摘要：易燃易爆产品由于其特殊的物理化学性质，在遭受雷击时易产生重大的人员伤亡及财产损失事故。在我国改革开放三十年后的今天，国内经济逐年高速增长，形势大好，社会财富的累计越来越多。因此有效地遏止住此类灾害事故的频繁发生，或者把灾害事故损失降低到最低程度的艰巨任务落到广大防雷工作者的肩上，为此本文结合工作实际，针对易燃易爆化学物品在雷击条件下的脆弱性和风险分析及减灾对策做一浅析。
关键词：易燃易爆行业；雷击；脆弱性分析；风险分析
1.概述
全球每年因雷击造成人员伤亡、财产损失不计其数，导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁发生。据美国国家雷电安全研究所对雷电所造成的经济损失的一份调查报告表明：美国每年因雷击造成的损失约50亿～60亿美元，每年因雷击造成的火灾3万多起，4/5石油产品储存和储罐事故是由雷击引起的。
随着湖南省经济的快速发展和“两型社会”的建设，新产品、新工艺、新材料的不断出现，用火、用电、用气量的增加，各种雷击事故，特别是易燃易爆化学物品种类因雷击造成的雷击事故日益增多，相关次生的火灾、危险品泄漏事故的形势也非常严峻。
2.研究背景
2.1.雷击引发易燃易爆化学物品灾害事故的现状
易燃易爆化学物品灾害事故造成的影响大、损失大，据有关部门统计，在我国每年都发生上百起由雷电引发的火灾爆炸事故。
1989年8月12日，青岛市黄岛油库火灾是比较典型的一例。雷击使油罐爆炸燃烧，人员伤亡严重，大部分配套设施毁坏殆尽，经过5昼4夜的激烈搏击，才将其扑灭；2005年4月21日22时25分，重庆市綦江东溪化工厂3层高建筑被摧毁，3人死亡16人失踪11人受伤；2008年7月13日，株洲醴陵市神福港镇丰树山村瑞祥鞭炮厂因雷击引发爆炸，致使包括20多栋村民住房在内的70多栋房屋损毁（其中20多栋夷为平地），造成37人群伤。
距今较近的一次此类事故是2008年8月2日晚上8：45左右，浏阳市三口乡白路花炮厂，由于出现雷暴、阵雨天气，雷击是以雷电波侵入的形式入侵，雷电流能量巨大，击穿电表，导致电源线路多处被烧毁。并引发大火，整个车间被烧毁。造成直接经济损失总经济损失约14.7万。
据不完全统计，2007年湖南省全省易燃易爆行业共发生雷灾4起，造成0死3伤，直接经济损失500余万元，间接经济损失1000余万元，行业现状不容忽视。从湖南省的易燃易爆行业雷灾统计结果来看，雷灾主要发生地点在长株潭地区，这与烟花爆竹生产基地在当地以及当地经济结构密集有关，雷灾个数也呈现逐年增加的趋势。
2.1.雷灾影响因子研究现状
对于雷击时易燃易爆行业的脆弱性分析和风险分析无论在国内还是国际上都属于相对领先的研究，因此目前尚无文献显示已有成熟的研究成果。但在雷灾影响因子方面有部分研究成果：
其中云南省防雷中心［2］利用云南省124个气象台站1971-2005年年均雷暴日数资料及2001-2005年雷电灾害资料，从灾害易损性的角度出发，对云南省雷电灾害进行系统的分析研究，计算了各州市的雷击密度、雷击灾害频数、经济易损性指标、生命易损性指标，最后进行了综合评估，初步形成了云南省雷灾易损性区划。结果表明，某一地区雷击灾害的发生及其造成的损失情况既与该地所处的地理位置、大气环境状况有关，也与该地人口密度、经济发展状况有关。所形成的区划对各地防御和减轻雷电灾害，采取有效管理措施提供了比较客观的科学依据。
3.雷击时易燃易爆行业的脆弱性分析
雷击时易燃易爆行业的脆弱性分析包括影响因素分析、脆弱性指标选定等。
3.1 影响因素
雷击时易燃易爆行业的脆弱性分析的影响因素包括很大，首先就是雷击的发生是最大的影响因素，其次还包括位置的选择等等。
3.1.1雷击
雷击、静电、化学作用、自燃物、摩擦热、金属物质、雨水、氧化物等都是易燃易爆场所的隐形杀手［4］。但雷击是本文考虑的重点，引发雷电事故的原因是多方面的，从过去的火灾爆炸事故中可以看出，直接雷击和感应雷击是造成雷电事故的主要原因。
直接雷击：雷电直接击中现场设备或击中与现场设备连接的管路等，损坏生产和储存易燃易爆危化品的设备装置，雷击过程中雷击电流在沿仪表导电的支架流人大地的过程中，产生强大的感应磁场，从而损坏电子设备。
感应雷击：一是静电感应，当雷云来临时，导体聚积大量电荷放电，进入仪表和设备，造成设备损坏。二是电磁脉冲辐射，雷电流在其周围产生电磁场，向外辐射电磁波，产生感应电动势，造成设备故障。当雷电发生时，对生产和储存易燃易爆危化品的构筑物破坏力最强的是电磁效应。强大电磁场会将处于其中的金属导体产生较大的电动势，而处在强大磁场中的导体如果没有构成回路或连接不牢，就会出现放电火花和局部发热，从而引燃引爆存放在建筑物内的易燃易爆危化品。
3.1.2选址
位置的选择，对于易燃易爆行业有效的防止雷击起着关键性的作用，是脆弱性影响因素之一。影响位置选择的因素包括周围的自然环境，建筑环境等等。建筑位置周围若存在明显导体或者易引雷建筑，则属于不良的位置，如周围有矿山、钢结构高层建筑等；而当易燃易爆行业的选址位置靠近学校、医院、居民区等人口密集区时，则提高了雷击带来的风险损失程度。
建筑环境包括周围建筑物的高度及建筑结构。周围建筑过高、特别是钢结构和钢混结构，属于极易引雷的建筑；当周围高层建筑采用了等离子避雷器等设施时，附件建筑遭受雷击的几率就被放大很多。
绿化及水源情况等建筑自然环境也是选址时必须考虑的因素，高大型树木，湖泊等水体边缘等都具有很高的引起雷击事故的可能性。
3.2脆弱性指标
脆弱性指标在雷暴灾害脆弱性评估与分析中是技术关键部分，直接影响结果的真实性和可用性，筛选指标并对指标排序，以及模型构造（精度与准确度的检验）是当前的难题。
多年平均雷暴日数、人均国民产值、人口密度、水域面积、海拔高度和综合灾度是目前比较通用的脆弱性指标［5］［6］，获取上述指标需对上千次既往雷暴灾害的频率，起因，过程等进行分析，并结合雷暴孕灾环境和成灾特点等进行选取。
在指标筛选工作中，必须遵循重要性、可比性、定量性的原则，同时要重点考虑区域因素，抓住主要因素，充分考虑系统性等多个方面。上述6个因子对雷暴灾害脆弱性有着极大的相关关系，且具有较强的区域差异性，适宜用空间数据表达，可做为雷暴灾害脆弱性指标，进行雷暴灾害脆弱性评估。
在六个脆弱性指标中，水域面积和海拔高度属于地域性指标，有着很强的地域特征和地理位置有直接联系；人口密度和人均国民产值的人文指标，与地区的经济发展程度密切相关；多年平均雷暴日数是雷击灾害统计的直接数据，大量观测统计资料表明，一个地区的雷闪频数与雷暴日数成线性关系。根据上述指标获得综合灾度，直接指示最终的脆弱性水平。
4.风险分析
易燃易爆行业逐渐向大型、集团化发展，一些大型、高能和高速的工艺和设施越来越多，以本届奥运会（29届北京2008）为例，奥运会使用烟花总价值超过六千万，其中由浏阳生产的超过70%。因此在这样的行业生产领域中低概率重大事件的风险相对明显增加，其识别、评价与控制技术也需日益完善。
目前相关风险分析技术中最引人注目的是定量风险评价（QRA）技术。随着QRA技术的不断进步，事故不可知论已成为过去，仅凭侥幸心理和单凭经验进行安全管理的思想也必须被淘汰。QRA方法的应用能够比较精确估算工业活动中某些特定风险的概率并对低概率事件后果做定量化的评价计算，进而比较事故（风险）可能发生的主要条件和各种方式，由此帮助技术人员和决策者控制资源配置和预防工作的方向，而后者尤为重要，因为它有助于确定政府或企业所必须清楚面对的风险强度和确定承担风险的能力。
计算前需要输入特定数据或因素。这些数据和因素要求至少包括以下几方面：容器大小；LPG类型（如丙烷或正丁醛）；容器灾难性失效概率：容器冷失效；容器热失效；容器有限性失效概率（裂缝或漏洞）；与蒸馏器、泵、管道系统等设备相关的容器泄漏概率；设备或管道泄漏物点燃的可能性与点燃可能性的分配；贮存器设备周围社区种类，以及人口密度等。
对于易燃易爆行业，应用QRA方法并结合IEC62305-2（国际电工委雷击风险管理手册），根据所在区域特性、周边自然和人文环境及气象条件等因素，对雷击带来的风险及产生的损失进行定量的、相对严格的分析和评价，为行业的风险管理和风险评估提供完善有效的数据及参考对策。
设评估指标体系的某一子指标体系，其危险评估指标有
个，它所构成的集合为
；参与确定指标特征值的相关因子有
个，其集合为
。对于指标
，相关因子
依据评估标准对该指标有关情况的了解给出一个特征值区间
，由此构成一集值统计系列：
。则评价指标
的特征值可按下式进行计算，即
（1）
式中：
； 。
5.对策分析
在对雷击时易燃易爆行业的脆弱性和风险进行分析之后，根据结果，防雷工作者应给出相应的对策和解决办法，真正达到对国家财产负责，为人民生命安全负责的目的。安全对策和解决办法包括从政策上制定详细的规范，从技术上做好预警预报工作及做好雷电防护工作两部分。
5.1.政策性规范
制定政策性的、详细的规范，从根本上防止由于雷击等灾害对易燃易爆行业带来的各种损失，是所有安全对策中最根本也是最有效的方法。
2008年7月31日，国务院颁布实施《建筑物防雷装置检测技术规范》国家标准，对于进一步贯彻实施《气象法》，推进建筑物防雷装置检测的规范化、程序化、标准化，提高雷电灾害防御能力和水平，具有十分重要的作用和意义。各级气象主管机构和防雷技术服务机构在防雷装置竣工验收和常规检测两个环节，要熟练掌握标准，严格执行标准，做到技术精湛，服务到位，全力搞好我省的防雷减灾工作。
以湖南省为例，湖南省正处于雷电灾害高发地带，2007年湖南省防雷中心承担了《烟花爆竹企业防雷装置设计施工规范》、《烟花爆竹企业防雷装置检测技术规范》、《烟花爆竹企业防雷运行管理规程》三项地方标准的编制工作。经过一年多的努力，该三项标准通过了由湖南省质量技术监督局主持召开的专家审定会，与会专家一致认为：该三项标准的制定规范了湖南省烟花爆竹行业的雷电防护安全管理工作，对该行业的健康发展有重要的促进和指导作用；填补了国内关于烟花爆竹行业雷电防护技术标准的空白。同时，湖南省防雷中心编写的行标《油库油站雷电安全防护技术规范》正在紧锣密鼓的进行，预期将在年底完成制定工作。
5.2.技术护航
5.2.1.做好预警预报工作
在雷击可能发生之前为易燃易爆行业提供雷击位置，强度等灾害信息，使相关企业提前采取防护措施，如石油石化行业停止营业等等。
预警预报工作的方法有很多，如参考潜势预报产品，利用大气电场监测分析产品：地面大气静电场的场强，雷云区域定位，静电场值变化率，静电场分布图等，可直接用于客观、定量判断大气电场的性质特征；利用云地闪电监测分析产品：云地闪电位置（二维），云地闪电发生时间（精度可达10-6秒），放电频率，闪电强度图，闪电陡度图，闪电电荷，闪电分布和密度图（带地理背景），雷暴单体及其移动速度图，雷电的时间和空间分布特性等，确定云地闪电的物理特性，实时确定云地闪电的位置，指示雷暴云的移动发展方向，为作出合理、精细预报，为预警提供基础信息；利用雷达探测资料提取与雷电预警有关的参数，和临近天气预警预报产品，综合其它探测手段，结合高精度的地理信息，建立雷电诊断分析方法，发展雷电预警方法和技术，制作和发布0-2小时雷电活动发生概率预警、重点区域雷电危险度等级预警、雷电活动区域移动趋势预警以及雷电发生概率的精细化落区和专业预警产品等等。
5.2.2.做好雷电防护工作
在制定政策性规范和做好预警预报工作的基础上，提供良好的雷电防护，一旦遭受雷击，将损失降低到最小，也是防止易燃易爆行业遭受雷击造成损失的关键。做好雷电防护工作包括以下三部分：
●必须依照有关规范标准安装防雷装置
严格按照规范做好接闪器、引下线、接地装置、等电位连接、电磁屏蔽、电涌保护器等设备的安装与检测，接地电阻也要严格符合规范要求［7］。
●易燃易爆场所的构筑物及设备装置必须符合消防安全标准
如果易燃易爆场所的构筑物及用于储存生产的设备装置的耐火等级、防火间距等达不到最低消防安全标准，一旦发生火灾和爆炸事故，极易造成大面积失火，火烧连营、爆炸连片，以至于酿成更大灾难。
●加强防雷设施的维护保养提高员工的安全意识
安装防雷设备并不意味着一劳永逸，如要使其发挥应有的作用，就要加强防雷设施的日常维护和检查，定期对化工塔、容器等关键部位的接地点进行测试。
6.结论
雷击时易燃易爆行业的脆弱性分析和风险分析，此类研究在国内，甚至国际上都具有非常领先的水平。做好此项工作，有利于保护国家财产和人民生命安全，有利于和谐社会的建设和可持续发展，符合科学发展观的精神和两型社会的基本理念，因此以本文为基础，大力开展相关研究对雷电事业的发展有着非常积极的作用。
参考文献：
［1］刘苑等；易燃易爆场所夏季防雷对策；化工安全与环境；2007年第30期
［2］王惠等；云南省雷电灾害易损性分析及区划；气象；2007年12月
［3］苟学强，张义军等；《区域海拔高度对云地雷闪闪击距离影响的数值》；《中国电机工程学报》2004年 第24卷 第02期
［4］吴建隆；易燃易爆场所的隐形杀手；劳动安全与健康；2001年9月
［5］张旭晖等；江苏省雷暴脆弱性分析 气象科学 2007年10月
［6］李家启；易燃易爆场所大气雷电环境风险评价；第三届中国防雷论坛；2004
［7］王学良等；易燃易爆场所防雷安全检测方法及技术要求初探；湖北气象；2006（4）
论文作者:马强1,张玲2,刘越屿3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：易燃易爆论文; 雷电论文; 防雷论文; 灾害论文; 雷暴论文; 行业论文; 湖南省论文; 《基层建设》2018年第8期论文;