現(xiàn)行民規(guī)對(duì)第二類防雷建筑物劃分解釋
選擇防雷裝置的目的在于將需要防直擊雷的建筑物的年損壞危險(xiǎn)度R值(需要防雷的建筑物每年可能遭雷擊而損壞的概率)減到小于或等于可接受的最大損壞危險(xiǎn)度Rc值(即R≤Rc)。
本章中對(duì)于需作計(jì)算年雷擊次數(shù)界限的條文采用每年10-5的Rc值,即每年十萬分之一的損壞概率。
基于建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)(N)和基于防雷裝置或建筑物遭雷擊一次發(fā)生損壞的綜合概率(P),對(duì)于時(shí)間周期t=1年,在NPt <<1的條件下(所有真實(shí)情況都滿足這一條件),下面的關(guān)系式是適用的:
R = 1 - exp(-NPt)= NP, 即R = NP (2.l)
P = PiPid+PfPfd 。2.2)
式中:Pi──防雷裝置截收雷擊的概率,或防雷裝置的截收效率(也用Ei表示),其值與接閃器的布置有關(guān);
Pf──閃電穿過防雷裝置擊到需要保護(hù)的建筑物的概率,也即防雷裝置截收雷擊失敗的概率,等于(1-Pi)或(1-Ei);
Pid──防雷裝置截收雷擊后所選用的各種尺寸和規(guī)格保護(hù)失敗而發(fā)生損壞的概率;
Pfd──防雷裝置沒有截到雷擊而發(fā)生損壞的概率。
一次雷擊后可能同時(shí)在不同地點(diǎn)發(fā)生n處損壞,每處損壞的分概率為Pk,這些分概率是并聯(lián)組成,因此,一次雷擊的總損壞概率為:
分損壞概率包含這樣一些事件,如爆炸、火災(zāi)、生命觸電、機(jī)械性損壞、敏感電子或電氣設(shè)備損壞或受到干擾等等。
在確定分損壞概率時(shí),應(yīng)考慮到同時(shí)發(fā)生兩類事件,即引發(fā)損壞的事件(如金屬熔化、導(dǎo)體熾熱、側(cè)向跳擊、不容許的接觸電壓或跨步電壓,等等)和被損壞物體的出現(xiàn)(即人、可燃物、爆炸性混合物等等的存在)這兩類事件同時(shí)發(fā)生。
出現(xiàn)引發(fā)損壞的事件的概率直接或間接與閃擊參量的分布概率有關(guān),在設(shè)計(jì)防雷裝置和選用其規(guī)格尺寸時(shí)是依據(jù)閃擊參量的。
在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率取決于建筑物的特點(diǎn)、存放物和用途。
為簡(jiǎn)化起見,假定:
1.在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率對(duì)每一類損壞采用相同的值,用共同概率Pr代替;
2.沒有被截到的雷擊(直擊雷)所引發(fā)的損壞是肯定的,損壞的出現(xiàn)與可能被損壞的周圍物體的出現(xiàn)是同時(shí)發(fā)生的,因此,Pfd = Pr;
3.被截收到的雷擊引發(fā)損壞的總概率只與防雷裝置的尺寸效率Es有關(guān),并假定等于(1-Es)。Es規(guī)定為這樣一個(gè)綜合概率,即被截收的雷擊在此概率下不應(yīng)對(duì)被保護(hù)空間造成損害。Es與用來定接閃器、引下線、接地裝置的尺寸和規(guī)格的閃擊參量值有關(guān)。
將上述假定代入(2.2)式,即將以下各項(xiàng)代入:Pi用Ei代入,Pf用(l-Ei)代入,Pfd用Pr代入,Pid用Pr(1-Es)代入;此外,引入一個(gè)附加系數(shù)Wr,它是考慮雷擊后果的一個(gè)系數(shù),后果越嚴(yán)重,Wr值越大。因此,(2.2)式轉(zhuǎn)化為:
P = PrWr(l-EiEs) 。2.4)
概率Pr應(yīng)看作是一個(gè)系數(shù),它表示建筑物自身保護(hù)的程度或表示考慮這樣的真實(shí)情況的一個(gè)因素,即不是每一個(gè)打到需要防雷的建筑物的雷擊和不是每一個(gè)使防雷裝置所選用的規(guī)格和尺寸失敗的雷擊均造成損壞。Pr值主要取決于建筑物的特點(diǎn),它的結(jié)構(gòu)、用途、存放物或設(shè)備。
η = EiEs (2.5)
η或EiEs為防雷裝置的效率。
從(2.1)、(2.4)、(2.5)式得:
如果R值采用可接受的最大損壞危險(xiǎn)度Rc = 10-5,并使
式中:Nc──建筑物可接受的年允許遭雷擊次數(shù)。
因此,防雷裝置所需要的效率應(yīng)符合下式:
(2.3)