GB50057-建筑物防雷设计规范学习课程课件

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,建 筑 物 防 雷 设 计 规 范,宣 贯 材 料,曹和生,国际电工委员会IEC/TC81 65届中国代表,全国建筑物电气装置标准化技术委员会（SAC/TC205）委员,中国气象局防雷标准化委员会委员,全国雷电物理监测和防护技术委员会委员,新版与老版的差别,1 . 增加了术语一章；,2 . 变更防接触电压和防跨步电压的措施；,3 . 补充外部防雷装置采用不同金属物的要求；,4 . 修改防侧击的规定；,5 . 详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求；,6 . 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。,7 . 部分条款作了更具体的要求。,8 . 明确了强制性条文必须严格执行。,1 总则,适用于新建、,扩建、改建,建筑物的防雷设计。,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。,原1.0.1条保留,为使建筑物（含构筑物，下同）防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建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。,2 术语,对雷电、防雷装置、被保护系统共作了50条定义,电气系统（低压配电系统）,由低压供电组合部件构成的一个系统,电子系统,由敏感电子组合部件（如通信设备、,计算机、控制和仪表系统、电力电子装,置）构成的一个系统。,接闪器,用于拦截闪击的接闪杆（避雷针）、接闪导线（避雷带、线、避雷网）以及金属屋面和金属构件等组成的这部分外部防雷装置。,插入损耗、回波损耗,近端串扰等影响系统,传输特性的参数,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。,接地,earth；ground,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：接地的目的是：a.使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位；b.引导入地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）。,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,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。,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。,二类防雷建筑物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：,S,4.24k,c,2,三类防雷建筑物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：,S,1.89k,c,2,式中 S-钢筋表面积总和(m,2,),第一类：土壤电阻率500m时,R5m时无须补加接地体（ R=,A/）,土壤电阻率在5003000 m时,11-3600,R 时无须补加接地体,380,防雷接地电阻值可不计及的要求,防雷接地电阻值可不计及的要求,第二类：,800m时，A/5m,为800m至3000m时，,A/（ -550）/50,第三类：,3000m时,A/5m或A79m,2,接地分析（1）,IEC62305-3中分：,A型（单独的水平/垂直接地体）,B型（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，对各类防雷建筑物的接地体有,一长度要求。,接地分析,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r,e,= A/,r,e,l,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：,3000m时,A/5m或A79m,2,4.2.1 第8款规定,独立接闪杆、架空接闪线（网）独立接地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3000.m以下地区，不宜大于30。,接地分析（2）,a) b) c),图 1 典型接地体的三种表示图,接地分析,接地分析,25mm,2,铜导线,导体长度(m),L(H),1MHz,1 MHz,10 MHz,100 MHz,Rf,(),2fL,(),Rf,(),2fL,(),Rf,(),2fL,(k),3,4,0.05,26,0.15,260,0.5,2.6,6.1,9,0.1,57,0.3,570,1.0,5.7,12.2,20,0.2,125,0.6,1250,2.0,12.5,18.3,31,0.3,197,0.9,1970,3.0,19.7,30.5,55,0.5,350,1.5,3500,5.0,35.0,接地分析,107mm,2,铜导线,导体长度,(m),L(H),1 MHz,1 MHz,10 MHz,100 MHz,Rf,(),2fL,(),Rf,(),2fL,(),Rf,(),2fL,(k),3,3.6,0.022,23,0.07,230,0.22,2.30,6.1,8,0.044,51,0.14,510,0.44,5.10,12.2,18,0.088,113,0.28,1130,0.88,11.3,18.3,28,0.132,176,0.42,1760,1.32,17.6,30.5,50,0.220,314,0.70,3140,2.20,31.4,表5.1.2 防雷装置各连接部件的最小截面,等电位连接部件,材料,截面（mm,2,),连接电涌保护器的导体,电气系统,I级试验的电涌保护器,Cu（铜）,6,II级试验的电涌保护器,2.5,III级试验的电涌保护器,1.5,电子系统,D1类电涌保护器,1.2,其他类的电涌保护器（连接导体的截面可小于1.2mm,2,),根据具体情况确定,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。,S,m i n ,I,i m p/8 (5.1.2),式中：,S,m i n 单根导体的最小截面(mm2 ) ；,I,i m p 流入该导体的雷电流( k A ) 。,接地分析,在高频（如1MHz）下， =Rf+2fL 很大,接地线成了天线,问题一：环路感应出高电位,U,oc/max,=,0,b,l,H,1/max,/T,1,问题二：引下线长度为干扰频率的波长的/4或奇,数位时产生谐振，能干扰设备正常工作,接地分析,图10 活动地板下专设等电位连接基准网,美国IEEE std1100-1992,不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、绝缘的、专用的、干净的、静止的、信号的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体做为设备接地导体的一个连接点。,GB50057中4.2.4、4.3.6规定,共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置以人身安全所要求的阻值确定。,电子系统不应设独立的接地装置,6.3.4 电子系统的所有外露导电物应与建,筑物的等电位连接网络做功能性等电位连接。,由于按照本标准规定实现的等电位连接网络均,有通大地的连接，,所有电子系统不应设独立的,接地装置。,向电子系统供电的配电箱的保护地,线（PE线）应就近与建筑物的等电位连接网络,做等电位连接。,共用接地系统,common earthing system,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。,等电位连接,equipotential bonding,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。,电气安全等电位与防雷等电位的差别：,目的,频率f,措施,形式,电气安全等电位,生命安全,工频,PE线,MEB,LEB,防雷等电位,生命，设备安全,高频,法拉第笼,SPD,EBB,层层等电位，S型M型,电涌保护器,surge protection device，SPD,用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。它至少应包含一个非线性电压限制元件。也称浪涌保护器。,雷击大地的年平均密度公式简化,N,g = 0 . 1 ,T,d (次/km,2,/ a ),式中：,T,d 年平均雷暴日， 根据当地气象台、站资料确定( d / a ),N=k Ng Ae,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=0.1T,d,（Ng=0.024T,d,1.3,）,Ae=LW+2(L+W) H(200-H)+H（200-H）10,-6,L、W、H为长、宽、高。（适用于H100m）,附录A 建筑物年预计雷击次数,防雷装置所需要的效率,1-N,T,/N,式中,表示防雷装置所需要的效率,N,T,表示建筑物所可接受的年允许遭雷击次数（次/a),N,T,=10,-5,/P,r,W,r,N表示建筑物年雷击次数（次/a）,P,r,W,r,值,建筑物,P,r,W,r,N,T,=10,-5,/P,r,W,r,形式,特点,一般建筑物,正常危险,0.2*10,-3,(1.6*10,-4,),5*10,-2,(6*10,-2,),公共建筑物,重大危险（引起惊慌，重大损失）,1*10,-3,(8*10,-4,),1*10,-2,(1.2*10,-2,),防雷装置的效率,=E,i,*E,s,式中E,i,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,E,s,表示小于第三类雷电流参量最大值的概率为0.97,第三类防雷建筑物所装设的防雷装置,E,i,E,s,=E,i,*E,s,0.84,(0.85,),0.97(,0.95,),0.81(,0.80,),例：一般性工业建筑物,当无防雷装置,=0 N,T,=5*10,-2,1-N,T,/N,0,1-5*10,-2,/N 得 N0.05次/a,第三类防雷建筑物,修改：,省部级0.012次改为0.01次,住宅0.3次改为0.25次,一般性工业建筑物0.06次改为0.05次,3 建筑物的防雷分类,第一类 防雷建筑物,1. 制造（使用、贮存）炸药（火药、起爆,药、火工品等）大量爆炸物的建筑物，因,电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人,身伤亡,2. 具有0区或10,（20）,区爆炸危险环境的建筑,物,3. 具有1（,或21）,区爆炸危险环境的建筑物，,因电火花引起爆炸，会造成巨大破坏和人,身伤亡,3 建筑物的防雷分类,第二类 防雷建筑物,1 国家重点文物保护的建筑物,2 国家级会堂、办公、展览建筑物、大型火车站、国,宾馆、国家档案馆、大城市重要给水水泵房,3 国家级计算中心、国际通讯枢纽等,4 特级和甲级体育馆,4 制造（使用、贮存）爆炸物质的建筑物，且电火花,不易引起爆炸,5 具有1区,（或21区）,爆炸危险环境的建筑物，且电火,花不易引起爆炸,6 具有2区或11,（22）,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所罐,8 预计N0.06,（0.05）,次/a的部（省）办公建筑及重要,或人员密集的公共建筑物,9 预计N 0.3,（0.25）,次/a的住宅、办公楼等民建,3 建筑物的防雷分类,第三类防雷建筑物,1 省级重点文物保护的建筑物、省级档案馆,2 预计N0.012,（0.01）,次/a，0.06,（0.05）,次/a的部,（省）办公建筑及重要或人员密集的公共建筑物,3 预计N0.06,（0.05）,次/a， 0.3,（0.25）,次/a的住,宅、办公楼等民建,4 预计N0.06,（0.05）,次/a的一般性工业建筑物,5 综合评估后确定需防雷的,21区、22区、23区,火灾危险,环境,6 Td15d/a地区，15m的烟囱、水塔等孤立建筑物,Td 15d/a地区， 20m的烟囱、水塔等孤立建筑物,4 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,5,、,6,、,7,款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。,4.1.2,各类防雷建筑物应设内部防雷装置。,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,款的措施外， 尚应考虑外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间的间隔距离。,以上为强制条款,第一类防雷建筑物的防雷措施,4 . 2 . 1,第一类防雷建筑物防直击雷的措施，即设外部防雷装置应符合下列要求：,2,排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内： 当有管帽时应按表,4 . 2 . 1,的规定确定； 当无管帽时， 应为管口上方半径,5 m,的半球体。接闪器与雷闪的接触点应设在上述空间之外。,3,排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等， 当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧时， 及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀， 接闪器的保护范围可仅保护到管帽， 无管帽时可仅保护到管口。,以上为强制条款,4 . 2 . 3,第一类防雷建筑物防雷电波侵入的措施， 应符合下列要求：,1,室外低压配电线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防雷电感应的接地装置上， 在入户处的总配电箱内是否装设电涌保护器应根据具体情况按本规范第,6,章的规定确定。,2,当全线采用电缆有困难时，可采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线， 并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入， 其埋地长度应按下式计算， 但不应小于,1 5 m,。,l, 2,(4.2.3),式中：,l, 电缆铠装或穿电缆的钢管埋地直接与土壤接触的长度,(m) ;, 埋电缆处的土壤电阻率,(,m),。,在电缆与架空线连接处， 尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于,3 0, 。该电涌保护器应选用 级试验产品， 其电压保护水平应小于或等于,2 . 5 k V,， 其每一保护模式应选冲击电流等于或大于,1 0 k A,； 若无户外型电涌保护器， 可选用户内型电涌保护器， 但其使用温度应满足安装处的环境温度并应安装在防,护等级,I P 5 4,的箱内。电涌保护器的最大持续运行电压值和接线形式应按本规范附录,J,的规定确定； 连接电涌保护器的导体截面应按本规范表,5 . 1 . 2,的规定取值。在入户处的总配电箱内是否装设电涌保护器应按本规范第,6 . 4 . 7,条的规定确定。,注： 当电涌保护器的接线形式为本规范表J . 1 . 2 中的接线形式2 时， 接在中性线和P E 线间电涌保护器的冲击电流, 当为三相系统时不应小于4 0 k A，当为单相系统时不应小于2 0 k A 。,以上为强制条款,第一类防雷建筑物,具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物,（原为0区或10区）,具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花引起爆炸，会造成巨大损失和人身伤亡者,（原为1区，不含21区）,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（原,定义为0 区）,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。（原1区定义与2区定义的修改）,注：正常运行开车、运转、停车、装卸、密闭盖的,开闭等,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。,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,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。,第一类与第二类防雷建筑物的区别,易燃液体泵房在地面时为2区，属第二类；当置于地下或半地下时，因其蒸气和空气的混合物的比重大于空气，不易扩散，要划为1区，属第一类防雷建筑物,第二类防雷建筑物,增加：特级和甲级体育馆,具有21区爆炸危险场所的建筑物,修改：11区改为21和22区,省、部级建筑物0.06次改为0.05次,住宅0.3次改为0.25次,3 建筑物防雷分类,爆炸火灾危险环境,0区：正常情况下能形成爆炸性混合物（气体或蒸气爆炸性）的爆炸危险,场所,1区：在不正常情况下能形成爆炸性混合物的爆炸危险场所,2区：在不正常情况下能形成爆炸性混合物不可能性较小的爆炸危险场所,10区：在正常情况下能形成粉尘或纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所,11区：在不正常情况下能形成粉尘和纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所,21区：在生产（使用、加工贮存、转运）过程中，闪点高于环境温度的,燃液体，易引起火灾的场所,22区：在生产过程中，粉尘或纤维可燃物不可能爆炸但能引起火灾危险,的场所,23区：固态可燃物，在数量和配置上能引起火灾危险的环境,4 建筑物的防雷措施,防LEMP（雷击电磁脉冲）,第二类中的2.3.4款（会堂、展馆、火车,站、机场、水泵房、计算中心、通讯枢纽,、特甲级体育馆）及系统所接设备重要、,雷击磁场环境和加于设备电涌满足不了要,求,直击雷防护,要求指标,第一类,第二类,第三类,滚球半径（m）,对应雷电流（kA),避雷网格（mm）,引下线间距（m）,引下线电阻（ ）,30,5.4,5 5 或 4 6,12,10,45,10.1,10 10 或 8 12,18,10,60,15.8,20 20 或 16 24,25,30,注：粮棉堆场的避雷针滚球半径按100m计算,4 . 3 . 3,专设引下线不应少于两根， 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,1 8 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， 宜使专设引下线的平均间距不大于,1 8 m,。,以上为强制条款,各类防雷建筑物引下线间距见表。,有几个并联的雷电流通道存在；,电流通道的长度保持最短；,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置的保护；,引下线应尽可能沿建筑物暴露在外的墙角设置。,建筑物防雷类别,引下线间距/m,第一类防雷建筑物,12,第二类防雷建筑物,18,第三类防雷建筑物,25,提问？,断接卡是否一定要设置？,引下线需设置多少根？,建筑物内部结构柱可否用作引下线？,引下线间距以什么为标准设置？,直击雷防护,几个特例（1）,冲击接地阻值,一类进出金属管道，在100m内每25m接地一次，冲击接地电阻30,二类中有1区不易引爆和2区、11区的建筑物，在T,d,30,d/a的地,区使用架空线时，入户处接地5；前三杆较远的两杆接地,20。, 除上条外的二类建筑物，架空线入户处接地30,三类中省、部级办公楼或人员密集的公共建筑物接地电阻10,直击雷防护,几个特例（2）,引下线间距,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,第二类的钢质封闭气罐，间距小于30m,第三类低于40m的烟囱，可只设一根引下线,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,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100mm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,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LPZO,B,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,表4.2.1 有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间,装置内的压力与周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）,5,重于空气,1,2,525,重于空气,2.5,5,25,轻于空气,2.5,5,25,重或轻于空气,5,5,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,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LPZO,B,区中,防闪络（1）,第一类（间距必须大于3m）,地上部分：当hx5Ri时,S,a1,0.4（Ri+0.1h,x,）,当h,x,5Ri时,S,a1,0.1（Ri+h,x,）,地下部分： S,el,0.4Ri,式中：,S,a1,：空气中距离（m） S,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）,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,S,a3,0.06k,c,l,x,S,a3,空气中的间隔距离（m）,k,c,分流系数（按附录E查算）,l,x,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,防侧击,第一类：当建筑物高于3 0 m 时， 尚应采取以下防侧击的措施：,1 ),从3 0 m 起每隔不大于6 m 沿建筑物四周设水平接闪带并与引下线相连；,2 ),3 0 m 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。,防侧击,第二类：高度超过4 5 m 的建筑物，除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4 . 3 . 1 条的规定外， 尚应符合下列要求：,1,对水平突出外墙的物体， 如阳台、平台等， 当滚球半径4 5m 球体从屋顶周边接闪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45 m 的建筑物， 其上部占高度20%并超过45 m 的部位应防侧击， 防侧击应符合下列要求：,1 ),在这部位各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体， 如阳台、平台等， 应按屋顶上的保护措施考虑；,2,) 在这部位布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求， 接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上；,3 ),外部金属物， 如金属覆盖物、金属幕墙， 当其最小尺寸符合本规范第5 . 2 . 7 条2 款的规定时， 可利用其作为接闪器，还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器；,4 ),符合本规范第4 . 3 . 5 条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5 . 3 . 5 条规定的建筑物金属框架， 当其作为引下线或与引下线连接时均可利用作为接闪器。,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。,防侧击,第三类：高度超过60 m 的建筑物，除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4 . 4 . 1 条的规定外， 尚应符合下列要求：,1,对水平突出外墙的物体， 如阳台、平台等， 当滚球半径60m 球体从屋顶周边接闪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 m 的建筑物， 其上部占高度20%并超过60 m 的部位应防侧击， 防侧击应符合下列要求：,1 ),在这部位各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体， 如阳台、平台等， 应按屋顶上的保护措施考虑；,2,) 在这部位布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求， 接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上；,3 ),外部金属物， 如金属覆盖物、金属幕墙， 当其最小尺寸符合本规范第5 . 2 . 7 条2 款的规定时， 可利用其作为接闪器，还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器；,4 ),符合本规范第4 . 4 . 5 条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5 . 3 . 5 条规定的建筑物金属框架， 当其作为引下线或与引下线连接时均可利用作为接闪器。,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。,钢筋连接方法,4.3.5中第6款规定,构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋的连接，钢筋与钢筋的连接，应采用土建施工的,绑扎法或螺丝扣连接，或对焊或搭焊连接。单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述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。,附录D 滚球法（1）,附录D 滚球法（2）,附录D 滚球法（3）,附录D 滚球法（4）,附录D 滚球法（5）,A,B,O,建筑物,h,r,h,r,图4 单支避雷针的保护范围（hh,r,）,附录D 滚球法（6）,单支避雷针,r,x,= h(,2h,r,-h,) - h,x,(2h,r,-h,x,),r,o,=,h(,2h,r,-h,),式中,r,x,避雷针在,h,x,高度XX平面上的保护半径（m）；,r,o,避雷针在地面上的保护半径（m）；,h,避雷针高度（条件为,h,h,r,）（m）；,h,x,被保护物的高度（m）；,h,r,滚球半径（m）,新增内容（1）,4.5.6 防接触电压,1 ),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1 0 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。,2 ),引下线3 m 范围内土壤地表层的电阻率不小于5 0 k m。,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。,3 ),外露引下线， 其距地面2 . 7 m 以下的导体用耐1 . 2 / 5 0 s 冲击电压1 0 0 k V 的绝缘层隔离， 例如用至少3 m m 厚的交联聚乙烯层。,4 ),用护栏、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。,跨步电压问题（防生命危险）,可增大土壤表面电阻率来减小通过人体的电流。,若有钢筋网的水泥平地，则无跨步电压问题。,防跨步电压：,1 ),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1 0 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。,2 ),引下线3 m 范围内土壤地表层的电阻率不小于5 0 k m。,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。,3 ),用网状接地装置对地面作均衡电位处理。,4 ),用护栏、警告牌使进入距引下线3 m 范围内地面的可能性减小到最低限度。,新增内容（2）,新增内容（3）,4.5.7,对第二类和第三类防雷建筑物:,1）,没有得到接闪器保护的屋顶孤立金属物的尺寸没有超过以下数值时可不要求附加的保护措施： 高出屋顶平面不超过0 . 3 m， 上层表面总面积不超过1 . 0 m2 和上层表面的长度不超过2 . 0 m。,2）,不处在接闪器保护范围内的非导电性屋顶物体， 当它没有突出由接闪器形成的平面0 . 5 m 以上时， 可不要求附加增设接闪器的保护措施。,4 . 5 . 8,在独立接闪杆、架空接闪线、架空接闪网的支柱上严禁悬挂电话线、广播线、电视接收天线及低压架空线等。,以上为强制条款,5,外部防雷装置（1）,接闪器规格（1）,长1m以下 圆钢12 钢管20,避雷针 12m 圆钢16 钢管25,（直径mm）,烟囱上 圆钢20 钢管40,注：接闪杆的接闪端宜做成半球状，其弯曲半径为4.8mm至12.7mm,避雷带（网） 一般用 圆钢8mm 扁钢48mm,2,（直径、截面）,烟囱上 圆钢12mm 扁钢100mm,2,避雷线 架空网用 镀锌钢绞线50mm,2,（截面mm,2,）,注：扁钢厚度4mm,5 外部防雷装置（2）,接闪器规格（2）,金属板搭接长度100mm,金属屋面 板下无易燃物时，铅板厚度2mm;不锈钢、热镀锌,钢、钛和铜板0.5mm;,铝板0.65mm,板下有易燃物时，厚度 钢铁4mm,铜板5mm,铝板7mm,金属板无绝缘被覆层（不适用于一类防雷物）,钢管 一般： 壁厚2.5mm,（钢罐） 特殊： 壁厚4mm,5 外部防雷装置（3）,引下线规格,一般：圆钢直径8mm、 扁钢截面50,mm,2,暗敷：圆钢直径10mm、扁钢截面80,mm,2,烟囱：圆钢直径12mm、扁钢截面100,mm,2,宜利用建筑物钢柱、消防梯等金属构件,5 外部防雷装置（4）,人工接地体规格,水平接地体：圆钢直径10mm,扁钢截面90,mm,2,垂直接地体：角钢厚度3mm,（5050mm）,钢管壁厚3.5,mm,5 外部防雷装置（5）,防 腐 热镀锌 涂漆 加大截面,阴极保护措施等,可利用 旗杆 围栏 装饰物等永久性,金属物接闪,断接卡 在0.31.8m处设置,保 护 地面1.7地下0.3m绝缘层,间 距 垂直或水平接地体间距5m,5 外部防雷装置（6）,修改：,热镀锌接闪环：12mm,扁钢100mm,2,架空接闪网：截面50mm,2,5 外部防雷装置（7）,明敷接闪导体和引下固定支架间距（mm）,扁导体和绞线,园形导体,水平面上的水平导体,垂直面上的水平导体,地面以上20m的垂直导体,20m以上的垂直导体,500,500,1000,500,1000,1000,1000,1000,5 外部防雷装置（8）,接地体材料增加：,铜材：水平接地体用铜绞线、单根圆铜和单根扁铜时，截面50mm,2,垂直接地体用单根圆纲15mm、用铜管时20mm,不锈钢材要比热镀锌钢稍大,Application of Air Termination Rods,Berechnung, H,S. A2,2293.ppt / 09.12.99 / OB,2293_a,附录F 雷电流（1）,闪电中可能出现的三种雷击,短时首次雷击,后续雷击,长时间雷击,附录F 雷电流（2）,雷击参数的定义,i,附录F 雷电流（3）,首次雷击的雷电流参数,雷电流参数,防雷建筑物类别,一类,二类,三类,I幅值（kA）,200,150,100,T,1,波头时间（s）,10,10,10,T,2,半值时间（s）,350,350,350,Q,s,电荷量（C）,100,75,50,W/R单位能量（MJ/）,10,5.6,2.5,附录F 雷电流（4）,电荷量Q,s,和单位能量W/R的近似计算,Q,s,=（1/0.7）IT,2,（C）,W/R=（1/2）（1/0.7）I,2,T,2,（J/）,条件：T,1, T,2,附录F 雷电流（5）,二次闪电,三次闪电,一次闪电,闪电电流,闪电电流,kA,kA,0,- 10,- 20,- 30,- 40,80,60,40,20,0,0 20 40 60 80 100 120 140,0 200 400 600 8001000 1200 1400,s,t,s,t,附录F 雷电流（6）,8/20s与10/350 s之比为1:17.5,t(s),20,40,60,80,(kA),i,200,350,600,800,1000,1,80,400,2,6 防LEMP,德国慕尼黑TELA保险公司,Statistics of damage 1994,1994年各种灾害造成的损害统计,0,5,10,15,20,25,30,35,Surge voltage/indir. strike,过电压/间接雷击,Drop/,摔损,Burglary/,破门盗窃,Negligence/,过失，失职,Short circuit/,短路,Water/,水害,Fire/,火灾,Theft out of cars,偷窃机动车,Other/,其它,11,1 %,9,3 %,8,7 %,4,3 %,3,6 %,3,4 %,2,2 %,23,6 %,33,8 %,Analysis of the W黵ttembergische Assurance Company,TT 04 CN,18.11.98,6 防LEMP,德国法兰克福ELELTRA WUBA保险公司,6 防LEMP,奥地利大学Gugenbauev教授,6 防LEMP,耐受能量的变化,Damaging energy / 摧毁能量,电动机/发电机,滤波器线圈,电子管,继电器,电容器,二极管,晶体三极管,计算机部件,集成电路,能量,(Ws),10,.,可能损坏,肯定损坏,无损坏,-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7,ws,ws,Ws,KWs,MWs,TT 06 CN,18.11.98,EMC protection zone concept电磁兼容保护区方案,EMC PZ 0,(LPZ 0),(PZ =,保护区,),EMC PZ 1,EMC,PZ 2,EMC,PZ 3,EMC,PZ 3,TT 371 CN,18.11.98,6 防LEMP,防雷区（LPZ）,LPZ 1区,LPZ 2区,LPZ 0,A,区,LPZ 0,B,区,外部防雷装置,代表屏蔽1的建筑物,代表屏蔽2的房间,计算机机房（例）,LPZ1与LPZ2区界面上的等电位连接带2,LPZ 0,A,、LPZ 0,B,与LPZ1区界面上的等电位连接带1,电缆，线路,等电位连接线,接地装置,6 防LEMP,防雷区（LPZ）,6 LEMP,防雷区（LPZ）,LPZO,A,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）,LPZO,B,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；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LPZO,B,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,6 防LEMP,防雷区（LPZ）的作用,确定等电位连接的位置,确定等电位连接导体的最小截面,确定SPD的安装位置,确定SPD的选型,计算H,1,或H,2,，决定是否增加屏蔽措施,6 防LEMP,屏蔽,伴随雷击产生的磁场,在屏蔽空间内的磁场,大空间屏蔽,Sa,附近的雷击点,6 防LEMP,屏蔽,H,O,=i,o,/2S,a,（A/m）,1GS79.6A/m,首次雷击（25kHz）：1000/300/100 A/m,后续雷击（1MHz）：100/30/10 A/m,Sa值的确定（6.3.2）,A：远处落雷，根据闪电定位系统确定,B：闪电击在建筑物附近的最坏（磁场强度,最大）的情况，由Sa的计算确定,图6.3.2-2 取决于滚球半径和建筑物尺寸的距离,s,a,R=10I,0.65,I=200、150、100kA,R=313、260、200m,当HR时,S,a,= H（2R-H）+L/2,当HR时,S,a,=R+L/2,6 防LEMP,屏蔽,H,1,= H,0,/10,SF/20,（,A/m,）,材料,SF（dB）,25kH,z,(首次雷击),1MH,z,(后续雷击),铜/铝,20log(8.5/w),20log(8.5/w),钢,20log (8.5/w)/1+1810,-6,/r,2,20log(8.5/w),式中：,r:导体的半径(m),w:网格宽(m),r=200(钢的磁导系数),6 防LEMP,屏蔽,雷击在建筑物上，LPZ1中Vs的H,1,H,1,=k,H,i,o,W/d,W, d,r,式中：d,r,点距顶的距离,d,w,点距壁的距离,k,H,形状系数，取0.01,W屏蔽的网格宽,6 防LEMP,屏蔽,建筑物屏蔽,入户金属管线的屏蔽,设备的屏蔽,6 防LEMP,等电位连接,Gas,Z,Tank Pipe Cathodically Protected,Foundation Earth Electrode,Lightning Protection Equipotential Bonding,EBB,External Lightning Protection,PSC,Z,Water,6 防LEMP,等电位连接,i,i,),1,1,2,),),),I级,2,2,2,PE,L，N,（LPZ 0区）,d,1,a,g,b,d,e,b,h,f,d,m,1,k,5,l,（LPZ 1区）,II级,PE,L，N,2,4,4,3,m,4,2,c,e,SPD,SPD,SPD,SPD,6 防LEMP,等电位连接,S型和M型的适用范围,S型电子系统为300kHz以下的模拟,系统,M型电子系统为MHz级的数字系统,金属立面,高度敏感的电子设备,等电位连接,外来金属设施,通信线路,穿,电缆的金属管,0.4kV电源,10kV电源,屋顶上的设备,接闪器,LPZ 0,A,区,LPZ 0,B,区,LPZ 0,B,区,LPZ 1区,LPZ 1区,LPZ 2区,LPZ 2区,LPZ 1区,LPZ 1区,有屏蔽的小室,等电位连接预留件,摄象机,LPZ 0,B,区,混凝土中的钢筋,LPZ 1区,地面,钢筋,变电所,LPZ 1区,0.4kV电源,停车场,基础接地体,LPZ 2区,屋顶上的金属物,6 LEMP,SPD,Components /,元器件,Arc Choppingspark gap,Arc Chopping,火花隙,gas-filledsurge arrester,充气放电器,VDR,压敏电阻,suppressordiode,抑制二极管,TT 019 CN,18.11.98,6 LEMPSPD,电涌保护器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。,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,交流1000V（rms）（50Hz）,6 LEMP,电源SPD分类,T,1,（I级分类试验）,用标称放电电流I,n,、1.2/50s冲击电压和10/350,s冲击电流I,imp,做的试验，对应为电压开关型,SPD,T,2,（级分类试验）,用标称放电电流I,n,、 1.2/50s冲击电压和8/20,s最大放电电流I,max,做的试验，对应为限压型,SPD。,T,3,（级分类试验）,用混合波（ 1.2/50s和8/20 s）做的试验，对,应为组合型SPD。,无串联阻抗的SPD（一个端口的SPD）SPD without impedance in series (one-port SPD),与被保护低压配电系统电路并联连接，在输入端和输出端之间没有附加的串联阻抗的SPD（又称单口SPD）。,具有串联阻抗的SPD（两个端口的SPD）SPD with impedance in series (two-port SPD),具有两组输入和输出接线端子的SPD，并联接入低压配电系统电路中，在输入端和输出端之间有附加的串联阻抗（又称双口SPD）。,电信、信号SPD分类,分类,小类别,开路电压,短路电流,非常低的上升速率,A,C,A,1,1kV,0.1100kV/s,10A,0.1 2A/ s1000 s,A,2,由交流负载试验的规定决定,低上升速率,B,1,1kV(10/1000),100A(10/1000),B,2,1kV或4kV(10/700）,25或100A（5/300）,B,3,1kV(100V/ s）,10、25、100A(10/1000),快上升速率,C,1,0.5、1kV(1.2/50）,0.25、0.5kA（8/20）,C,2,2、4、10kV(1.2/50）,1、2.5kA(8/20）,C,3,1kV(1kV/ s）,10、25、100A(10/1000),高能量,D,1,1kV,0.5、1、2.5kA(10/350),D,2,1kV,1-2.5kA(10/250),无限流元件的SPD SPD without current limiting component,连接至电信和信号网络中，有一个或数个用于限制过电压的元件，而无限流元件的SPD。,具有限流元件的SPDSPD with current limiting component,连接至电信和信号网络中，既有限制过电压的元件，又有限流元件的SPD。,6 LEMP,6 . 1 . 3,当电源采用T N 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T N - S 系统。,以上为强制条款,6 LEMP,使用安装SPD的三项基本要求,安装SPD之后，在无电涌发生时，SPD不应,对电气（电子）系统正常运行产生影响。,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应迅速恢复高阻状态，,切断工频续流。,6 LEMP,U,