建筑物防雷装置安全检测技术培训

1 建建筑筑物物防防雷雷装装置置安安全全检检测测技技术术培培训训 肖肖再再励励 第一章第一章 内容提要内容提要 建筑物防雷装置的检测项目 检测要求和方法 检测周期 检测程序和检测数据整 理 第二章第二章 术语和定义术语和定义 一 防雷装置 LPS 接闪器 引下线 接地装置 电涌保护器及其它连接导体的总合 二 外部防雷装置 由接闪器 引下线和接地装置组成 主要用以防直击雷的防雷装置 三 内部防雷装置 除外部防雷装置外 所有其他附加设施均为内部防雷装置 主要用来减小和防止 雷电流在需防护空间内所产生的电磁效应 四 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 注 1 使用地的目的是 使连接到地的导体具有等于或近似于大地 或替代大地的导电体 的电位 引导地电流流入或流出大地 或代替大地的导电体 注 2 对汽车 飞机 火箭等较大的移动体 不能与大地进行固定的接地 可把车身 机体代 替大地 称为替代大地的导电体 也可以称为本体地 五 自然接地体 利用与大地接触 埋于或部分埋于地中 的金属物体 如金属管道 构架 建筑 物基础内的钢筋等兼作的接地体 六 人工接地体 为接地需要而埋设的接地体 人工接地体可分为人工垂直接地体和人工水平接地 体 七 共用接地系统 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 2 八 等电位连接 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 九 电涌保护器 SPD 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 十 过电流保护 位于 SPD 外部的前端 作为电气装置的一部分的过电流装置 如 断路器或熔断 器 十一 剩余电流装置 RCD 在规定的条件下 当剩余电流或不平衡电流达到给定值时能使触头断开的机械开关电器或组合 电器 十二 退耦元件 在被保护线路中并联接入多级 SPD 时 如果开关型 SPD 与限压型 SPD 之间的线 路长度小于 10m 或限压型 SPD 之间的线路长度小于 5m 时 为实现多级 SPD 间的能量 配合 应在 SPD 之间的线路上串接适当的电阻或电感 这些电阻或电感元件称为退耦 元件 注 电感多用于低压配电系统 电阻多用于信息线路中多级 SPD 之间的能量配合 十三 SPD 的脱离器 把 SPD 从电路中脱开所需要的装置 内部的和 或外部的 注 这种断开装置不需要具有隔离能力 它防止系统持续故障并可用来给出 SPD 故障的指示 除了具有脱离功能外 还可具有其他功能 例如过电流保护功能和热保护功能 这些功能可以 组合在一个装置中或几个装置来完成 十四 冲击试验分类 1 级分类试验 用标称放电电流 In 1 2 50 s冲击电压和最大冲击电流 Iimp做的试验 Iimp在 10ms 内通过的电荷 Q As 等于幅值电流 Ipeak KA 的二分之一 即 Q As 0 5Ipeak KA 2 级分类试验 用标称放电电流 In 1 2 50 s冲击电压和最大放电电流 Imax的试验 3 级分类试验 3 用混合波 1 2 50 s 8 20 s 做的试验 十五 最大持续运行电压 Uc 可以持续加于 SPD 的最大方均根电压或直流电压 十六 残压 Ures 放电电流流过 SPD 时 在 SPD 端子间的电压峰值 十七 开关型 SPD 的放电电压 在开关型 SPD 的间隙电极之间 发生击穿放电前的最大电压值 十八 限制电压 施加规定波形和幅值的冲击电压时 在 SPD 接线端子间测得的最大电压峰值 十九 电压保护水平 UP 通过标称放电电流 In时 SPD 两端的最大电压 其值应低于被保护设备能够承受的 绝缘耐受电压 该值应大于限制电压的最高值 二十 SPD 的直流参考电压 Ures 1mA 当 SPD 上通过规定的直流参考电流时 从其两端测得的电压值 一般将通过 1mA 直流电流时的参考电压称为压敏电压 Ures 1mA 二十一 泄漏电流 Ile 除放电间隙外 SPD 在并联接入线路后所通过的微安级电流 在测试中常用 0 75 倍的直流参考电压进行 注 泄漏电流值是限压型 SPD 劣化程度的重要参数指标 二十二 防雷装置检查 对防雷装置的外观部分进行目测检查 对隐蔽部分利用原设计资料或质量监督资 料核实的过程 二十三 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是否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 4 第三章 第三章 检测项目检测项目 一 建筑物的防雷分类 二 接闪器 三 引下线 四 接地装置 五 防雷区的划分 六 电磁屏蔽 七 等电位连接 八 电涌保护器 SPD 九 其他检测项目 第四章第四章 检测要求和方法检测要求和方法 一 建筑物的防雷分类 应按 GB50057 中第二章和附录一一的规定对建筑物进行防雷分类 一 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 二 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没备 的建筑物 5 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 三 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 7 在设有信息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 二 接闪器 1 接闪器的布置 检测时应检查避雷网的网格尺寸是否符合规定 各类防雷建筑物接闪器的布置要求各类防雷建筑物接闪器的布置要求 建筑物防雷类别避雷针滚球半径 m避雷网网格尺寸 m m 第一类防雷建筑物 30 5 5 或 6 4 第二类防雷建筑物 45 10 10 或 12 8 6 第三类防雷建筑物 60 20 20 或 24 16 避雷带 均压环和架空避雷线应按 GB50057 中的规定布置 避雷针宜采用圆钢或焊接钢管制成 其直径不应小于下列数值 材料 针型 圆钢 mm 钢管 mm 针长 1m 以下 1220 针长 1 2m 1625 避 雷 针 烟囱顶上的针 2040 避 雷 网 带 避雷网和避雷带宜采用圆钢或扁钢 优先采用圆钢 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 当烟囱上使用避雷环时 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 线避 雷网 架空避雷线和避雷网宜采用截面不小于 35mm2的镀锌钢铰线 2 接闪器的检查 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 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 避雷 带是否平正顺直 因定点支持件是否间距均匀 固定可靠 每个支持件能否承受 49N 5Kg 的垂直拉力 3 第一类防雷建筑物的接闪器 网 线 与风帽 放散管之间的距离应符合 装置内的压力与同 围空气压力的压力 差 kpa 排放物的比重 管帽以上的垂 直高度 m 距管口处 的水平距 离 m 25 重或轻于空气 5 5 检测时应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 然后根据建筑物防雷类别用滚球法计算其保护范围 检测时应测量接闪器的规格尺寸 应符合 金属屋面 除第一类防雷建筑物外 金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接 闪器 并应符合下列要求 一 金属板之间采用搭接时 其搭接长度不应小于 100mm 二 金属板下面无易燃物品时 其厚度不应小于 0 5mm 三 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 四 金属板无绝缘被覆层 注 薄的油漆保护层或 1mm 厚沥青层或 0 5mm 厚聚氯乙烯层均不属于绝 缘被覆层 屋顶 永久 金属 体 除第一类防雷建筑物规定外 屋顶上永久性金属物宜作为接闪器 但其各部件之间均应连成电气通路 并应符合下列规定 一 旗杆 栏杆 装饰物等 其尺寸应符合 4 1 1 和 4 1 2 的规定 二 钢管 钢罐的壁厚不小于 2 5mm 但钢管 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 防腐 除利用混凝土构件内钢筋作接闪器外 接闪器应镀锌或涂漆 在腐 蚀性较强的场所 尚应采取加大其截面或其它防腐措施 检查接闪器上有无附着的其它电气线路 4 检测时应检查建筑物高于所选滚球半径对应高度以上时 防侧击保护措施 应 符合规范的要求 1 当建筑物高于 30m 时 尚应采取以下防侧击的措施 从 30m 起每隔不大于 6m 沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连 30m 及以上外墙上的栏杆 门窗等较大的金属物与防雷装置连接 2 高度趔过 45m 的钢筋混凝土结构 钢结构建筑物 尚应采取以下防侧击和 等电位的保护措施 钢构架和混凝土的钢筋应互相连接 应利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线 应将 45m 及以上外墙上的栏杆 门窗等较大的金属物与防雷装置连接 8 3 高度超过 60m 的建筑物 其防侧击和等电位的保护措施应符合本规范第 3 3 10 条一 二 四款的规定 并应将 60m 及以上外墙上的栏杆 门窗等较大的金属 物与防雷装置连接 5 竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接 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内钢筋做为暗敷避雷带 三 引下线 1 引下线的布置 引下线一般采用明敷 暗敷或利用建筑物内主钢筋或其它金属 构件敷设 引下线可沿建筑物最易受雷击的屋角外墙明敷 建筑艺术要求较高者可暗敷 建 筑物的消防梯 钢柱等金属构件宜作为引下线 其各部件之间均应连成电气通路 例 如 采用铜锌合金焊 熔焊 卷边压接 缝接 螺钉或螺栓连接 2 引下线的材料规格应符合 GB50057 中第四章第 4 2 1 条和第 4 2 2 条的要求 引下线宜采用圆钢或扁钢 宜优先采用圆钢 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 当烟囱上的引下线采用圆钢时 其直径不应小于 12mm 采用扁钢时 其截面不应小 100 mm2 厚度不应小于 4mm 引下线应沿建筑物外墙明敷 并经最短路径接地 建筑艺术要求较高者可暗敷 但 其圆钢直径不应小于 10mm 扁钢截面不应小于 80 mm2 3 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 5Kg 的垂直拉力 检查引下线与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 4 检测时应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 5 用游标卡尺测量每根引下线的尺寸规格 检查引下线上有无附着的其他电气线路 测量引下线与附近其他电气线路的距离 一般不应小于 1m 6 检查断接卡的设置是否符合规范的要求 采用多根引下线时 宜在各引下线上于距地面 0 3m 至 1 8m 之间装设断接卡 当 利用混凝土内钢筋 钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时 可不设断接卡 9 但利用钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板 该连接板可供测量 接 人工接地体和作等电位连接用 当仅用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体 时 应在每根引下线上于距地面不低于 0 3m 处设接地体连接板 采用埋于土壤中的人 工接地体时应设断接卡 其上端应与连接板或钢柱焊接 连接板处宜有明显标志 四 接地装置 1 共用接地系统的要求 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 独立接地的要求 1 第一类防雷建筑物的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 防雷装置至被保护物的距离 a 地上部分 当 hx 5Ri时 dSa1 0 4 Ri 0 1hx 当 hx 5Ri时 dSa1 0 1 Ri hx b 地下部分 Sal 0 4Ri l h Ri 被保护物 Se1 Sa1 Sa2 Sa1 hx Ri 金属管道 10 式中 Sa1 空气中距离 m gSel 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 2 第二类防雷建筑物在防雷接地装置独立设置时 地中距离应符合 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 单根引下线应为 1 两根引下线及接闪器不成闭合环的多根引 下线应为 0 66 接闪器成闭合环或网状的多根引下线应为 0 44 3 第三类防雷建筑物 每根引下线的冲击接地电阻不宜大于 30 但对 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 筑物的建筑物则不宜大于 10 其接地装置宜与电气设备等接地装置共用 防雷的接 地装置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不应小于 2m 3 第二类 第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 类别闭合条形基础的周长 m 扁钢 mm 圆钢 根数 直 径 mm 604 252 10 40 至 60 4 50 4 10 或 4 12 第二 类 40钢材表面积总和 4 24m2 601 10 40 至 60 4 202 8 第三 类 40钢材表面积总和 1 89m2 注 当长度相同 截面相同时 宜优先选用扁钢 采用多根圆钢时 其敷设净距不大于直径的 2 倍 利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验 除主筋外 可计入箍筋的表面积 11 4 接地装置的接地电阻 或冲击接地电阻 值应符合设计的要求 有关标准规定 的设计要求值见表 2 表 2 接地电阻 或冲击接地电阻 允许值 接地装置的主体接地装置的主体允许值允许值 接地装置的主体接地装置的主体允许值允许值 第一类防雷建筑物防雷装置 10a 调度通信综合楼 1 第二类防雷建筑物防雷装置 10a 雷达站共用接地 4 第三类防雷建筑物防雷装置 30a 铁路通信站联合接地1 4 汽车加油 加气站防雷装置 10 铁路信号设备合用接地体 10 电子计算机机房防雷装置 10a 配电电气装置总接地装置 A 类 10 微波中继站地网 电信专用房屋 10 配电变压器 B 类 4 综合通信大楼共用接地系统 1 有线电视接收天线杆 4 智能建筑联合接地体 1 卫星地球站 5 a 凡加 a 者为冲击接地电阻值 注 1 第一类防雷建筑物防雷波侵入时 距建筑物 100m 内的管道 每隔 25m 接地一次的冲击接地电阻值不 应大于 20 注 2 第二类防雷建筑物防雷电波侵入时 架空电源线入户前两基电杆的绝缘子铁脚接地冲击电阻值不应大 于 30 属于本标准附录 A 1 2 7 条钢罐接地电阻不应大于 30 注 3 第三类防雷建筑物中属于本标准附录 A 中 A 1 3 2 条建筑物接地电阻不应大于 10 注 4 加油加气站防雷接地 防静电接地 电气设备的工作接地 保护接地及信息系统的接地等 宜共用接 地装置 其接地电阻不应大于 4 注 5 电子计算机机房宜将交流工作接地 要求 4 交流保护接地 要求 4 直流工作接地 按计 算机系统具体要求确定接地电阻值 防雷接地共用一组接地装置 其接地电阻按其中最小值确定 注 6 微波枢纽站地网 5 无中继站地网为 20 30 注 7 电力通信综合楼在高土壤电阻率地区接地电阻值放宽到 5 通信站一般要求为 5 高土壤电阻 率地区为 10 独立避雷针一般 10 高土壤电阻率地区为 30 注 8 雷达站共用接地装置在土壤电阻率小于 100 m 时 宜 1 土壤电阻率为 100 m 300 m 时 宜 2 土壤电阻率为 300 m 1000 m 时 宜 4 当土壤电阻率 1000 m 时 可 适当放宽要求 注 9 铁路信号设备 轨道电路 信号电源线 站内一般信号设备 接地电阻要求在土壤电阻率 300 m 时为 10 在土壤电阻率在 301 m 1000 m 时为 20 注 10 500kV 以下发电 变电 送电和配电电气装置称 A 类电气装置 应使用一个总的接地装置 DL T 621 提供了计算公式高压电气装置的接地不宜大于 10 高土壤电阻率地区的接地电阻不应大于 30 注 11 建筑物电气装置称 B 类电气装置 当配电变压器在建筑物内时 其共用接地装置的接地电阻宜 4 注 12 按 GB50057 规定 第一 二 三类防雷建筑物的接地装置在一定的土壤电阻率条件下 其地网等效 半径大于规定值时 可不增设人工接地体 此时可不计及冲击接地电阻值 5 人工接地体材料要求 埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢 钢管或圆钢 埋于土壤中的人工水平接 地体宜采用扁钢或圆钢 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 在腐蚀性较强的土壤中 12 应采取热镀锌等防腐措施或加大截面 接地线应与水平接地体的截面相同 6 接地装置的检测 检测时应查看隐蔽工程纪录 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 检测时应检查相邻接地体在未进行等电位连接时的地中距离 检查第一类防雷建筑物与树木之间的净距是否大于 5m 7 用毫欧表检测两相邻接地装置的电气连接 为检测两相邻接地装置是否达到规定的共用接地系统要求或独立接地要求 检测 时应使用毫欧表对两相邻接地装置进行测量 如测得阻值不大于 1 则断定为电气导 通 如测得阻值偏大 则判定为各自为独立接地 8 接地装置的接地电阻值测量 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 其测得的值为 工频接地电阻值 当需要冲击接地电阻值时 应按本标准附录 C 规范性附录 的规定 进行换算 三极法的三极是指图 1 上的被测接地装置 G 测量用的电压极 P 和电流极 C 图中 测量用的电流极 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 点 P 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 可把电压极沿测量用电流极与被 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 测量电压极 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 把中间位置作为测量用电压极的位置 PC G D dGp dGc a A V i CP E G b a 电极布置图 b 原理接线图 G 被测接地装置 P 测量用的电压极 C 测量用的电流极 测量用的工频电源 A 交流电流表 V 交流电压表 D 被测接地装置的最大对角线长度 E 13 把电压表和电流表的指示值 UG和 I 代入式 中去 得到被测接地装置的工 频接地电阻 RG 当被测接地装置的面积较大而土壤电阻率不均匀时 为了得到较可信的测试结果 宜将电流极离被测接地装置的距离增大 同时电压极离被测接地装置的距离也相应地 增大 在测量工频接地电阻时 如 dGC取 4 5 D 值有困难 当接地装置周围的土壤电 阻率较均匀时 dGC可以取 2D 值 而 dGP取 D 值 当接地装置周围的土壤电阻率不均匀 时 dGC可以取 3D 值 dGP值取 1 7D 值 使用接地电阻表 仪 进行接地电阻值测量时 按选用仪器的要求进行操作 五 防雷区的划分 1 防雷区的划分应按照 GB50057 第 6 2 1 条的规定将需要防雷击电磁脉冲的环境划 分为 LPZ0A LPZ0B LPZ1 LPZn 1 区 LPZOA区 直击雷非防护区 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 LPZOB区 直击雷防护区 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 第一屏蔽防护区 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区更少 本区内的电磁场强度可能衰减 着取决于屏蔽 措施 LPZn 1 第 n 1 屏蔽防护区 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 注 n 1 2 2 在进行防雷区的划分后 可方便检查等电位连接的位置和最小截面 SPD 安装位 置和选型 屏蔽计算和电磁屏蔽效率的测量 应检查防雷专业工程设计中 LPZ 的划分 是否符合标准 六 电磁屏蔽 对需要减少电磁干扰感应效应的场所 应采取电磁屏蔽措施 1 建筑物 房间以及线路的屏蔽措施要求 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 以形成格栅形大空间屏蔽 当设备对脉冲磁场的耐受级别未达到需求时 宜在格栅形大空间屏蔽的基础上增设专 三极法的原理接线图三极法的原理接线图 RG UG I 14 用屏蔽室 网 2 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 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 3 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弟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 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 在门 窗的屏蔽中 可采用钢网屏蔽 玻璃 4 电磁屏蔽的检测方法 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 用卡尺测量屏蔽材料规格尺寸是否符合 要求 5 计算建筑物利用钢筋或专门设置的屏蔽网的屏蔽效率 电磁场屏蔽的计算方法 1 在闪电击于格栅大空间屏蔽以外附近的情况下 当无屏蔽时所产生的无衰减 磁场强度 HO 相当于处在 LPZO区内的磁场强度 应按下式计算 HO io 2 Sa A m 式中 io 雷电流 A 按 GB50057 规范附录六的附表 6 1 和附表 6 2 选取 Sa 雷击点与屏蔽空间之间的平均距离 m 当有屏蔽时 在格栅形大空间屏蔽内 即在 LPZ1 区内的磁场强度从 HO减为 H1 其 值应由下式计算 H1 HO 10SF 20 A m 式中 SF 屏蔽系数 应按表分别计算 SF dB 材料 25kHz 见注 1 1MHz 见注 2 15 铜 铝 20 log 8 5 w 20 log 8 5 w 钢 20 log 8 5 w 1 18 10 6 r2 20 log 8 5 w 式中的计算值仅对在 LPZ1 区内屏蔽层有一安全距离 ds 1的安全空间 Vs内才有效 ds 1应符合下式的要求 ds 1 w SF 10 m 式中 w 格栅形屏蔽的网格宽 m 2 在闪电直接击在位于 LPZOA区的格栅形大空间屏蔽上的情况下 其内部 LPZ1 区内 VS空间内某点的磁场强度 H1应按下式计算 H1 kH io w dw A m r d 式中 dr 被考虑的点距 LPZ1 区屏蔽顶的最短距离 m dw 被考虑的点距 LPZ1 区屏蔽壁的最短距离 m kH 形状系数 1 取 kH 0 01 1 mm w LPZ1 区格栅形屏蔽的网格宽 m 式中的计算值仅对距屏蔽格栅有一安全距离 ds 2的空间 Vs内有效 ds 2应符合下式 的要求 ds 2 w m 3 信息设备应仅安装在 Vs空间内 信息设备的干扰源不应取紧靠格栅的特强磁场强度 流过包围 LPZ2 区及以上区的格栅形屏蔽的分雷电流将不会有实质性的影响作用 处在 LPZn 区内 LPZn 1 区内的 Hn 1 其值可近似地按下式计算 Hn 1 Hn 10SF 20 A m 式中适用于 LPZn 1 区内距其屏蔽有一安全距离 ds 1的空间 Vs 4 用仪器检测电磁屏蔽效率 电磁屏蔽用测试仪 EPM 2 或 EMP 2HC 脉冲发生器 主要参数指标见表 3 表 3 电磁屏蔽测试仪主要参数指标 频率范围输入电平范围参考电平准确度 0 15MHz 1GHz 100dBm 20dBm 1dBm 80MHz 七 等电位连接的基本要求 1 第一类防雷建筑物的等电位连接应符合规范的要求 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 平行敷设的管道 构架 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 16 交叉净距小于 100mm 时 其交叉处亦应跨接 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 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 2 第二类防雷建筑物的等电位连接应符合规范的要求 引下线不应少于两根 并应沿建筑物四周均匀或对称布置 其间距不应大于 18m 当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时 可按跨度设引下线 但引 下线的平均间距不应大于 18m 高度超过 45m 的钢筋混凝土结构 钢结构建筑物 尚应采取以下防侧击和等电位 的保护措施 3 第三类防雷建筑物的等电位连接应符合规范的要求 接地装置宜与电气设备等接地装置共用 防雷的接地装置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不应小于 2m 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 高度超过 60m 的建筑物 其防侧击和等电位的保护措施应将 60m 及以上外墙上的 栏杆 门窗等较大的金属物与防雷装置相连 从配电盘引出的线路宜穿钢管 钢管的一端宜与配电盘外壳相连 另一端宜与用 电设备外壳 保护罩相连 并宜就近与屋顶防雷装置相连 当钢管因连接设备而中间 断开时宜设跨接线 4 信息系统的等电位连接应符合规范的要求 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 在分开的各建筑物之间的非屏蔽电缆应敷设在金属管道内 如敷设在金属管 金属 格栅或钢筋成格栅形的混凝土管道内 这些金属物从一端到另一端 应该是导电贯通的 并分别连到各分开的建筑物的等电位连接带上 电缆屏蔽层应分别连到这些带上 在建筑物或房间的大空间屏蔽是由诸如金属支撑物 金属框架或钢筋混凝土的钢 筋等自然构件组成时 这些构件构成一个格栅形大空间屏蔽 穿入这类屏蔽的导电金 属物应就近与其做等电位连接 所有电梯轨道 吊车 金属地板 金属门框架 设施管道 电缆桥架等大尺寸的 17 内部导电物 其等电位连接应以最短路径连到最近的等电位连接带或其他已做了等电 位连接的金属物 各导电物之间宜附加多次相互连接 信息系统的各种箱体 壳体 机架等金属组件与建筑物的共用接地系统的等电位 连接应采用以下两种基本形式的等电位连接网络之一 S 型星形结构和 M 型网形结构 5 等电位连接导线和连接到接地装置的导体的最小截面 mm2 材料 等电位连接带之间和等电位连接 带与接地装置之间的连接导体 流过大于或等于 25 总雷电流的 等电位连接导体 内部金属装置与等电位连 接带之间的连接导体 流 过小于 25 总雷电流的等 电位连接导体 铜145 铝228 铁5016 6 金属物的等电位连接检查与测试 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 如已实现连接应进一步检 查连接质量 连接导体的材料和尺寸 7 平行敷设的长金属物的检查和测试 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 求值时的金属线跨接情况 如已实观跨接应进一步检查连接质量 连接导体的材料和 尺寸 8 长金属物的弯头 阀门等连接物的检查和测试 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 18 料和尺寸 9 总等电位连接带的检查和测试 检查由 LPZ0 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 10 低压配电线路埋地引入和连接的检查与测试 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 11 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查和测 试 检查架空金属管道进入建筑物前是否每隔 25m 接地一次 进一步检查连接质量 连接导体的材料和尺寸 12 建筑物内竖直敷设的金属管道及金属物的检查和测试 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 13 进入建筑物的外来导电物连接和检查和测试 所有进入建筑物的外来导电物均应在 LPZ0 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 14 穿过各后续防雷区界面处导电物连接的检查和测试 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 15 信息系统等电位连接的检查测试 检查信息系统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 应检查信息系统的所有金 属组件 除在接地基准点 ERP 处外 是否达到规定的绝缘要求 八 电涌保护器 SPD 1 基本要求 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 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 19 涌电压时 SPD 可安装在被保护设备处 线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于防雷区交 界处进行等电位连接 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最大箝压和有熄灭工 频续流的能力 2 选择 220 380V 三相系统中的电涌保护器 Uc 值应符合的规定 SPDSPD 取决于供电系统结构所要求的最小取决于供电系统结构所要求的最小 UcUc 值值 配电网络的系统结构SPD 连接于以下导 体之间 TTTN CTN S 有中性线的 IT无中性线的 IT 相导体与中性线 1 15Uo 不适用 1 15Uo1 15Uo 不适用 相导体与 PE 线 1 15Uo 不适用 1 15Uo Uo 相间电压 中性线与 PE 线 Uo 不适用 Uo Uo 不适用 相导体与 PEN 线不适用 1 15Uo 不适用不适用不适用 注 1 Uo 是低压系统相线与中性线的电压 2 本表是 IEC 61643 1 Amendment 1 提出的 3 表中已加了 5 防老化 即表中的 1 1Uo 改用 1 15Uo 注有 的值是故障下最坏的情况 所以不需计及 10 的允许误差 3 SPD 两端的连线应符合规范中连接导线的最小截面要求 SPD 在 LPZ0 区与 LPZ1 区交界处 其连接导体铜线最小截面不宜小于 5mm2 在其后 防雷区交界处安装的 SPD 其连接导体铜线最小截面不宜小于 3mm2 SPD 两端的引线长度 不宜超过 0 5m SPD 应安装牢固 4 低压配电系统对 SPD 的要求 电源 SPD 的 Up 应低于被保护设备的耐冲击过电压额定值 Uw 且必须加上 20 的安全 裕量 即 1 2Up Uw 如 SPD 与被保护设备非常接近 在 SPD 两端的引线上产生的感应 电压降 U 在使用限压型 SPD 时应与 SPD 的 Up 相加考虑 在使用开关型 SPD 时应 在 Up 与 U 中选取较大的一个值来考虑 Uw 值可参见表 各种设备耐冲击过电压额定值各种设备耐冲击过电压额定值 电气装置标称电压 V各种设备耐冲击过电压额定值 KV 三相系统 电气装置电源 进线端的设备 配电装置和末 级电路设备 用电器具 特殊需要保护 设备 耐冲击过电压类别 IVIIIIII 3 20 220 380642 51 5 注 I 类 需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备 II 类 如家用电器 手提电工工具或类似负荷 III 类 如配电盘 断路器 包括电缆 母线 分线盒 开关 插座等的布线系统 以及应用 于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等的一些其它设备 IV 类 如电气计量仪表 一次线过流保护设备 波纹控制设备 5 电源 SPD 的布置 1 在 LPZ0 区与 LPZ1 区交界处 在从室外引来的线路上安装的 SPD 应选用符合 I 级分类试验的产品 其 Ipeak 值可按 GB50057 规定的方法选取 当难于计算时 可按 IEC60364 5 534 的规定 当建筑物已安装了防直击雷装置 或与其有电气连接的相邻 建筑物安装了防直击雷装置时 每一相线和中性线对 PE 之间 SPD 的冲击电流 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 10 350 s 2 在 LPZ1 区与 LPZ2 区交界处 分配电盘处或 UPS 前端宜安装第二级 SPD 可 选用经 或 级分类试验的产品 其标称放电电流 In 不宜小于 5kA 8 20 s 3 在重要的终端设备或精密敏感设备处 宜安装第三级 SPD 可选用经 或 级分类试验的产品 其标称放电电流 In 值不宜小于 3kA 8 20 s 同时应具有更快 的响应速度 6 当在线路上多处安装 SPD 时 SPD 之间的线路长度应按生产厂试验数据采用 若无此试验数据时 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 注 对将放电间隙和压敏电阻组合在一起的新型 SPD 若这两者之间的配合已有措施 并通过检测 后 可不用退耦元件 安装在电路上的 SPD 其前端应有过电流保护器 如使用熔丝 其与主电路上的熔 丝电流比宜为 1 1 6 若 SPD 有内置脱离器则可不重复加装 7 SPD 应有通过声 光报警或遥信功能的状态指示器 以显示 SPD 的劣化状态 连接导体应符合相线分别采用黄 绿 红三色 中性线用浅蓝色 保护线用绿 黄 双色线的要求 8 电信和信号网络 SPD 的布置 连接于电信和信号网络的 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 1 在 LPZ0A与 LPZ1 区或 LPZ0B与 LPZ1 区交界处应选用 Iimp 值为 0 5kA 2 5kA 10 350 或 10 250 的 SPD 或 4kV 10 700 的 SPD 在 LPZ1 区与 LPZ2 区 21 交界处应选用 Uoc 值为 0 5kV 10kV 1 2 50 的 SPD 或 0 25kA 5kA 8 20 的 SPD 在 LPZ2 区与 LPZ3 区交界处应选用 0 5kV 1kV 1 2 50 的 SPD 或 0 25kA 0 5kA 8 20 的 SPD 2 网络入口处通信系统的 SPD 尚应满足系统传输特性 如比特差错率 BER 带 宽 频率 允许的最大衰减和阻抗等 对用户的 IT 系统 应满足 BER 近端交扰 NEXT 允许的最大衰减和阻抗等 对有线电视系统 应满足带宽 回波损耗 450Hz 时允许最大衰减和阻抗等特性参数 9 SPD 的检查 1 用 N PE 环路电阻测试仪 测试从总配电盘 箱 引出的分支线路上的中性 线 N 与保护线 PE 之间的阻值 确认线路为 TN C 或 TN C S 或 TN S 或 TT 或 IT 系 统 2 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 3 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 4 测量多级 SPD 之间的距离和 SPD 两端引线的长度 应符合要求 5 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 6 检查安装在电路上的 SPD 限压元件前端是否有脱离器 检查安装在 SPD 前端 的熔丝与安装在主电路上的熔丝之电流比 7 检查安装在配电系统中的 SPD 的 Uc值应符合规定要求 8 检查在 LPZ0 和 LPZ1 区交界处总配电盘上安装的是否为 I 级分类试验的 SPD 检查每一种保护模式中安装的 SPD Iimp 10 350 s 值是否达到要求 9 检查在 LPZ1 以后各防雷区交界处安装在每一对线上的 SPD In值 8 20 s 是否达到了要求 检测 SPD 接地线与等电位连接带之间的过渡电阻 应不大于 0 03 10 检测在电信和信号网络上安装的 SPD 是否符合要求 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 应不大于 0 03 10 电源 SPD 的测试 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 22 涌而引起性能下降 失效等故障 因此需定期进行测试 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 1 限制电压的测试 用仪器测出的 SPD 实测限制电压与生产厂标称值比较 当误差大于 20 时 可判 定 SPD 失效 2 用 8 20 s 冲击电流测量残压 a 将可插拔式 SPD 的模块拔下测试 如果不是可插拔式 SPD 在现场可能将 SPD 两端电源断掉时将 SPD 两端连线拆除 按测试仪器说明书连接进行测试 b 冲击电流峰值选择为 SPD 标称值 In的 0 1 和 0 2 倍 c 在 SPD 上分别施加上述电流峰值的冲击电流 8 20 s 正负极性各进行一次 d 在四次冲击测试中 相邻冲击的间隔时间应足以使试品冷却至环境温度 一般 不应小于 5min e 记录每次冲击时的电压和电流波形 或使用仪器直接读残压值 f 残压值为四次直接读取数据的平均值 或根据记录的电压和电流示波绘制的 放电电流 残压绝对值 曲线对应电流范围内残压最高值 3 用 1 2 50 s 冲击电压测量放电电压 a 本测试仅适用于含开关型元件的 SPD 将 SPD 两端连线拆除 按测试仪器说明 书连接进行测试 b 以每个冲击电压幅值对 SPD 施加四次冲击 其中正负极性各二次 c 每次冲击的间隔时间应足以使试品冷却至环境温度 一般不应小于 5min d 冲击发生器的输出电压值设定在生产厂标称值 Uc 起 以 10 的幅度递增 直至 放电发生 e 记录实测开关型 SPD 放电电压值 4 用混合波测限制电压 a 本试验仅适用于 级分类试验的产品 如果 SPD 为可插拔式则应将可插拔模块 拔下测试 如果不是可插拔式 可将 SPD 两端连线拆除 按测试仪器说明书连接进行测 试 b 用开路电压 U0c 波形为 1 2 50 s 短路电流 ISC波形为 8 20 s 的混合波发生 器产生冲击对 SPD 进行测试 23 c 为避免 SPD 过冲 混合波发生器的开路电压 U0c可设置为生产厂标称的 U0c的 0 2 倍和 0 5 倍 d 在 SPD 上分别进行上述 U0c值的正负极性冲击各一次 e 相邻两次冲击的时间间隔应足以使试品冷却至