第十一章防雷与接地设计新

1、第十一章防雷与接地设计新 第十一章第十一章 防雷与接地设计防雷与接地设计 第一节第一节 建筑防雷建筑防雷 一、防雷等级的确定一、防雷等级的确定 1 1、按建筑物整体、按建筑物整体 依据依据建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范GB50057-2010 GB50057-2010 |建筑物性质建筑物性质 |气象资料气象资料-年平均雷暴日年平均雷暴日 d/ad/a |根据建筑面积、高度、气象资料计算年预计根据建筑面积、高度、气象资料计算年预计 雷击次数：雷击次数： 第十一章防雷与接地设计新 |雷击大地的年平均密度：雷击大地的年平均密度： （1 1）第一类防雷建筑物）第一类防雷建筑物 （2 2）第二类防

2、雷建筑物）第二类防雷建筑物 （3 3）第三类防雷建筑物）第三类防雷建筑物 Ng=0.1*Td N=k*Ng*AC 年预计雷击次数年预计雷击次数(次次/a) 校正系数校正系数 雷击大地的年平均密度（次雷击大地的年平均密度（次/km2/a) 建筑物雷击次数的等效面积（建筑物雷击次数的等效面积（km2） 年平均雷暴日（年平均雷暴日（d/a) ，气象资料，气象资料 第十一章防雷与接地设计新 2 2、按建筑物部位、按建筑物部位 电击危险除对人、建筑物外，主要是雷电电击危险除对人、建筑物外，主要是雷电 电磁脉冲，这些电磁脉冲会对建筑内的电气电磁脉冲，这些电磁脉冲会对建筑内的电气 设备、电子系统造成危害。设

3、备、电子系统造成危害。 依据依据建筑物电子信息系统防雷设计规范建筑物电子信息系统防雷设计规范 GB50343-2004 GB50343-2004 建筑物保护区分为建筑物保护区分为5 5类类 u直击雷非防护区直击雷非防护区LPZ0LPZ0A A u直击雷防护区直击雷防护区LPZ0LPZ0B B u第一防护区第一防护区LPZ1LPZ1 u第二防护区第二防护区LPZ2LPZ2 u后续防护区后续防护区LPZnLPZn 第十一章防雷与接地设计新 二、防雷措施二、防雷措施 1 1、按建筑物整体、按建筑物整体 根据根据建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范 对第三类防雷等级的建筑物设置防直击雷、对第三类防雷等

4、级的建筑物设置防直击雷、 防电涌侵入的措施防电涌侵入的措施 对第二、第一类防雷等级的建筑物设置防直对第二、第一类防雷等级的建筑物设置防直 击雷、防电涌侵入的措施外，还应采取防雷击雷、防电涌侵入的措施外，还应采取防雷 电感应措施电感应措施 第十一章防雷与接地设计新 2、按建筑部位 （1）外部防雷措施 l接闪器：避雷针、避雷网格、避雷带、避 雷线等 l引下线：明敷、暗敷。 l接地体：建筑基础网钢筋内部焊通、人工 敷设接地网格。 第十一章防雷与接地设计新 （2）建筑内部防雷措施 q安装浪涌保护器 q合理布线 q屏蔽或隔离 q等电位连接 第十一章防雷与接地设计新 总体原则总体原则 建筑物防雷设计主要的

5、六个要素：接闪功能、建筑物防雷设计主要的六个要素：接闪功能、 分流影响、屏蔽作用、均衡电位、接地效果分流影响、屏蔽作用、均衡电位、接地效果 和合理布线。和合理布线。 n防直击类的措施防直击类的措施 n防雷电感应的措施防雷电感应的措施 n防雷电波侵入的措施防雷电波侵入的措施 n等电位和防侧击的措施等电位和防侧击的措施 n防雷装置防雷装置 三、工程实例分析三、工程实例分析 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第二节第二节 系统接地系统接地 一、工程接地的种类一、工程接地的种类 1）电气系统接地：功能性接地

6、、保护性接地。）电气系统接地：功能性接地、保护性接地。 X功能接地：工作接地（系统中性点接地）、功能接地：工作接地（系统中性点接地）、 屏蔽接地、逻辑接地、信号接地。屏蔽接地、逻辑接地、信号接地。 X保护性接地：防雷接地、保护接地、重复保护性接地：防雷接地、保护接地、重复 接地、防静电接地、防电蚀接地。接地、防静电接地、防电蚀接地。 第十一章防雷与接地设计新 n1）防雷接地）防雷接地 n2）系统接地：电力变压器的中性点接地、）系统接地：电力变压器的中性点接地、 发电机组的中性点接地。发电机组的中性点接地。 n3）保护接地目的）保护接地目的 降低预期接触电压降低预期接触电压 提供工频或高频泄放回

7、路提供工频或高频泄放回路 为过电压保护提供回路为过电压保护提供回路 等电位连接等电位连接 第十一章防雷与接地设计新 二、接地装置二、接地装置 接地装置：由接地体、接地线和接地母排接地装置：由接地体、接地线和接地母排 组成。组成。 （1）接地装置的设置）接地装置的设置 n 自然接地体：水管、基础钢筋、电缆金自然接地体：水管、基础钢筋、电缆金 属外皮。属外皮。 n 人工接地体：水平敷设的圆钢、扁钢；人工接地体：水平敷设的圆钢、扁钢； 垂直敷设的角钢、钢管、圆钢等。铜板。垂直敷设的角钢、钢管、圆钢等。铜板。 第十一章防雷与接地设计新 （2）建筑物的接地电阻）建筑物的接地电阻 l仅用于高压电力设备10

8、 lTN-C系统10 l高压与低压公用接地4 l电子装置及系统、火灾自动报警系统与电 力设备公用接地装置1 第十一章防雷与接地设计新 三、低压配电网的保护接地体系三、低压配电网的保护接地体系 L2 L3 L1 PE N 电力 系统 接地 外露可导电部分 PE PE L2 PEN L3 L1 电力 系统 接地 外露可导电部分 TN-C系统 第十一章防雷与接地设计新 L2 L3 L1 PE N 电力 系统 接地 外露可导电部分 PE PE L2 PEN L3 L1 电力 系统 接地 外露可导电部分 TN-S系统 第十一章防雷与接地设计新 电力 系统 接地 PEN L3 L1 L2 外露可导电部分

9、N PE TN-C-S系统 第十一章防雷与接地设计新 三、低压配电网的保护接地体系三、低压配电网的保护接地体系 TT系统 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第三节 等电位连接 n一、分类 （1）总等电位连接 简称MEB （2）辅助（局部）等电位连接简称LEB 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 浪涌保护 浪涌？ 1、闪电电流及闪电高频电磁场在电气及 电子设备中产生危害的过电流和过电压。 2、由于电力系统内部开关操作及高压系 统故障也

10、会在低压配电系统中产生过电 流和过电压。 第十一章防雷与接地设计新 浪涌保护器浪涌保护器SPDSPD是一种用于带电系统中限制瞬态过是一种用于带电系统中限制瞬态过 电压和引导泄放电涌电流的非线性保护装置。电压和引导泄放电涌电流的非线性保护装置。 浪涌保护器分类浪涌保护器分类 1 1）电压开关型（短路型开关）：无电涌时呈高阻态，）电压开关型（短路型开关）：无电涌时呈高阻态， 当电涌电压达到一定值时突然变为低阻抗。一般当电涌电压达到一定值时突然变为低阻抗。一般 用于用于“3 31 1”保护模式。低压保护模式。低压N N线与线与PEPE线之间的电线之间的电 涌保护。涌保护。 特点：雷电通流量大，无漏电

11、电流，多用于建筑物特点：雷电通流量大，无漏电电流，多用于建筑物 大楼的总大楼的总配电配电系统中，实用于各种系统中，实用于各种电源电源制式中制式中。 一般安装在建筑物一般安装在建筑物LP20LP20与与LPZlLPZl区的交界处，可最区的交界处，可最 大限度地消除电网后续电流，疏导大限度地消除电网后续电流，疏导1010350us350us的雷的雷 电冲击电流。电冲击电流。 第十一章防雷与接地设计新 n2、限压型电涌（钳制型）保护器：在无浪 涌出现时为高阻抗，随着浪涌电流和电压 的增加，阻抗连续变小。此类SPD通常采 用压敏电阻、抑制二极管等作为组件。 常用于II级或II级以下的雷电过电压和操 作

12、过电压保护。它一般安装在雷电保护区 建筑物内，疏导820us的雷电冲击电流， 在过电压保护中具有逐级限制雷电过电压 的功能。 第十一章防雷与接地设计新 n3、组合型电涌保护器：由电压开关型组件 和限压型组件组合而成。 因其同时兼有电压开关型和限压型两 种特性，但没有电压开关型元件和限压型 元件的单独特性好，并且这种元件价格较 贵，在一般情况下或有几级SPD情况下尽 量不用混合型SPD，只有在特殊情况下或 用一级SPD隋况下才可以考虑用混合型 SPD. 第十一章防雷与接地设计新 n 4、模块和箱式电涌保护器（浪涌保护器或防 雷器）的正确选择。 特点：模块和箱式电涌保护器（浪涌保护器或 防雷器）的

13、最大区别在于它们体积大小和防护 的级别，箱式电涌保护器（浪涌保护器或防雷 器）外壳多采用金属材料制成，有较高的防护 等级，防火、防爆能力强。模块式电涌保护器 （浪涌保护器或防雷器）安装体积小，多用于 建筑内低压末端配电箱等安装尺寸较小的区域， 不应安装在无人值守的机站和易燃易爆的场所。 第十一章防雷与接地设计新 雷电流的波形，有8/20us和10/350us两种。 8为波头时间（us），而20为半值时间(us)。 第十一章防雷与接地设计新 第十一章防雷与接地设计新 电浪涌保护器的选择方法 被保护负载的特性 l保护负载免受大气过电压的危害，必须考 虑以下参数： 1、被保护设备的冲击耐受电压Uch

14、oc。 2、接地系统类型和电网最高运行电压 Us.max。 电涌保护器的电压保护水平Up值： Us.max Up Uchoc 第十一章防雷与接地设计新 三相电网电压为230/440V被保护设 备冲击耐受电压（8/20us）分为4类 冲击电压 类类类类 类别 较低一般高很高 负载类型 电子设备 （电视、音 响、录音机、 计算机等） 家用电器 （冰箱、洗 衣机、电动 工具、加热 器等） 工业电器 （电机、配 电柜、电源 插头、变压 器等） 工业电器 （电气计量 仪表、一次 线过流保护 设备等） Uchoc 冲击耐压 1.5KV2.5KV4KV6KV 第十一章防雷与接地设计新 3、标称放电电流标称放

15、电电流In: 规定确定通过规定确定通过SPD的的10350s雷电流幅雷电流幅 值。当线路有屏蔽时，通过每个值。当线路有屏蔽时，通过每个SPD的雷电的雷电 流可按上述确定的雷电流的流可按上述确定的雷电流的30考虑。考虑。SPD 宜靠近屏蔽线路末端安装。以上述得出的宜靠近屏蔽线路末端安装。以上述得出的 雷电流作为雷电流作为Ipeak来选用来选用SPD。 当按上述要求选用配电线路上的当按上述要求选用配电线路上的SPD 时，其标称放电电流时，其标称放电电流In。不宜小于。不宜小于15kA。 Isn(SPD通流量通流量):根据安装位置所处防雷界根据安装位置所处防雷界 面（面（LPZ）和建筑类别选择。）和

16、建筑类别选择。 第十一章防雷与接地设计新 v 电涌保护器类型选择要点 （）变压器低压侧的电涌保护器选择金属氧化 物电涌保护器； （）对第一级可选限压型、开关型或复合型电 涌保护器，但首选的应是以金属氧化物非线形电 阻为核心元件的限压型电涌保护器； （）其余各级均应以金属氧化物非线形电阻为 核心元件的限压型电涌保护器； （）对于“”接入方式（电涌保护器接 于、和之间） 中的中性线对保护地的电涌保护器应选择以气体 放电间隙为核心元件的开关型电涌保护器。 第十一章防雷与接地设计新 （5）电涌保护器响应时间：对第一级要求不 大于，对第二级（中间级）要求 不大于，对第三级（末级）要求不 大于。 （6）电

17、涌保护器的连接线的选择 电涌保护器的连接线的截面积一般第一级应 大于（多股铜线），第二级应大 于 （多股铜线）。当电涌保护器制 造商有规定时可按其规定选择。 第十一章防雷与接地设计新 雷电流幅值第一级按承受左右的雷击能量 考虑，第二级按承受左右的雷击能量考虑，第 三级按承受左右的雷击能量考虑，第四级雷击能 量更小，但不应低于。 按有关规范要求：对第一级电涌保护器，最大（冲 击）放电电流必须按/波形的通流要 求选择。对其后几级电涌保护器，最大放电电流可以 按/波形的通流要求选择，但必须进行折 算，即电涌保护器由/波形的通流要 求推算要求的/波形的通流能力按保守的 估计为倍。 第十一章防雷与接地设

18、计新 n电涌保护器（电涌保护器（SPD）共模保护模式（）共模保护模式（L-PE，N-PE） 共模保护模式是将电源共模保护模式是将电源L（相线）、（相线）、N（中性线）分（中性线）分 别与别与PE（保护地）线之间安装相同型号的（保护地）线之间安装相同型号的SPD模块，模块， 把雷电（或感应电）能量泄放到地，限制对地瞬态过电把雷电（或感应电）能量泄放到地，限制对地瞬态过电 压的幅值，以防护设备对地的绝缘。压的幅值，以防护设备对地的绝缘。 共模模式的电涌保护器（共模模式的电涌保护器（SPD）对共模（）对共模（MC）过电）过电 压可进行有效防护，即带电导体（压可进行有效防护，即带电导体（L或或N）与保护接地）与保护接地 （PE）之间的过电压。对带电导体之间产生的差模过）之间的过电压。对带电导体之间产生的差模过 电压未进行防护，如电压未进行防护，如L-L之间，之间，L-N之间的过电压。之间的过电压。 第十一章防雷与接地设计新 n电涌保护器接入模式: 在制式中，一般情况下电涌保护器只需作共 模接法，即接于相线中性线与保护地线之间。 但在制式的起始位置，中性线与保护地 线