GB50057-2010建筑物防雷设计规范(第六章的详细解读)

1、 GB50057-20106.1.1 在工程的设计阶段不知道电子系统的规模和具体位置的情况下， 若预计将来会有需要防雷击电磁脉冲的电气和电子系统， 应在设计时将建筑物的金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件、金属管道、配电的保护接地系统等与防雷装置组成一个接地系统，并应在一些需要之处预埋等电位连接板。考虑到功能性、扩展性和前瞻性应建议在适当的位置预留接地端子。（设计人员） 规范解读： 删除了操作性不强的条文 GB50057-20106.1.2 6.1.2 当电源采用当电源采用TNTN系统时，从建筑物总配电箱系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的配电线路和分支线路必须起供电给本建

2、筑物内的配电线路和分支线路必须采用采用TN-STN-S系统。系统。 低压配电系统的接地方式按照配电变压器低压侧的接地方式和用户电气系统中裸露导体的接地方式，有三种基本的接地方式：TN 系统（TN-C、TN-S、TN-C-S）TT 系统IT 系统 低压配电系统的接地方式各字母的含义：各字母的含义：第一个字母T 表示供电电源的接地方式为直接接地，I 表示供电电源带电部分与地绝缘，或通过阻抗接地；第二个字母T 表示无论电源如何接地，用户裸露导体直接接地，N 表示用户裸露导体直接与配电变压器工作地即中性线与保护地连接。 低压配电系统的接地方式TN TN 系统中有一点直接接地，用电设备的外露可导系统中有

3、一点直接接地，用电设备的外露可导电部分通过保护地线接地。电部分通过保护地线接地。后续的字母意义如下：S 表示中性线与保护地分开， C 表示中性线与保护地合一，如TN-S 系统，即一种三相五线制；如TN-C 系统，即一种的三相四线接零制；TN-C-S 则表示中性线（N）与保护地线（PE）在配电变压器处合一，在用户侧某处分开的另一种三相五线制。 GB50057-20106.1.2 6.1.2 当电源采用当电源采用TNTN系统时，从建筑物总配电箱系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的配电线路和分支线路必须起供电给本建筑物内的配电线路和分支线路必须采用采用TN-STN-S系统。系统。在TN-S系

4、统中中性线电流仅在专用的中性导体（N）中流动，而在TN-C系统中，中性线电流将通过参考地导体或外露可导电部分和装置外可导电部分（例如建筑物的金属构件）流动，为了避免这些电流干扰正常运行的用电设备，不应使有的负荷电流沿PE线或与PE线有连接的导体流回。 GB50057-20106.2.1 防雷区的划分应符合下列规定：1 本区内的各物体都可能遭到直接雷击并导走全部雷电流，以及本区内的雷击电磁场强度没有衰减时，应划分为LPZOA区。2 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，以及本区内的雷击电磁场强度仍没有衰减时，应划分为LPZOB区。3 本区内的各物体不可能遭到直接雷击，且由

5、于在界面处的分流，流经各导体的电涌电流比LPZOB区内的更小，以及本区内的雷击电磁场强度可能衰减，衰减程度取决于屏蔽措施时，应划分为LPZ1区。4 需要进一步减小流入的电涌电流和雷击电磁场强度时，增设的后续防雷区应划分为LPZ2n后续防雷区。 划分防雷区的目的和特征目的：规定各部分空间不同的雷击脉冲磁场强度的严重程度和指明各区交界处的等电位连接点的位置。特征：各区以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征 GB50057-20106.2.2 安装磁场屏蔽后续防雷区、安装协调配合好的多组电涌保护器，宜按需要保护的设备的数量、类型和耐压水平及其所要求的磁场环境选择。 雷击对建筑物内电

6、气系统和电子系统的影响取决于雷电流及其相应磁场的强度以及设备的耐电涌和耐磁场水平。根据需保护设备的数量，类型和耐压水平及其所要求的磁场环境选择安放在不同水平的后续磁场屏蔽防雷区，配合电涌保护器进行保护不仅可以有效保护敏感设备，也能达到最佳的经济效果。 GB50057-20106.3.1屏蔽、接地和等电位连接的要求宜联合采取下列措施：1 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，并应与防雷装置相连。但第一类防雷建筑物的独立接闪器及其接地装置应除外。(等电位连接和接地) GB50057-20106.3.1屏蔽、接地和等电位连接的要求宜联合采取下列措施：2 在需要保护的空间内，采用屏

7、蔽电缆时其屏蔽层应至少在网端，并宜在防雷区交界处做等电位连接，系统要求只在一端做等电位连接时，应采用两层屏蔽或穿钢管敷设，外层屏蔽或钢管应至少在两端，并宜在防雷区交界处做等电位连接。(等电位连接和屏蔽)屏蔽是减少电磁干扰的基本措施。屏蔽层仅一端做等电位连接和另一端悬浮时，它只能防静电感应，防不了磁场强度变化所感应的电压。 GB50057-20106.3.1屏蔽、接地和等电位连接的要求宜联合采取下列措施：3 分开的建筑物之间的连接线路，若无屏蔽层，线路应敷设在金属管、金属格栅或钢筋成格栅形的混凝土管道内。金属管、金属格栅或钢筋格栅从一端到另一端应是导电贯通，并应在两端分别连到建筑物的等电位连接带

8、上；若有屏蔽层，屏蔽层的两端应连到建筑物的等电位连接带上。4 对由金属物、金属框架或钢筋混凝土钢筋等自然构件构成建筑物，或房间的格栅形大空间屏蔽，应将穿入大空间屏蔽的导电金属物就近与其做等电位连接。(等电位连接和屏蔽) 磁场强度衰减的计算方法1 闪电击于建筑物以外附近时，磁场强度应按下列方法计算： H0=i0/(2Sa) （6.3.2-1） Sa的计算方法 Sa的计算方法中R的计算方法第一类第一类R=30mI=5.4kA第二类R=45mI=10.1kA第三类R=60mI=15.8kA 磁场强度衰减的计算方法当建筑物或房间有屏蔽时，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：

9、 H1=H0/10SF/20 （6.3.2-2）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)，按表6.3.2-1的公式计算。 SF的计算方法 SF的计算方法 SF的计算值仅对在各LPZ区内距屏蔽层有一安全距离的安全空间内才有效（见图6.3.2-2），安全距离应按下列公式计算。当SF10时 ds/1=wSF/10 (6.3.2-3)当SF10时 ds/1=w (6.3.2-4)式中：ds/1安全距离(m)； w 格栅形屏蔽的网格宽(m)； SF 按表6.3.2-1计算的屏蔽系数(dB)。 磁场强度衰减的计算方法2 在闪电直接击在位于LPZOA区的格栅形大空间屏蔽或与

10、其连接的接闪器上的情况下，其内部LPZ1区内安全空间内某点的磁场强度应按下式计算(图6.3.2-4)： GB50057-20106.3.3 接地和等电位连接除应符合本规范的有关规定外，尚应符合下列规定：1 每幢建筑物本身应采用一个接地系统2 当互相邻近的建筑物之间有电气和电子系统的线路连通时，宜将其接地装置互相连接，可通过接地线、PE线、屏蔽层、穿线钢管、电缆沟的钢筋、金属管道等连接。 GB50057-20106.3.4条第2款 在LPZOA与LPZ1区的界面处做等电位连接用的接线夹和电涌保护器，应采用本规范表F.0.1-1的雷电流参量估算通过的分流值。当无法估算时，可按本规范式(4.2.4-

11、6)或式(4.2.4-7)计算，计算中的雷电流应采用本规范表F.0.1-1的雷电流。尚应确定沿各种设施引入建筑物的雷电流。应采用向外分流或向内引入的雷电流的较大者。 在靠近地面于LPZOB与LPZ1区的界面处做等电位连接用的接线夹和电涌保护器，仅应确定闪电击中建筑物防雷装置时通过的雷电流；可不计及沿全长处在LPZOB区的各种设施引入建筑物的雷电流，其值应仅为感应电流和小部分雷电流。 GB50057-20105.1.2 防雷等电位连接各连接部件的最小截面，应符合表5.1.2的规定。连接单台或多台级分类试验或D1类电涌保护器的单根导体的最小截面，尚应按下式计算： GB50057-20104.2.4

12、电源总配电箱处所装设的电涌保护器，其每一保护模式的冲击电流值，当电源线路无屏蔽层时宜按式(4.2.4-6)计算，当有屏蔽层时宜按式(4.2.4-7)计算：等电位连接网络 GB50057-20106 当电子系统为300kHz以下的模拟线路时，可采用S型等电位连接，且所有设施管线和电缆宜从ERP处附近进入该电子系统。7 当电子系统为兆赫兹级数字线路时，应采用M型等电位连接，系统的各金属组件不应与接地系统各组件绝缘。M型等电位连接应通过多点连接组合到等电位连接网络中去，形成Mm型连接方式。每台设备的等电位连接线的长度不宜大于0.5m，并宜设两根等电位连接线安装于设备的对角处，其长度相差宜为20。谐振

13、 当功能性接地线的长度为干扰频率波长的14或其奇数倍时将产生谐振，这时，接地线的阻抗成为无穷大，它成为一根天线，能接收远磁场的干扰或发射出干扰磁场，见图18。图18中的为干扰波的波长。谐振 通常最好是按远离加于导体的电气干扰频率的1/4波长来选择接地(等电位连接)导体的物理长度，从图18可以看出，最好是/20。但是，现在数字化电子系统的工作频率越来越高，如普通计算机的时钟频率是100MHz，在此频率下要做到/200.15(m)是很难的。所以推荐每台设备从基准平面引两根接地(等电位连接)导体接于设备底的对角处，两根导体一长一短，相差约20，如一根为 05m，另一根为04m。这样，其中一根产生谐振

14、，即阻抗无穷大，另一根是不会的。L /20=c/(20f) = 3*108/(100*106*20) = 0.15m GB50057-20106.4.3 LPZ1区内两个LPZ2区之间用电气线路或信号线路的屏蔽电缆或屏蔽的电缆沟或穿钢管屏蔽的线路连接在一起，当有屏蔽的线路没有引出LPZ2区时，线路的两端可不安装电涌保护器(图6.4.3)。 GB50057-20106.4.3需要保护的线路和设备的耐冲击电压，220/380V三相配；电线路可按表644的规定取值；其他线路和设备，包括电压和电流的抗扰度，宜按制造商提供的材料确定。 GB50057-20102.0.40 电压开关型电涌保护器 volt

15、age switching type SPD无电涌出现时为高阻抗，当出现电压电涌时突变为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、硅可控整流器或三端双向可控硅元件做电压开关型电涌保护器的组件。也称“克罗巴型”电涌保护器。具有不连续的电压、电流特性。 GB50057-20102.0.41 限压型电涌保护器 voltage limiting type SPD无电涌出现时为高阻抗，随着电涌电流和电压的增加，阻抗连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管作限压型电涌保护器的组件。也称“箝压型”电涌保护器。具有连续的电压、电流特性。 GB50057-20106.4.6 电涌保护器的有效电压保护水平，应符合下列规

16、定： 1 对限压型电涌保护器： 2 对电压开关型电涌保护器，应取下列公式中的较大者： GB50057-20106.4.7 确定从户外沿线路引入雷击电涌时，电涌保护器的有效电压保护水平值的选取应符合下列规定：1 当被保护设备距电涌保护器的距离沿线路的长度小于或等于5m时，或在线路有屏蔽并两端等电位连接下沿线路的长度小于或等于10m时，应按下式计算： GB50057-20106.4.7 确定从户外沿线路引入雷击电涌时，电涌保护器的有效电压保护水平值的选取应符合下列规定：2 当被保护设备距电涌保护器的距离沿线路的长度大于10m时，应按下式计算：式中：Ui雷击建筑物附近，电涌保护器与被保护设备之间电路

17、环路的感应过电压(kV)，按本规范第6.3.2条和附录G(P83)计算。iwp/fU-U2Uwip/fUU2U GB50057-20106.4.7 确定从户外沿线路引入雷击电涌时，电涌保护器的有效电压保护水平值的选取应符合下列规定：3 对本条第2款，当建筑物或房间有空间屏蔽和线路有屏蔽或仅线路有屏蔽并两端等电位连接时，可不计及电涌保护器与被保护设备之间电路环路的感应过电压，但应按下式计算：第一章第一章 思考题思考题v 雷电灾害严重吗？您了解的雷电导致的事故有哪些？v 整改工程适用本规范吗？第二章第二章 思考题思考题v 内部防雷装置包括浪涌保护器吗？v 残压、限制电压和电压保护水平的区别是什么？v 你能准确画出典型雷电流的波形吗？第三章第三章 思考题思考题v