建筑物及内部系统防雷技术标准.ppt

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1、建筑物及内部系统防雷技术标准,关象石 IEC/TC81/WG3 中国专家,最新国标,建筑物防雷设计规范 GB50057-2010建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB 50343-2012建筑物防雷工程施工与质量验收规范 GB50601-2010,最新国际标准,TC37A,61643-12:1997电源SPD选用,61643-21:2000信号SPD测试,61643-1:1998电源SPD测试,61643-22:2004信号SPD选用,61643-321:2001ABD（雪崩二极管）,61643-331:2003 MOV（压敏电阻）,61643-311:2001GDT（气体放电管）,61643-

2、341:2001TSS（晶体闸流管）,61643-1/12/21/22已idt为GB18802.1/12/21/2261643-311/321/331/341已idtGB18802.311/321/331/341,关于推进采用国际标准的若干意见,采用国际标准和国外先进标准是我国一项重大技术经济政策，是促进技术进步，提高产品质量，扩大对外开放，加快与国际惯例接轨的重要措施。国家质检总局 国家发改委 国家经委 科技部外贸部（商务部）国家标准化管理委员会2002年209号文件,雷 电,云际闪发生在雷云之间云内闪发生在雷云内部云地闪发生在雷云与大地之间，又称直击雷 球形雷一种特殊的带电球体,直击雷,闪

3、电直接击于建（构）筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力（冲击波）,雷击电磁脉冲（LEMP）,因直击雷的路（闪电电涌侵入）和场（空间电磁场）效应，对电气和电子设备的破坏 雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包括闪电电涌和辐射电磁场。,球型雷击一例,2001年7月11日下午，工体东路一号楼遭雷击，造成整座楼掉闸停电，十余户电视机高频头被击坏，有几人看到了有一火球从楼顶晃过，其中有一住户由于雷击使煤气表底冒出有一、二尺长的火苗，把闸门关了，火才熄灭，由于及时发现，未造成更大的损失。否则，后果不堪设想。,雷击灾害图片-雷击玻璃,雷闪数学模型（电气几何模型）,hr=1

4、0I0.65 引自IEC62305-1：2010 P36（A.1)GB50057-2010 P159,滚球法（1）,滚球法（2）,滚球法（3）,雷击点、损害类型和损失类型,L2，L4 L2，L4,雷击点、损害类型和损失类型损害类型D1：接触和跨步电压导致的人员伤亡（人 和牲畜）D2：实体损害D3：过电压导致的电气和电子系统的失效 损失类型L1：生命损失L2：向大众服务的公共设施的损失L3：文化遗产损失L4：经济损失,S1型案例,2007年5月23日下午4:34分，重庆市开县义和镇兴业村小学突然遭遇雷击。目前已查明，本次雷击共造成该小学四、六年级学生伤亡46人，其中，死亡7人，重伤19人，轻伤2

5、0人,重庆市开县义和镇兴业村小学雷电灾害事例与图片,重庆市开县义和镇兴业村小学雷电灾害事例与图片,重庆市开县义和镇兴业村小学雷电灾害事例与图片,S2 型案例,1989年8月12日9时55分，山东黄岛油库5号罐雷击起火，之后引爆了其它4个罐。大火燃烧了104个小时，造成17人死亡，78人受伤。直接经济损失3540万，间接损失8500万。,S3 型案例,2004年7月25日甘肃省庆阳市西峰区肖金镇芮岭村村民胡某于21:30前后持金属柄雨伞回家途中在公司架设的架空线下雷击死亡。全长1160m的19杆均未接地。,S4 型案例,1957年7月8日夜，雷电击中中山公园一古树，架空线感应过电压造成木质配电柜

6、短路起火，燃毁了北京中山公园音乐堂。,德国慕尼黑TELA保险公司,Statistics of damage 19941994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

7、 W黵ttembergische Assurance Company,TT 04 CN,德国法兰克福ELELTRA WUBA保险公司,德国斯图加特火灾保险公司统计电涌损失（百分比）,1990,1997年赔款比例,奥地利大学Gugenbauev教授,人类科技进步的脚印,1.工业革命时代（17331878）织布机（1733）、蒸发机（1765）、电报（1835）、电话（1876）2.电气时代（1879 1946）电灯（1879）、无线电（1894）、模拟机（1930）数字机（1946）3.电子时代（1947 1972）晶体管（1947）、FORTRAN语言（1956）、集成电 路（1968）4.信

8、息时代（1973-）1973年人类首次将1万个元件安在1cm2的集成电路上,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,近年灾情,1989.8.12 黄岛油库5号罐雷击起火，大火燃烧了104小时，事故中19人死亡，78人受伤。1999.8.27 上海炼油厂105号罐雷击起火。1990.7.10 江苏仪征输油泵站，有53m高的消雷器，

9、遭雷击损坏油罐上液位汁和送变器的集成块，仪表中断使用一年之久。又一次雷击损坏11个油罐的光导电子液位汁，现场一次表和二次表。二次共经济损失65万元。1994.4 广石化在54m高消雷塔下遭雷击，计算机受损。1997.47月间广州油制气厂多次雷击，中控室仪表损坏。1998年夏，大连石化一罐区遭雷，18个罐的传感器损坏。2011年11月22日18:35 大连港两个10万吨油罐着火。,机场停飞,1995年6月29日11:16广州白云机场凤凰山导航雷达遭雷击，损坏一块价值1.2万美元的芯片，造成机场停飞达12小时。,第二部分 综合防雷技术,防雷如防洪,防雷如同防洪，其原理是为雷电流提供一低阻抗的通道，

10、同时采取措施防止磁场和电场对设备的干扰（马宏达）许颖院长防雷三道防线：防线一：将绝大部分雷电接闪引入地下泄放防线二：阻塞侵入波沿金属线进入设备防线三：限制被保护物上的过电压和过电流,直击雷防护（1）,“迄今为止，尚无一种方法和设备能改变大自然的气象现象阻止雷电的发生，或阻止雷电击中建筑物及附近大地”。消雷、拒雷、阻雷、等离子避雷试图“人定胜天”，不如认识雷电趋利避害。,直击雷防护（2）,安文思（葡萄牙传教士1640年来华，达37年）1668年中国的十二大奇迹，1688年译为英、法文。“巨兽（皇宫上）的舌头指向空中，其腹内穿过金属条。金属条一端插入地里。这样，当闪电落在屋上或皇宫时，闪电就被龙舌

11、引向金属条通道，并且直奔地下而消散，因而不致伤害任何人。人们清楚地看到，这个民族极有智慧，他们知道，如何以自己的劳动成果将美 和实用结合在一起，如何将聪明睿智寓于精致的工艺之中。”,直击雷防护（3）,1754年前后，富兰克林、罗蒙诺索夫等一批欧美学者用试验证实“雷就是电”，并发明了用金属材料拦截雷闪（接闪）、引下线和接地装置的外部防雷装置（LPS）。250年的实践证明，LPS是迄今唯一有效和广泛使用的直击雷防护装置。,接闪器规格（1）,注：扁钢厚度4mm,接闪器规格（2）,彩 板,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

12、的熔化物,引下线规格,一般：圆钢直径8mm、扁钢截面50mm2 暗敷：圆钢直径10mm、扁钢截面80mm2 烟囱：圆钢直径12mm、扁钢截面100mm2 宜利用建筑物钢柱、消防梯等金属构件,人工接地体规格,水平接地体：圆钢截面78mm2 扁钢截面90mm2 垂直接地体：钢管直径25mm 圆钢直径14mm 角钢50*50*3mm,对外部防雷装置的要求,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,降阻方法和防跨步电压,降阻方法 外引、深埋、降阻

13、剂、换土 防跨步电压 距出入口（人行道）3m 小于3m时措施（取其一）金属构架与建筑物内钢筋电气连接，且不 少于10根柱子 包50mm厚的沥青或150mm厚砾石层 用网状接地做均衡电位 使用栅栏或警示牌阻止人进入,直击雷防护指标,注：粮棉堆场的避雷针滚球半径按100m计算*共用接地的阻值按50Hz电气装置的接地电阻确定,第一类 低压线路埋地敷设或埋地长度为：l 2（不应小于15m）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，加 装SPD要

14、求见后。,防闪电电涌侵入,防闪电感应,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（5-7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,Application of Air Termination Rods,Berechnung H S.A2,2293.ppt/09.12.99/OB,2293_a,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

15、线电视接收系统、油罐、化工户外装置已删去。,原条保留,应使建（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，制订本规范。,2 术语,对雷电、防雷装置、被保护系统共作了50条定义,2 术语,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。,2 术语,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

16、雷装置。,2 术语,插入损耗、回波损耗近端串扰等影响系统传输特性的参数,2 术语,外部防雷装置接闪器、引下线和接地装置内部防雷装置防雷等电位连接和与外部防雷装置的 电气绝缘，即间隔距离。,3 建筑物防雷分类,分类原则：根据重要性、使用性质、发生雷 电事故的可能性和后果。分 类：第一类（、级）第二类（级）第三类（级）,3 建筑物防雷分类,对第一类和部分二、三类（爆炸危险场所、文物）沿用以往做法，不考虑以风险作为分类的基础。当预期风险是不可避免时，可以不管风险评估的结果如何而决定提供防雷。,防雷需求,R1+R2+R3RT 应防雷R1：生命危害R2：公共设施的损失R3：文物损失RT：可承受的风险,防

17、雷经济核算,CLCRL+CPM 应防雷 CL：未采取防雷措施可能产生的损失 CRL：采取防雷措施后仍可产生的损失 CPM：防雷成本和维护费用,中国气象局令（第20号）防雷减灾管理办法 第二十七条,大型建设工程、重点工程、爆炸和火灾危险环境、人员密集场所等项目应进行雷电灾害风险评估，以确保公共安全。,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（

18、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

19、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

20、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,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,第三类防雷建筑物,在需要防雷击电磁脉冲（LEMP）时，当：建筑物没有装设直击雷防护装置（LPS）和不 处在其他建筑物或物体的保护范围时，宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷措施，在考虑屏蔽的情况下，宜用避雷网。,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

21、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)+H（200-H）10-6L、W、H为长、宽、高。（适用于H100m）,附录A 建筑物年预计雷击次数,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

22、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

23、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,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

24、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,防直击雷和闪电电涌侵入：各类防雷建筑物防雷电感应：第一类和第二类中款,4 建筑物的防雷措施,设内部防雷装置：（各类防雷

25、建筑物）在建筑物的地面层处等电位连接，有建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统、进出建筑物的金属管线外部防雷装置与金属物的间隔距离,4 建筑物的防雷措施,防LEMP（雷击电磁脉冲）第二类中的款（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,4 建筑物的防雷措施,（1）接地电阻值要求降低（2）绝缘段前后的处理（3）具体规定了SPD的选择,4.1 接地电阻,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3

26、0。,4.1 接地电阻,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。,4.1 接地电阻,中第5款规定：（第一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。,第一类：土壤电阻率500m时 R5m时无须补加接地体(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,R=A/,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A79m2,接地分析（

27、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re=A/re l2.第二类防雷建筑物：,800m时，A/5m 为800m至3000m时，A/（-550）/503.第三类防雷建筑物：3000m时 A/5m或A79m2,接地分析（2）,a)b)c)图 1

28、典型接地体的三种表示图,接地分析,接地分析25mm2铜导线,接地分析 107mm2铜导线,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Uoc/max=0b l H1/max/T1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。,接地系统测量导则,GB/T 17949.1-2

29、000ANSI/IEEE 81：1993接地：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。其目的是：1.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；2.引导地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）。川濑太郎接地技术与接地系统一书中称之为身体地（body earth），或本体地。,电子系统不应设独立的接地装置,6.3.4 第5款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

30、线（PE线）应就近与建筑物的等电位连接网络做等电位连接。,美国专家Warren.H Lewis,不要把电阻和阻抗混淆起来，阻抗计及导电回路中电流的频率，而电阻则不计及。在高频下采用有大表面积的短导体比采用大截面的导体，在保持回路的低阻抗上更为有效。铜箔0.25mm100mm,4.2 绝缘段前后的处理,条第11、12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：,选择级试验的密封型SPD Iimp按计算0.5I/n.m计算，m=1 UP应小于绝缘段的UW,在无法确定时 UP 2.5 且1.5kv SPD的上端头接到等电位连接带,新增内容（1）,4.

31、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。2.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厚砾石层通常符合本要求。3.外露的引下线，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。4.用护栏、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。,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

32、建筑物内。2.引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小 50km。注：例如，采用5cm厚沥青层或15cm厚砾石层通常符合本要求。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3m范围内地面的可 能性减小到最低限度。,新增内容（2）,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,6 防LEMP防雷区（LPZ）,6 防LEMP防雷区（LPZ）,6 LEMP防雷区（LPZ）,LPZOA区：本区内的各物体都可能

33、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,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H1或H2，决定是否增加屏蔽措施,6 防LEMP屏

34、蔽,6 防LEMP屏蔽,HO=io/2Sa（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（）,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sa,R=10I0.65I=200、150、100kAR=313、260、200m当HR时Sa=H（2R-H）+L/2当HR时Sa=R+L/2,6 防LEMP等电位连接,6 防LEMP等电位连接,S型和M型的适用范围,条中第6、7款规定S型电子系统

35、为300kHz以下的模拟 系统M型电子系统为MHz级的数字系统,专设引下线,GB50057中和提到专设引下线的要求，不同于利用利用钢筋混凝土结构中的自然引下线。对自然引下线没有要求。,充分利用分部工程,地基和基础防雷接地 主体结构引下线 建筑屋面接闪器,第三部分 内部系统的雷电防护,防雷技术的核心 防雷要从客观实际出发 防雷要讲经济效益 防雷要“看二头选中间”,雷电流（1）,雷电流,雷电流（2）电荷量Qs和单位能量W/R的近似计算,Qs=（1/0.7）IT2（C）W/R=（1/2）（1/0.7）I2T2（J/）条件：T1 T2,雷电流（3）,二次闪电,三次闪电,一次闪电,闪电电流,闪电电流,0

36、-10-20-30-40806040200,0 20 40 60 80 100 120 140,0 200 400 600 8001000 1200 1400,雷电流（4）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,设备耐压水平（1）,设备耐压水平（2）,设备耐压水平（3）,设备耐压水平（4）,SPD（1）,Components/元器件,SPD（2）,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。低压配电SPD连接到低压配电系统的SPD。信号SPD连

37、接到电信和信号网络的SPD。适用电压：直流1500V交流1000V（rms）（50Hz）,SPD（3）,低压配电SPDT1（I级分类试验）用标称放电电流In、1.2/50s冲击电压和10/350 s冲击电流Iimp做的试验，对应为电压开关型SPDT2（级分类试验）用标称放电电流In、1.2/50s冲击电压和8/20 s最大放电电流Imax做的试验，对应为限压型SPD。T3（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。,SPD（4）信号SPD,SPD（5）,第条（GB50057）SPD必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大

38、钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。,SPD（6）,安装SPD的三项基本原则 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。,SPD（7）,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。,SPD（8）,GB50057给定值与IEC给出的系数值相比偏大，原因是考虑我国供电系统的电压偏差较大，适当增加

39、了系数值，给定值为：TT系统中 SPD安装在剩余电流保护器的负荷侧 Uc1.55Uo SPD安装在剩余电流保护器的电源侧 Uc1.15Uo TN系统中 Uc1.15U o IT系统中 Uc1.15U（U为线间电压，U=3 Uo）,SPD（9）,SPD（10）,原则上 Uc1.2Un 通信类型Un（V）Uc（V）DDN/X256或4060 18或80ISDN 40 80百兆以太网 5 6.5RS23212 18视频线 6 6.5现场控制线24 29,SPD（11）,SPD必须能承受通过它们的电流 级SPD Iimp冲击电流（10/350）、级SPD In标称放电电流（8/20）,SPD（12）,

40、方法一：按GB50057中雷电流分配计算方法二：按GB16895.22中S1和S2的规定选取,SPD（13）,SPD（14）信号SPD选择,SPD（15）信号SPD在各LPZ的安装,图2 SPD安装在防雷区交界处的配置示例,SPD（16）,SPD（17）,两种相反的观点因SPD后期工作量大，不维护比不装SPD的危害更大，一般情况下住宅不宜安装SPD电源上安4级（或3、2级）SPD信息线上安3级（或2、1级）SPD,SPD（18）,如果Up1k 0.8UW，仅需要SPDNo.1（安装在装置入口处）。如果Up1k 0.8UW，除了SPDNo.1还应该安装SPD No.2（Up2 0.8UW）。Eq

41、是电压耐受能力为UW的设备，如IEC 60664-1中所定义。k是考虑到可能的振荡得出的系数（1 k 2，见）。图4 是否需要附加保护的图例,SPD（19）,需要安装SPD2的条件UP0.8UWSPD与受保护设备距离太长建筑物内有雷击放电和内部干扰源产生的电磁感应场,SPD（20）Up电压保护水平,由生产厂提供的一个表征SPD限制电压的性能参数。Up 设备的耐受电压UW Up/f 0.8UW,4.2.3 第一类防雷电波侵入（1）,A.低压线全采用铠装电缆埋地敷设时：入户处总配电箱是否要SPD要根据具体 情况确定B.低压线部分埋地（l2）敷设时：在电缆和架空线连接处SPD应选：T1型SPD Up

42、2.5kV Iimp10kA,4.2.3 第一类防雷电波侵入（2）,A.电子系统室外线路全线埋地敷设时，入户处终端箱体是否要SPD要根据具体情况确定B.线路采用钢筋混凝土杆架设时，应穿一段管埋地引 入，长度不小于15m时：终端箱内SPD应选：D1型SPD 短路电流2kA（10/350）、Up0.8Uw,4.2.4 第一类建筑物LPS在屋面上时,A.总配电箱内SPD选择T1型SPD Up2.5kV Iimp值12.5kA也可按雷电流分配计算选取B.电子系统的终端箱处SPD选择D1型SPD 短路电流2kA（10/350）Up0.8UwC.电子系统采用光缆时，在终端箱的电气线路侧，可选B2型SPD

43、短时电流100A（5/300s）,4.3.8 第二类防反击中要求,A.电气接地与防雷接地共地（或相连）时，总配电箱上SPD的选择同条。B.当无线路引出建筑物时，可选T2型，In5kA（8/20）Up2.5kV。C.电子系统的SPD选择同条。,4.4.7 第三类防反击中要求,SPD同条，D1的2kA改为1kA B2的0.1kA改为0.05kA,4.5.4 节日彩灯等户外灯的SPD,在其配电箱内选T2型SPDUp2.5kV In根据具体情况确定,SPD（21）,SPD（22）,SPD（23）TT系统（SPD在RCD的电源测）,SPD（24）,SPD（25）,电涌保护器（SPD）安装在TT系统中剩余

44、电流保护器（RCD）的负荷侧,SPD（26）,SPD（27）,三相系统中：L-N为12.5kA时 N-PE为50kA（Iimp）单相系统中：L-N为12.5kA时 N-PE为25kA（Iimp）同样In值也要求为4倍或2倍 Up需考虑SPD串连后的值之和,SPD（28）,重点保证供电连续性,SPD（29）,重点保证保护连续性,SPD（30）,供电连续性和保护连续性的结合,SPD（31）,b,b0.5m 总接地端子或保护母线,电涌保护器（SPD）安装在或靠近电气装置电源进线端的示例,有效电压保护水平Up/f,Up/f=Up+U（限压型）Up/f在Up或U中选大者（开关型）U=L（di/dt）di

45、/dt=1kV/m,SPD（32）,SPD（33）,SPD可能影响网络传输的技术参数,信号SPD连接示例,GB16895.22/IEC60364-5-534,对建筑物内总配电柜上是否安SPD和SPD选择规定了5种要求,其一.建筑物上有LPS 级分类试验的SPD Iimp 每一保护模式大于12.5kA Up2.5kv Uc按系统接地型式选,其二.建筑物上无LPS但相邻有高大建筑物上有LPS，且两建筑物有电气连接，同其一。,其三.建筑物无LPS，且不同于其二 如埋地引入电力线，不需要SPD。,其四.同其三的条件，但架空线引 入，如Td 25天，不需SPD。,其五.同其四的条件，但Td 25天 级分类试验的SPD In5kA UP2.5kV UC按系统接地型式选。,谢 谢！,