建筑物的防雷设计讲义

1、1,建 筑 物 防 雷 设 计,梅 勇 成 上海市防雷中心 2011.12,GB50057-2010,2,建筑物防雷设计与施工标准,GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范 GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB 50601-2010 建筑物防雷工程施工质量与验收规范 GB 50650-2011 石油化工装置防雷设计规范 （2011年12月1日实施） GB 50689-2011 通信局（站）防雷与接地工程设计规范 （2012年5月1日实施） GB 16895.222004 建筑物电气装置 第553部分：电气设备的选择和安装 隔离、开关和控制设备 第534节：过电

2、压保护电器（idt IEC 60364-5-53:2001) GB/T 18802.122006 低压配电系统的电涌保护器（SPD） 第12部分：选择和使用导则（idt IEC 61643-12：2002) GB/T 214312008 建筑物防雷装置检测技术规范,各 时 期 版 本,GBJ 57-83：经验总结和参考前苏联标准 GB 50057-94：在IEC61024基础上修改 GB 50057-94 （2000年版）：增加第六章防雷击电磁脉冲，参考IEC 61312标准 GB 50057-2010：自2005年起重新修订，以IEC62305系列为主,3,IEC/TC81新的标准体系,4,

3、5,本规范的内容,总则 术语 建筑物防雷分类 建筑物防雷措施 防雷装置 防雷击电磁脉冲 附录ABCDEFGHJ,6,关于GB50057-2010 建筑物防雷设计规范与GB 50057-94（2000年版)的主要变化,1、结构上，增加了术语一章，合并了一章(旧版的4、5章合并成新版的第5章）； 2、规定了13条强制性条文，必须严格执行； 3、变更防接触电压和防跨步电压的措施； 4、补充外部防雷装置采用不同金属物的要求； 5、修改防侧击的规定； 6、详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求； 7、简化了雷击大地的年平均密度计算公式, 并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。 8、

4、部分条款作了更具体的要求,7,一、总则,8,一、总则,1.0.1 为使建（构）筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建（构）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，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、扩建、改建建（构）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。,9,一、总则,1.0.3 建（构）筑物防雷设计，应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点等的基础上，详细研究并确定防雷装置的形式及其布置。 地

5、理：指被保护建筑物所在地区的地形 地质、土壤：土壤电阻率 气象、环境：雷暴日 雷电活动规律：地闪密度、强度、雷电流大小、极性、陡度 被保护物特点：几何尺寸、功能分布、与周围建筑物的关系 防雷装置的形式：网格尺寸、引下线间距、滚球半径,10,二、术语,二、术语,对雷电、防雷装置、被保护系统共作了50条定义。更新部分术语名 称。,11,12,二、术语,2.0.3 雷击点 闪击击在大地或其上突出物上的那一点。一次闪击可能有多个雷击点。 2.0.5 防雷装置 用于减少闪击击于建（构）筑物上或建（构）筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成 2.0.6 外部防雷装置 由接闪器

6、、引下线和接地装置组成。 2.0.7 内部防雷装置 由防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成。,13,二、术语,2.0.14 闪电静电感应 由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如没有就近泄入地中就会产生很高的电位。 2.0.15 闪电电磁感应 由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。 2.0.16 闪电感应 闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。 2.0.17 闪电电涌 闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静

7、电感应或雷击电磁脉冲引发，表现为过电压、过电流的瞬态波。,14,二、术语,2.0.26 电气系统 由低压供电组合部件构成的系统。也称低压配电系统或低压配电线路。 2.0.27 电子系统 由敏感电子组合部件构成的系统。 2.0.29 电涌保护器 surge protective device (SPD) 用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。 2.0.35 、2.0.37 、2.0.39 级试验、级试验、级试验,15,三、建筑物的防雷分类,16,三、建筑物的防雷分类,3.0.1 建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。 重要

8、性：第二类防雷建筑物（文物、国家级建筑物等） 使用性质：第一类防雷建筑物和第二类的一部分（爆炸火灾危险环境） 发生雷电事故的可能性和后果：一般民用建筑物。 注：本规范对第一类防雷建筑物和第二、三类的一部分（如爆炸危险环境、文物）仍沿用以往的做法，不考虑以危险度作为分类的基础。对于第二、三类中一些难于确定的建筑物则根据危险度这一基础来划分。对危险度的分析，见本规范第3.0.3条的条文说明。,17,三、建筑物的防雷分类,3.0.2 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：（强制性条款） 凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物， 因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大

9、破坏和人身伤亡者。 具有0 区或20 区爆炸危险场所的建筑物。 （GB50057-94:为0区或10区) 具有1 区或21 区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 （GB50057-94:仅为1区) （注： GB50057-94：增加了“可能发生对地闪击的地区” 爆轰-爆炸物中一小部分受到引发或激励后，爆炸物整体 瞬间爆炸的现象或过程。 火灾爆炸危险环境区的变化是由于爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB 50058 -92 也在修订中，本标准采用了GB50058的修编内容，用“20”、“21”、“22”代表了粉尘的分区，原来用“10”、11”区表示）,第一款

10、，爆炸物质： 炸 药黑索金、特屈儿、三硝基甲苯、苦味酸、硝铵炸药等； 火 药单基无烟火药、双基无烟火药、黑火药、硝化棉、硝化甘油等； 起爆药雷汞、氮化铅等； 火工品引信、雷管、火帽等。,18,第二、三款：爆炸危险场所（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 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。 注：正常运行开车、运转、停车、装卸、密闭盖的开闭等,19,第二、三款：爆炸危险场所（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

11、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。,20,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

12、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。,21,22,三、建筑物的防雷分类,3.0.3 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物： （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、大型火车站和飞机场、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的建筑物。 （4） 国家特级和甲级大型体育馆。（新增条） （

13、5） 制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物， 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。,23,3.0.3（续）,（6） 具有1 区或21 区（新增）爆炸危险场所的建筑物，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。 （7） 具有2 区或22 区（由原11区调整）爆炸危险场所的建筑物。 （8） 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。 （9） 预计雷击次数大于0.05次/ a （0.06调整）的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 （10） 预计雷击次数大于0.25 次/ a （0.3调整）的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。,24

14、,三、建筑物的防雷分类,3.0.4 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物： (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0.01(由0.12调整） 次/ a 且小于或等于0.05(由0.06调整）次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 (3) 预计雷击次数大于或等于0.05(0.06调整）次/a且小于或等于0.25 （0.3调整）次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 (4) 在平均雷暴日大于15 d / a 的地区，高度在1 5 m 及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；

15、 在平均雷暴日小于或等于15 d / a 的地区， 高度在2 0 m 及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。,防雷装置所需要的效率,1-NT/N 式中表示防雷装置所需要的效率 NT表示建筑物所可接受的年允许遭雷击次数（次/a) NT=10-5/PrWr N表示建筑物年雷击次数（次/a） Pr应看作是一个系数，它表示建筑物自身保护的程度或表示考虑这样的真实情况的一个系数。 Wr考虑雷击后果的一个系数，后果越严重，Wr值越大。,25,PrWr值（红色为旧版的数值）,26,防雷装置的效率（红色为旧版的数值）,=Ei*Es 式中：Ei表示防雷装置截收雷击的概率，雷电流大于16KA的概率为0.84 Es

16、表示小于第三类雷电流参量最大值的概率为0.97,27,例：一般性工业建筑物 当无防雷装置 =0 NT=5*10-2 1-NT/N 0 1-5*10-2/N 得 N0.05次/a,28,29,人员密集的公共建筑 建筑设计防火规范GB50016-2006 第5.3.15条文解释 本条规定的人员密集的公共建筑主要指：设置有同一时间内聚集人数超过50人的公共活动场所的建筑。如宾馆、饭店，商场、市场，体育场馆、会堂、公共展览馆的展览厅，证券交易厅，公共娱乐场所，医院的门诊楼、病房楼，养老院、托儿所、幼儿园，学校的教学楼、图书馆和集体宿舍，公共图书馆的阅览室，客运车站、码头、民用机场的候车、候船、候机厅(

17、楼)等。,建筑物防雷分类由来,第一类（、级） 第二类（级） 第三类（级） 其中、级是雷电防护水平（系统）中按照雷击的峰值电流、雷击电荷、单位能量、平均陡度等参数来划分级别的。 参见GB/T21714.1-2008雷电防护 第1部分：总则,30,雷电防护水平分级,31,各级雷电防护水平的防雷措施,32,各级LPS的保护角大小 80,各级LPS当高度h超出黑线端头时不能采用保护角法，此时仅可采用滚球法和网格法。 h为接闪器顶部与被保护区域参考平面之间的距离。 h小于2m时保护角不会变化。,33,雷击风险,各类防雷建筑物只对雷击电流从雷击保护系统规定的最小值到最大值的雷电具有防护作用，而雷击电流大于

18、最大值和小于最小值的雷闪击中建筑物时，均会造成损害。 滚球半径与雷击电流的关系： r10I0.65 PBLPS保护的损害概率 PSPDSPD保护的损害概率,34,35,N = k Ng A e 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=0.1Td （Ng=0.024Td 1.3） Ae=LW+2(L+W)( H（200-H）)1/2+H（200-H）10-6 L、W、H为长、宽、高。（适用于H100m）,建筑物年预计雷击次数,建筑物年预计雷

19、击次数计算方法更新,36,预计雷击次数标准更新,预计雷击次数的减少，其实减低了建筑物的防雷门槛，提 高了建筑物的防雷类别。,37,38,四、建筑物的防雷措施,39,四、建筑物的防雷措施,4.1.1 各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置，并应采取防闪电电涌侵入的措施。 第一类防雷建筑物和本规范第 3.0.3条 57款所规定的第二类防雷建筑物，尚应采取防闪电感应的措施。 4.1.2 各类防雷建筑物应设内部防雷装置，并应符合下列规定： 1 在建筑物的地下室或地面层处，以下物体应与防雷装置做防雷等电位连接： 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。 2 除本条 1款的措施

20、外，外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间，尚应满足间隔距离的要求。,40,四、建筑物的防雷措施,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。,41,接闪器的设置,1、接闪器的构成 独立避雷针、架空避雷线 以及直接装设在建筑物上的避雷网、避雷带、避雷针或由其混合组成。 2、

21、避雷带 避雷带应沿易受雷击的 部位（见附录B) 敷设， 女儿墙、屋角、屋脊、屋 檐和檐角等; 当建筑物比较高时，首 先应沿屋顶周边敷设避雷带， 避雷带应设在外墙外表面或屋 檐边垂直线上或其外。,避雷带,42,避雷带,43,防雷测试点,44,避雷带,45,避雷带,46,避雷带,47,避雷带,48,49,不规范安装的后果,50,关于暗敷避雷带问题,利用屋顶钢筋作接闪器及暗敷避雷带， 其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱离以及一小块防水、保温层遭破坏。这对建筑物的结构一般无损害，但建筑物下方不应有行人通过、车辆放置、及建筑物的出入口，以保证安全。 GB/T21431-2008建筑物防雷装置检

22、测技术规范规定”高层建筑物不应利用建筑物女儿墙内钢筋作为暗敷避雷带。”,51,避雷网格, 第一类防雷建筑物 5m5m或6m4m 第二类防雷建筑物 10mm或12m8m 第三类防雷建筑物 20m20m或24m16m,52,（1）滚球法的概念-1,避雷针,滚球法-2,53,滚球法-3,54,滚球法-4,55,56,滚球半径示意图,57,避雷针,(2)、 单根避雷针保护范围-1,rx = (h（2hr h）)1/2 (h (2hr hx) 1/2 ro = (h（2hr h）)）1/2,单根避雷针保护范围-2,58,59,避雷针,（3）、问题1-屋面上避雷针的保护范围如何计算？,（错误图 r0大于屋

23、顶宽度）,（正确图 ） 避雷带、避雷针顶端同时支撑球体,60,问题2-避雷针设置的越高对设备保护越有利？,设置避雷针的目的就是利用避雷针的尖端效应吸引闪电，保护附近的突出的室外设备如天线等。 避雷针并不是越高越好，过高的避雷针将导致其接闪能力越强，雷电对避雷针附近的设备的冲击次数会增加。 避雷针不能用于保护室内的弱电设备。,61,4、 接闪器的材料、规格,避雷带,架空接闪线宜采用截面不小于50mm2 热镀锌钢绞线 或铜绞线。（参数调整，旧版为35mm2 ）,避雷线,62,金属屋面 （第一类防雷建筑物除外）, 板间的连接应是持久的电气贯通，例如，铜锌合金 焊、熔焊、卷边压接、缝接、螺钉或螺栓连接

24、等； 金属板下面无易燃物品时，其最小厚度要求为 不锈钢、热镀锌钢、钛和铜板0.5mm， 铝板0.65mm,锌板0.7mm，铅板：2mm（新增）； 金属板下面有易燃物品时，其最小厚度要求为 不锈钢、热镀锌钢和钛板4mm；铜板5mm；铝板7mm； 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。,63,关于彩钢保温板,5.2.7的条文说明： 上层钢板厚度不应小于0.5mm， 中间保温层为非易燃物， 下层钢板一般不会被击穿，且能阻挡上层板被击穿时的熔化物。,64,1、4.3.3 （强条）（第二类防雷建筑物） 专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周

25、和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于 18 m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于 18 m。 注：专设引下线与自然引下线，涉及：雷规4.2.4条2款、4.3.3条、4.4.3条、4.3.5条、4.4.5条、4.5.6条1.1）和2.1）款、5.3.4条、5.3.5条、5.3.6条及5.3.8条，其中黑字体条款是强制性条文，其他条款是应执行条文。,引下线,65,4.3.5 利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合下列规定： 第6款 构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建

26、施工的绑扎法、螺丝、对焊或搭焊连接。单根钢筋、圆钢或外引预埋连接板、线与构件内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。 4.4.3 专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于 25 m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线时，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于 25 m。,引下线,各类防雷建筑物引下线间距见表 1）有几个并联的雷电流通道存在； 2）电流通道的长度保持最短； 3）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

27、置的保护； 4）引下线应尽可能沿建筑物暴露在外的墙角设置。,66,引下线,引下线间距特例 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1824m（4.2.2条） 第二类的钢质封闭气罐，间距小于30m（4.3.10） 第三类低于40m的烟囱，可只设一根引下线（4.4.9）,67,68,接地装置,1、接地装置的类型 按 GB 21714.3的规定，接地装置的类型分为A、B二类即 A型接地体-单独设置的水平和/或垂直接地体 不少于2个接地极 在土壤电阻率很低，接地电阻很容易低于10 时，无其他要求 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定长度要求 B型

28、接地体-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,69,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。,70,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，

29、对各类防雷建筑物的接地体有 一长度要求。,71,接地分析,72,接地分析（2）,a) b) c) 典型接地体的三种表示图,73,接地分析,74,接地分析 25mm2铜导线,75,接地分析 107mm2铜导线,76,77,接地装置,第一类防雷建筑物接地电阻 4.2.1中第8款规定： （第一类防雷建筑物）每一引下线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3000m以下地区，冲击接地电阻不应大于30。 4.2.2中第3款规定： （第一类防雷建筑物）防雷电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用，其工频接地电阻不宜大于10。 4.2.3中第5款规定： （第一

30、类防雷建筑物防雷电波侵入）进入建筑物的架空金属管道接地，冲击接地电阻不应大于30。 注：一般来说，接地电阻越低，防雷得到的改善越多。但是，不能由于要达到某一很低的接地电阻而花费过大。为了将雷电流散入大地而不会产生危险的过电压，接地装置的布置和尺寸比接地装置的特定值更重要。条文4.2.4的第6款、4.3.6（二类）、4.4.6（三类）接地电阻值可不计及的要求。,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 5m 2.第二类防雷建筑物：,800m时，A/5m 为800m至3000m时， A/（ -550）/50 3. 第三类防雷建筑物： 3

31、000m时 A/5m或A79m2,78,79,第二类、第三类防雷建筑物接地电阻 共用接地装置：外部防雷装置的接地应和防雷电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地共用接地装置，并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。 共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定，以不大于其按人身安全所确定的接地电阻值为准。 当有电子系统时以设备最小接地电阻值要求为准。,80,防侧击,1、高度超过45m的建筑物，水平突出外墙的物体，如阳台、平台等，当滚球半径45m球体从屋顶周边避雷带外向地面垂直下降接触到上述物体时应采取相应的防雷措施。 2、高于60

32、m的建筑物，其上部占总高度20%并超过60m的部位应防侧击。-新变化 3、外墙内外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端应与防雷装置等电位连接。,81,各类防雷筑物的直击雷参数,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,82,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100

33、mm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,83,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2m5m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,84,表4

34、.2.1 有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间,85,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,86,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,87,防闪络（1）,第一类（间距必须大于3m） 地上部分：当hx5Ri时 Sa10.4（Ri+0.1hx） 当hx5Ri时 Sa10.1（Ri+hx） 地下部分： Sel0.4Ri 式中： Sa1：空气中距离（m） S

35、el：地中距离（m） Ri：接闪器冲击接地电阻 hx：被保护物的高度（m）,88,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 4.3.8 Sa30.06kclx Sa3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,89,绝缘段前后的处理,4.2.4条第13款对输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道和有阴极保护的埋地金属管道在入户处设绝缘段时，规定如下： 1)选用级试验的密封型电涌保护器。 2)电涌保护器能承受的

36、冲击电流按式 (4.2.4-6)计算，取 m=1。 3)电涌保护器的电压保护水平应小于绝缘段的耐冲击电压水平，无法确定时，应取其等于或大于 1.5kV和等于或小于2.5kV。 4) 输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道在进入建筑物处的防雷等电位连接，应在绝缘段之后管道进入室内处进行，可将电涌保护器的上端头接到等电位连接带。 注：输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道和有阴极保护的埋地金属管道在入户处设绝缘段时，应有防雷措施，涉及雷规4.2.4条13、14款、4.3.8条9款、4.4.7条5款，这是新版规范增加的内容，是应执行条文。,90,91,防接触电压和防跨步电压,1、在建筑物引下线附近防接触电压

37、时，应符合下列规定之一： （新增内容） 利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10 根柱子组成的自然引下线，这些柱子包括位于建筑物四周和建筑物内。 引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小于50km。 注： 例如， 采用5 c m 厚沥青层或1 5 c m 厚砾石层的这类绝缘材料层通常符合本要求。 外露引下线，其距地面2.7m以下的导体用耐1.2/50s 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。 用护栏、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。,92,关于2.7m,2.7m的高度是参照IEC 62305-3的规定考虑的：即以人站立向上伸手的平均高

38、度2.5m加上0.2m长的空气间隙的距离之和。,93,3、在建筑物外引下线附近防跨步电压时，应符合下列规定之一：（新增内容） 利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线，这些柱子包括位于建筑物四周和建筑物内。 引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小于50km。 注： 例如， 采用5cm厚沥青层或15cm厚砾石层的这类绝缘材料层通常符合本要求。 用网状接地装置对地面作均衡电位处理。 用护栏、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。,94,跨步电压和接触电压示意图,95,其他防雷措施,1、固定在建筑物上的节日彩灯、航空障碍信号灯及其他

39、用电设备和线路， 应根据建筑物的防雷类别采取相应的防止雷电波侵入的措施。 无金属外壳或保护网罩的用电设备应处在接闪器的保护范围内 从配电箱引出的配电线路应穿钢管。钢管的一端应与配电箱和PE 线相连；另一端应与用电设备外壳、保护罩相连，并应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应设跨接线。 在配电箱内应在开关的电源侧装设 级试验的电涌保护器，其电压保护水平应不大于2.5kV ， 标称放电电流值应根据具体情况确定。,96,建筑物顶部的用电设备,97,其他防雷措施,2、 露天堆场 粮、棉及易燃物大量集中的露天堆场，当其年预计雷击次数大于或等于 0.05（原0.06次）时，应采用独立接闪

40、杆或架空接闪线防直击雷。独立接闪杆和架空接闪线保护范围的滚球半径可取100m。 在计算雷击次数时，其高度可按可能堆放的高度计算，其长度和宽度可按可能堆放面积的长度和宽度计算。 3、 屋顶非导电性物体 屋顶不处在接闪器保护范围内的非导电性物体，当它没有突出由接闪器形成的平面 0.5 m以上时，可不附加增设接闪器的保护措施。,98,五、防雷装置,5.1 防雷装置使用的材料 5.1.1 防雷装置使用的材料及其应用条件宜符合表5.1.1的规定。 表5.1.1防雷装置的材料及使用条件,99,五、防雷装置,5.1.2 做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。表 5.1.2 防雷装置

41、各连接部件的最小截面,100,五、防雷装置,5.2 接闪器 5.2.3 接闪杆的接闪端宜做成半球状，其最小弯曲半径宜为4 .8 mm，最大宜为12.7 mm。 5.2.5 架空接闪线和接闪网宜采用截面不小于50 mm2热镀锌钢绞线或铜绞线。 5.2.6明敷接闪导体固定支架的间距不宜大于表5.2.6 的规定。固定支架的高度不宜小于150 mm。 表 5.2.6明敷接闪导体和引下线固定支架的间距,101,五、防雷装置,5.2.7 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，并应符合下列规定： 1 板间的连接应是持久的电气贯通，可采用铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、缝接、螺钉或螺栓连接

42、。 2 金属板下面无易燃物品时，铅板的厚度不应小于2mm，不锈钢、热镀锌钢、钛和铜板的厚度不应小于0 .5mm，铝板的厚度不应小于0.65mm,锌板的厚度不应小于0.7 mm。 5.2.8 除第一类防雷建筑物和本规范第4.3.2条第1 款的规定外，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贯通，并应符合下列规定： 3 利用屋顶建筑构件内钢筋作接闪器应符合本规范第4.3.5条和第4.4.5条的规定。 5.2.11 专门敷设的接闪器应由下列的一种或多种组成： 1 独立接闪杆。 2 架空接闪线或架空接闪网。 3 直接装设在建筑物上的接闪杆、接闪带或接闪网。,102,五、防雷装置,5.

43、3 引下线 5.3.8 第二类防雷建筑物或第三类防雷建筑物为钢结构或钢筋混凝土建筑物时，在其钢构件或钢筋之间的连接满足本规范规定并利用其作为引下线的条件下，当其垂直支柱均起到引下线的作用时，可不要求满足专设引下线之间的间距。 5.4 接地装置 5.4.4 人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5 m，并宜敷设在当地冻土层以下，其距墙或基础不宜小于1 m。接地体宜远离由于烧窑、烟道等高温影响使土壤电阻率升高的地方。 5.4.7 防直击雷的专设引下线距出入口或人行道边沿不宜小于3 m。（删除了原规范小于3m应采取的措施）,103,六、防雷击电磁脉冲,6.1 基本规定 6.1.1在工程的设计阶段不

44、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，并应在需要之处预埋等电 位连接板。 6.1.2 当电源采用TN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采用TN -S系统。,104,防雷区,1、防雷区（LPZ）的概念,105,防雷区（LPZ）,2、防雷区的划分 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

45、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。,106,LPZ,3、 防雷分区的作用 确定等电位连接的位置（防雷区界面处） 确定等电位连接导体的最小截面（16mm2、6mm2） 确定SPD的安装位置（防雷区界面处） 确定SPD的选型（T1/T2/T3) 计算H1或H2，决定是否增加屏蔽措施、或确定设备的 摆放位置。,107,1、等电位连接的意义

46、 将分开的各金属物体直接用连接导体（称为等电位连接导体）或经电涌保护器连接到防雷装置（或接地装置）上，以减小雷电流引发的电位差。 2、实施等电位连接的位置 穿过防雷区界面的所有导电物、电气和电子系统的线路均应在界面处做等电位连接 。 3、等电位连接实施 建筑物的等电位连接包括总等电位连接、建筑物顶设备（施）的等电位连接、机房或设备的局部等电位连接。,（十一）、等电位连接,108,连接方式与内容 通过变（配）电室的接地母排（总等电位连接端子板MEB）将以下可导电部分相互连通： -进线配电箱的PE（PEN）母排； -公共设施的金属管道，如上下水、热力、燃气等管道； -建筑物金属结构（含自然接地体）

47、； -人工接地体的引线； -电缆的外屏蔽层。 接地母排（MEB）应尽量设置在或靠近LPZ0区与LPZ1区的界面处。多个总等电位连接的母排应连通。,（1）总等电位连接,109,建筑物的总等电位连接,110,（2）建筑物顶部设备（施）的等电位连接 将建筑物顶部的风机、通风管道、冷却塔、天线体、铁扶梯、装饰板、广告支架、出气孔、护栏、线缆屏蔽槽（管）、擦窗机及轨道等金属体经连接导体（16mm2或6mm2铜线）与接地预埋件、避雷带（网）电气连接。,等电位连接,111,（3）电气、电子系统的等电位连接,建立适配的等电位连接网络（S型、M型）,等电位连接网络的结构形式,112,S型和M型等电位连接网络的特

48、点、适用范围 S型等电位连接网络经唯一一点与防雷装置连接， 各设备呈星形连接。 适用于电气系统或频率为300kHz以下的模拟电 子系统。 M型网络通过多点组合到防雷装置中，每台设备的 等电位连接线应二条，长度0.5m左右。 工作频率为MHz及更高的电子系统。 与设备的连接 电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属槽（管）、屏蔽线缆外层、信息设备的防静电接地、安全保护接地、SPD接地端等以最短的距离与等电位连接网络连接。,等电位连接,113,M型等电位连接示意图,114,等电位连接网络,材料与规格 - 接地母排、局部等电位端子板（LEB）、等电位连接带： 一般采用截面积不小于50mm2的铜带、

49、铜编织带 - 等电位连接网格： 100mm*0.3mm或60mm*1.0mm的铜箔 - 接地干线：截面积不小于16mm2的铜线，特殊要求除外 - 设备接地线：不小于6mm2的铜线，特殊要求除外 特别提示：设备连接处的压接需要除漆（塑、锈）,115,（4） 等电位连接电阻值的要求（GB50601-2010),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不应大于0.03； 测与同一接地网连接的各相邻设备连接线的电气贯通状况，其间直流过渡电阻不应大于0.2。 引下线两端和引下线连接处的电气连接状况，其间直流过渡电阻值不应大于0.2。 接闪器与大尺寸金属物体的电气连接情况，其间直流

50、过渡电阻值不应大于0.2。 等电位连接带与连接范围内的金属管道等金属体末端之间的直流过渡电阻值不应大于3。 金属设备壳体与等电位连接网络之间的直流过渡电阻值不应大于0.2。,116,（十二）、电涌保护器SPD,1、电涌保护器的概念 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。又称浪涌保护器。 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以下 交流1000V（rms）（50Hz）以下,117,电涌保护器SPD,2、核心元器件,118,3、电源SPD分类,I级分类试验SPD 用标称放电电流In、1.2/50s冲击

51、电压和10/350s冲击电流Iimp做的试验，对应为电压开关型SPD 级分类试验SPD 用标称放电电流In、 1.2/50s冲击电压和8/20s最大放电电流Imax做的试验，对应为限压型SPD。 级分类试验SPD 用混合波（ 1.2/50s和8/20 s）做的试验，对 应为组合型SPD。,T1,T2,T3,119,4、SPD的主要参数及选择,（1）、选择SPD的基本要求 安装SPD之后，在无电涌发生时，SPD不应对电气或电子系统的正常运行产生影响。 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

52、状态，切断工频续流。,120,4、SPD的主要参数及选择,（2） SPD的主要参数 Uc 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（rms）或直流电压。为SPD的动作阈值，也是SPD的额定电压值。 I 放电电流 Iimp冲击电流（10/350）， 型SPD In标称放电电流（8/20）， 、 型SPD,T1,T2,T3,121, UC的选择,122, Iimp（冲击电流）的选择,方法一： 按GB50057中雷电流分配计算,式中： I雷电流； n地下和架空引入的外来 金属管道和线路的总数； m每一线路内导体芯线的 总根数； Rs屏蔽层每公里的电阻； Rc芯线每公

53、里的电阻 。,123,方法二：按GB16895.22中S1和S3的规定选取,雷击类型 S1 雷击建筑物； S2 雷击建筑物附近； S3 雷击在与建筑物相连的电力线或通信线上； S4 雷击在电力线或通信线附近。 雷击类型S1、S3时的Iimp值 无法计算时相线对PE、中性线对之间安装的SPD的Iimp不应小于12.5KA。或L对N之间SPD的Ipeak应不小于12.5kA，N对PE之间SPD的Ipeak应不小于50kA（三相系统）或25 kA（单相系统）,124,下列配电柜的进线端应安装级试验的SPD； - 安装有外部防雷装置、采用共用接地系统的建筑物的低压线路进线柜； - 变压器和低压配电柜位

54、于安装在有外部防雷装置的建筑物内，且有低压线路引出本建筑物到另外接地的建筑物； - 室外配电柜（盘）。,T1,型SPD设置部位,125,380V低压线路引入建筑物,低压配电柜,接闪器,接闪器,设备,埋地电缆引入,126,低压线路引出本建筑物,127,SPD的主要参数, Up-电压保护水平 电涌保护器的电压保护水平要与被保护设备的绝缘耐冲击电压值Uw 相匹。 Up序列值：0.9、1.0、1.2、1.5、1.8、2.0、2.5、3.0、4.0kV 表 220/380V三相配电线路和各种设备绝缘耐冲击电压值Uw,128,SPD不同连接方式下的Up值的要求,（1）按相线对PE、中性线对PE接线形式安装

55、SPD时， 每只SPD的Up值不应大于（即小于或等于）2.5kV （2）按相线对中性线、中性线对PE接线形式安装SPD时， 每只SPD的Up值不应大于2.5kV，且相线对PE线之间二只SPD的总电压保护水平也不应大于2.5kV。 -不少按该接线形式安装的SPD不满足此条的要求,129,GB 16895.222004对Up的要求,130,（3）、后级SPD参数的选择,设置位置 后级SPD，可以设置在需要保护的设备的电源处，也可以设置在中间电源配电箱如UPS输入、输出电源柜（箱）。 In的选择 对于中间配电箱，电涌保护器( )， 其标称放电电流不应小于5kA； 对于电子设备电源处，可采用 级试验的

56、电涌保护器( )或（ ） ，其标称放电电流不应小于3kA。 电涌保护器应与同一线路上游的电涌保护器在能量上相配合， 这类资料应由制造商提供。,T2,T3,T2,131,后级SPD的选择,SPD的有效电压保护水平Up/f Up/f的概念 SPD连接导线的感应电压U加到SPD的电压保护水平Up中，导致SPD的最终电压保护水平高于SPD的电压保护水平，将SPD的最终电压保护水平定义为有效电压保护水平U/。,132,后级SPD的选择, Up/f的计算 -对限压型SPD， Up/f =Up+U -对电压开关型SPD（第一级）， Up/f =Up或U 中的大者，其中： USPD两端引线的感应电压降，即L（di/dt），户外线路进入建筑物处可按 1 kV/m 计算， 在其后位置 可按U=0.2Up 计算， 仅是感应电涌时可略去不计 降低电涌保护器有效电压保护水平U/的方法 -可选择较小Up 值的电涌保护器； -应采用合理的接线方式并缩短连接电涌保护器的导体长度。,133,Up/f值的选择, 当被保护设备与电涌保护器的之间的距离， 沿线路的长度小于或等于5 m 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。 U p/f Uw 式中： Uw 被保护设备的绝缘耐冲击电压额定值(kV),134,Up/f值的选择, 当被保护设备距电涌保护器的距离， 沿