建筑物防雷设计规范GB50057ppt课件

1 Lightning SurgeProtection雷电及过电压保护讲座 蔡振新 高工 2 3 1997年对超过8722多件案例损坏原因的分析 过电压31 68 雷击及操作过电压 盗窃7 01 火灾4 88 水灾6 22 不小心 误操作22 67 其它26 76 风暴0 78 4 中国各主要城市雷暴天数 5 建筑物被烧毁 6 电路板及元器件损坏 7 配电柜被损坏 8 雷暴引起感应雷击及过电压 直击雷或邻近雷击 击在外部防雷系统 如保护框架 工业装置上 电缆上等 浪涌电流在接地电阻Rst上引起电压降 闭合环路感应产生过电压 信息系统 电源系统 L1L2L3PEN 20kV Rst 2c 1a 1b 1 2a 2b 1 1a 1b 远处雷击 击在远处架空输送线缆上雷云之间的放电通过架空线缆引起感应雷电波及过电压 在野外 雷电击中通信线缆 2a 2b 2c 9 邻近建筑物之间危险的浪涌雷击 几100kA 几10kV 几100kV 几kA 几10kA 几10kV 通信线缆 OV 230V 几10kA 几kA Water Gas 几kA 几 几kA 几 几kA 几 230V 10 StandardIEC61024Protectionofstructuresagainstlightning StandardIEC61312ProtectionagainstLEMP StandardIEC61643Lightningprotection Telecommunicationlines TechnicalReportIEC61662AssessmentofriskofdamageduetolightningPublished 1995 04Amendment1toIEC61662Published 1996 05 TechnicalReportIEC61819 Ed 1TestparameterssimulatingtheeffectsofLPScomponentsIEC81 145 CDVForecast 2001TR Part1 GeneralprinciplesIEC61024 1Published 1990 03 Section1 GuideASelectionofprotectionlevelsforlightningprotectionsystemsIEC61024 1 1Published 1993 08 Section2 GuideBDesign installation maintenanceandinspectionoflightningprotectionsystemsPublished 1998 05 Part1 GeneralprinciplesIEC61312 1Published 1995 02 Part2 technicalspecification Shieldingofstructure bondinginsidestructureandearthingIEC61312 2TSPublished 1999 08 Part3 technicalspecification Requirementsofsurgeprotectivedevices SPDs IEC61312 3TSPublished 2000 07Amendment1 AnnexDCoordinationofSPDwithinexistingstructuresIEC81 150 CDForecast 2001 Part4 TechnicalReport ProtectionofequipmentinexistingstructuresPublished 1998 09 IECTC81雷电保护 Part1 FibreopticinstallationsIEC61643 1Published 1999 07 Part2 LinesusingmetallicconductorsIEC81 164 FDISForecast2001 Part5 ApplicationGuideIEC81 165 CDForecast 2000 IEC61024 1 Ed 2Protectionofstructureagainstfire explosionandlifehazardsIEC81 151 CDVStatus MCRcirculatedForecast 2001 IEC61662 Ed 2TSRiskduetolightningIEC81 156 CDForecast 2001 11 国际标准 总则IEC61312 1防雷器的选择IEC61312 3 pending 雷击保护IEC61024 1设备保护IEC61000 4 5低压防雷器IEC61643 1 1低压防雷器的安装IEC61643 1 2 pending 低压线路上的过电压IEC62066 pending 通信防雷器IEC61643 2 1 pending 12 国内标准 国家标准 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 行业标准 通信工程电源系统防雷技术规定 YD5078 98 移动通信基站防雷与接地设计规范 YD5068 98 微波站防雷与接地设计规范 YD2011 93 通信局 站 接地设计暂行技术规定 YDJ26 89 计算机信息系统防雷保安器 GA173 1998 电力系统通信站防雷运行管理规程 DL548 94 13 建筑物防雷设计规范GB50057 94 2000年局部修订版 总则建筑物的防雷分类建筑物的防雷措施防雷装置接闪器的选择和布置防雷击电磁脉冲 14 雷击风险 问 我们需要关注雷击吗 答 是的 当然要 因为 高技术类的敏感设备越来越多延长设备正常工作时间 减小出错的概率设备停机带来昂贵的间接损失防雷保护会影响到购买保险公司的判断 15 浪涌电压的定义 16 雷电流对比图 17 LEMP Intermediatefloor LPZ2 LPZ3 LPZ1 LPZ0A LPZ1 防雷分区概念 电源系统 信息网络系统 电源系统 局部汇流排 设备再次层屏蔽 室内次层屏蔽 基础接地极 加强筋 防雷等电位连接雷电流SPD 局部等电位过压保护器SPD 空调装置 接闪系统 LPZ0B 摄像机 灯光 插座 滚球半径 20m LPZ0B LPZ 防雷保护区 18 230 400V 50Hz避器器 配电箱 屏蔽室里的钢筋 接地系统 金属结构作为建筑物屏蔽 建筑物用钢筋网屏蔽 建筑物屋顶的外部接闪装置 接闪装置到钢筋的接点 钢筋墙作为建筑的屏蔽和引下线 数据线避雷器 等电位连接 EBB LPZ1 LPZ2 通信和数据的电源过压保护 LPZ0 LPZ0到LPZ1到LPZ2的界面 地下的钢筋用作建筑物屏蔽和接地系统 雷电保护系统依据IEC61312 1 1995 02 基础接地装置 通信线避雷器 19 防雷保护方案 20 浪涌过压保护 主要针对感应雷电 操作过电压的防护 低压电源防护数据通讯防护等电位连接完备的接地系统 21 SPD防雷保护 22 进出线缆端口的防雷等电位连接 阴极保护输送管 基础接地极 等电位汇流排 EBB 水管 燃气管 外部防雷系统 23 低压浪涌保护器 SPD 标准 SurgeProtectionDevice SPD 国际标准IEC61643 1法国标准NFC61740德国标准VDE0675美国标准UL1449英国标准BS6651 24 低压浪涌保护器 SPD 防雷器标准 IEC61643 1 issuedFeb 98 防雷器的选择与应用 IEC61643 2 inwork 联合标准 直击雷保护 IEC61024 1电磁辐射脉冲保护 IEC61312 1 LightningElectromagneticPulse 国际标准 25 低压防雷器的等级 安装位置 进线端分配端设备端 国际标准ClassIClassIIClassIII法国标准ImaxenhancedStandard采用国际标准德国标准ClassBClassCClassD美国标准ClassCClassBClassA英国标准ClassCClassBClassA 26 低压防雷器的特性 安装位置 线路入口分配端设备端 国际标准10 350 s8 20 s8 20 s1 2 50 sIimp 20kAmaxIn 20kAmaxIsc 10kAmax法国标准In 20kAIn 5kA德国标准10 350 sIn 5kAIn 1 5kA0 5 50kA美国标准10kA3kA500A英国标准10kA3kA500A 27 防雷器IEC61643 1国际标准 TestClassI ForaSDP calledLightningCurrentArrester intendedtobeinstallinainstallationequippedwithaLPSwhereapartofthecurrentofthedirectlightningstrikecouldcrossthedevice TestClassII ForaSDPintendedtobeinstallattheelectricalentranceorinsideaclassicalinstallation TestClassIII Adifferentway americantype totestaSPD moreadaptedto lowpower SDP 28 低压浪涌保护器 选择 按防雷等级选择 ClassI SPD要求可以防止直击雷 LPSoninstallation ClassII SPD可安装与线路进口或建筑内部分线端 ClassIII SPD安装设备侧选择放电电流 对于高暴露性防护选择70kA 或更以上 对于标准安装选择40kA对于设备侧选择10kA防雷器的选择原则 高敏感设备 限制电压低 广泛应用 secondaryovershoots 配合熔断丝或断路器优先使用防雷熔断丝或延迟断路器 29 SPD的安装 30 4kVIII 2 5kVII 防浪涌和过压类型 依据DINVDE0110Part1 230 400V 1 5kVI C B D none 依据EDINVDE0675Part6 A1 SPD级别的区分 6kVIV 31 电源系统保护 32 避雷器在电源技术网络中的应用 LPZ 防雷保护区SEB 配电柜EBB 等电位连接排 33 SPD的安装 34 电源防雷器工作原理 当电网由于雷击出现瞬时脉冲电压时 防雷器在纳秒内导通 将脉冲电压短路于地泄放 后又恢复为高阻状态 从而不影响用户设备的供电 设备 35 50 100kA 10 350 s 的电流是通过接地系统泄放的 50 100kA 10 350 s 的电流是被内部的供应系统泄放的 电源系统 信息技术系统 金属管道等 如果在最坏的情况里仅有电源系统 它将承受50 的雷电流 假设最坏的情况仅有两条导线 L PEN 则每根导线要承受50kA 10 350 s 的电流 这是一个避雷器承受的最坏情况 它有以下的参数 电流峰值50kA 10 350 s 电量25As单位能量0 625MJ 类防雷等电位连接避雷器 36 假设雷电流的泄放 100 等电位连接排 50 通讯系统电源系统金属管道 外部防雷装置 接地系统 50 50 37 火花间隙成份避雷器的特性 电压电流 火花间隙的击穿电压 浪涌电压1 2 50 s 雷电流 电源系统中的电流 电源系统电压 火花间隙灭弧 s 大约100 s 大约10ms 几kA 100kA 38 敞开式火花间隙的剖面模型 39 喷弧技术功能图 电极1 电极2 驱动电极 隔离气体流向的材料 气体流向 径向 纵向 弧光 40 串联式滑动火花间隙工作原理 第一个滑动火花间隙 第二个滑动火花间隙 接线端子1 零件1 零件2 零件3 接线端子2 密闭式 无火花释放蠕动放电火花间隙 外壳 电极1 产生气体的绝缘材料 电极2 从电极伸出的4个火花连络点 42 火花间隙避雷器自动灭弧电流波形图 动作电流 后续电流 43 火花间隙避雷器自动灭弧电压波形图 浪涌电压 电弧电压 工作电压 市电电压 44 TN C系统B级防雷器安装示意图 L1 F1 F4 F6 F5 F4 F6 250AgLrequiredonlyifF1 F3 250AgL L2 L3 PEN F2 F3 Conductorsize16mm 125A25mm 160 200A35mm 250A Terminalsupto50mm stranded Groundingcross section conductorsize 45 过电压保护器C级 符合EDINV