建筑物防雷装置检测技术规范.ppt

欢迎指教 建筑物防雷装置检测技术规范 GB T21431 2008 马忠安普洱市雷电中心2008年9月22日 手机内容简介 1 适用范围2 规范性引用主要文件3 主要术语和定义4 检测项目5 检测要求和方法6 检测周期7 检测程序8 检测数据整理9 接地电阻检测中常见问题处理 1 适用范围 本标准是我国第一部防雷检测专用规范适用于建筑物防雷装置的检测 以下情况不属于本标准的范围 a 铁路系统 b 车辆 船舶 飞机及离岸装置 c 地下高压管道 d 与建筑物不相连的管道 电力线和通信线 2 规范性引用主要文件 下列文件中的有关条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 GB16895 建筑物电气装置 GB T17949 接地系统的土壤电阻率 接地阻抗和地面电位测量导则 GB18802 低压配电系统的电涌保护器 SPD GB T19271 雷电电磁脉冲的防护 GB T19663 信息系统雷电防护术语 GB50057 建筑物防雷设计规范 GB50174 电子计算机机房设计规范 GB50303 建筑电气工程施工质量验收规范 GB T50312 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 IEC的有关标准条款 3 主要术语和定义 3 1防雷装置 LPS 用以对某一空间进行雷电效应 电效应 热效应 机械效应 防护的整套装置 它由外部防雷装置 内部防雷装置两部分组成 在特定情况下 防雷装置可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置 也称雷电防护系统 外部防雷装置 由接闪器 引下线和接地装置组成 主要用于防护直击雷击的防雷装置 内部防雷装置 除外部防雷装雷外 所有其他附加设施均为内部防雷装雷 主要用于减小和防护雷电流在需要防护空间内所产生的电磁效应 3 主要术语和定义 3 2接地一种有意或非有意的导电 电气 连接 由于这种连接 可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的某种较大的导电体 有意 人工接地体 为接地需要而埋设的接地体 非有意 自然接地极 不是为接地目的而专门设置的各种金属构件 钢筋混凝土中的钢筋 埋地金属管道和设备等 接地的目的 a 使连接到地的导体具有等于或近似于大地 或代替大地的导电体 的电位 b 引导入地电流流人和流出大地 或代替大地的导电体 3 主要术语和定义 3 3防雷装置检查对防雷装置的外观部分进行目测检查 对防雷装置的隐蔽部分利用原设计资料或质量监督资料核实的过程 3 4防雷装置检测按照建筑物防雷装置的设计标准确定防雷装置满足标准要求而进行的检查 测量及信息综合分析处理全过程 注意 检查包含在检测的全过程中 检测分为首次检测和后续检测 4 检测项目 防雷分类 接闪器 引下线 接地装置 防雷区划分 电磁屏蔽 等电位连接 电涌保护器 说明 首次检测应全部 八项 检测 后续检测不一定检测项目有 防雷分类 接闪器保护范围 防雷区划分和电磁屏蔽 5检测要求和方法 5 1建筑物的防雷分类5 1 1第一类防雷建筑物 1 凡制造 使用或贮存炸药 火药 起爆药 火工品等大量爆炸物质的建筑物 因电火花而引起爆炸 会造成巨大破坏和人身伤亡者 2 具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物 3 具有1区爆炸危险环境的建筑物 因电火花而引起爆炸 会造成巨大破坏和人身伤亡者 5 1建筑物的防雷分类 5 1 2第二类防雷建筑物 1 国家级重点文物保护的建筑物 2 国家级的会堂 办公建筑物 大型展览和博览建筑物 大型火车站 国宾馆 国家级档案馆 大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物 3 国家级计算中心 国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物 4 制造 使用或贮存爆炸物质的建筑物 且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者 5 具有1区爆炸危险环境的建筑物 且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者 6 具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物 7 工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐 8 预计雷击次数大于0 06次 a的部 省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物 9 预计雷击次数大于0 3次 a的住宅 办公楼等一般性民用建筑物 5 1建筑物的防雷分类 5 1 3第三类防雷建筑物 1 省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆 2 预计雷击次数大于或等于0 012次 a 且小于或等于0 06次 a的部 省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物 3 预计雷击次数大于或等于0 06次 a 且小于或等于0 3次 a的住宅 办公楼等一般性民用建筑物 4 预计雷击次数大于或等于0 06次 a的一般性工业建筑物 5 根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果 并结合当地气象 地形 地质及周围环境等因素 确定需要防雷的21区 22区 23区火灾危险环境 6 在平均雷暴日大于15d a的地区 高度在15m及以上的烟囱 水塔等孤立的高耸建筑物 在平均雷暴日小于或等于15d a的地区 高度在20m及以上的烟囱 水塔等孤立的高耸建筑物 5 1建筑物的防雷分类 5 1 4当一座防雷建筑物中兼有第一 二 三类防雷建筑物时 其防雷分类和防雷揩施宜符合下列规定 1 当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30 及以上时 该建筑物宜确定为第一类防雷建筑物 2 当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30 以下 且第二类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30 及以上时 或当这两类防雷建筑物的面积均小于建筑物总面积的30 但其面积之和又大于30 时 该建筑物宜确定为第二类防雷建筑物 但对第一类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入 应采取第一类防雷建筑物的保护措施 3 当第一 二类防雷建筑物的面积之和小于建筑物总面积的30 且不可能遭直接雷击时 该建筑物可确定为第三类防雷建筑物 但对第一 二类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入 应采取各自类别的保护措施 当可能遭直接雷击时 宜按各自类别采取防雷措施 5 1建筑物的防雷分类 5 1 5当一座建筑物中仪有一部分为第一 二 三类防雷建筑物时 其防雷措施宜符合下列规定 1 当防雷建筑物可能遭直接雷击时 宜按各自类别采取防雷措施 2 当防雷建筑物不可能遭直接雷击时 可不采取防直击雷措施 可仅按各自类别采取防雷电感应和防雷电波侵入的措施 3 当防雷建筑物的面积占建筑物总面积的50 以上时 该建筑物宜按本规范第3 5 1条的规定采取防雷措施 5 1建筑物的防雷分类 5 1 6在设有低压电气系统和电子系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下 当该建筑物不属于第一类 第二类和第三类防雷建筑物和不处于其他建筑物或物体的保护范围内时 宜将其划属第三类防雷建筑物 5 2接闪器 5 2 1接闪器的要求5 2 1 1接闪器的布置 应符合下列要求 建筑物避雷针避雷网网格防雷类别滚球半径尺寸 m m第一类30m 5 5或6 4第二类45m 10 10或12 8第三类60m 20 20或24 16 5 2 1接闪器的要求 5 2 1 2避雷针的材料规格应符合下列要求 针长1m以下 圆钢为12mm 钢管为20mm 针长1 2m 圆钢为16mm 钢管为25mm 烟囱顶上的针 圆钢为20mm 钢管为40mm 实际容易发生情况 用10mm圆钢代替1m左右的简易针 5 2 1接闪器的要求 5 2 1 3避雷网和避雷带材料规格 圆钢直径不应小于8mm 扁钢截面不应小于48mm2 其厚度不应小于4mm 烟囱避雷环 其圆钢直径不应小于12mm 扁钢截面不应小于100mm2 其厚度不应小于4mm 架空避雷线和避雷网宜采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线 5 2 1接闪器的要求 5 2 1 4金属屋面作为接闪器时 第一类除外 金属板之间采用搭接时 其搭接长度不应小于100mm 金属板下面无易燃物品时 其厚度不应小于0 5mm 金属板下面有易燃物品时 其厚度 铁板不应小于4mm 铜板不应小于5mm 铝板不应小于7mm 金属板无绝缘被覆层 薄的油漆保护层或0 5mm厚沥青层或1mm厚聚氯乙烯层均不属于绝缘被覆层 5 2 1接闪器的要求 5 2 1 5钢管 钢罐的材料规格 钢管 钢罐的璧厚不小于2 5mm 钢管 钢罐一旦被雷击穿 其介质对周围环境造成危险时 其壁厚不得小于4mm 5 2 1 6利用屋顶建筑构件内的铜筋作接闪器时 钢筋或圆钢的直径不应小于10mm 有箍筋连接的钢筋 其截面积总和不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积 5 2 2接闪器的检查 5 2 2 1首次检测项目1 避雷网的规格尺寸 网格尺寸 2 第一类防雷建筑物的接闪器 网 线 与风帽 放散管之间的距离 3 用经纬仪或测高仪和卷尺测量接闪器的高度 长度 建筑物的长 宽 高 并用滚球法计算其保护范围 4 高于所选滚球半径对应高度以上的防侧击保护措施 5 2 2接闪器的检查 5 2 2 2常规检查项目1 检查接闪器与建筑物顶部外露的其他金属物的电气连接 与避雷引下线电气连接 天面设施等电位连接 2 检查接闪器的位置是否正确 焊接固定的焊缝是否饱满无遗漏 螺栓固定的应备帽等防松零件是否齐全 焊接部分补刷的防腐油漆是否完整 接闪器是否锈蚀1 3以上 避雷带是否平正顺直 固定点支持件是否间距均匀 固定可靠 避雷带支持件间距是否符合水平直线距离为0 5m 1 5m的要求 每个支持件能否承受49N 5kgf 的垂直拉力 5 2 2接闪器的检查 5 2 2 2常规检查项目3 检查接闪器上有无附着的其他电气线路 如果接闪器上有附着的其他电气线路则应按 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB50169 92 中第2 5 3条规定检查 即 装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线 必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿入金属管的导线 电缆的金属护层或金属管必须接地 埋入土壤中的长度应在10m以上 方可与配电装置的接地相连或与电源线 低压配电装置相连接 4 当低层或多层建筑物利用屋顶女儿墙内或防水层内 保温层内的钢筋作暗敷接闪器时 要对该建筑物周围的环境进行检查 防止可能发生的混凝土碎块坠落等事故隐患 高层建筑物不应利用建筑物女儿墙内钢筋作为暗敷避雷带 5 3引下线 5 3 1引下线的要求5 3 1 1引下线的材料规格1 常规引下线 圆钢直径不应小于8mm 扁钢截面不应小于48mm2 其厚度不应小于4mm 2 烟囱引下线 圆钢直径不应小于12mm 扁钢截面不应小100mm2 厚度不应小于4mm 5 3 1引下线的要求 5 3 1 1引下线的材料规格3 暗敷引下线 圆钢直径不应小于10mm 扁钢截面不应小于80mm2 4 引下线的保护措施 在易受机械损坏和防人身接触的地方 地面上1 7m至地面下0 3m的一段接地线应采取暗敷或镀锌角钢 改性塑料管或橡胶管等保护设施 5 3 1引下线的要求 5 3 1 2引下线间距1 常规引下线间距建筑物防雷类别引下线间距第一类12m第二类18m第三类25m2 烟囱引下线间距高度不超过40m的烟囱 可只设一根引下线 超过40m时应设两根引下线 可利用螺栓连接或焊接的一座金属爬梯作为两根引下线用 3 金属烟囱应作为接闪器和引下线 5 3 2引下线的检查 5 3 2 1首次检测项目引下线隐蔽工程纪录 用卷尺测量每相邻两根引下线之间的距离 记录引下线布置的总根数 每根引下线为一个检测点 按顺序编号检测 用游标卡尺测量每根引下线的规格尺寸 5 3 2引下线的检查 5 3 2 2常规检测项目检查明敷引下线是否平直 无急弯 卡钉是否分段固定 且能承受49N 5kgf 的垂直拉力 引下线支持件间距是否符合水平直线部分0 5m 1 5m 垂直直线部分1 5m 3m 弯曲部分0 3m 0 5m的要求 检查引下线 接闪器和接地装置的焊接处是否锈蚀 油漆是否有遗漏及近地面的保护设施 5 3 2引下线的检查 5 3 2 2常规检测项目检查明敷引下线上有无附着的其他电气线路 如果有则应按本规范的5 2 2 6条规定检查 测量明敷引下线与附近其他电气线路的距离 一般不应小于1m 采用仪器检查引下线接地端与接地体的电气连接性能 利用建筑物内钢筋作为暗敷引下线的检查方法正在研究中 5 4接地装置 5 4 1接地装置要求5 4 1 1共用接地系统的要求1 除第一类防雷建筑物独立避雷针和架空避雷线 网 的接地装置有独立接地要求外 其他建筑物应利用建筑物内的金属支撑物 金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件 金属管道 低压配电系统的保护线 PE 等与外部防雷装置连接构成共用接地系统 2 当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时 宜将其接地装置互相连接 5 4 1接地装置要求 5 4 1 2独立接地的要求 第一类防雷建筑物 独立避雷针和架空避雷线 网 的支柱及其接地装置至被保护物及与其有联系的管道 电缆等金属物之间的距离应符合下列表达式的要求 但不得小于3m 地上部分 当hx 5Ri时 Sa1 0 4 Ri 0 1hx 当hx 5Ri时 Sa1 0 1 Ri hx 地下部分 Sel 0 4Ri式中 Sa1 空气中距离 m Se1 地中距离 m Ri 独立避雷针或架空避雷线 网 支柱处接地装置的冲击接地电阻 hx 被保护物或计算点的高度 m 5 4 1接地装置要求 5 4 1 2独立接地的要求2 第二 三类防雷建筑物 在防雷接地装置独立设置时 地中的距离不应小于2m 第二类防雷建筑物地中的距离应符合下列表达式的要求 Se2 0 3kcRi式中Se2 地中距离 m kc 分流系数 5 4 1接地装置要求 5 4 1 2独立接地的要求3 防雷装置至被保护物的距离 5 4 1接地装置要求 5 4 1 3利用基础钢筋作为接地装置时的要求1 第二 三类防雷建筑物 利用基础内钢筋网作为接地体时 在周围地面以下距地面不小于0 5m 每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合下列表达式的要求 第二类 S 4 24kc2第三类 S 1 89kc2式中 S 钢筋表面积总和 m2 kc 分流系数 5 4 1接地装置要求 5 4 1 3利用基础钢筋作为接地装置时的要求2 第二类防雷建筑物 当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时 接地体的规格尺寸不应小于下列规定 闭合条形基础的周长扁钢圆钢 根数 直径 60m4 252 10mm 40至 604 504 10或3 12 40钢材表面积总和 4 24m2 5 4 1接地装置要求 5 4 1 3利用基础钢筋作为接地装置时的要求3 第三类防雷建筑物 当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时 接地体的规格尺寸不应小于下列规定 闭合条形基础的周长扁钢圆钢 根数 直径 60m1 10mm 40至 604 202 8mm 40钢材表面积总和 1 89m2 5 4接地装置要求 5 4 1 3利用基础钢筋作为接地装置时的要求4 第二类防雷建筑物 当金属物或电气线路与防雷的接地装置之间不相连时 其与引下线之间的距离应按下列表达式确定 当lx Ri时 Sa3 0 3kc Ri 0 1lx 当lx 5Ri时 Sa3 0 075kc Ri lx 式中 Sa3 空气中距离 m Ri 引下线的冲击接地电阻 lx 引下线计算点到地面的长度 m 5 4 1接地装置要求 5 4 1 3利用基础钢筋作为接地装置时的要求5 第三类防雷建筑物 当金属物或电气线路与防雷的接地装置之间不相连时 其与引下线之间的距离应按下列表达式确定 当lx 5Ri时 Sa3 0 2kc Ri 0 1lx 当lx 5Ri时 Sa3 0 05kc Ri lx 式中 Sa3 空气中距离 m Ri 引下线的冲击接地电阻 lx 引下线计算点到地面的长度 m 5 4 1接地装置要求 5 4 1 3利用基础钢筋作为接地装置时的要求6 第二 三类防雷建筑物 当金属物或电气线路与防雷的接地装置之间相连或通过过电压保护器相连时 其与引下线之间的距离应按下列表达式确定 第二类 Sa4 0 075kclx第三类 Sa4 0 05kclx式中 Sa4 空气中距离 m lx 引下线计算点到连接点的长度 m 当利用建筑物的钢筋或钢结构作为引下线 同时建筑物的大部分钢筋 钢结构等金属物与被利用的部分连成整体时 金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制 5 4 1接地装置要求 5 4 1 4人工接地体的要求1 圆钢直径不应小于10mm 扁钢截面不应小于100mm2 其厚度不应小于4mm 角钢厚度不应小于4mm 钢管壁厚不应小于3 5mm 2 垂直接地体的长度宜为2 5m 垂直接地体间的距离及水平接地体间的距离宜为5m 当受地方限制时可适当减小 3 埋设深度不应小于0 5m 应远离由于砖窑 烟道等高温影响使土壤电阻率升高的地方 4 在腐蚀性较强的土壤中 应采取热镀锌等防腐措施或加大截面 5 接地线应与水平接地体的截面相同 5 4 1接地装置要求 5 4 1 5接地电阻的要求第一类防雷建筑物 10a 天气雷达站共用接地 4 第二类防雷建筑物 10a 配电电气装置总接地 A类 10 第三类防雷建筑物防雷装置 30a 配电变压器 B类 4 汽车加油 加气站防雷装置 10a 有线电视接收天线杆 4 电子计算机机房防雷装置 10a 卫星地球站 5 5 4 1接地装置要求 5 4 1 5冲击接地电阻与工频接地电阻的换算接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻的换算应按下式确定 R ARi式中 R 接地装置各支线的长度取值小于或等于接地体的有效长度le或者有支线大于le而取其等于le时的工频接地电阻 A 换算系数 Ri 所要求的接地装置冲击接地电阻 5 4 1接地装置要求 5 4 1 6冲击接地电阻与工频接地电阻概念雷电流经过接地体入地时 冲击电流产生的冲击电压降峰值与冲击电流峰值之间有一个时间差 即雷电流增长到峰值的时间滞后于冲击电位降增长到最大值的时间 严格地说 冲击接地电阻将不再像工频接地电阻那样为一个常数 而是随接地体泄散雷电流大小变化而变化的变量 为了方便起见 工程上常用雷电流幅值I与接地体的冲击电位幅值Um之比来定义冲击接地电阻 5 4 1接地装置要求 换算系数A取值图 5 4 1接地装置要求 5 4 1 6土壤电阻率的测量1 土壤电阻率 是土壤的一种基本物理特性 是土壤在单位体积内的正方体相对两面间在一定电场作用下 对电流的导电性能 一般取每边长为10mm的正方体的电阻值为该土壤电阻率单位为 m 5 4 1接地装置要求 5 4 1 6土壤电阻率的测量2 土壤电阻率的影响因子有 土壤类型 含水量 含盐量 温度 土壤的紧密程度等化学和物理性质 同时土壤电阻率随时深度变化较横向变化要大很多 因此 对测量数据的分析应进行相关的校正 在进行土壤电阻率测量之前 宜先了解土壤的地质期和地质构造 3 土壤电阻率的测量方法有 土壤试样法 三点法 深度变化法 两点法 西坡Shepard土壤电阻率测定法 四点法 温纳法或等距法 等 本标准主要介绍四点法 5 4 1接地装置要求5 4 1 6土壤电阻率的测量 4 等距法或温纳 Wenner 法 四点法将小电极埋入被测土壤呈一字排列的四个小洞中 埋人深度均为b 直线间隔均为a 当测试电极入地深度b不超过0 1a 可假定b 0 则计算公式可简化为 2 aR 5 4 1接地装置要求5 4 1 6土壤电阻率的测量 5 四点法测量土壤电阻率时注意事项 1 电级应选用钢接地棒 且不应使用螺纹杆 2 引线应选用挠性引线 以适用多次卷绕 引线的阻抗应较低 3 对于一般的土壤 因需把钢接地棒打人较深的土壤 宜选用2kg 4kg质量的手锤 4 为避免地下埋设的金属物对测量造成的干扰 在了解地下金属物位置的情况下 可将接地棒排列方向与地下金属物 管道 走向呈垂直状态 5 在测量变电站和避雷器接地极的时候 应使用绝缘鞋 绝缘手套 绝缘垫及其他防护手段 要采取措施使避雷器放电电流减至最小时 才可测试其接地极 6 不要在雨后土壤较湿时进行测量 5 4 2接地装置的检测5 4 2 1接地装置的检测 检查 1 首次检测 检查 项目查看隐蔽工程纪录 检查接地装置的结构和安装位置 检查接地体的埋设间距 深度 安装方法 检查接地装置材质 连接方法 防腐处理 检查相邻接地体在未进行等电位连接时的地中距离 用毫欧表检测两相邻接地装置的电气连接 5 4 2接地装置的检测5 4 2 1接地装置的检测 检查 2 常规检测 检查 项目检查接地装置的填土有无沉陷情况 检查有无因挖土方 敷设管线或种植树木而挖断接地装置 检查第一类防雷建筑物与树木之间的净距是否大于5m 新建 改建 扩建建筑物利用建筑物的基础钢筋作为接地装置的跟踪检测在研究中 5 4 2接地装置的检测5 4 2 1接地装置的检测 检查 3 接地电阻的测量接地装置的工频接地电阻值测量常用三极法和使用接地电阻表法 5 4 2接地装置的检测5 4 2 1接地装置的检测 检查 4 接地电阻的测量三极法的三极是指图 a 被测接地装置G 测量用的电压极P和电流极C 电流极C和电压极P离被测接地装置G边缘的距离为dGC 4 5 D和dGP 0 5 0 6 dGC D为被测接地装置的最大对角线长度 P点可以认为是处在实际的零电位区内 为了较准确地找到实际零电位区时 可把电压极P沿电流极与被测接地装置之间连接线方向移动三次 每次移动的距离约为dGC的5 电压极P与接地装置G之间的电压 如果电压表的三次指示值之间的相对误差不超过5 则可以把中间位置作为电压极的位置 在接地网测量中 为了快速找到零电位 减少测量的次数 可采用一些标准的测量方法 如图列举了三种常用的接地网接地电阻测量方法的示意图 大型接地网和小型接地网的概念 大型接地网 是指接地网的最大对角线长度在100m以上的接地网 小型接地网 是指接地网的面积小于或等于30m 30m的接地网 接地电阻测量试验结论 1 对一般接地体 最大对角线长度不大于100m 由于场地受限 电流极C无法远离接地体E 无穷远 时 可选择电流极C到接地体E的距离不小于35m 电位极P布置于EC中间部位 测得的接地电阻值可以作为真实接地电阻值 2 当电位极P无法布置于接地体E与电流极C的直线上时 P极可以在不偏离EC连线 30 以内布置 测得的接地电阻可作为真实接地电阻值 3 电流极C距离接地体E不能满足大于35m的情况时 可以把电流极C 电位极P与接地体E布置成边长为20m的等边三角形 测得的接地电阻可作为真实接地电阻值 4 更换标准测试线后 必须用统一的方法测量测试线内阻和进行实际检测 并将接地电阻的测量结果扣除内阻后才能消除测试导线对测量结果造成的影响 消除测量引线互感影响的措施 1 采用三角形法布置电极 因三角形布置时 电压线和电流线相距的较远 2 当采用停电的架空线路 直线布置电极时 可用一根架空线作电流线 而电压线则要沿着地面布置 两者应相距5 10m 3 采用四极法可消除引线互感的影响 另外还可采用电压 电流表和功率表法测量 5 5防雷区的检查5 5 1防雷区的定义 LPZ0A区 本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流 本区内的电磁场强度没有衰减 LPZ0B区 本区内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击 但本区内的电磁场强度没有衰减 LPZ1区 本区内的各物体不可能遭到直接雷击 流经各导体的电流比LPZ0B区更小 本区内的电磁场强度可能衰减 这取决于屏蔽措施 LPZn 1后续防雷区 当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时 应增设后续防雷区 并按照需要保护的对象所要求的环境区选择后续防雷区的要求条件 5 5防雷区的检查5 5 2防雷区的实际检查 在两个防雷区的界面上应将所有通过界面的金属物做等电位连接 并宜采取屏蔽措施 注 LPZ0A与LPZ0B区之间无界面 5 6雷电电磁脉冲屏蔽5 6 1建筑物和线路的屏蔽要求 1 屏蔽结构可分为网型和板型两种 网型屏蔽是采用金属网或板拉网构成的焊接固定式或装配式金属屏蔽 如利用建筑物内钢筋组成的法拉第笼或专门设置的网型屏蔽室 板型屏蔽是采用金属板或金属薄片构成金属屏蔽 板型屏蔽效果比网型屏蔽较好 2 屏蔽材料宜选用铜材 钢材或铝材 选用板材时 其厚度宜为0 3mm 0 5mm间 选用网材时 应考虑网材目数和增设网材层数 需要时 在门 窗的屏蔽中 可采用钢网屏蔽玻璃 5 6雷电电磁脉冲屏蔽5 6 1建筑物和线路的屏蔽要求 3 建筑物的屋顶金属表面 立面金属表面 混凝土内钢筋和金属门窗框架等大尺寸金属件等应等电位连接在一起 并与防雷接地装置相连 4 屏蔽电缆的金属屏蔽层应至少在两端并宜在各防雷区交界处做等电位连接 并与防雷接地装置相连 5 建筑物之间用于敷设非屏蔽电缆的金属管道 金属格栅或钢筋成格栅形的混凝土管道 两端应电气贯通 且两端应与各自建筑物的等电位连接带连接 5 6雷电电磁脉冲屏蔽5 6 2电磁屏蔽的检测方法 1 用毫欧表检查屏蔽网格 金属管 槽 防静电地板支撑金属网格 大尺寸金属件 房间屋顶金属龙骨 屋顶金属表面 立面金属表面 金属门窗 金属格栅和电缆屏蔽层的电气连接 过渡电阻值不宜大于0 03 2 用卡尺测量屏蔽材料板材厚度是否为0 3mm 0 5mm 5 6雷电电磁脉冲屏蔽5 6 2电磁屏蔽的检测方法 3 当建筑物和房间无屏蔽时所产生的无衰减磁场强度 相当于处于LPZ0A和LPZ0B区内的磁场强度 应按下式计算 H0 i0 2 sa 式中 H0 无屏蔽时产生的无衰减磁场强度 A m i0 最大雷电流 A sa 雷击点与屏蔽空间之间的平均距离 m 5 6雷电电磁脉冲屏蔽5 6 2电磁屏蔽的检测方法 4 当建筑物和房间有屏蔽时 在格栅形大空间屏蔽内 即在LPZ1区内的磁场强度 应按下式计算 H1 H0 10SF 20式中 H1 格栅形大空间屏蔽内的磁场强度 A m SF 屏蔽系数 dB 5 LPZ区内距屏蔽层的安全距离应按下列公式计算 当SF 10时 ds 1 wSF 10当SF 10时 ds 1 w式中 ds 1 安全距离 m w 格栅形屏蔽的网格宽 m SF 屏蔽系数 dB 磁场强度的计算 某信息系统设备在一幢砖混结构的建筑物内 设备耐冲击磁场强度为110A m 当在距设备平均100m处落入幅值达100kA的闪电时 设备能承受闪电产生的磁场强度吗 请通过计算加以说明 简述如设备不能承受 应采取何种技术措施解 砖混结构建筑物无格栅形大空间屏蔽 其磁场强度按下式计算 HO i0 2 Sa A m 100000 2 3 14 100 159 24 A m 110A m所以设备不能承受闪电产生的磁场强度 应采取以下的基本措施 建筑物和房间的外部设屏蔽措施 以合适的路径敷设线路 线路屏蔽 这些措施宜联合使用 为改进电磁环境 所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起 并与防雷装置相连 5 7等电位连接5 7 1第一类防雷建筑物等电位连接的要求 一 建筑物内的设备 管道 构架 电缆金属外皮 钢屋架 钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管 风管等金属物 均应接到防雷电感应的接地装置上 金属屋面周边每隔18 24m应采用引下线接地一次 现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面 其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路 并应每隔18 24m采用引下线接地一次 二 平行敷设的管道 构架和电缆金属外皮等长金属物 其净距小于100mm时应采用金属线跨接 跨接点的间距不应大于30m 交叉净距小于100mm时 其交叉处亦应跨接 5 7等电位连接5 7 1第一类防雷建筑物等电位连接的要求 当长金属物的弯头 阀门 法兰盘等连接处的过渡电阻大于0 03 时 连接处应用金属线跨接 对有不少于5根螺栓连接的法兰盘 在非腐蚀环境下 可不跨接 三 防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用 其工频接地电阻不应大于10 防雷电感应的接地装置与独立避雷针 架空避雷线或架空避雷网的接地装置之间的距离应符合GB50057 94第3 2 1条五款的要求 屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接 不应少于2处 5 7等电位连接5 7 1第一类防雷建筑物等电位连接的要求 四 低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设 在入户端应将电缆的金属外皮 钢管接到防雷电感应的接地装置上 当全线采用电缆有困难时 可采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线 并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入 其埋地长度应符合下列表达式的要求 但不应小于15m l 2 式中 l 金属铠装电缆或护套电缆穿钢管埋于地中的长度 m 埋电缆处的土壤电阻率 m 5 7等电位连接5 7 1第一类防雷建筑物等电位连接的要求 在电缆与架空线连接处 尚应装设避雷器 避雷器 电缆金属外皮 钢管和绝缘子铁脚 金具等应连在一起接地 其冲击接地电阻不应大于10 五 架空金属管道 在进出建筑物处 应与防雷电感应的接地装置相连 距离建筑物100m内的管道 应每隔25m左右接地一次 其冲击接地电阻不应大于20 并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接 绑扎钢筋网作为引下线 其钢筋混凝土基础宜作为接地装置 埋地或地沟内的金属管道 在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连 5 7等电位连接5 7 2第二类防雷建筑物等电位连接的要求 一 每根引下线的冲击接地电阻不应大于10 防直击雷接地宜和防雷电感应 电气设备 信息系统等接地共用同一接地装置 并宜与埋地金属管道相连 当不共用 不相连时 两者间在地中的距离应符合下列表达式的要求 但不应小于2m Se2 0 3kcRi式中Se2 地中距离 m kc 分流系数 在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下 接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体 5 7等电位连接5 7 2第二类防雷建筑物等电位连接的要求 二 利用建筑物的钢筋作为防雷装置时 构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋 其箍筋与钢筋的连接 钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接 单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板 线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接 构件之间必须连接成电气通路 柱子基础的钢筋网通过钢柱 钢屋架 钢筋混凝土柱子 屋架 屋面板 吊车梁等构件的钢筋或防雷装置互相连成整体 建筑物内的设备 管道 构架等主要金属物 应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上 可不另设接地装置 5 7等电位连接5 7 2第二类防雷建筑物等电位连接的要求 三 平行敷设的管道 构架和电缆金属外皮等长金属物 其净距小于100mm时应采用金属线跨接 跨接点的间距不应大于30m 交叉净距小于100mm时 其交叉处亦应跨接 但长金属物的弯头 阀门 法兰盘等连接处可不跨接 四 建筑物内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处 五 当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时 在入户端应将电缆金属外皮 金属线槽与防雷的接地装置相连 5 7等电位连接5 7 2第二类防雷建筑物等电位连接的要求 六 低压架空线应改换一段埋地金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入 其埋地长度不应小于15m 入户端电缆的金属外皮 钢管应与防雷的接地装置相连 在电缆与架空线连接处尚应装设避雷器 避雷器 电缆金属外皮 钢管和绝缘子铁脚 金具等应连在一起接地 其冲击接地电阻不应大于10 七 架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连 当不相连时 架空管道应接地 其冲击接地电阻不应大于10 对架空金属管道尚应在距建筑物约25m处接地一次 其冲击接地电阻不应大于10 5 7等电位连接5 7 1等电位连接的检测 1 大尺寸金属物的定义大尺寸金属物是指 设备 管道 构架 电缆金属外皮 钢屋架 钢门窗 金属广告牌 玻璃幕墙的支架 擦窗机 吊车 栏杆 放散管和风管等物 2 大尺寸金属物的等电位连接检测检查设备 管道 构架 均压环 钢骨架 钢窗 放散管 吊车 金属地板 电梯轨道 栏杆等大尺寸金属物与共用接地装置的连接情况 如已实线连接 应进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 5 7等电位连接5 7 1等电位连接的检测 3 平行敷设的长金属物的检测检查平行或交叉敷设的管道 构架和电缆金属外皮等长金属物 其净距小于规定要求值 小于100mm 时的金属线跨接情况 如已实线跨接 应进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 4 长金属物的弯头 阀门等连接物的检测检查第一类防雷建筑物中长金属物的弯头 阀门 法兰盘等连接处的过渡电阻 当过渡电阻大于0 03 时 检查是否有跨接的金属线 并检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 5 7等电位连接5 7 1等电位连接的检测 5 总等电位连接带的检测检查由LPZO区到LPZ1区的总等电位连接状况 如已实现其与防雷接地装置的两处以上连接 应进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 6 低压配电线路埋地引入和连接的检测试检查低压配电线路是否全线埋地或敷设在架空金属线槽内引入 如全线采用电缆埋地引入有困难 应检查电缆埋地长度和电缆与架空线连接处使用的避雷器 电缆金属外皮 钢管和绝缘子铁脚等接地连接质量 连接导体的材料和尺寸 5 7等电位连接5 7 1等电位连接的检测 7 第一类和处在爆炸危险环境的第二类防雷建筑物外架空金属管道的检测检查架空金属管道进人建筑物前是否每隔25m接地一次 进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 8 建筑物内竖直敷设的金属管道及金属物的检测检查建筑物内竖直敷设的金属管道及金属物与建筑物内钢筋就近不少于两处的连接 如已实现连接 应进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 5 7等电位连接5 7 1等电位连接的检测 9 进入建筑物的外来导电物连接的检测所有进入建筑物的外来导电物均应在LPZO区与LPZ1区界面处与总等电位连接带连接 如已实现连接应进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 10 穿过各后续防雷区界面处导电物连接的检测所有穿过各后续防雷区界面处导电物均应在界面处与建筑物内的钢筋或等电位连接预留板连接 如已实现连接应进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 5 7等电位连接5 7 1等电位连接的检测 11 信息技术设备等电位连接的检测检查信息技术设备与建筑物共用接地系统的连接 应检查连接的基本形式 并进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 如采用S型连接 应检查信息技术设备的所有金属组件 除在接地基准点 ERP 处外 是否达到规定的绝缘要求 12 等电位连接的过渡电阻的测试采用空载电压4V 24V 最小电流为0 2A的测试仪器进行检测 过渡电阻值一般不应超过0 03 各种连接导体的最小截面 mm2 材料流过大于或流过小于25 等于25 总雷电流的等总雷电流的等电位连接导体电位连接导体铜16mm26mm2铝25mm210mm2铁50mm216mm2铜或镀锌钢等电位连接带的截面不应小于50mm2 5 8电涌保护器 SPD 5 8 1电源SPD的基本要求 1 原则上SPD和等电位连接位置应在各防雷区的交界处 但当线路能承受预期的电涌电压时 SPD可安装在被保护设备处 实际中电源SPD 第一级可安在建筑物入口处的配电柜上或与屋面电气设备相连的配电盘上 第二级可安在各楼层的配电箱 分配电盘处 或UPS前端上 第三级可安在重要的终端设备或精密敏感设备处 标称放电电流 n值不宜小于3kA 8 20us 5 8电涌保护器 SPD 5 8 1电源SPD的基本要求 2 SPD必须能承受预期通过它们的雷电流 并具有通过电涌时的电压保护水平和有熄灭工频续流的能力 实际中电源SPD 第一级采用4 0形式时 每一相线和中性线对PE之间冲击电流Iimp值不应小于12 5Ka 采用3 1形式时 中性线与PE线间不宜小于50kA 10 35Ous 第二级SPD标称放电电流 n不宜小于5kA 8 20us 第三级SPD标称放电电流 n值不宜小于3kA 8 20us 5 8电涌保护器 SPD 5 8 1电源SPD的基本要求 3 当电源采用TN系统时 从总配电盘 箱 开始引出的配电线路和分支线路必须采用TN S系统 4 电源SPD的Up应低于被保护设各的耐冲击过电压额定值Uw 一般应加上20 的安全裕量 即有效的电压保护水平 UP f 0 8Uw5 当在线路上多处安装SPD时 若无试验数据时 电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m 若小于10m应加装退耦元件 限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m 若小于5m应加装退耦元件 220 380V三相系统各种设备耐冲击过电压额定值 Uw 设备位置耐冲击过电压类别Uw电源处的设备 类6kV配电分支线路设备 类4k用电设备 类2 5kV特殊设备 类1 5kV 5 8电涌保护器 SPD 5 8 1电源SPD的基本要求 6 安装在电路上的电源SPD 其前端应有后备保护装置过电流保护器 7 SPD如有通过声 光报警或遥信功能的状态指示器 应检查SPD的运行状态和指示器的功能 8 连接导体应符合相线采用黄 绿 红色 中性线用浅蓝色 保护线用绿 黄双色线的要求 9 SPD两端的连线应符合最小截面要求 SPD两端的引线长度不宜超过0 5m SPD应安装牢固 TT系统中 电涌保护器安装在剩余电流保护器 漏电开关RCD 的负荷侧时 最大持续工作电压 Uc 1 55U U 220V TT系统中 电涌保护器安装在剩余电流保护器 漏电开关RCD 的电源侧时 最大持续工作电压 Uc 1 15U U 220V TN系统中 电涌保护器的最大持续工作电压 Uc 1 15U U 220V IT系统中 电涌保护器安装在剩余电流保护器 漏电开关RCD 的负荷侧时 最大持续工作电压 Uc 1 15U U 380V 5 8电涌保护器 SPD 5 8 2信号SPD的基本要求 1 信号电涌保护器 SPD 原则上应设置在金属线缆进出建筑物 机房 的防雷区界面处 若不行 当线路能承受所发生的电涌电压时 也可将信号SPD安装在保护设备端口处 信号SPD与被保护设备的等电位连接导体的长度应尽可能短 以减少电感电压降对电压保护水平的影响 导线连接过渡电阻应不大于0 03 5 8电涌保护器 SPD 5 8 2信号SPD的基本要求 2 信号SPD应满足系统的传输特性 如比特差错率 BER 带宽 频率 允许的最大衰减 阻抗 接口等 3 信号SPD其电压保护水平Up和通过的电流Ip应低于被保护的信息技术设备 ITE 的耐受水平 4 信号SPD的Uc值一般应高于系统运行时信号线上的最高工作电压的1 2倍 见下表 常用电子系统工作电压与SPD额定工作电压的对应关系参考值 序号通信线额定工作SPD额定工作类型电压 V电压 VDDN X 25 帧中继 6或40 6018或80 xDSL 6182M数字中继 56 5ISDN4080模拟电话线 110180100M 同轴 以太网 56 5RS232 1218RS422 485 56视频线 66 5现场控制 2429 5 8电涌保护器 SPD 5 8 3SPD的检查 1 检查并记录各级SPD的安装位置 安装数量 型号 主要性能参数 如Uc In max imp Up等 和安装工艺 连接导体的材质和导线截面 连接导线的色标 连接牢固程度 2 对SPD进行外观检查 SPD的表面应平整 光洁 无划伤 无裂痕和烧灼痕或变形 SPD的标志应完整和清晰 3 检查SPD是否具有状态指示器 如有 则需确认状态指示应与生产厂说明相一致 5 8电涌保护器 SPD 5 8 3SPD的检查 5 检查安装在电路上的SPD限压元件前端是否有脱离器 如SPD无内置脱离器 则检查是否有过电流保护器 如使用熔断器 其值应与主电路上的熔断电流值相配合 如果额定值大于或等于主电路中的过电流保护器时 则可省去 6 测量多级SPD之间的距离和SPD两端引线的长度 7 检查SPD安装工艺和接地线与等电位连接带之间的过渡电阻 5 8电涌保护器 SPD 5 8 3电源SPD的测试 电源SPD运行期间 会因长时间工作或因处在恶劣环境中而老化 也可能因受雷击电涌而引起性能下降 失效等故障 因此需定期进行检查 如测试结果表明SPD劣化 或状态指示指出SPD失效 应及时更换 目前主要测试的项目为 泄漏电流Iie直流参考电压 U1mA 5 8电涌保护器 SPD 5 8 3电源SPD的测试 1 泄漏电流Iie的测试除电压开关型外 SPD在并联接人电网后都会有微安级的电流通过 如果此值偏大 说明SPD性能劣化 应及时更换 可使用防雷元件测试仪或泄漏电流测试表对限压型SPD的Iie值进行静态试验 规定在0 75U1mA下测试 首先应取下可插拔式SPD的模块或将线路上两端连线拆除 逐一对SPD进行测试 多组SPD逐一测试示意图合格判定 当实测值大于生产厂标称的最大值时 判定为不合格 如生产厂未标定出Iie值时 一般不应大于20uA SPD泄漏电流在线测试方法在研究中 5 8电涌保护器 SPD 5 8 3电源SPD的测试 2 直流参考电压 U1mA 的测试本试验仅适用于以金属氧化物压敏电阻 MOV 为限压元件通过lmA直流电流时 其两端的电压值 合格判定 当U1mA值不低于交流电路中U0值1 86倍 在直流电路中为直流电压1 33至1 6倍 在脉冲电路中为脉冲初始峰值电压1 4至2 0倍 可判定为合格 也可与生产厂提供的允许公差范围表对比判定 SPD实测限制电压的现场测试方法在研究中 信号SPD特性参数的测试方法在研究中 5 9检测作业要求 1 应在非雨天和土壤未冻结时检测土壤电阻率和接地电阻值 现场环境条件应能保证正常检测 2 应具备保障检测人员和设备的安全防护措施 雷雨天应停止检测 攀高危险作业必须遵守攀高作业安全守则 检测仪表 工具等不能放置在高处 防止坠落伤人 3 检测仪器应在检定合格有效使用期内使用 4 检测时 接地电阻测试仪的接地引线和其他导线应避开高 低压供电线路 5 每一项检测需要有二