风险评估范围和边界内的每一项资产都应该被确认和评估。本文的研究成果将IP网关键资产分为物理资产、信息资产和服务资产三种。既包括了有形资产,又包括了无形资产。每种资产在每次计算中都是使用现值,而非静态值,体现了设备折旧和时间概念;在服务资产中,体现了行业周期的概念。最重要的是,这样的研究体系克服了各种资产计算方法在不同资产中口径不一,在风险损失评估中无法统一用于度量和定量计算的缺点,其最后的计算结果是货币单位,便于IP网的风险评估中给出最直接的风险评估结果。

参考文献:

[1]薛兴华.电信网安全与立法[J].邮电商情,2004年11期.

[2]国家信息化领导小组关于加强信息安全保障工作的意见.中办发[2003]27号,2003.

[3]2006-2020年国家信息化发展战略.中办发[2006]11号,2006.

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中图分类号:TU895文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)09(c)-0149-01

雷电,是众多大气现象中的一种,但雷电产生的强大电磁脉冲(LEMP),具有极大的破坏性。它具有发生范围广、频率高、强度大等特点。随着现代化进程的加快,特别是信息产业的迅猛发展,自动控制、通信和计算机网络等微电子设备和电子系统在各行业内外得到日益增加的广泛应用,雷击事故带来的损失和影响也越来越大,为此必须要加强对防雷减灾技术应用方面的研究。

本论文主要结合智能建筑的电子设备防雷需求,对智能防雷减灾技术的应用展开分析探讨,以期从中能够找到合理有效的防雷减灾技术的应用,并以此和广大同行分享。

1传统的防雷减灾技术应用探讨

由于闪电的电磁脉冲无孔不入地从空间各方面侵袭各种现代科技设备,所以现代的防雷措施必须采取全方位的防护,层层设防,综合治理,把防雷工程看作一个系统工程。考虑到各行各业的不同特点,传统的防雷方法主要有如下几种。

(1)避雷针:我们称为避雷针的装置,其英文原名是“Lightning rod”,又称“Lightning Conductor”,其愿意并不是“避雷的针”,而是“闪电棒”,更正确地说,应是“闪电传导器”,即是指它的功能是把闪电传导入地,这才是富兰克林对它发明的避雷针的作用的愿意。他的这一看法及所采取的措施,迄今仍是正确的,有效的。

(2)接地:防止直击雷害的完整一套系统,良好的接地才能有效泻放闪电的能量入地,降低引下线上的电压。接地也是为其它防雷措施服务的,接地不好,电子设备的功能就不可能完善,所以它是整个防雷系统工程中最基础的一环,特别重要,也是最费钱、费工的一环。

(3)屏蔽:屏蔽就是用金属网、箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来。从物理上看,就是把闪电的电磁脉冲波从空间的入侵通道全部阻断,使得闪电无隙可乘。

2智能防雷减灾技术应用探讨

2.1 弱电系统的雷击电磁脉冲的防护具体步骤

首先,根据电磁兼容理论,提高信息系统自身的电磁兼容性可从控制干扰源和提高信息系统自身抗电磁干扰能力两方面考虑。其次,采用等电位联合接地和屏蔽技术是信息系统雷电综合防护最简易最经济的方法。第三,雷击风险评估时,强调雷电磁场分布的预测。为减小雷电磁场对信息系统的侵袭,要求信息技术设备和网络系统处在雷电感应能量最小区,且不超过信息系统所要求的磁场环境条件要求。第四,为降低各类金属导体间的相互藕合,必须保证相互间的安全隔离距离。信息系统内各类线缆敷设纵横交错,易形成相互间的电磁干扰。因此,综合布线系统的雷电防护也是信息系统雷电综合防护工程中不可忽视的一个基本问题。最后,选择合理级数和技术参数的电涌保护器(SPD)也是信息系统雷电安全的重要保证。

2.2 直(侧)击雷的防护

防雷保护是一个系统工程,其第一道防线就是受雷(或称接闪)、引流(或称引下)、接地(散流系统)。采用金属材料作为接闪装置拦截雷电闪击,使用金属材料做引下线将雷电流安全地引下并泄流入大地,是目前唯一有效的外部防雷方法。而智能建筑大多属于一类建筑,应该按照一类建筑物的防护措施设计。防直(侧)击雷的完整装置包括接闪器、引下线和接地装置三部分。避雷针、避雷线、架空避雷网和避雷带都是接闪器,智能建筑大多使用避雷带和法拉第笼作为接闪器。建筑结构内有纵横交错的钢筋,在没有浇筑混凝土前就像一个大铁笼子,可以将屋面的钢筋引到女儿墙以上明装避雷带,利用多根垂直钢筋为引下线,利用基础结构钢筋为接地装置。而且结构内部纵横交错、密密麻麻的钢筋还可以对雷电空间电磁场起到初级的保护作用。

2.3 雷击电磁脉冲的防护

雷击电磁脉冲(LEMP)是由于雷云对大地间放电产生的雷电电磁脉冲感应到附近的导体中形成的过电压,这种过电压可高达几千伏,对微电子设备的危害最大。它的主要通道是通过电源线路、各类信号传输线路、天馈线路和进入建筑物的各种导体侵入设备和系统,造成破坏。因此,对雷击电磁脉冲的防护,应该在入侵通道上将雷电过电压、电流泻放入地,以达到保护的目的。主要方法有隔离、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压、过流保护、接地等。目前主要采用各系列电涌保护器安装在各系统或者设备的外连线路中,将地线按联合接地的原则接入系统的地线,避免造成电位反击,从而真正起到安全保护接地的目的。

2.4 智能接地的保护应用

(1)保护接地:保护接地就是将设备正常运行时不带电的金属外壳(或构架)和接地装置之间作良好的电气连接。即将建筑物内的用电设备及设备附近的一些金属构件,用PE线连接起来,但不能将PE线与N线连接。如果不作保护接地,当电气设备其中一相的绝缘破损,产生漏电而使金属外壳带上相电压时,人一接触就引发触电事故。实行保护接地后,设备的金属外壳和大地已经有良好的连接,只要接地电阻符合要求,发生漏电时可保障人身安全。

(2)防雷接地:以防雷害为目的的接地称为防雷接地,主要是为了把雷电流迅速导入大地。智能建筑内有大量的电子设备(如通信自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统及闭路电视系统等)以及与之相应的布线系统。建筑物的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种布线布满。这些电子设备及布线系统一般属于耐压等级低、防干扰要求高、最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此,对智能建筑的防雷接地设计必须严密、可靠。智能建筑的所有功能接地必须以防雷接地系统为基础,建立严密、完整的防雷结构。

3结语

雷电对于智能建筑而言,其危害性是巨大的,是不可估量的,因此必须要研究和应用面向智能建筑的防雷减灾技术。本论文在分析了常用的防雷技术的基础上,重点针对智能建筑的防雷要求,详细探讨了智能防雷减灾技术的应用,对于进一步提高智能建筑的防雷减灾水平,无论是在理论上还是在实践上都具有较好的指导意义。

参考文献

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引言:雷电灾害对人类和环境构成严重威胁,任何一次雷击都有可能危及到人类生命和财产的安全。尤其近现代化社会经济的发展,电子信息化技术的普遍应用,城市化高层建筑的增多等,使得雷击损失严重,对社会产生的影响也越来越大。因此,防雷安全检测被人们所关注和重视。其中加油站作为汽车动力的能源,随着城市化车辆的不断增多,加油站数量也急剧上升,分布于城市和乡镇的加油站随处可见,在城市交通中起着重要作用。同时加油站自身属于易燃易爆场所,为避免和减轻雷击危害损失,对其进行防雷安全保护十分重要,因此加强对加油站防雷安全检测是维护社会安定,保护社会公民生命财产的重要保障之一。本文就加油站防雷安全检测中的关键问题做以下讨论。

1.加油站防雷安全现状

一般加油站都建设在城市交通便利的高速路口或主要城市化、乡镇车流量大的路段上,且加油站营业建筑面积都不大,不便于实施全面多级的防雷保护方案。随着社会的发展,车辆的增加,能源需求量加大,加油站不断被改建,现代化加油站采用电子集成管理系统营运,多种特性使加油站雷击率上升。通过多年从事防雷经验,和对加油站实时调查、分析中发现当前加油站防雷中还存在严重问题。

1.1防雷设施破坏严重

一般加油站的防雷验收是在建成后进行的,部分加油站由于设备落后,或需要扩建,在后期进行改造和装修过程中,未能对防雷安全设施加以很好保护,使大部分的防雷安全设备遭到破坏,使防雷装置失去防雷效益。

1.2防雷设计不符合规范

我市部分运营的加油站是通过收购私人企业或单位原有加油站,这种加油站在防雷设计上大多都不规范,加油站在利用主内筋做避雷引下线时,为了设计美观未考虑到饮下线及接地极的间距问题。尤其部分防雷隐藏工程,独立避雷针、配电房直击雷防护设备、SPD等设备不完善,加油棚每根柱子接地电阻不均,易引起地电位反击。

1.3未考虑防感应雷

加油站的计算机等电子设备易受电磁脉冲干扰受损,但其内供电、通信线路多为架空,或捆绑防雷装置引入,电源系统采用埋地电缆线进线方式,但并未对其做屏蔽处理,没有加设SPD防护,增加了感应雷击率。

1.4卸油厂未设防静电接地装置

油罐进行装卸油时,罐内油品产生静电,达到一定量时易产生静电火花进而引发火灾事故。

1.5防雷安全距离不规范

加油站一般采用共用接地装置,根据《石油与石油设施雷电安全规范》要求,储油罐接地点应不少于两处,部分民营和私人小型加油站的防雷接地体与罐体距离较近,易造成雷电流泻放不畅和雷电高电位反击,引发火花放电。

2.加油站防雷安全检测注意事项

2.1充分掌握加油站防雷设计详情

仔细查阅加油站的防雷风险评估报告,核对防雷设计资料施工图纸、图纸审核意见书等相关资料,使我们防雷安全检测人员充分掌握到加油站的全面防雷设计情况,根据加油站防雷等级展开检测(根据《建筑物防雷设计规范》加油站、储油区建筑属于二类防雷建筑)。

2.2遵循检测程序

一般按照先简后难、先室外后室内的防雷检测方式,对加油站的直击雷防护检测、其次对感应雷防护检测、最后对等电位连接及静电保护进行检测。

2.3防雷安全检测环境

对加油站进行防雷安全检测时选择晴好天气,尽量避免阴天和雷雨天,检测时避开积水和冻土段的接地电阻测试。

2.4多点测量

在对防雷装置性能测量时要避开地下金属管道、通信线路等,若没能掌握地下情况,可尝试多地点测量,通过比较获取最佳可用性数据。

2.5检测仪器

确保检测仪表和测量工具符合易燃易爆场所使用规定,检查各测量工具是否在有效期内,性能是否良好,各项性能均需满足测量项目多需精确度要求。

2.6检测人员

对加油站检测要求我们检测人员进入场所必须穿防静电工作服和胶皮鞋底,避免出现静电花火。且严禁携带火种、无线通信等设备,避免造成火灾事故。

2.7检测规范

在检测过程中要严格按照检测规范和操作流程,在加油站相关提醒和被检测单位管理人员的陪同下进行。

3.加油站防雷安全检测措施

3.1防雷安全检测依据

根据《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》等相关规定“生产、储存、使用剧毒化学品单位,应对本单位生产装置进行每年一次安全评价”。针对加油站易燃易爆场所应认真贯彻上述规定,开展相应安全检测评价。加油站应根据《汽车加油站设计和施工规范》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》及《石油与石油设施雷电安全规范》等相关法规要求展开防雷安全检测。

3.2防直击雷检测措施

根据加油站的防雷设计图纸、各布设线路及其他附属设施连接图,确定加油站的防雷类别,要求加油站建筑物均处于直击雷防护区域内。检测金属油罐壁厚度大于4mm时,可不设防直击雷装置,需要对油罐做环形防雷接地,并保证至少有两处接地,且罐体接地间距大于3m;对加油站的内部防雷接地、电子设备工作接地和保护接地等采用共用接地,且要求接地电阻值不大于1Ω或4Ω。

3.3放感应雷、静电和等电位连接检测

对加油站内所有金属物件(如油罐、加油枪、电缆层等)的接地连接进行检测,并对金属储罐的阻火器、呼吸阀、放散管等金属附件的等电位连接进行检测;查看法兰盘连接,若5根以上法兰盘相连,在非腐蚀环境下可不跨接,必须构成电气通路。对加油站卸油场地防静电装置检测,要求接地装置与防雷接地共用接地,且阻值不大于1Ω或4Ω,若不共用接地,防静电接地电阻不大于100Ω。

4.结语

随着道路车辆数量的不断增加,与之配套的设施服务加油站数量也随之增加,其后带来危机有雷电危机,雷击加油站在我国发生数次,均造成严重灾害伤亡损失,其对加油站的防雷安全检测显得十分重要。由于加油站属于易燃易爆场所,对加油站进行防雷安全检测需要严格按照国家和地方相关标准规范,在详细掌握加油站各功能设施的基础上,根据加油站的实际情况对易疏漏环节进行仔细检查,及时发现并排除隐患,全面做好加油站防雷检测工作过,确保加油站安全运营,从而维护社会安定和公民安全。

参考文献

[1] 汽车加油站防雷安全检测保护措施 2012-11

[2] 陈哲 加油站防雷安全检查检测应关注的问题

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炸药仓库一旦受到雷击,其危害是巨大的,并且造成的损失也是巨大的,因此,一定要结合仓库的实际情况,制定一套完整且易于施工的防雷设计技术方案,提高炸药仓库的防雷技术,降低遭受雷击的损失,将可能造成的经济损失和人员伤害减至最低,提高工程设计及施工质量,给予炸药仓库更多的安全保障。

一、炸药仓库防雷设计现场勘察

炸药仓库的防雷设计除了要实现仓库工程的防雷效果之外,还要进行现场勘察,对于不同的地区和气候,都会对于炸药仓库的防雷设计有不同的影响,因此,炸药仓库的设计还要做到因地制宜,根据工程所在地的水文、气象、地质条件采取具体的设计方案和措施。

在某一个地方修建炸药仓库,对于它的防雷设计的综合考量因素除了工程设计上的注意事项之外,仓库选址的现场诸多因素也是应当关注和考虑的问题。首先,应当对于地理位置进行考查,根据当地的地理情况,整体地区结构,当地的地势和落雷的机率都应当考虑在内。其次,对于当地的气候环境也是相当值得关注和考虑的,当地雨水天气是否多发,是否雨热同期,雷暴日是否频繁,主要以怎样的形式为主,这对设计和施工甚至后期管理可以作为防护措施的重要参考依据。同时,对于当地的地质条件也应当进行勘察,地质条件的岩层布局,土壤的电阻率等等都是设计时应当考虑和兼顾到的问题。当然,还要考虑到周围的环境,周边的城市村庄的分布,人员生活安全都是炸药仓库设计与建设中需要考量并尽量做到周全的问题。

二、炸药仓库防雷设计原则

除了以上所说的客观地理气候原因的考量之外,炸药仓库的防雷设计还要坚持其设计原则。雷电是由于大气中的放电现象所产生的,大致可分为直击雷,球形雷和感应雷三种,是炸药仓库发生重大事故导致大量损失的重要诱因。它对建筑物以及仪器设备的损害主要通过直接雷,雷电波侵入,雷电感应和地点为反击等几种途径。因此,在炸药仓库的防雷设计过程中,我们要坚持以下几点原则:

首先,在设计过程中要解决炸药仓库雷击防护效果,这是防雷设计的主干部分,要根据不同类型的雷击危害做出具体的分类和判断,然后根据防雷设计的安全要求和设计规范对于防雷设置中各设备的具体参数例如接闪器的规格,尺寸、防护范围;引下线的用材、位置、间距;接地装置的埋地深度、接地电阻、以及接地体之间的距离控制等都要进行具体的选择和设计,以保证防雷设施中每个环节之间的完整有效衔接,一个环节出现错误都会导致防雷设施的效果无法达到。完成防雷设计方案的设计之后,要对设计方案进行验证和分析,看是否能达到预期的效果,对于直击雷和侧击雷是否都能实现安全完善的防护,防感应雷和电磁脉冲设施是否完善妥当,能够正常运行并防止感应雷和电路问题对炸药仓库造成的危害和损失。

其次,在设计过程中,对于炸药仓库内部设备的安全防护效果也是设计基本原则要求。对于防雷设计的炸药仓库内部的防感应雷装置和电磁脉冲情况进行分析和设置,对于接地设置,屏蔽设置电容保护器等的安全级别、安全距离以及电阻值等都要进行具体的分析和设计,达到安全指标的同时又要保证其适用性,有较好的防护效果,在设计完成之后要进行内部设备防护效果分析。

还有,炸药仓库的防雷设计要关注仓库内部管理人员的安全效果。由于现在电器设备越来越多的使用,其外露的金属导体在累积发生的时候回应其不同导体上的电位差,当人靠近时,会很容易触电导致人生安全受到威胁。因此,在炸药仓库的设计中,还要注意是接地插座、金属门窗、进出线路和电器设备以及管道等的电位联结做出科学合理的设计,避免外露金属导体或电线等受雷击出现电位差,尽量将可能存在的风险降至最低,并最后对电位的设计和连接进行效果分析。

三、炸药仓库防雷设计和施工应注意事项

在炸药仓库防雷设计和施工过程中,除了设计上的综合考虑要求达到防雷的效果之外,在工程设计和施工中同样存在很多值得注意的地方:

对于无孔不入的感应雷的防护办法是应当采取屏蔽的方式,利用钢筋混凝土结构柱、梁、屋面板、基础梁和圈梁中的钢筋结合金属门窗联结成为一个六方体的网笼结构的避雷网,将整个房体变成了一体的屏蔽。并且,对于所有的线路都要穿上金属管,然后将金属管和屏蔽进行科学的接地,由于外墙是电流密度和磁场电波比较强的区域,所以炸药仓库的电子设备最好不要设置在靠近外墙的地方,设置在仓库的中心位置比较好。

防雷设计中容易被人们忽视的还有等电位连接和接地的设置连接。独立的接地设置虽然可以避免各系统之间的相互干扰,但是容易造成雷击时造成各系统间的电位差,会造成电子设备瞬间被击穿,运用等电位联结的方式可以减小各系统内部的电位差,防止被反击。将炸药仓库内部的所有金属管道,防雷设备以及设施管路等都用统一的电气连接起来,将炸药仓库形成一个空间上的等电位体。这样的等电位连接设置可以有效避免电位差造成的雷电反击。

在炸药仓库防雷设计能够实现防护效果之后,防雷工程的施工也有很多值得注意的地方,例如地基接地作为整个工程的基础环节,焊接质量要十分严格,并进行焊接后的检查确认和电阻值测试,保证焊接质量和电阻值要达到设计要求;等电位系统的焊接质量也是十分重要的,水平和垂直铺设的金属管道与防雷接地的焊接,都是十分重要的,并且仓库顶上的避雷针与避雷网应当与所有金属物焊接成为一个整体;每根柱子位置及钢筋焊接的焊接位置,焊接长度和质量等也要达到设计的要求,防雷引上线和引下线与柱内钢筋的焊接都要注意和反复确认,以免焊接出现错误和漏焊。除了以上所提到的各防雷施工环节的施工需要严格按照设计要求执行,保证施工质量之外,还要求在施工后进行规范严格的质量检查,以保证施工的完整性和质量要求,保证防雷工程设计及施工能够达到效果,实现高安全水准。

结语

炸药仓库的防雷设计是十分重要的,它直接关系到炸药仓库的财产和人员安全。在防雷设计过程中,要遵循设计原则,保证防雷设计的效果,以及防雷内部设备的效果和人员安全效果的实现;还要根据仓库建设的具体区域进行现场勘察,保证设计方案更加合理完善;还要针对防雷设计施工中容易出现的问题和错误进行严格把关保证施工质量。全面实现炸药仓库防雷工程设计水平和防护能力的提高。

参考文献:

[1]王智刚,曹俊峰,王道平,汤宇,杨加艳.烟花鞭炮生产基地防雷安全技术探析[A].第28届中国气象学会年会——S13雷电物理、监测预警和防护[C].2011

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[4]邹林林.对防雷装置检测工作的几点思考[J].吉林农业.2012(6)

[5]张春燕,张冲.炸药库防雷工程设计和施工[J].煤矿爆破.2012(2)

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中图分类号:U284 文章编号:1009-2374(2017)08-0132-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.063

1 影响铁路信号的一般雷害分析

1.1 雷电电磁冲击

雷电产生电磁脉冲,直接冲击地面或者冲击安装信号接收和发射的地面设施,这样的雷电通常被称为感应雷,是由于云层相互放电或者云地之间放电产生的,电磁脉冲会使信号回路和信号装置发生过流或者过压的情况,而产生的电磁感应会干扰地底深层的电力线路,户外信号传输线和设备自身的电磁感应,从而导致磁感应范围内的相关铁路信号设施连锁破坏。

1.2 雷电直接冲击

雷电发生之后由于大量电荷积聚,产生雷暴现象,在其波及的范围内直接入侵钢轨、地面构架、铁路信号线缆。强大的电流会使击中地点与大地产生高压,并瞬间释放巨大的热量。这种情况会给设备造成毁灭性的伤害,但是出现的几率很小,由于其波及的范围小、发生的概率低的原因,目前对于雷暴防护的研究并没有实际的意义。

1.3 雷电感应

雷电感应是比较普遍的一个现象,自古就有,是由于雷电产生的电流遇到导体之后产生强大的电流或者电压,铁路信号设备一般在1000米内就会接受到雷电感应的打击,一般从电源端口、天线端口、信号设施钢铁构架以及铁路信号线口影响破坏,最终从外而内的影响到铁路信号系统。雷电感应所波及的设备,除了遭到破坏性的打击,还会造成信号设备的放电,产生更多的威胁。

1.4 雷击浪涌

随着电子信号设备的发展和广泛运用,雷击产生的电磁脉冲产生的暂态过电压,以传导、感应和耦合等方式入侵到铁路建筑的信号系统中,暂态过电压沿信号或者电源线路,在设备之间进行传输,产生感应电流并形成浪涌,包括静电浪涌和磁感应浪涌。其中静电浪涌主要由于带有负电荷的雷云与带有正电荷的钢铁设备进行感应释放电流,破坏设备,磁感应浪涌则是由于闪电在空间内产生与时间具有相关性的磁场,作用于通信线路并造成破坏。

1.5 雷电的机械冲击

当雷击作用于两平行的导体时,会产生巨大的安培力,物体或者导线会在安培力的作用下被劈开、折断或者受到拉伸而变形。根据相关公式推导,对于具有折弯的金属构件,比如导线或者金属框架,在弯折处的夹角尽量保证大,最好是钝角,这样才能将雷击产生的电动力降低到最小,否则会导致构件的折断。雷电冲击铁路信号发射设施时,巨大的冲击力会产生强大的热能,水汽在预热之后膨胀,产生机械冲击的力量极大,会直接作用到周围的设备,造成部件的破裂,阻断铁路信号的发生。

2 防止铁路信号遭受雷电干扰的保护措施

2.1 铁路信号设备的防雷要求

铁路信号在列车的运行、铁路的实时状态、铁路信息的维护等环节起着至关重要的作用。铁路信号收发和处理设备的防雷工作十分严苛。

对铁路信号的防雷设备要求在进入信号系统之后,不允许干扰到原设备的工作性能,在遇到雷电冲击之后保证信号出现的破坏程度不足以威胁到列车行驶安全,铁路的信号系统设备能够继续使用。防雷设备的放电特性应与被防护设备在绝缘耐压水平上一致,并且防雷设备的“V-S”曲线在一定的阈值范围内要低于被防护设备的“V-S”曲线。对于使用分层级防雷的设备时,要逐级验证其防护能力,对于第一级的防雷设备,一般采用大容量和快速的设备,同时保证在中级防雷设备的可靠性和连贯性,实现逐级防护的效果。

2.2 铁路信号设备遭遇雷害的一般原因和防雷分类

近年来由于雷害频发,针对具体铁路信号设备的雷害事故分析,雷害的原因一般包括:信号楼外的信号设备没有安装避雷针、信号设备未接地、接触网杆塔的引线与临近的信号电缆未隔离、信号楼的接触网位置较高忽略了接闪设备的安设、信楼在遇到雷击闪击时室内屏蔽效果不达标。针对雷害分类和事故多况,将铁路信号的防雷分为外部防护和内部防护两个方面。

外部防护主要是对信号收发设施的自身进行防雷保护,这一类防雷举措主要包括避雷针、屏蔽网、分流、接地等方法。内部防护则是保护铁路信号收发设施的内部构架,通常是采用合理布线、保护隔离、过电压保护器、屏蔽、等电位连接来实现内部设备的雷电防护。

2.3 铁路信号设备的外部防雷措施

2.3.1 安装避雷针。主要是在室外铁路信号设备较密集的地方安放,避免雷电直接冲击线缆、信号设备和钢轨。避雷针的位置选择需要满足能够使密集区内铁路信号设备全部避免遭受雷击,同时确保避雷针不会因为雷电的冲击产生雷电感应。为了避免电磁感应,避雷针的地线和密集区内的电路布线要有大于20米的安全

距离。

2.3.2 埋设接地网。接地网或者网状接地是埋设在铁路信号楼四周的,要求所设置的接地电阻不大于1Ω。一是这样做将电流大部分都输入大地;二是为了防止过电压对铁路信号设备造成威胁。一般采用铜包钢的物体进行垂直接地,间隔在2.5m左右,采用直径为10~12mm的镀铜圆钢进行水平接地,按照相关标准和实际的情况,埋设的接地网的电阻要和贯通地线连接,阻值在10Ω以内。

2.3.3 设置屏蔽接地栅。屏蔽接地栅就是法拉第笼,将其安装在铁路信号源的周围,主要材料是导电良好的镀锌铜条,并将接地网和其进行连接。铁路信号源由于是由许多小功率信号电气设备、遥控以及低压电子逻辑系统构成,因此需要加装特定的屏蔽网。根据屏蔽网标准规定,网格的均压环全部使用避雷带,规格必须小于3m×3m,实现等电位连接。

2.3.4 增加防雷塔。在铁路信号楼外的设备密集场地、信号楼的周围增加防雷塔。防雷塔的安设应该避免线缆的交叉,防雷塔与线缆间距的要求要满足国标规定的地上和地下距离标准,一般不大于3m。

2.4 铁路信号设备的内部防雷措施

2.4.1 电位均衡连接。雷电入侵设备时,巨大的雷电电流流入大地,在接地建筑体四周放射形呈现电位。如果这个时候铁路信号相关设备进入到这个磁场范围,就会被因为电位差产生的高达数万伏的入侵电压进行冲击而干扰破坏。为了消除这个破坏力极强的电位差,就必须进行电位均衡连接。不管是电源线后者信号线还是金属管道以及接地线等,都要采用过电压保护装置进行电位均衡连接。内部各级防护层的接口处同样要根据这样的要求进行电位均衡处理,而且各个分布区间的需要分别电位均衡,并最后与主等电位连接棒均衡相接。比如铁路信号的内部设备的相关金属管线和地线以及窗栅等都建议接在地栅上,实行电位均衡连接。铁路内部信号设施的金属部件连同金属骨架可以形成一个近似的屏蔽接地栅,解决了雷电引起的破坏力极强的电位差,保护了铁路信号发生设备。

2.4.2 分级保护。针对380V低压线路,按照国家相关的标准,需要进行三级过电压保护。一级保护是将避雷器或保护器加在高压变压器后端到二次低压设备的总配电盘间的电缆内芯线两端;二级保护是将避雷器或保护器加在二次低压设备的总配电盘至二次低压设备的配电箱间电缆内芯线两端;三级保护是将避雷器或保护器加在重要信号设备的前端。该方法对防护器的性能提出了很高的要求,成为了影响该措施的关键。

2.4.3 串接过电流保护装置。感应雷、电磁、无线电和静电对铁路信号设备的干扰是浪涌的主要起因。铁路信号设备经常在布置电线电缆,这些电缆是雷电干扰的最直接对象,需要进行十分严格的保护,为了抑制信号系统浪涌电压产生的过电流,避免过电流对微电子设备的危害,建议一般在信号线路入口处串接过电流保护装置。

2.4.4 使用光纤传输。光纤的特点是传输过程中受到电磁的干扰小,具有很好的健壮性,对于精确可靠度高的数据通信接口,诸如计算机的接口、输出输入设备等使用光纤传输能够更加实时安全地完成协议通信,避免雷电的干扰。

3 结语

铁路信号设备是铁路运营系统不可缺少、至关重要的设备。对于铁路信号设备的防雷一直是相关机构研究的重点,虽然在近几年防雷措施取得了进步得到了发展,但是面对雷击事故,面对未来的高铁快速发展,对于防雷措施的研究和铁路信号的保护工作仍然还有很长的路要走。本文阐述的内部防雷措施和外部防雷措施,需要彼此相互配合才能⑽O战档阶畹停铁路信号设备防雷与保护是一个较为综合性的问题,需要在保障基础防雷的前提下进行更加深层次的研究。

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