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一、风险和风险评估的定义以及雷电灾害风险评估的基本原则
            　　风险是一个捉摸不定和难以把握的概念[1]，一般定义为遭受灾害和损失的可能性，或者具有不确定性的可能损失。这表明可以有两类方法来定量风险，即相对值法和绝对值法。当然也可以使用定性的方法来衡量风险。对于个人风险评估，最常用的定性方法是将风险主体分为风险爱好者、风险中庸者和风险逃避者。一般来讲，风险是与收益相对而言的，高风险往往与高收益相伴随。风险评估是指为了衡量风险而对特定风险做评价与估算的一个过程，和风险评价相比，风险评估侧重于对风险的定量估算。
            　　雷电灾害风险是指雷电对建筑物和服务设施造成的年度可能损失。雷电灾害风险评估通常采用相对值法，通过相对损失和雷击概率得出一个或多个无量纲的风险值。
            　　在雷电灾害风险评估时，明确评估原则是十分必要的。在此提供以下5个评估原则：
            　　1．认清评估对象，选择符合其适用范围的评估标准。这要求在做风险评估时应该根据评估对象而有针对性的处理问题。
            　　2．评估方法和评估标准要及时更新。由于各种技术和产品的更新与发展更加日新月异，滞后的评估方法和标准是不能满足社会需求的。特别是LEMP危害逐渐占据主导地位时，通信、电子和网络等行业的发展给雷电灾害风险评估提出了很多需要解决的问题。
            　　3．抓住风险评估的两个关键因素，即评估结构（评估体系）和评估指标（评估参数）。
            　　4．雷电灾害风险评估要以风险（损失）为中心，而不是以风险的来源为中心。这是因为雷电灾害的来源与损失相比而言是很难准确确定的。同时要尽量避免重复性计算或遗漏性计算。
            　　5．风险是对于不同的评估主体（评估者）是具有不确定性的，风险评估应该考虑评估主体的风险偏好。

            二、评估的工作流程和概念模型
            　　一般而言，评估工作应该按照一定的工作流程来执行[2]。第一，确定评估对象；第二，明确评估范围；第三，选择评估标准，包括评估体系、评估指标及其基准值；第四，确定评价方法包括评估公式；第五，收集信息，进行评估；第六，提供评估结论包括评估等级，并提出适当的对策与相应的措施。
            　　在开展一项评估工作时，需要对所做的评估在宏观上形成一个清晰的概念模型，目的是为了在评估过程中紧紧抓住中心问题而不致于迷失方向。作为评估主体的评估者（防雷工程师和防雷用户），以评估对象（建筑物或服务设施）为中心，选择合适的评估标准，确定有效的评估方法，把工作重点防放在评估因子的分析与计算上，目的是得出全面而准确的评估结论，同时按照一定的评估级别来提出适当的防护措施。图1的概念模型比较恰当的描述了风险评估的整体框架。
            图1. 风险评估的概念模型（图略）
            Fig 1. The conceptional model of risk assessment

            三、评估标准
            　　目前有多个关于雷电灾害风险评估的标准，对各个标准的分析和比较可以提供更好的评估参考。人们有理由坚信在没有发现更好的处理方法时，目前的处理方法是最好的。
            　　1．QX3-2000风险评估
            　　QX3-2000是气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范[3]，其中风险评估的适用范围是由雷击电磁脉冲（LEMP）对气象信息系统造成损失的风险的评估。该标准中风险评估的中心是确定年平均直击雷次数N和年平均允许雷击次数Nc。
            　　建筑物的年平均直击雷次数N，N=k*Ng*Ae，Ng=0.024*Td1.3。
            　　年平均允许雷击次数Nc，公式为Nc=5.8*10-3/C或Nc=5.8*10-4/C，其中C=C1+C2+C3+C4+C5，C1是建筑涂料因子（金属取值0.5，钢筋混凝土取值1.0，砖混结构取值1.5），C2是信息系统重要程度因子（A类机房取值3.0，B类机房取值2.0，C类机房取值1.0），C3是设备耐冲击类型因子，C4是设备的LPZ因子，C5是雷击后果因子。
            　　信息系统LEMP防护分级E：E=1-Nc/N。按E值分为四个级别，E>0.98为A级，0.95<E<=0.98为B级，0.8<E<=0.95为C级，E<=0.8为D级。
            　　2．ITU-T K.39
            　　ITU-T
            K.39是由国际电信联盟发布的，其名称为通信局站雷电损坏危险的评估[4]。该标准的主要内容包括标准适用范围、危险程度的决定因素、损失、评估原则、有效面积的计算、概率因子、损失因子和可承受风险（允许风险）等。
            适用范围：适合于通信局站雷电过电压（过电流）造成的设备危害和人员安全危害的风险的评估。
            　　危险程度的决定因素包括：
            　　1）输入线路的类型（电源线和通信线）；
            　　2）设备所在建筑物的形状、大小及其屏蔽效果；
            　　3）内部布局；
            　　4）防护措施。
            　　损失分为硬件损害、软件资源破坏和服务中断等3 类。评估原则：
            　　1）F=Fd +Fn +Fs +Fa ，其中Fd =Ng*Ad*Pd ，Fn =Ng*An*Pn ，Fs =Ng*As*Ps ，
            Fa =Ng*Aa*Pa ；对于面积Ad ，An，As
            和Aa，在评估时要注意各类面积可能重叠，而对于损害次数F，一般情况以Fs为主，各项分开评估是为了分清损害的来源，便于实施雷电防护。
            　　2）R=(1-e-F*t)*δ≈F*δ=∑Fi*δi ，其中R
            是风险，δ是损失。有效面积A的计算：Ad=a*b+6*h*(a+b)+л*(3*h)2
            ，其中a、b和h分别是通信局站的长度、宽度和高度；An主要与土壤电阻率有关；As主要与线路性质和线路长度；Aa是附近关联目标的直接雷击面积，与Ad的计算方法相同。
            　　概率因子P：概率因子的确定方法基本上来自于经验，其大小与设备自身性质和特定的保护措施有关；整个风险评估的可信度和准确性主要取决于概率因子P的确定方法和具体数值。
            　　损失因子δ：δ表示为损失值与总价值的比值，是一个相对值；对于人身损失，人可能遭受严重伤害时δ=1；对于服务损失，δ=（t/8760）*(n/nt)，其中t是服务中断时间，n是服务中断用户数目，nt是服务用户总数；对于物理损失，一般网络接口δ=0.2，而无任何防护措施的局站δ=0.8。
            　　可承受风险（允许风险）Ra：除人身损失外，Ra一般由业主（用户）来决定，但提供了一定的参考值，如Ra=10-3和Ra=10-4。
            　　3．IEC61662和IEC62305
            　　IEC61662和IEC62305是国际电工委员会的两个防雷技术标准，其中IEC61662（雷电灾荒风险评估）是专门针对雷电灾害风险评估的标准。IEC61662的适用范围是地闪雷电对建筑物（包括其服务设施）造成的风险的评估。
            　　首先认识IEC61662标准[5]中有关建筑物与服务设施的分类、雷电损害和雷灾损失、雷灾风险、防护措施的选择过程以及建筑物与服务设施防护的基本标准等问题。
            　　建筑物与服务设施的分类：按照建筑物雷灾伴随作用和建筑物本身及其环境，将建筑物分为A1、A2、A3、A4、A5、A6和A7等7类。A1是普通建筑物，指用于一般目的包括商业、工业、农业和居住的建筑物。A2是爆炸性危险建筑物，指储存固体爆炸物或IEC60079-10确定的危害类型为0的建筑物。A3是电子系统建筑物，指安装大量电子系统包括通信设备、控制系统或测量系统的建筑物。A4是环境危害性建筑物，指可能由雷电引发而产生生物的、化学的或放射性危害的建筑物，包括化学工厂、石化工厂和核工厂等。A5是高火灾风险性建筑物，指由易燃物质建造的建筑物、房顶由高度可燃物质组成的建筑物或燃料荷载大于45Kg/m2的建筑物。A6是一般火灾风险性建筑物，指燃料荷载介于20
            Kg/m2和45Kg/m2之间的建筑物。A7是低火灾风险性建筑物，指燃料荷载小于20Kg/m2的建筑物或偶尔储存易燃物质的建筑物。按照服务设施的类型，将服务设施分为B1、B2和B3等3类。B1是通信线，指不同建筑物之间通信设备的传输媒介包括电话线和数据线等。B2是电源线，指电力传输线包括低压和高压等电力干线。B3是管道，指为建筑物输送流体的管道包括煤气管线、水管线和油管线。
            　　雷电损害：当雷电威胁建筑物时，可以造成建筑物本身的损坏和其居住者及财产的损害，包括设备特别是电子电力系统的失灵。同时可能扩展而造成对建筑物周围物体和环境的损害，其扩展程度取决于建筑物特征和雷电特征。建筑物雷电损害的影响因素包括建筑物结构（木结构、砖结构、混凝土、钢筋混凝土、钢架结构等）、建筑物功能（住房、办公室、农场、剧院、宾馆、学校、医院、博物馆、教堂、监狱、百货公司、银行、工厂、体育场）、居住者和财产（人和动物、不可燃物、可燃物、不爆炸混合物、爆炸混合物、电磁场不敏感设备或电磁场敏感设备）、引入装置（电源干线、通信线、数据线、其它服务设施）、限制损害后续影响的措施（包括减少火灾、限制爆炸混合物浓度、限制过电压、限制跨步电压和接触电压等保护措施）、危害扩散程度（局部的轻危害建筑物、封闭的强危害建筑物、危害周围物体的建筑物、危害环境的建筑物）等6个因素。建筑物雷电损害的来源分为S1、S2、S3和S4等4类。S1是雷电直接击中建筑物，这会造成由雷电流产生直接机械损害、火灾或爆炸，由电阻和感应耦合的过电压产生的火花而引起的火灾或爆炸，由电阻和感应耦合的跨步电压和接触电压导致的人身伤害，以及由电阻和感应耦合过电压或部分雷电流通道产生的电力或电子系统的失灵与故障等4种损害。S2是雷电直接击中引入设施，这会造成由进入建筑物的外部电源线过电压的火花诱发的火灾或报纸，由进入建筑物的外部线过电压和过电流导致的人身伤害，以及由进入建筑物的外部线过电压产生的电力或电子系统的失灵与故障等3种损害。S3是雷电击中建筑物附近的地面，这会造成由感应耦合过电压产生的电力或电子系统的失灵与故障等损害。S4是雷电击中引入设施附近的地面，这会造成进入建筑物的外部线感应过电压产生的电力或电子的失灵与故障等损害。综合来讲，雷电对于建筑物会造成C1、C2和C3等3类损害。C1是跨步电压和接触电压导致的生物伤害，C2是由雷电流及危险的火花的机械或热效应产生的物理损害（火灾、爆炸、机械破坏、化学释放），C3是过电压产生的电力或电子的失灵。
            　　当雷电威胁服务设施时，可以造成设施本身的损坏和相关电力和电子设备的损害。同时可能扩展而造成与服务设施相连的建筑物内电力和电子系统的损害，其扩展程度取决于服务设施特征、电力和电子系统的类型与范围、雷电特征。服务设施雷电损害的影响因素包括设施结构（架空线、埋地线、屏蔽线、无屏蔽线、光纤、金属管、塑料管）、设施功能（通信和数据线、电力干线、煤气干线、油干线）、使用规则（公用、个人）、相应建筑物（结构、涂料、大小、位置）和防护措施（备用线路、流体储存系统、发电装置、不间断电源）等5个因素。服务设施雷电损害的来源分为S1、S2和S3等3类。S1是雷电直接击中相应建筑物，这会造成由线内雷电流产生的金属线及屏蔽物的熔化，由电阻耦合引发的线路和相连设备的绝缘下降，管线刺穿等3种损害。S2是雷电直接击中服务设施，这会造成由雷电流产生设施的直接机械损害，直接电源线路损坏（绝缘下降）和相连设备损害，管线刺穿并引发火灾或爆炸等3种损害。S3是雷电击中引入设施附近的地面，这会造成由感应过电压引发的线路和相连设备的绝缘下降，管线刺穿等损害。综合来讲，雷电对于服务设施会造成C1、C2和C3等3类损害。C1是跨步电压和接触电压导致的生物伤害，C2是由雷电流及危险的火花的机械或热效应产生的物理损害（火灾、爆炸、机械破坏、化学释放），C3是过电压产生的电力或电子的失灵。

　　雷灾风险：在IEC61662中，风险是指雷电对建筑物和服务设施造成的年度可能损失。与雷灾损失正好对应，雷灾风险分为R1、R2、R3和R4等4类。R1是人身伤亡风险，R2是公共服务风险，R3是文化遗产风险，R4是财产经济风险。每一类风险分别由公式R=N*P*D来计算，其中R是雷灾风险，N是年危险性雷击次数，P是每次雷击造成损失的概率，D是平均相对损失。雷灾允许风险Ra是指雷电灾害评估标准或评估主体能够允许的风险水平。雷电防护的目的就是降低雷灾风险到雷灾允许风险，即R≤Ra。当雷灾损失有多种类型时，要求每种类型都满足R≤Ra这个条件。在建筑物风险评估时，要求实现两个目的，即确定建筑物雷电防护的必要性（针对于人身伤亡风险R1、是公共服务风险R2和是文化遗产风险R3）和确定建筑物雷电防护的经济效益（针对于财产经济风险R4）。

　　防护措施的选择过程：建筑物和服务设施的雷电防护需要首先确定是否需要防护，然后在需要防护时选择适当的防护措施。防护措施的选择应该遵循以下5个主要步骤。A）确定将要防护的建筑物（或服务设施）及其特征；B）确定雷电损害和雷灾风险的类型；C）对每类损害分别计算其雷灾风险R，选择雷灾允许风险Ra，然后比较R和Ra。当R≤Ra时，雷电防护不是必需的；当R>Ra时，应该采取防护措施使得R≤Ra。D）选择雷电防护措施来降低所有类型的风险至R≤Ra。E）根据技术条件和经济因素来选择最适当的防护措施。对于建筑物，雷电防护措施包括外部雷电防护系统（LPS）、浪涌保护器（SPD）和磁场屏蔽（MS）；对于服务设施，雷电防护措施包括地线（GW）和浪涌保护器（SPD）。

            　　建筑物与服务设施防护的基本标准：
            　　1）防护级别：按雷电流参数，结合各个级别的最大（度量标准）雷电流参数和最小（拦截标准）雷电流参数，划分Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级等4个级别。
            　　2）建筑物防护：建筑物雷电防护遵循防护带原则，该原则允许对建筑物的不同部分分别采取最适当的防护措施。对于物理损害和人身危害，可以在建筑物安装外部LPS（包括接闪系统、引下系统和接地系统）和内部LPS（等电位连接、距离分隔和电绝缘）。对于雷电电磁脉冲（LEMP），可以采取接地、屏蔽和连接等防护措施。
            　　3）引入设施防护：第一，尽量避免雷电直击服务设施，如将架空线路埋地，增加管道厚度等。第二，增加屏蔽，降低过电压。第三，利用SPD来分流过电流和限制过电压。第四，提高线路和相连设备的雷电抵抗力。
            　　在IEC62305中，雷电灾害风险评估建立了三个假设前提[6]。1）建筑物无任何天然或人为的防雷措施；2）任何防护措施都使损害概率缩减一个因子；3）采取多种措施时，缩减因子为各措施对应缩减因子之积。引入环境因子，使得年雷击次数N的确定更加符合实际。

            　　QX3-2000、ITU-T k.39和IEC61662
            与IEC62305等标准的雷电灾害风险评估都把评估的重点放在雷电灾害损害次数这个参数上，而决定损害次数的子参数的选取大多以经验为主。各标准都需要计算出实际损害次数（实际风险）和允许损害次数（允许风险），然后给出风险级别并提供适当的防护措施。各标准在处理雷电灾害损失和雷电灾害风险时，都使用相对值，大部分参数都以表格等形式给出一定的典型值，取值不连续而且很难达到比较高的精度。各标准都要求精确得到评估对象（建筑物或服务设施）的雷击有效面积，乘上当地的雷击密度而计算其可能雷击次数，然后需要求得允许雷灾水平（可承受雷灾水平）。从风险评估的复杂程度来看，IEC61662是最复杂的，应该说也是最准确的且可信度最高的。同时，通过对各个标准之间做两两比较，可以发现ITU-T
            k.39和IEC61662都是以公式R=N*P*δ基本计算公式，两个标准都考虑了人身损失和财产损失等，都是通过人为提供允许风险（可承受风险）来最终确定评估对象的雷电防护必要性和防护等级（防护级别）。

            　　但以上各个标准之间存在许多区别。QX3-2000标准的评估重点是确定年平均允许雷击次数Nc，而Nc=5.8*10-3/C或Nc=5.8*10-4/C，其中C=C1+C2+C3+C4+C5，因此其评估精度主要取决于建筑涂料因子、信息系统重要程度因子、设备耐冲击类型因子、设备的LPZ因子和雷击后果因子。ITU-T
            k.39标准的评估重点是确定雷电损害次数F，F=Fd +Fn +Fs +Fa ，其中Fd =Ng*Ad*Pd ，Fn =Ng*An*Pn
            ，Fs =Ng*As*Ps ， Fa =Ng*Aa*Pa，一般情况下以Fs为主；而面积Ad ，An，As
            和Aa，在评估时要注意各类面积可能重叠，概率因子P的确定方法基本上来自于经验，其大小与设备自身性质和特定的保护措施有关。IEC61662
            与IEC62305标准的评估重点是确定雷灾风险R，R=N*P*D，因此包括三个评估评估重点，即确定雷击次数N、确定雷灾概率P和确定雷灾损失D；在具体计算时，按雷灾损失分类，由R=∑Ni*Pi*Di，分别确定各类风险的雷击次数N、雷灾概率P和雷灾损失D。

　　在第三部分中分别对QX3-2000、ITU-T k.39和IEC61662
与IEC62305等雷电灾害风险评估的三大系列标准做了全面的分析和比较。可以看出，在评估建筑物及其服务设施的雷灾风险是，使用IEC61662与IEC62305标准来进行雷电灾害风险评估应该是正确的选择。在这部分和接下来的第五部分中，将以IEC61662标准作为说明对象，分析其评估体系（评估框架）和评估方法（评估公式）。

　　IEC61662标准的评估体系（评估框架）可以用图来表示。评估体系是一个完整的评估系统，也可以用评估框架来表达。要正确的运用IEC61662标准的评估体系来进行雷电灾害风险评估，就应该准确和完整的理解它。在此，分别采用分析法和综合法对雷电灾害风险评估体系做具体说明。图2给出了雷电灾害风险评估体系分析图，从雷电灾害风险评估的结果出发，反向推出需要提供的条件和参数。为了得到风险R，需要计算年雷击次数N、雷灾概率P和雷灾损失D等3个基本量。要计算N，就要知道有效雷击面积A和落雷密度NG，而NG可以由当地的雷暴日数Td利用一定的公式求得。同理，P可以由Ph、Pf和Po来计算，D可以由各类雷灾损害δ来求得。这里只给出了简单的分析图。

            图2. 雷电灾害风险评估体系分析图（图略）
            Fig 2.The analysis chart of the risk assessment system on lightning
            hazard

五、评估方法
　　在IEC61162标准中，建筑物雷电灾害风险评估的方法是相对值法，评估的损失是相对损失。具体的评估方法可以用一组评估公式来表示。

            　　评估的基本公式：
            　　R=∑Rx
            　　Rx=NPD

            　　其中Rx分别表示RA、RB、RC、RM、RU、RV、RW和RZ等8类风险。
            　　RA是指当雷电直接击中建筑物时，在建筑物外2m以内由接触电压和跨步电压造成的生命损失的风险。
            　　RB是指当雷电直接击中建筑物时，在建筑物内由危险火花引发的火灾和爆炸造成的物理损失的风险。
            　　RC是指当雷电直接击中建筑物时，由电阻耦合和感应耦合引起的过电压造成的电力电子系统失灵的风险。
            　　RM是指当雷电击中建筑物附近大地时，由内部装置上的雷电流引起的过电压造成的电力电子系统失灵的风险。
            　　RU是指当雷电直接击中引入线路时，在建筑物内由线路引入雷电流引发的接触电压造成的人身损失的风险。
            　　RV是指指当雷电直接击中引入线路时，由线路传送的雷电流造成的物理损失的风险。
            　　RW是指指当雷电直接击中引入线路时，由线路感应引起的过电压造成的电力电子系统失灵的风险。
            　　RZ是指当雷电击中引入线路附近的大地时，由线路感应引起的过电压造成的电力电子系统失灵的风险。
            　　对于雷电风险，有2种主要的分类方法，即按雷击类型分类和按损害类型分类。
            　　
            风险的分类：
            　　按雷击类型把雷电灾害风险(R)分为直击雷风险(RD)和间击雷风险(RI)：
            　　R = RD + RI
            　　RD = RA + RB + RC
            　　RI = RM + RU + RV + RW + RZ

            　　也可以按损害类型把雷电灾害风险(R)分为生命损失风险(RS)、物理损失风险(RF)和过电压损失风险(RO)：
            　　R = RS + RF +RO
            　　RS = RA + RU
            　　RF = RB + RV
            　　RO = RM+ RW + RC + RZ

　　现在，只要分别计算出RA、RB、RC、RM、RU、RV、RW和RZ等8类风险，就可以得到各类风险和总风险。下面是风险评估的具体公式。

            　　评估的具体公式：
            　　RA = ND*PA*DA ，其中DA= ra*δa
            　　RB = ND*PB*DB ，其中DB= r*h*δf ， PB=Pd*Pf
            　　RC = ND*PC*DC ，其中DC= δa ， PC=1- (1-Ps)*(1-Pe)
            　　RM = NM*PM*DM ，其中DM=δo
            　　RU = NL*PU*DU ，其中DU=δu ， PU=Pi*Pg
            　　RV = NL*PV*DV ，其中DV= r*h*δf ， PV=Pi*Pf
            　　RW = NL*PW*DW ，其中DL=δo ， PL=Pi
            　　RZ = NI*PZ*Dz ，其中DZ=δo
            　　以上公式涉及到许多参数，在评估时可以参照评估体系综合图来进行计算。

            六、存在的问题与发展的方向
            　　建筑物雷电灾害风险评估是一项充满挑战性的工作，目前的评估标准以及实践中使用的评估方法存在一些不足之处，需要不断的改进和更新。
            　　评估标准中主要有以下问题：
            　　1．对风险的理解不够全面和准确，对评估原则和评估流程的说明不够清楚，没有重视用户的参与。
            　　2．评估体系复杂而且操作性差。
            　　3．评估参数的确定主要依赖于经验值。
            　　相应的，今后风险评估有以下的发展方向：
            　　1．考虑风险偏好度，在评估过程中应该充分发挥用户的评估主体的作用。
            　　2．调整评估体系，使评估体系清晰化和实用化。一种发展途径是以雷灾损失为中心，将人身伤亡与经济损失分开，其中经济损失分为直接损失与间接损失。
            　　3．评估参数的确定从经验取值方法向数值公式方法转变。要以确定的建筑物属性参数、设备性能参数、土壤参数和雷电参数等数值为基础，发展一系列的评估参数的确定公式。

            七、结论
            　　以IEC61662标准为基础的雷电灾害风险评估，是一套完整的评估系统，通过详细的分析与说明，得到了以下结论：
            　　1．风险是不可逃避的，风险评估是认识和评价风险的有效手段。
            　　2．雷电灾害风险评估应该遵循5个基本原则，按照一定的工作流程进行评估，同时需要熟悉评估的概念模型。
            　　3．对相关的评估标准做了分析和比较，以IEC61662的评估标准为中心，使用综合分析法对建筑物风险评估体系进行总结，得到了雷电灾害风险评估综合图，并分析了风险评估的2个基本公式和8个具体公式。

以下是引用dingerzhuo在2007-8-17 9:11:00的发言：

菜鸟求助:请问"雷电风险评估报告"是由谁编写,怎么编写啊!!!!!!

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