GB50057-2010建筑物防雷设计规范(新).ppt

建筑物防雷设计规范宣贯材料 曹和生国际电工委员会IEC TC8165届中国代表全国建筑物电气装置标准化技术委员会 SAC TC205 委员中国气象局防雷标准化委员会委员全国雷电物理监测和防护技术委员会委员 各时期版本 GBJ57 83 经验总结和参考前苏联标准 GB50057 94 在IEC TC8161024基础上修改 GB50057 94 2000年版 增加了第六章防雷击电磁脉冲 参考IEC61312标准 自2005年起重新修订 以IEC62305系列为主 IEC和IEC TC81 IEC 国际电工委员会成立于1906年宗旨 在电学和电子学领域中的标准化及其他事物方面 如认证 促进国际合作 增进国际间的相互了解 通过出版标准来实现这一宗旨 工作范畴 所有电工技术 包括电子 磁学和电磁学 电声学 通讯 能源生产和分配以及相关的一般原则 如术语 符号 测量和性能 可靠性 设计和开发 安全和环境 IEC TC81 TC81 第81技术委员会 防雷 成立于1980年目的 制定国际防雷标准和指南协作 与IEC TC64 TC37 TC77与ISO ITU与CIGRE 国际大电网 与各成员单位 中国为25个P成员 积极参加工作 承担标准草案投票表决 在IECTC81的标准 IEC TC81新的标准体系 GB T21714 1与IEC62305 1等同采用 GB T21714 2与IEC62305 2等同采用 GB T21714 3与IEC62305 3等同采用 GB T21714 4与IEC62305 4等同采用 TC81和其他委员会 TC37A 电磁兼容电气装置和防电击电涌保护器及元件绝缘配合雷电防护 TC81 TC28 TC64 TC77 TC37A 61643 12 1997电源SPD选用 61643 21 2000信号SPD测试 61643 1 1998电源SPD测试 61643 22 2004信号SPD选用 61643 321 2001ABD 雪崩二极管 61643 331 2003MOV 压敏电阻 61643 311 2001GDT 气体放电管 61643 341 2001TSS 晶体闸流管 61643 1 12 22已idt为GB18802 1 12 21 IEC TC37A决议 为避免IEC60099 1与IEC61643 1之间的部分重叠 要求TC37采取适当的行动 阐明IEC60099系列出版物不适用于低压1000V应用的避雷器 arresters 和SPD 2002年10月 TC64和28标准 接地装置和保护导体 5 54 GB16895 3 过电流保护 4 43 GB16895 5 布线系统 5 52 GB16895 6 数据处理设备用电气装置的接地要求 7 707 GB16895 9 低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护 4 442 GB16895 11 电气装置和电击防护建筑物电气装置 IEC60364系列 大气过电压或操作过电压保护 4 443 GB16895 12 建筑物电气装置电磁干扰 EMI 防护 4 444 GB16895 16 信息技术装置的接地配置和等电位联结 5 548 GB16895 17 过电压保护电器 SPD 5 534 GB16895 22 IEC60664 1 GB16935 1 IEC TC28 低压系统内设备的绝缘配合 TC77标准 浪涌 冲击 抗扰度试验 4 5 GB17626 5 脉冲磁场抗扰度试验 4 9 GB17626 9 阻尼振荡磁场抗扰度试验 4 10 GB17626 10 电磁兼容 EMC 电磁兼容性试验与测量技术 IEC61000系列 ITU标准 国际电信联盟ITU T K系列干扰的防护K 11过电压和过电流防护的原则K 27电信大楼内连接结构和接地K 31用户大楼内电信装置的连接结构和接地K 35远端电子站的连接结构和接地K 36保护元件的选择K 40电信中心LEMP的防护K 43电信设备的抗扰性要求 中国标准和行业标准 国家标准 GB 需要在全国范围内统一的技术要求行业标准 QX YD DL GA GJB 没有国标而需在全国某个行业范围内统一的技术要求 地方标准 DB 没有GB和行标 而又需要在省 自治区 直辖市 范围内统一的工业产品的安全 卫生要求 企业标准 Q系列 企业生产的产品应符合GB和行标 作为组织生产的依据 关于推进采用国际标准的若干意见 采用国际标准和国外先进标准是我国一项重大技术经济政策 是促进技术进步 提高产品质量 扩大对外开放 加快与国际惯例接轨的重要措施 国家质检总局国家发改委国家经委科技部外贸部 商务部 国家标准化管理委员会2002年209号文件 1总则 适用于新建 扩建 改建建筑物的防雷设计 旧条文中 不适用于天线塔 共用天线电视接收系统 油罐 化工户外装置已删去 原1 0 1条保留 为使建筑物 含构筑物 下同 防雷设计因地制宜地采取防雷措施 防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物 财产损失 以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行 做到安全可靠 技术先进 经济合理 进行风险评估一切从实际出发 R1 R2 R3 RT应防雷R1 生命危害R2 公共设施的损失R3 文物损失RT 可承受的风险 防雷要讲经济效益 CL CRL CPM应防雷CL 未采取防雷措施可能产生的损失CRL 采取防雷措施后仍可产生的损失CPM 防雷成本和维护费用 雷击类型 损害和损失类型 L2 L4L2 L4 根据雷击点位置划分的损害来源损害类型D1 接触和跨步电压导致的人员伤亡 人和牲畜 D2 实体损害 D3 过电压导致的电气和电子系统的失效 损失类型L1 生命损失 L2 向大众服务的公共设施的损失 L3 文化遗产损失 L4 经济损失 2术语 对雷电 防雷装置 被保护系统共作了50条定义 2术语 电气系统 低压配电系统 由低压供电组合部件构成的一个系统电子系统由敏感电子组合部件 如通信设备 计算机 控制和仪表系统 电力电子装置 构成的一个系统 2术语 接闪器用于拦截闪击的接闪杆 避雷针 接闪导线 避雷带 线 避雷网 以及金属屋面和金属构件等组成的这部分外部防雷装置 2术语 插入损耗 回波损耗近端串扰等影响系统传输特性的参数 2术语 外部防雷装置接闪器 引下线和接地装置外部LPS用于截收建筑物的直击雷 包括建筑物侧面的闪络 将雷电流从雷击点引导入地 同时将雷电流分散入地 避免产生热效应或机械损坏 以及在容易引发火灾或爆炸的地方产生危险电火花 不允许使用具有放射性的接闪器 滚球法适用于任何场合 保护角法适用于外形简单的建筑物 但受高度限制 网格法适用于对平面表面的保护 内部防雷装置防雷等电位连接和与外部防雷装置的电气绝缘 即间隔距离 接地earth ground一种有意或非有意的导电连接 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 注 接地的目的是 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 引导入地电流流入和流出大地 或代替大地的导电体 接地装置形式 A型接地体 右图 水平接地体 垂直接地体 B型接地体 右图 闭合环型接地体 如建筑物自然接地体 人工环型闭合接地体等 水平接地体 垂直接地体 引下线 引下线 接地装置 A型接地地网适用场合 适用于独立接闪器 适用于架空接闪线 B型接地地网适用场合 对于裸露的坚硬岩石 建议仅使用B型接地装置 对安装有电子系统或存在高火险的建筑物 优先采用B型接地装置 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 二类防雷建筑物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 S 4 24kc2三类防雷建筑物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 S 1 89kc2式中S 钢筋表面积总和 m2 共用接地系统commonearthingsystem将各部分防雷装置 建筑物金属构件 低压配电保护线 PE 设备保护地 屏蔽体接地 防静电接地和信息设备逻辑地等连接在一起的接地装置 等电位连接equipotentialbonding将分开的装置 诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减少雷电流在它们之间产生的电位差 电气安全等电位与防雷等电位的差别 电涌保护器surgeprotectiondevice SPD用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置 它至少应包含一个非线性电压限制元件 也称浪涌保护器 3建筑物防雷分类 分类原则 根据重要性 使用性质 发生雷电事故的可能性和后果 分类 第一类 类 第二类 类 第三类 类 第一类防雷建筑物 具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物 原为0区或10区 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物 因电火花引起爆炸 会造成巨大损失和人身伤亡者 原为1区 不含21区 爆炸性气体环境危险区 0区 连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境1区 在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 原定义为0区 2区 在正常运行时基本不可能出现爆炸性气体混合物的环境 或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境 原1区定义与2区定义的修改 注 正常运行 开车 运转 停车 装卸 密闭盖的开闭等 爆炸性粉尘环境 四种粉尘 易爆炸性粉尘 在空气中氧气很少的环境也能着火 呈悬浮状时能产生剧烈的爆炸 如镁 铝 铝青铜等粉尘 可燃性导电粉尘 与空气中氧起发热反映而燃烧的导电性粉尘 如石墨 炭黑 焦炭 铁 锌 钛等粉尘 可燃性非导电粉尘 与空气中的氧起发热反映而燃烧的非导电性粉尘 如聚乙烯 苯酚树脂 小麦 玉米 砂糖 可可 木质 米糠 硫磺等粉尘 可燃纤维 与空气中的氧起发热反映而燃烧的纤维 如棉花纤维 麻 丝 毛的纤维 木质纤维 人造纤维等 爆炸性粉尘环境危险区 20区 在正常运行时 空气中的爆炸性粉尘云持续 长期或经常短时频繁 存在的场所 如粉尘容器内 料斗 料仓 施风除尘器和过滤器 粉料传输系统 搅拌机 研磨机 干燥机等 21区 在正常运行时 空气中的爆炸性粉尘云很可能偶尔出现的场所 如为操作而频繁打开粉尘容器的周围 22区 在正常运行时 空气中的爆炸性粉尘云不太可能出现的场所 即便出现 持续时间也是短暂的 第一类与第二类防雷建筑物的区别 易燃液体泵房在地面时为2区 属第二类 当置于地下或半地下时 因其蒸气和空气的混合物的比重大于空气 不易扩散 要划为1区 属第一类防雷建筑物 第二类防雷建筑物 增加 特级和甲级体育馆具有21区爆炸危险场所的建筑物修改 11区改为21和22区省 部级建筑物0 06次改为0 05次住宅0 3次改为0 25次 第三类防雷建筑物 修改 省部级0 012次改为0 01次住宅0 3次改为0 25次一般性工业建筑物0 06次改为0 05次 第三类防雷建筑物 在需要防雷击电磁脉冲 LEMP 时 当 建筑物没有装设直击雷防护装置 LPS 和不处在其他建筑物或物体的保护范围时 宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷措施 在考虑屏蔽的情况下 宜用避雷网 N kNgAe其中 k 2 位于山顶和旷野孤立1 7 没有接地的金属屋面的砖木结构建筑1 5 河 湖 边 山坡下 山地中 小处 地下水露头处 土山顶 山谷风口及特别潮湿的建筑物1 0 一般情况Ng 0 1 Td Ng 0 024Td1 3 Ae LW 2 L W H 200 H H 200 H 10 6L W H为长 宽 高 适用于H 100m 附录A建筑物年预计雷击次数 附录A建筑物年预计雷击次数 当H 100m时Ae LW 2H L W H2 10 6 当H 100m时 其周边在2D范围内与其等高或较低的建筑物 这些建筑物不在hr 100m的保护范围内时 Ae可减去D 2 两建筑物平行边长之和 10 6 km2 D H 200 H 3建筑物的防雷分类 第一类防雷建筑物1 制造 使用 贮存 炸药 火药 起爆药 火工品等 大量爆炸物的建筑物 因电火花而引起爆炸 会造成巨大破坏和人身伤亡2 具有0区或10 20 区爆炸危险环境的建筑物3 具有1 或21 区爆炸危险环境的建筑物 因电火花引起爆炸 会造成巨大破坏和人身伤亡 3建筑物的防雷分类 第二类防雷建筑物1国家重点文物保护的建筑物2国家级会堂 办公 展览建筑物 大型火车站 国宾馆 国家档案馆 大城市重要给水水泵房3国家级计算中心 国际通讯枢纽等4特级和甲级体育馆4制造 使用 贮存 爆炸物质的建筑物 且电火花不易引起爆炸5具有1区 或21区 爆炸危险环境的建筑物 且电火花不易引起爆炸6具有2区或11 22 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所罐8预计N 0 06 0 05 次 a的部 省 办公建筑及重要或人员密集的公共建筑物9预计N 0 3 0 25 次 a的住宅 办公楼等民建 3建筑物的防雷分类 第三类防雷建筑物1省级重点文物保护的建筑物 省级档案馆2预计N 0 012 0 01 次 a 0 06 0 05 次 a的部 省 办公建筑及重要或人员密集的公共建筑物3预计N 0 06 0 05 次 a 0 3 0 25 次 a的住宅 办公楼等民建4预计N 0 06 0 05 次 a的一般性工业建筑物5综合评估后确定需防雷的21区 22区 23区火灾危险环境6Td 15d a地区 15m的烟囱 水塔等孤立建筑物Td 15d a地区 20m的烟囱 水塔等孤立建筑物 3建筑物防雷分类 爆炸火灾危险环境0区 正常情况下能形成爆炸性混合物 气体或蒸气爆炸性 的爆炸危险场所1区 在不正常情况下能形成爆炸性混合物的爆炸危险场所2区 在不正常情况下能形成爆炸性混合物不可能性较小的爆炸危险场所10区 在正常情况下能形成粉尘或纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所11区 在不正常情况下能形成粉尘和纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所21区 在生产 使用 加工贮存 转运 过程中 闪点高于环境温度的燃液体 易引起火灾的场所22区 在生产过程中 粉尘或纤维可燃物不可能爆炸但能引起火灾危险的场所23区 固态可燃物 在数量和配置上能引起火灾危险的环境 4建筑物防雷措施 防雷如防洪 防雷如同防洪 其原理是为雷电流提供一低阻抗的通道 同时采取措施防止磁场和电场对设备的干扰 马宏达 许颖院长防雷三道防线 防线一 将绝大部分雷电接闪引入地下泄放防线二 阻塞侵入波沿金属线进入设备防线三 限制被保护物上的过电压和过电流 直击雷防护 1 迄今为止 尚无一种方法和设备能改变大自然的气象现象 阻止雷电的发生 或阻止雷电击中建筑物及附近大地 消雷 拒雷 阻雷 等离子避雷试图 人定胜天 不如认识雷电趋利避害 直击雷防护 2 安文思 葡萄牙传教士1640年来华 达37年 1668年 中国的十二大奇迹 1688年译为英 法文 巨兽 皇宫上 的舌头指向空中 其腹内穿过金属条 金属条一端插入地里 这样 当闪电落在屋上或皇宫时 闪电就被龙舌引向金属条通道 并且直奔地下而消散 因而不致伤害任何人 人们清楚地看到 这个民族极有智慧 他们知道 如何以自己的劳动成果将美和实用结合在一起 如何将聪明睿智寓于精致的工艺之中 4建筑物的防雷措施 防直击雷和雷击电涌侵入 各类防雷建筑物防雷电感应 第一类和第二类中5 6 7款 4建筑物的防雷措施 设内部防雷装置 各类防雷建筑物 在建筑物的地面层处等电位连接 有建筑物金属体 金属装置 建筑物内系统 进出建筑物的金属管线 外部防雷装置与金属物的间隔距离 4建筑物的防雷措施 防LEMP 雷击电磁脉冲 第二类中的2 3 4款 会堂 展馆 火车站 机场 水泵房 计算中心 通讯枢纽 特甲级体育馆 及系统所接设备重要 雷击磁场环境和加于设备电涌满足不了要求 直击雷防护 注 粮棉堆场的避雷针滚球半径按100m计算 各类防雷建筑物引下线间距见表 有几个并联的雷电流通道存在 电流通道的长度保持最短 应尽可能多的布设引下线 并用环形导体等间隔相连 以减少危险电火花的产生概率 并有利于建筑物内部装置的保护 引下线应尽可能沿建筑物暴露在外的墙角设置 提问 断接卡是否一定要设置 引下线需设置多少根 建筑物内部结构柱可否用作引下线 引下线间距以什么为标准设置 直击雷防护 几个特例 1 冲击接地阻值 一类进出金属管道 在100m内每25m接地一次 冲击接地电阻 30 二类中有1区不易引爆和2区 11区的建筑物 在Td 30d a的地区使用架空线时 入户处接地 5 前三杆较远的两杆接地 20 除上条外的二类建筑物 架空线入户处接地 30 三类中省 部级办公楼或人员密集的公共建筑物接地电阻 10 直击雷防护 几个特例 2 引下线间距 第一类防雷电感应时 金属屋面周边或钢筋混凝土屋面 间隔18 24m 第二类的钢质封闭气罐 间距小于30m 第三类低于40m的烟囱 可只设一根引下线 第一类低压线路埋地敷设或埋地长度为 l 2 不应小于15m 电缆与架空线连接处选I级SPD 10kA 第二类严格型 低压线路埋地方法同第一类架空金属管道25m内接地一次一般型 低压线入户处加避雷器 接地5 入户前三杆接地10 和20 架空金属管道接防雷地第三类进出线和架空金属管道做等电位连接 架空线加避雷器 防雷电波侵入 防雷电感应 第一类金属物等电位连接跨接 平行金属物间距小于100mm时 每30m一次交叉净距小于100mm时 交叉处跨接长金属物法兰盘过渡电阻大于0 03 时跨接共地 电气 防雷电感应接地共用第二类中 5 6 7款 金属物等电位连接跨接同第一类 但长金属物法兰盘不要求共地 防雷电感应的接地干线与共地连接不少于两处 防引爆 1 第一类 放散管 呼吸阀 排气口等管口无管帽时 其管口上方半径5m内应在LPZOB区中 有管帽时距管口的水平距离为2m 5m保护范围 详见表4 2 1 放散管内排放物达不到爆炸浓度时 可仅保护到管口 架空接闪线 架空接闪网与放散管的安全距离最小为3m 见GB50057第4 2 1条中计算公式 表4 2 1有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间 表4 2 1的注 相对密度 0 75为轻于空气的气体相对密度 0 75为重于空气的气体 GB50057中第4 2 1条公式 架空接闪线当 h 5Ri时 Sa2 0 2Ri 0 03 h 当 h 5Ri时 Sa2 0 05Ri 0 06 h 架空接闪网当 h l1 5Ri时 Sa2 1 n 0 4Ri 0 06 h l1 当 h l1 5Ri时 Sa2 1 n 0 1Ri 0 12 h l1 式中 Sa2 接闪线 网 至被保护物的空气中距离 m h 接闪线 网 的支柱高度 m l 接闪线的水平长度 m l1 从接闪网中间最低点沿导体至最近支柱的距离 m n 从接闪网中间最低点沿导体至最近不同支柱并有同一距离l1的个数 防引爆 2 第二类 排放爆炸气体或粉尘的同第一类 排放无爆炸气体或粉尘的放散管 1区 21区 2区和22区的自然通风管 0区和20区装有阻火器的放散管 呼吸阀和排风管 金属管应与屋面防雷装置连接 非金属管应在LPZOB区中 防闪络 1 第一类 间距必须大于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 Sel 地中距离 m Ri 接闪器冲击接地电阻hx 被保护物的高度 m 防闪络 2 第二类金属物 金属线路 与引下线之间的间隔距离应符合式4 3 8Sa3 0 06kclxSa3 空气中的间隔距离 m kc 分流系数 按附录E查算 lx 引下线计算点到连接点的长度 m 连接点即金属物 或金属线路 与LPS之间直接或通过SPD相连之点 树木 第一类防雷建筑物与树木净距大于5m 防侧击 第一类 从30m起每隔6m做水平接闪带30m以上金属物与防雷装置连接第二类 高度超过45m的钢筋混凝土结构 钢结构建筑物1 钢筋材料应互相连接并符合4 3 5的要求2 应利用钢柱或柱内钢筋做为引下线3 应将45m及以上外墙上的较大金属物 如栏杆 门窗 与LPS相连4 竖直金属管道等金属物顶端与底端与防雷装置连接第三类 除第二类的1 2 4条外 超过60m以上的栏杆 门窗与防雷装置连接 钢筋连接方法 4 3 5中第6款规定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或螺丝扣连接 或对焊或搭焊连接 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 第一类 土壤电阻率 500 m时R 5m时无须补加接地体 R A 土壤电阻率 在500 3000 m时11 3600R 时无须补加接地体380 防雷接地电阻值可不计及的要求 防雷接地电阻值可不计及的要求 第二类 800 m时 A 5m 为800 m至3000 m时 A 550 50第三类 3000 m时A 5m或A 79m2 接地分析 1 IEC62305 3中分 A型 单独的水平 垂直接地体 B型 利用建筑物基础钢筋或围绕建筑物的环型人工接地体 接地分析 A型1 不少于2个接地极2 在土壤电阻率很低 接地电阻很容易低于10 时 无其他要求3 土壤电阻率较高 接地电阻不易达到10 以下时 对各类防雷建筑物的接地体有一长度要求 接地分析 接地分析 B型1 第一类防雷建筑物 总长度80 与土壤接触 环型地网的等效半径re A re l2 第二类防雷建筑物 800 m时 A 5m 为800 m至3000 m时 A 550 503 第三类防雷建筑物 3000 m时A 5m或A 79m2 4 2 1第8款规定 独立接闪杆 架空接闪线 网 独立接地的冲击接地电阻不宜大于10 在土壤电阻率高的地区 可适当增大冲击接地电阻 但在3000 m以下地区 不宜大于30 接地分析 2 a b c 图1典型接地体的三种表示图 接地分析 接地分析25mm2铜导线 接地分析107mm2铜导线 接地分析 在高频 如1MHz 下 Rf 2 fL很大接地线成了天线问题一 环路感应出高电位Uoc max 0blH1 max T1问题二 引下线长度为干扰频率的波长 的 4或奇数位时产生谐振 能干扰设备正常工作 接地分析 图10活动地板下专设等电位连接基准网 美国IEEEstd1100 1992 不建议采用任何一种所谓分开的 独立的 绝缘的 专用的 干净的 静止的 信号的 计算机的 电子的或其它这类不正确的大地接地体做为设备接地导体的一个连接点 接地系统测量导则 GB T17949 1 2000ANSI IEEE81 1993接地 一种有意或非有意的导电连接 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 其目的是 1 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 2 引导地电流流入和流出大地 或代替大地的导电体 川濑太郎 接地技术与接地系统 一书中称之为身体地 bodyearth 或本体地 GB50057中4 2 4 4 3 6规定 共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置以人身安全所要求的阻值确定 电子系统不应设独立的接地装置 7 3 4电子系统的所有外露导电物应与建筑物的等电位连接网络做功能性等电位连接 由于按照本标准规定实现的等电位连接网络均有通大地的连接 所有电子系统不应设独立的接地装置 向电子系统供电的配电箱的保护地线 PE线 应就近与建筑物的等电位连接网络做等电位连接 附录D滚球法 1 附录D滚球法 2 附录D滚球法 3 附录D滚球法 4 附录D滚球法 5 附录D滚球法 6 单支避雷针 rx h 2hr h hx 2hr hx ro h 2hr h 式中rx 避雷针在hx高度XX 平面上的保护半径 m ro 避雷针在地面上的保护半径 m h 避雷针高度 条件为h hr m hx 被保护物的高度 m hr 滚球半径 m 新增内容 1 4 5 6防接触电压1 人体在建筑物外停留时接近引下线的可能性是小的 2 自然引下线由建筑物金属构架在电气上是贯通的若干根柱子或由建筑物钢筋互相连接在电气上是贯通的若干根柱子组成 3 引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小于5k m 4 外露的引下线 用耐1 2 50 s冲击电压100kV的绝缘层隔离 例如用至少3mm厚的交联聚乙烯层 5 用护栏和 或 警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度 防跨步电压 1 人体在建筑物外停留时进入距引下线3m范围内地面的可能性小的 2 引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小于5k m 3 用网状接地装置对地面作均衡电位处理 4 在利用大部分钢柱和 或 钢筋混凝土柱子作引下线同时利用其基础的钢筋作为接地体或在基础下面混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体的条件下可不考虑跨步电压的危险 5 用护栏和 或 警告牌使进入距引下线3m范围内地面的可能性减小到最低限度 新增内容 2 跨步电压问题 防生命危险 可通过绝缘外露导体或增大土壤表面电阻率来减小通过人体的电流 若有钢筋网的水泥平地 则无跨步电压问题 5外部防雷装置 1 注 扁钢厚度 4mm 5外部防雷装置 2 5外部防雷装置 3 引下线规格一般 圆钢直径 8mm 扁钢截面 50mm2暗敷 圆钢直径 10mm 扁钢截面 80mm2烟囱 圆钢直径 12mm 扁钢截面 100mm2宜利用建筑物钢柱 消防梯等金属构件 5外部防雷装置 4 人工接地体规格水平接地体 圆钢直径 10mm扁钢截面 90mm2垂直接地体 角钢厚度 3mm 50 50mm 钢管壁厚 3 5mm 5外部防雷装置 5 防腐热镀锌涂漆加大截面阴极保护措施等 可利用旗杆围栏装饰物等永久性金属物接闪 断接卡在0 3 1 8m处设置 保护地面1 7 地下0 3m绝缘层 间距垂直或水平接地体间距5m 5外部防雷装置 6 修改 热镀锌接闪环 12mm扁钢 100mm2架空接闪网 截面 50mm2 5外部防雷装置 7 明敷接闪导体和引下固定支架间距 mm 5外部防雷装置 8 接地体材料增加 铜材 水平接地体用铜绞线 单根圆铜和单根扁铜时 截面 50mm2垂直接地体用单根圆纲 15mm 用铜管时 20mm不锈钢材要比热镀锌钢稍大 ApplicationofAirTerminationRods Berechnung HS A2 2293 ppt 09 12 99 OB 2293 a 附录F雷电流 1 闪电中可能出现的三种雷击 短时首次雷击 后续雷击 长时间雷击 附录F雷电流 2 雷击参数的定义 i 附录F雷电流 3 首次雷击的雷电流参数 附录F雷电流 4 电荷量Qs和单位能量W R的近似计算 Qs 1 0 7 I T2 C W R 1 2 1 0 7 I2 T2 J 条件 T1 T2 附录F雷电流 5 二次闪电 三次闪电 一次闪电 闪电电流 闪电电流 0 10 20 30 40806040200 020406080100120140 0200400600800100012001400 附录F雷电流 6 8 20 s与10 350 s之比为1 17 5 t s 20 40 60 80 kA i 200 350 600 800 1000 1 80 400 7防LEMP德国慕尼黑TELA保险公司 Statisticsofdamage19941994年各种灾害造成的损害统计 0 5 10 15 20 25 30 35 Surgevoltage indir strike过电压 间接雷击 Drop 摔损 Burglary 破门盗窃 Negligence 过失 失职 Shortcircuit 短路 Water 水害 Fire 火灾 Theftoutofcar s偷窃机动车 Other 其它 11 1 9 3 8 7 4 3 3 6 3 4 2 2 23 6 33 8 AnalysisoftheW黵ttembergischeAssuranceCompany TT04CN18 11 98 7防LEMP德国法兰克福ELELTRAWUBA保险公司 7防LEMP奥地利大学Gugenbauev教授 7防LEMP耐受能量的变化 Damagingenergy 摧毁能量 电动机 发电机滤波器线圈电子管继电器电容器二极管晶体三极管计算机部件集成电路能量 Ws 10 可能损坏 肯定损坏 无损坏 10 9 8 7 6 5 4 3 2 10 1 2 3 4 5 6 7 ws ws Ws KWs MWs TT06CN18 11 98 EMCprotectionzoneconcept电磁兼容保护区方案 EMCPZ0 LPZ0 PZ 保护区 EMCPZ1 EMC PZ2 EMC PZ3 EMC PZ3 TT371CN18 11 98 7防LEMP防雷区 LPZ 7防LEMP防雷区 LPZ 7LEMP防雷区 LPZ LPZOA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 直击雷非防护区 LPZOB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 本区内的电磁场强度没有衰减 直击雷防护区 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LPZOB区更小 本区内的电磁场可能衰减 这取决于屏蔽措施 第一屏蔽防护区 LPZn 1 后续屏蔽防护区 进一步减小流入电流和电磁场强度的防护区 7防LEMP防雷区 LPZ 的作用 确定等电位连接的位置 确定等电位连接导体的最小截面 确定SPD的安装位置 确定SPD的选型 计算H1或H2 决定是否增加屏蔽措施 7防LEMP屏蔽 7防LEMP屏蔽 HO io 2 Sa A m 1GS 79 6A m首次雷击 25kHz 1000 300 100A m后续雷击 1MHz 100 30 10A m Sa值的确定 7 3 2 A 远处落雷 根据闪电定位系统确定B 闪电击在建筑物附近的最坏 磁场强度最大 的情况 由Sa的计算确定 图7 3 2 2取决于滚球半径和建筑物尺寸的距离sa R 10I0 65I 200 150 100kAR 313 260 200m当H R时Sa H 2R H L 2当H R时Sa R L 2 7防LEMP屏蔽 H1 H0 10SF 20 A m 7防LEMP屏蔽 雷击在建筑物上 LPZ1中Vs的H1H1 kH io W dW dr式中 dr 点距顶的距离dw 点距壁的距离kH 形状系数 取0 01W 屏蔽的网格宽 7防LEMP屏蔽 建筑物屏蔽 入户金属管线的屏蔽 设备的屏蔽 7防LEMP等电位连接 7防LEMP等电位连接 i i 1 1 2 7防LEMP等电位连接 S型和M型的适用范围 S型 电子系统为300kHz以下的模拟系统M型 电子系统为MHz级的数字系统 金属立面 高度敏感的电子设备 等电位连接 7防LEMP等电位连接导体的最小截面 铜 钢 等电位连接带截面 50mm2 7LEMPSPD Components 元器件 7LEMPSPD 电涌保护器 目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件 它至少含有一非线性元件 电源SPD 连接到低压配电系统的SPD 电信SPD 连接到电信和信号网络的SPD 适用电压 直流1500V交流1000V r m s 50Hz 7LEMP电源SPD分类 T1 I级分类试验 用标称放电电流In 1 2 50 s冲击电压和10 350 s冲击电流Iimp做的试验 对应为电压开关型SPDT2 级分类试验 用标称放电电流In 1 2 50 s冲击电压和8 20 s最大放电电流Imax做的试验 对应为限压型SPD T3 级分类试验 用混合波 1 2 50 s和8 20 s 做的试验 对应为组合型SPD 无串联阻抗的SPD 一个端口的SPD SPDwithoutimpedanceinseries one portSPD 与被保护低压配电系统电路并联连接 在输入端和输出端之间没有附加的串联阻抗的SPD 又称单口SPD 具有串联阻抗的SPD 两个端口的SPD SPDwithimpedanceinseries two portSPD 具有两组输入和输出接线端子的SPD 并联接入低压配电系统电路中 在输入端和输出端之间有附加的串联阻抗 又称双口SPD 电信 信号SPD分类 无限流元件的SPDSPDwithoutcurrentlimitingcomponent 连接至电信和信号网络中 有一个或数个用于限制过电压的元件 而无限流元件的SPD 具有限流元件的SPDSPDwithcurrentlimitingcomponent 连接至电信和信号网络中 既有限制过电压的元件 又有限流元件的SPD 7LEMP 第6 4 4条SPD必须能承受预期通过它们的雷电流 并应符合以下两个附加要求 通过电涌时的最大钳压 有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流 7LEMP使用安装SPD的三项基本要求 安装SPD之后 在无电涌发生时 SPD不应对电气 电子 系统正常运行产生影响 安装SPD之后 在有电涌发生的情况下 SPD能承受预期通过的雷电流而不损坏 并能箝制电涌电压和分走电涌电流 在电涌电流通过后 SPD应迅速恢复高阻状态 切断工频续流 7LEMP Uc 最大持续运行电压可以持续加在SPD上而不导致SPD动作的最大交流电压 r m s 或直流电压为SPD的动作阈值 也是SPD的额定电压值 GB50057 94 2000年版 规定 GB50057给定值与IEC给出的系数值相比偏大 原因是考虑我国供电系统的电压偏差较大 适当增加了系数值 给定值为 TT系统中SPD安装在剩余电流保护器的负荷侧Uc 1 55UoSPD安装在剩余电流保护器的电源侧Uc 1 15UoTN系统中Uc 1 15UoIT系统中Uc 1 15U U为线间电压 U 3Uo Uc 电信和信号中SPD 原则上Uc 1 2Un通信类型Un V Uc V DDN X 256或40 6018或80ISDN4080百兆以太网56 5RS2321218视频线66 5现场控制线2429 I放电电流 SPD必须能承受通过它们的电流 级SPD Iimp冲击电流 10 350 级SPD In标称放电电流 8 20 Iimp 冲击电流 方法一 按GB50057中雷电流分配计算方法二 按GB16895 22中S1和S2的规定选取 7防LEMPSPDIimp值计算 条件 一属第二类防雷建筑物 引入水管 电力线和信息线 电力线为TN C S 需安3台SPD 150kA 2 75kA LPS分流 75kA 3 25kA 入户三线分流 25kA 5 5kA 四个SPD Iimp为5kA 10 350 s 在LPZ0 LPZ1区的MB处 SPD1 UC 1 15UO 1 55UO或1 15U UP 2 5kV Iimp 12 5kA 级 适用于S1和S2及S3和S4中架空线为木杆 In 5kA 级 适用于S3和S4中架空线为金属杆 可不装 S3和S4型中金属杆 25d a 埋地引入 l 2 电源SPD1的选择 电信及信号网络中SPD1选择 在各LPZ交界处SPD选择 图2SPD安装在防雷区交界处的配置示例 SPD安装级数两种观点 两种相反的观点 因SPD后期工作量大 不维护比不装SPD的危害更大 一般情况下住宅不宜安装SPD 电源上安4级 或3 2级 SPD信息线上安3级 或2 1级 SPD 是否需要SPD2 如果Up1 k0 8 UW 除了SPDNo 1还应该安装SPDNo 2 Up2 0 8UW Eq是电压耐受能力为UW的设备 如IEC60664 1中所定义 k是考虑到可能的振荡得出的系数