GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范

' 目次1总则........…....2术语……………………………………………………………23雷电防护分区…......................................................73.1地区雷暴日等级划分….............................................73.2雷电防护区划分................................……..........…74雷电防护等级划分和雷击风险评估…........…................94.1一般规定….........................................................94.2按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级…........…..........94.3按电子信息系统的重要性、使用性质和价值确定雷电防护等级....................................................…..10www.weboos.com4.4按风险管理要求进行雷击风险评估..............................115防雷设计……........................................…….......….135.1一般规定…................................…...................135.2等电位连接与共用接地系统设计….........................…..145.3屏蔽及布线.......................…...............................175.4浪涌保护器的选择.......................……...................215.5电子信息系统的防雷与接地…........….........….........….286防雷施工.......….......................................…...........336.1一般规定........…..................….........…........…..336.2接地装置..............…….....................................336.3接地线..............……........................….........….346.4等电位接地端子板(等电位连接带)…...........................356.5浪涌保护器........….........…..................................356.6线缆敷设........................….......................…….377检测与验收……………………………………………………386 7.1检测….................…..................…...................387.2验收项目….............................……...................387.3竣工验收…........….......................................….398维护与管理.......................…..................................418.1维护..............….........…..................................418.2管理.......…......................……..................…….41附录A用于建筑物电子信息系统雷击风险评估的N和Nc的计算方法........….......................…..............43附录B按风险管理要求进行的雷击风险评估…...............47附录C雷电流参数..............…........….......................75附录D雷击磁场强度的计算方法……........…................77附录E信号线路浪涌保护器冲击试验波形和参数….........80附录F全国主要城市年平均雷暴日数统计表..................81本规范用词说明….......................…...............…..........82引用标准名录........................................................….83www.weboos.com附:条文说明…..........................…........................….857 Contents1GeneralProvisions…........….....................................12Terms…........…....................................….........….23DivisionofLightningProtectionZone........……..........73.1ClassificationofRegionalThunderstormDay…………………73.2DivisionofLightningProtectionZone…………….........…74ClassificationofLightningProtectionLevelandRiskAssessment…........…..............................…….94.1GeneralRequirements……………………….......………..94.2DetermineLightningProtectionLevelbyEfficiencyofLPS…........…………….........………………….......…9www.weboos.com4.3DetermineLightningProtectionLevelbytheImportance,theApplication,andtheValueofBuildingElectronicInformationSystem........…….........………….........….104.4RiskAssessmentBasedonRiskManagement……….........115LightningProtectionDesign.............................…….135.1GeneralRequirements………………………………………135.2TheEquipotentialBondingandtheCommonEarthingSystem………….......……………………….......…….145.3ShieldingandLineRouting…………………………………175.4SelectionofSPD………………………………….....…….215.5LightningProtectionandEarthingofElectronicInformationSystems.............................…….........................286LightningProtectionConstruction…........................336.1GeneralRequirements……………........………………….336.2Earth-terminationSystem…………………………………338 6.3EarthingConductor……......…….......…………………..346.4EquipotentialEarthingTerminalBoardCEquipotentialBondingBar)………………………………….........……356.5SurgeProtectiveDevice…………….....………………….356.6CableLaying………………………………………………377InspectionandAcceptance….................….......•••••••••387.1Inspection…........……………….......…………………387.2ItemsforAcceptance..•.•..……………….......…….......387.3FinalAcceptance……………………………….....…….398MaintenanceandManagement....••••..••••..•.•••..•.••••.•••418.1Maintenance……………........……………….........….418.2Management.••..………......…….........…….........….41AppendixACalculatingMethodforNandNcforLightningRiskAssessmentofBuildingwww.weboos.comElectronicInformationSystem•.•.••••..•••••••.43AppendixBRiskAssessmentBasedonRiskManagement…..........................…..........47AppendixCLightningCurrentParameters…..................75AppendixDCalculationofLightningMagneticStrength............................................….77AppendixETestWaveformsandParametersofSignalSPD....•....•........•......•.....…...........80AppendixFTheStatisticsTableofAverageAnnualThunderstormDaysforMainCitiesinChina.........................................…….81ExplanationofWordinginThisCode........….........….......82ListofQuotedStandards..............................….......…..83Addition:ExplanationofProvisions.................…..........859 1总则1.0.1为防止和减少雷电对建筑物电子信息系统造成的危害，保护人民的生命和财产安全，制定本规范。1.O.2本规范适用于新建、改建和扩建的建筑物电子信息系统防雷的设计、施工、验收、维护和管理。本规范不适用于爆炸和火灾危险场所的建筑物电子信息系统防雷。1.O.3建筑物电子信息系统的防雷应坚持预防为主、安全第一的原则。1.O.4在进行建筑物电子信息系统防雷设计时，应根据建筑物电子信息系统的特点，按工程整体要求，进行全面规划，协调统一外部防雷措施和内部防雷措施，做到安全可靠、技术先进、经www.weboos.com济合理。1.O.5建筑物电子信息系统应采用外部防雷和内部防雷措施进行综合防护。1.O.6建筑物电子信息系统应根据环境因素、雷电活动规律、设备所在雷电防护区和系统对雷电电磁脉冲的抗扰度、雷击事故受损程度以及系统设备的重要性，采取相应的防护措施。1.O.7建筑物电子信息系统防雷除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。1 2术语2.0.1电子信息系统electronicinformationsystem由计算机、通信设备、处理设备、控制设备、电力电子装置及其相关的配套设备、设施(含网络)等的电子设备构成的，按照一定应用目的和规则对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。2.0.2雷电防护区(LPZ)lightningprotectionzone规定雷电电磁环境的区域，又称防雷区。2.O.3雷电电磁脉冲(LEMP)lightningelectromagneticimpulse雷电流的电磁效应。www.weboos.com2.0.4雷电电磁脉冲防护系统(LPMS)LEMPprotectionmeasuressystem用于防御雷电电磁脉冲的措施构成的整个系统。2.O.5综合防雷系统syntheticlightningprotectionsystem外部和内部雷电防护系统的总称。外部防雷由接闪器、引下线和接地装置等组成，用于直击雷的防护。内部防雷由等电位连接、共用接地装置、屏蔽、合理布线、浪涌保护器等组成，用于减小和防止雷电流在需防护空间内所产生的电磁效应。2.0.6共用接地系统commonearthingsystem将防雷系统的接地装置、建筑物金属构件、低压配电保护线(PE)、等电位连接端子板或连接带、设备保护地、屏蔽体接地、防静电接地、功能性接地等连接在一起构成共用的接地系统。2.O.7自然接地体naturalearthingelectrode兼有接地功能、但不是为此目的而专门设置的与大地有良好接触的各种金属构件、金属井管、混凝土中的钢筋等的统称。2 2.0.8接地端子earthingtermina1将保护导体、等电位连接导体和工作接地导体与接地装置连接的端子或接地排。2.0.9总等电位接地端子板mainequipotentia1earthingtermina1board将多个接地端子连接在一起并直接与接地装置连接的金属板。2.0.10楼层等电位接地端子板floorequipotentia1earthingtermina1board建筑物内楼层设置的接地端子板，供局部等电位接地端子板作等电位连接用。2.0.11局部等电位接地端子板(排)1oca1呵uipotentialearthingtermina1board电子信息系统机房内局部等电位连接网络接地的端子板。2.0.12等电位连接equipotentia1bondingwww.weboos.com直接用连接导体或通过浪涌保护器将分离的金属部件、外来导电物、电力线路、通信线路及其他电缆连接起来以减小雷电流在它们之间产生电位差的措施。2.0.13等电位连接带equipotentia1bondingbar用作等电位连接的金属导体。2.0.14等电位连接网络equipotentia1bondingnetwork建筑物内用作等电位连接的所有导体和浪涌保护器组成的网络。2.0.15电磁屏蔽e1ectromagneticshie1ding用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的措施。2.0.16浪涌保护器(SPD)surgeprotectivedevice用于限制瞬态过电压和泄放浪涌电流的电器，它至少包含一个非线性元件，又称电涌保护器。2.0.17电压开关型浪涌保护器voltageswitchingtypeSPD这种浪涌保护器在无浪涌时呈现高阻抗，当出现电压浪涌时3 突变为低阻抗。通常采用放电间隙、气体放电管、晶闸管和三端双向可控硅元件作这类浪涌保护器的组件。2.0.18电压限制型浪涌保护器voltagelimitingtypeSPD这种浪涌保护器在无浪涌时呈现高阻抗，但随浪涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，又称限压型浪涌保护器。用作这类非线性装置的常见器件有压敏电阻和抑制二极管。2.0.19标称放电电流nominaldischargecurrent(1n)流过浪涌保护器，具有8/20μs波形的电流峰值，用于浪涌保护器的E类试验以及I类、E类试验的预处理试验。2.0.20最大放电电流maximumdischargecurrent(lmax)流过浪涌保护器，具有8/20μs波形的电流峰值，其值按E类动作负载试验的程序确定。lmax大于In。2.0.21冲击电流impulsecurrent(limp)由电流峰值lpeak、电荷量Q和比能量W/R兰个参数定义的电流，用于浪涌保护器的I类试验，典型波形为10/350ρ。www.weboos.com2.0.22最大持续工作电压tnaXlmum∞ntinuousoperatingvoltage(Uc)可连续施加在浪涌保护器上的最大交流电压有效值或直流电压。2.O.23残压residualvoltage(Ures)放电电流流过浪涌保护器时，在其端子间的电压峰值。2.O.24限制电压measuredlimitingvoltage施加规定波形和幅值的冲击时，在浪涌保护器接线端子间测得的最大电压峰值。2.O.25电压保护水平voltageprotectionlevel(Up)表征浪涌保护器限制接线端子间电压的性能参数，该值应大于限制电压的最高值。2.O.26有效保护水平effectiveprotectionlevelCUp/f)浪涌保护器连接导线的感应电压降与浪涌保护器电压保护水平Up之和。4 2.O.271.2/50ρ冲击电压1.2/50μsv01tageimpu1se视在波前时间为1.2μs，半峰值时间为50μs的冲击电压。2.0.288/20μs冲击电流8/20μscurrentimpu1se视在波前时间为8μs，半峰值时间为20μs的冲击电流。2.O.29复合波combinationwave复合波由冲击发生器产生，开路时输出1.2/50μs冲击电压，短路时输出8/20μs冲击电流。提供给浪涌保护器的电压、电流幅值及其波形由冲击发生器和受冲击作用的浪涌保护器的阻抗而定。开路电压峰值和短路电流峰值之比为2，a，该比值定义为虚拟输出阻抗Zfo短路电流用符号Isc表示，开路电压用符号Uoc表示。2.O.301类试验class1test按本规范第2.0.19条定义的标称放电电流In"第2.0.27条定义的1.2/50μs冲击电压和第2.0.21条定义的冲击电流Iimp进www.weboos.com行的试验。I类试验也可用T1外加方框表示，即因。2.O.3111类试验class11test按本规范第2.0.19条定义的标称放电电流In"第2.0.27条定义的1.2/50μs冲击电压和第2.0.20条定义的最大放电电流Irnax进行的试验。H类试验也可用T2外加方框表示，即固。2.0.32皿类试验classmtest按本规范第2.0.29条定义的复合波进行的试验。E类试验也可用T3外加方框表示，即因。2.0.33插入损耗insertion10ss传输系统中插入一个浪涌保护器所引起的损耗，其值等于浪涌保护器插入前后的功率比。插入损耗常用分贝(dB)来表示。2.0.34劣化degradation由于浪涌、使用或不利环境的影响造成浪涌保护器原始性能参数的变化。2.O.35热熔焊exothermicwe1ding5 利用放热化学反应时快速产生超高热量，使两导体熔化成一体的连接方法。2.0.36雷击损害风险riskoflightningdamage(R)雷击导致的年平均可能损失(人和物)与受保护对象的总价值(人和物)之比。www.weboos.com6 3雷电防护分区3.1地区雷暴日等级划分3.1.1地区雷暴日等级应根据年平均雷暴日数划分。3.1.2地区雷暴日数应以国家公布的当地年平均雷暴日数为准。3.1.3按年平均雷暴日数，地区雷暴日等级宜划分为少雷区、中雷区、多雷区、强雷区21少雷区2年平均雷暴日在25d及以下的地区;2中雷区2年平均雷暴日大于25d，不超过40d的地区;3多雷区2年平均雷暴日大于40d，不超过90d的地区3www.weboos.com4强雷区z年平均雷暴日超过90d的地区。3.2雷电防护区划分3.2.1需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物应按本规范第3.2.2条的规定划分为不同的雷电防护区。3.2.2雷电防护区应符合下列规定:1LPZOA区:受直接雷击和全部雷电电磁场威胁的区域。该区域的内部系统可能受到全部或部分雷电浪涌电流的影响;2LPZOB区z直接雷击的防护区域，但该区域的威胁仍是全部雷电电磁场。该区域的内部系统可能受到部分雷电浪涌电流的影响;3LPZl区:由于边界处分流和浪涌保护器的作用使浪涌电流受到限制的区域。该区域的空间屏蔽可以衰减雷电电磁场;4LPZ2~n后续防雷区:由于边界处分流和浪涌保护器的7 作用使浪涌电流受到进一步限制的区域。该区域的空间屏蔽可以进一步衰减雷电电磁场。3.2.3保护对象应置于电磁特性与该对象耐受能力相兼容的雷电防护区内。www.weboos.com8 4雷电防护等级划分和雷击风险评估4.1一般规定4.1.1建筑物电子信息系统可按本规范第4.2节、第4.3节或第4.4节规定的方法进行雷击风险评估。4.1.2建筑物电子信息系统可按本规范第4.2节防雷装置的拦截效率或本规范第4.3节电子信息系统的重要性、使用性质和价值确定雷电防护等级。4.1.3对于重要的建筑物电子信息系统，宜分别采用本规范第4.2节和4.3节规定的两种方法进行评估，按其中较高防护等级确定。www.weboos.com4.1.4重点工程或用户提出要求时，可按本规范第4.4节雷电防护风险管理方法确定雷电防护措施。4.2按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级4.2.1建筑物及人户设施年预计雷击次数N值可按下式确定:N=N1+N2(4.2.1)式中:N1建筑物年预计雷击次数(次/a)，按本规范附录A的规定计算;N2一一建筑物人户设施年预计雷击次数(次/a)，按本规范附录A的规定计算。4.2.2建筑物电子信息系统设备因直接雷击和雷电电磁脉冲可能造成损坏，可接受的年平均最大雷击次数Nc可按下式计算:Nc=5.8XlO-I/C(4.2.2)9 式中:C一-各类因子，按本规范附录A的规定取值。4.2.3确定电子信息系统设备是否需要安装雷电防护装置时，应将N和Nc进行比较:1当N小于或等于Nc时，可不安装雷电防护装置;2当N大于Nc时，应安装雷电防护装置。4.2.4安装雷电防护装置时，可按下式计算防雷装置拦截效率E:E=l-NjN(4.2.4)4.2.5电子信息系统雷电防护等级应按防雷装置拦截效率E确定，并应符合下列规定:1当E大于o.98时，定为A级;2当E大于O.90小于或等于O.98时，定为B级;3当E大于0.80小于或等于O.90时，定为C级;www.weboos.com4当E小于或等于0.80时，定为D级。4.3按电子信息系统的重要性、使用性质和价值确定雷电防护等级4.3.1建筑物电子信息系统可根据其重要性、使用性质和价值，按表4.3.1选择确定雷电防护等级。表4.3.1建筑物电子信息系统雷电防护等级雷电防护建筑物电子信息系统等级1.国家级计算中心、国家级通信枢纽、特级和一级金融设施、大中型机场、国家级和省级广播电视中心、枢纽港口、火车枢纽站、省级城市水、电、气、热等城市重要公用设施的电子信息系统;A级2.一级安全防范单位，如国家文物、档案库的闭路电视监控和报警系统;3.三级医院电子医疗设备10 续表4.3.1雷电防护建筑物电子信息系统等级1.中型计算中心、二级金融设施、中型通信枢纽、移动通信基站、大型体育场(馆)、小型机场、大型港口、大型火车站的电子信息系统;2.二级安全防范单位，如省级文物、档案库的闭路电视监控和报警B级系统;3.雷达站、微波站电子信息系统，高速公路监控和收费系统g4.二级医院电子医疗设备;5.五星及更高星级宾馆电子信息系统1.三级金融设施、小型通信枢纽电子信息系统;C级2.大中型有线电视系统;3.四星及以下级宾馆电子信息系统D级除上述A、B、C级以外的一般用途的需防护电子信息设备www.weboos.com注z表中未列举的电子信息系统也可参照本表选择防护等级。4.4按风险管理要求进行雷击凤险评估4.4.1因雷击导致建筑物的各种损失对应的风险分量Rx可按下式估算:Rx=NxXPxXLx(4.4.1)式中:Nx年平均雷击危险事件次数;Px一一每次雷击损害概率;Lx每次雷击损失率。4.4.2建筑物的雷击损害风险R可按下式估算:R=2::Rx(4.4.2)式中:Rx建筑物的雷击损害风险涉及的风险分量RA~Rz，按本规范附录B表B.2.6的规定确定。4.4.3根据风险管理的要求，应计算建筑物雷击损害风险R，11 2引下线的现状及其与电子信息系统设备接地引人线间的距离;3高层建筑物防侧击雷的措施;4电气竖井内线路敷设"情况;5电子信息系统设备的安装情况及耐受冲击电压水平;6总等电位连接及各局部等电位连接状况，共用接地装置状况;7电子信息系统的功能性接地导体与等电位连接网络互连"情况;8地下管线、隐蔽工程分布情况;9曾经遭受过的雷击灾害的记录等资料。5.2等电位连接与共用接地系统设计5.2.1机房内电子信息设备应作等电位连接。等电位连接的结构形式应采用S型、M型或它们的组合(图5.2.1)。电气和电www.weboos.comS型-屋形结构M型自网格形结构基本的等电位连接网络日1接至共用接地系统的等电位连接网络ERP图5.2.1电子信息系统等电位连接网络的基本方法共用接地系统;一一一一一等电位连接导体;E二1设备;.等电位连接网络的连接点;ERP接地基准点;Ss单点等电位连接的星形结构gMm网状等电位连接的网格形结构。14 子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆金属外层、电子设备防静电接地、安全保护接地、功能性接地、浪涌保护器接地端等均应以最短的距离与S型结构的接地基准点或M型结构的网格连接。机房等电位连接网络应与共用接地系统连接。5.2.2在LPZÛA或LPZÛB区与LPZ1区交界处应设置总等电位接地端子板，总等电位接地端子板与接地装置的连接不应少于两处;每层楼宜设置楼层等电位接地端子板;电子信息系统设备机房应设置局部等电位接地端子板。各类等电位接地端子板之间的连接导体宜采用多股铜芯导线或铜带。连接导体最小截面积应符合表5.2.2-1的规定。各类等电位接地端子板宜采用铜带，其导体最小截面积应符合表5.2.2-2的规定。表5.2.2-1各类等电位连接导体最小截面积最小截面积名称材料www.weboos.com(mm2)垂直接地干线多股铜芯导线或铜带50楼层端子板与机房局部端子板之间的连接导体多股铜芯导线或铜带25机房局部端子板之间的连接导体多股铜芯导线16设备与机房等电位连接网络之间的连接导体多股铜芯导线6机房网格铜销或多股铜芯导体25表5.2.2-2备类等电位接地端子板最小截面积最小截面积名称材料(mm2)总等电位接地端子板铜带150楼层等电位接地端子板铜带100机房局部等电位接地端子板咱们铜带5015 5.2.3等电位连接网络应利用建筑物内部或其上的金属部件多重互连，组成网格状低阻抗等电位连接网络，并与接地装置构成一个接地系统(图5.2.3)。电子信息设备机房的等电位连接网络可直接利用机房内墙结构柱主钢筋引出的预留接地端子接地。www.weboos.com2图5.2.3由等电位连接网络与接地装置组合构成的三维接地系统示例1等电位连接网络;2一接地装置5.2.4某些特殊重要的建筑物电子信息系统可设专用垂直接地干线。垂直接地干线由总等电位接地端子板引出，同时与建筑物各层钢筋或均压带连通。各楼层设置的接地端子板应与垂直接地干线连接。垂直接地干线宜在竖井内敷设，通过连接导体引人设备机房与机房局部等电位接地端子板连接。音、视频等专用设备工艺接地干线应通过专用等电位接地端子板独立引至设备机房。5.2.5防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻值必须按接入设备16 中要求的最小值确定。5.2.6接地装置应优先利用建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。5.2.7机房设备接地线不应从接闪带、铁塔、防雷引下线直接引人。5.2.8进入建筑物的金属管线(含金属管、电力线、信号线)应在人口处就近连接到等电位连接端子板上。在LPZl人口处应分别设置适配的电源和信号浪涌保护器，使电子信息系统的带电导体实现等电位连接。5.2.9电子信息系统涉及多个相邻建筑物时，宜采用两根水平接地体将各建筑物的接地装置相互连通。5.2.10新建建筑物的电子信息系统在设计、施工时，宜在各楼层、机房内墙结构柱主钢筋处引出和预留等电位接地端子。www.weboos.com5.3屏蔽及布线5.3.1为减小雷电电磁脉冲在电子信息系统内产生的浪涌，宜采用建筑物屏蔽、机房屏蔽、设备屏蔽、线缆屏蔽和线缆合理布设措施，这些措施应综合使用。5.3.2电子信息系统设备机房的屏蔽应符合下列规定:1建筑物的屏蔽宜利用建筑物的金属框架、混凝土中的钢筋、金属墙面、金属屋顶等自然金属部件与防雷装置连接构成格栅型大空间屏蔽;2当建筑物自然金属部件构成的大空间屏蔽不能满足机房内电子信息系统电磁环境要求时，应增加机房屏蔽措施;3电子信息系统设备主机房宜选择在建筑物低层中心部位，其设备应配置在LPZl区之后的后续防雷区内，并与相应的雷电防护区屏蔽体及结构柱留有一定的安全距离(图5.3.2)。4屏蔽效果及安全距离可按本规范附录D规定的计算方法确定。17 AA横截在重A卢Awww.weboos.comd.，或d""1叫:在:扭扭s/l"ds/z-X.轧「空间屏蔽网格宽度主123:班子jl蘸或?哇!rJfL缆时，从人孔井或手吧?:飞72，引入线应穿钢管理地引人"理跑长度l可按公式(5 但不宜小于15m;电缆屏蔽槽或金属管道应在人户处进行等电位连接;l二三2fP(m)(5.3.3)式中:ρ←一埋地电缆处的土壤电阻率也.m)。3当相邻建筑物的电子信息系统之间采用电缆互联时，宜采用屏蔽电缆，非屏蔽电缆应敷设在金属电缆管道内;屏蔽电缆屏蔽层两端或金属管道两端应分别连接到独立建筑物各自的等电位连接带上。采用屏蔽电缆互联时，电缆屏蔽层应能承载可预见的雷电流;4光缆的所有金属接头、金属护层、金属挡潮层、金属加强芯等，应在进人建筑物处直接接地。5.3.4线缆敷设应符合下列规定:1电子信息系统线缆宜敷设在金属线槽或金属管道内。电子信息系统线路宜靠近等电位连接网络的金属部件敷设，不宜贴近雷电防护区的屏蔽层;www.weboos.com2布置电子信息系统线缆路由走向时，应尽量减小由线缆自身形成的电磁感应环路面积(图5.3.的。(a)不合理布线系统(b)合理布线系统图5.3.4合理布线减少感应环路面积①一设备;②-a线(电源线);③-b线(信号线);④感应环路面积3电子信息系统线缆与其他管线的间距应符合表5.3.4-1的规定。19 表5.3.4-1电子信息系统线缆与其他曾线的间距电子信息系统线缆与其他管线的净距其他管线类别最小平行净距(mm)最小交叉净距(mm)防雷引下线1000300保护地线5020给水管15020压缩空气管15020热力管(不包封)500500热力管(包封)300300燃气管30020注2当线缆敷设高度超过6000mm时，与防雷引下线的交叉净距应大于或等于O.05H(H为交叉处防雷引下线距地面的高度)。4电子信息系统信号电缆与电力电缆的间距应符合表5.3.4-2的规定。www.weboos.com表5.3.牛2电子信息系统信号电缆与电力电缆的间距类别与电子信息系统信号线缆接近状况最小间距(mm)与信号线缆平行敷设130380V电力电缆容量有一方在接地的金属线槽或钢管中70小于2kV"A双方都在接地的金属线槽或钢管中10与信号线缆平行敷设300380V电力电缆容量有一方在接地的金属线槽或钢管中150(2~5)kV.A双方都在接地的金属线槽或钢管中80与信号线缆平行敷设600380V电力电缆容量有一方在接地的金属线槽或钢管中300大于5kV.A双方都在接地的金属线槽或钢管中150注:1当380V电力电缆的容量小于2kV.A，双方都在接地的线槽中，且平行长度小于或等于10m时，最小间距可为10mmo2双方都在接地的线槽中，系指两个不同的线槽，也可在同一线槽中用金属板隔开。20 5.4浪涌保护器的选择5.4.1室外进、出电子信息系统机房的电源线路不宜采用架空线路。5.4.2电子信息系统设备由阳交流配电系统供电时，从建筑物内总配电柜(箱)开始引出的配电线路必须采用I协S系统的勘也形式。5.4.3电源线路浪涌保护器的选择应符合下列规定:1配电系统中设备的耐冲击电压额定值Uw可按表5.4.3-1规定选用。表5.4.3-1220V1380V三相配电系统中各种设备耐冲击电压额定值Uw电源进线配电分支需要保护的设备位置用电设备端设备线路设备电子信息设备耐冲击电压类别lV类皿类H类I类Uw(kV)642.51.5www.weboos.com2浪涌保护器的最大持续工作电压丑不应低于表5.4.3-2规定的值。表5.4.3-2浪涌保护器的最小Uc值配电网络的系统特征浪涌保护器安装位置引出中性线无中性线引TT系统TN-C系统TN-S系统的IT系统出的IT系统每一相线与中性线间1.15Uo不适用1.15Uo1.15Uo不适用每一相线与PE线间1.15Uo不适用1.15Uo../3uo"线电压瓣中性线与PE线间Uö不适用Uo"Uo"不适用每一相线与PEN线间不适用1.15Uo不适用不适用不适用注:1标有铸的值是故障下最坏的情况，所以不需计及15%的允许误差;2Uo是低压系统相线对中性线的标称电压，即相电压220V;3此表适用于符合现行国家标准《低压电涌保护器(SPÐ)第1部分:低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法))GB18802.1的浪涌保护器产品。3进入建筑物的交流供电线路，在线路的总配电箱等21 LPZOA或LPZOB与LPZ1区交界处，应设置I类试验的浪涌保护器或E类试验的浪涌保护器作为第一级保护;在配电线路分配电箱、电子设备机房配电箱等后续防护区交界处，可设置E类或皿类试验的浪涌保护器作为后级保护;特殊重要的电子信息设备电源端口可安装H类或皿类试验的浪涌保护器作为精细保护(图5.4.3-1)。使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，宜安装适配的直流电源线路浪涌保护器。4浪涌保护器设置级数应综合考虑保护距离、浪涌保护器连接导线长度、被保护设备耐冲击电压额定值Uw等因素。各级浪涌保护器应能承受在安装点上预计的放电电流，其有效保护水平Up/f应小于相应类别设备的Uw。5LPZO和LPZ1界面处每条电源线路的浪涌保护器的冲击电流I町，当采用非屏蔽线缆时按公式(5.4.3-1)估算确定;当采用屏蔽线缆时按公式(5.4.3-2)估算确定;当无法计算确定时应取Iimp大于或等于12.5kA。Imp=0.5I(KA)(5.4.31)www.weboos.com(n1+n2)m0.5IRs(kA)(5.4.3-2)unp(η1十n2)X(mRs+R)式中:T二-雷电流，按本规范附录C确定(kA);n1一一埋地金属管、电源及信号线缆的总数目;n2架空金属管、电源及信号线缆的总数目;r一每一线缆内导线的总数目;Rs-一-屏蔽层每千米的电阻(ü/km);Rc-芯线每千米的电阻(ü/km)。6当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之间应加装退娟装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时，浪涌保护器之间的线路长度不受限制。浪涌保护器应有过电流保护装置和劣化显示功能。22 u口口N阳特殊重要电子设备设备机房配电箱[至:::L:IJ-等电位接地端子板，一局部等电位接地端子板4、3www.weboos.comτr分配电箱系统的配电线路浪涌保护器安装位置示意图一楼层等电位接地端子板，2TN-S豆mJ一浪涌保护器，""""""""""一退铜器件，3-1C4.5.图总配电箱一总等电位接地端子板，.".1吃，...一空气断路器，.-电源变压器at、v., 7按本规范第4.2节或4.3节确定雷电防护等级时，用于电源线路的浪涌保护器的冲击电流和标称放电电流参数推荐值宜符合表5.4.3-3规定。表5.4.3-3电源线路浪涌保护器冲击电流和标称放电电流参数推荐值设备机房配电箱和需要特殊保护的总配电箱分配电箱电子信息设备端口处LPZ1与LPZO与LPZ1边界后续防护区的边界LPZ2边界10/350μs8/20μs8/20μs8/20μs1.2/50阳和8/20阳I类试验E类试验E类试验E类试验复合波皿类试验I..p(kA)In(kA)In(kA)In(kA)Uoc(kV)/I",(kA)A二~20二~80二~40二~5二~1O/;三5www.weboos.comB二主15二~60二~30二~5注10/ß5C二~12.5二主50二~20二~3二主6/二三3D二~12.5二二50ß10二主3二~6/ß3注:SPD分级应根据保护距离、SPD连接导线长度、被保护设备耐冲击电压额定值Uw等因素确定。8电源线路浪涌保护器在各个位置安装时，浪涌保护器的连接导线应短直，其总长度不宜大于O.5m。有效保护水平Up/f应小于设备耐冲击电压额定值Uw(图5.4.3-2)。9电源线路浪涌保护器安装位置与被保护设备间的线路长度大于10m且有效保护水平大于Uw/2时，应按公式(5.4.3-3)和公式(5.4.3-4)估算振荡保护距离Lpo;当建筑物位于多雷区或强雷区且没有线路屏蔽措施时，应按公式(5.4.3-5)和公式(5.4.3-6)估算感应保护距离Lpi。Lpo=(Uw-UP/f)/是(m)(5.4.3-3)24 是=25(V/m)(5.4.3-4)Lpj=(Uw-Up/f)lh(m)(5.4.3-5)h=30000XKs1XKs2XKs3(V1m)(5.4.3町6)式中:Uw→一设备耐冲击电压额定值;Up/f一一有效保护水平，即连接导线的感应电压降与浪涌保护器的Up之和;Ks1,Ks2，Ks3一-本规范附录B第B.5.14条中给出的因子。L//////////////",/,/"////,//川盯J环路面积/"/I飞-"plr，/,/",,//,I////,,/////,,,,/,,,,/|/JJJ",,,,,,/,,///,,/////www.weboos.com//////,,,,///,,,-.图5.4.3-2相线与等电位连接带之间的电压I局部雷电流;Up/f=Up+t.U一有效保护水平;Up-SPD的电压保护水平;必J=必Ju+t.U12连接导线上的感应电压10人户处第一级电源浪涌保护器与被保护设备间的线路长度大于L阳或Lpi值时，应在配电线路的分配电箱处或在被保护设备处增设浪涌保护器。当分配电箱处电源浪涌保护器与被保护设备间的线路长度大于Lpo或」值时，应在被保护设备处增设浪涌保护器。被保护的电子信息设备处增设浪涌保护器时，Up应小于设备耐冲击电压额定值Uw"宜留有20%裕量。在一条线路上设置多级浪涌保护器时应考虑他们之间的能量协25 调配合。5.4.4信号线路浪涌保护器的选择应符合下列规定:1电子信息系统信号线路浪涌保护器应根据线路的工作频率、传输速率、传输带宽、工作电压、接口形式和特性阻抗等参数，选择插入损耗小、分布电容小、并与纵向平衡、近端串扰指标适配的浪涌保护器。Uc应大于线路上的最大工作电压1.2倍，Up应低于被保护设备的耐冲击电压额定值Uw。2电子信息系统信号线路浪涌保护器宜设置在雷电防护区界面处(图5.4.4)。根据雷电过电压、过电流幅值和设备端口耐冲击电压额定值，可设单级浪涌保护器，也可设能量配合的多级浪涌保护器。f(19)www.weboos.comILflZ~AjE盟(h)--(g)-.图5.4.4信号线路浪涌保护器的设置(d)一雷电防护区边界的等电位连接端子板;(m、n、0)一符合I、H或皿类试验要求的电源浪涌保护器;(f)一信号接口;(p)一接地线;(g)一电源接口;LPZ一雷电防护区;(h)一信号线路或网络;Ipc一部分雷电流;(j、k、1)不同防雷区边界的信号线路浪涌保护器;Js直击雷电流26 3信号线路浪涌保护器的参数宜符合表5.4.4的规定。表5.4.4信号线路浪涌保护器的参数推荐值雷电防护区LPZO/1LPZ1!2LPZ2/310/350μso.5kA~2.5kA1.2/50μs、o.5kV~10kVo.5kV~lkV浪涌范围8/20μso.25kA~5kAo.25kA~0.5kA10/700μs、4kVo.5kV~4kV5/300μs100A25A~100ASPD(j)D1、Bz浪涌保护器SPD(k)C，、Bz的要求SPD(i)C1注:1SPD(j、k、1)见本规范图5.4.4;2浪涌范围为最小的耐受要求，可能设备本身具备LPZ2/3栏标注的耐受能力33Bz、C1、C，、Dl等是本规范附录E规定的信号线路浪涌保护器冲击试验类www.weboos.com型。5.4.5天馈线路浪涌保护器的选择应符合下列规定:1天线应置于直击雷防护区(LPZOB)内。2应根据被保护设备的工作频率、平均输出功率、连接器形式及特性阻抗等参数选用插入损耗小，电压驻波比小，适配的天馈线路浪涌保护器。3天馈线路浪涌保护器应安装在收/发通信设备的射频出、人端口处。其参数应符合表5.4.5规定。表5.4.5天馈线路浪涌保护器的主要技术参数推荐表工作传输插入特性电压驻接口IimpUp频率功率损耗阻抗Uc(V)波比方式(kA)(V)(MHz)(W)(dB>(0)应满足二二2kA二~1.5大于线路小于设1.5~系统或按用倍系统平~1.3三三0.350/75上最大运备端口6000接口户要求均功率行电压)Rs=RA+Ru人畜伤害×几XLtXPuXγ"uXL，____j_•54 续表B.4.2525354根据损害51雷击建筑雷击入户雷击服务类型D雷击建筑物间引物附近服务设施设施附近划分的风险Rv=(NL+RB=NDD2NDa)XPBXrpXRF=RB+Rv物理损害XPvXrph,XrrXLfXh,XrrXLfD3Rw=(NLRz=(NlRc=NDRM=NMX恨。=Rc十RlY电气和电子+NDa)NL)XPcXLoPMXLo+Rw十Rz系统的失效XPwXLoXPzXL。根据致损直接损害间接损害原因划分RD=RA+Rl=RM+Ru+Rv+Rw+Rz的风险RB十Rc注:Rz公式中，如果(NI-NL)<0.则假设(NI-NL)=0。B.4.3雷击损害评估所用的参数应符合表R4.3的规定，Nx、Pxwww.weboos.com和Lx等各种参数具体计算方法应符合本规范第R5节的规定。表B.4.3建筑物雷击损曹凤险分量评估涉及的参数建筑物符号名称年ND雷击建筑物的年平均次数平均NM雷击建筑物附近的年平均次数雷NL雷击人户线路的年平均次数击次Nl雷击入户线路附近的年平均次数数NxNDa雷击线路"a"端建筑物(图B.5.5)的年平均次数|PA雷击建筑物造成人畜伤害的概率次51PB雷击建筑物造成物理损害的概率雷Pc雷击建筑物造成内部系统故障的概率击的52PM雷击建筑物附近引起内部系统故障的概率损Pu雷击入户线路引起人畜伤害的概率害53Pv雷击入户线路引起物理损害的概率概率Pw雷击人户线路引起内部系统故障的概率Px54pz雷击人户线路附近引起内部系统故障的概率55 续表且4.3建筑物符号名称LA=r.XLt次Lu=ruXLt人畜伤害的损失率雷击造LB=Lv=rpXηXh，XLf物理损害的损失率成的损失Lc=LM=Lw=Lz=Lo内部系统失效的损失率LxB.4.4为了对各个风险分量进行评估，可以将建筑物划分为多个分区Zs"每个区具有均匀的特性。这时应对各个区域Zs进行风险分量的计算，建筑物的总风险是构成该建筑物的各个区域Zs的风险分量的总和。一幢建筑物可以是或可以假定为一个单独的区域。建筑物的分区应当考虑到实现最适当雷电防御措施的www.weboos.com可行性。B.4.5建筑物区域划分应主要根据z1土壤或地板的类型;2防火隔间;3空间屏蔽。还可以根据以下情况进一步细分z1内部系统的布局P2已有的或将采取的保护措施F3损失Lx的值。B.4.6分区的建筑物风险分量评估应符合下列规定:1对于风险分量RA"RB、Ru、Rv、Rw和Rz，每个所涉参数只能有一个确定值。当参数的可选值多于一个时，应当选择其中的最大值。2对于风险分量Rc和RM"如果区域中涉及的内部系统多于一个，Pc和PM的值应按下列公式计算:56 Pc=1-II(1-Pc;)CB.4.6-1)i=lPM=1-II(1-PMi)CB.4.6-2)式中:PCi,PMi一一内部系统z的损害概率，i=l、2、3、·n。3除了Pc和PM以外，如果一个区域中的参数有一个以上的可选值，应当采用导致最大风险结果的参数值。4单区域建筑物情况下，整座建筑物内只有一个区域，即建筑物本身。风险R是建筑物内对应风险分量Rx的总和。5多区域建筑物的风险是建筑物各个区域相应风险的总和。各区域中风险是该区域中各个相关风险分量的和。B.4.7在选取保护措施时，为减小经济损失风险乱，宜评估其经济合理性。单个区域内损失的价值应按本规范第B.5.25条的规定计算，建筑物损失的全部价值是建筑物各个区域的损失价值www.weboos.com的和。B.4.8风险凡评估的对象包括:1整个建筑物;2建筑物的一部分;3内部装置;4内部装置的一部分;5一台设备;6建筑物的内存物。B.5雷击损害凤险评估参数的计算B.5.1需保护对象年平均雷击危险事件次数Nx取决于该对象所处区域雷暴活动情况和该对象的物理特性。Nx的计算方法为:将雷击大地密度Ng乘以需保护对象的等效截收面积Ad"再乘以需保护对象物理特性所对应的修正因子。B.5.2雷击大地密度Ng是平均每年每平方公里雷击大地的次57 数，可按下式估算:Ng::=::::::0.1XTd(次/km2•a)CB.5.2)式中:Td一一年平均雷暴日Cd)。B.5.3雷击建筑物的年平均次数ND以及雷击连接到线路"a"端建筑物的年平均次数NDa的计算应符合下列规定:1对于平地上的孤立建筑物，截收面积Ad是与建筑物上缘接触，按斜率为1/3的直线沿建筑物旋转一周在地面上画出的面积。可以通过作图法或计算法来确定Ad的值。长、宽、高分别为L、W、H的平地上孤立长方体建筑物的截收面积(图B.5.3-1)可按下式计算:Ad=LXW十6XHXCL十W)+9πXH2Cm2)(B.5.3)式中:L、W、H分别为建筑物长、宽、高(m)。注:如需更精确的计算结果，要考虑建筑物四周3H距离内的其他物www.weboos.com体或地面的相对高度等因素。Hπ?义之{11111-1111111川图B.5.3-1孤立建筑物的截收面积Ad2当仅考虑建筑物的一部分时，如果满足以下条件，该部分的尺寸可以用于计算Ad(图B.5.3-2):58 1)该部分是建筑物的一个可分离的垂直部分;2)建筑物没有爆炸的风险;3)该部分与建筑物的其他部分之间通过耐火极限不小于2h的墙体或者其他等效保护措施来避免火灾的蔓延;4)公共线路进入该部分时，在人口处安装有SPD或其他等效防护措施，以避免过电压传人。注:耐火极限的定义和资料参见《建筑设计防火规范))GB50016。3如果不能满足上述条件，应按整个建筑物的尺寸计算Ad。2>1.2.3.5.6卡34配>www.weboos.com4,8:>(J51言161配[引i:1括了E商船:1-u二耐于vh吉图B.5.3-2计算截收面积Ad所考虑的建筑物B.5.4雷击建筑物的年平均次数No可按下式计算:No=NgXAdXCdX10-6(次/a)(B.5.4)式中:凡雷击大地密度(次/km2•a);59 Ad一一孤立建筑物的截收面积Cm2);Cd建筑物的位置因子，按表B.5.4的规定确定。表8.5.4位置因子G建筑物暴露程度及周围物体的相对位置Cd被更高的建筑物或树木所包围0.25周围有相同高度的或更矮的建筑物或树木o.5孤立建筑物(附近无其他的建筑物或树木)1小山顶或山丘上的孤立的建筑物2B.5.5雷击位于服务设施"a"端的邻近建筑物(图B.5.5)的年平均次数NQ，可按下式计算:NQ,=NgXAdXCdXCtX10-6(次/a)CB.5.5)式中:Ng雷击大地密度(次/km2•a);Ad"a"端孤立建筑物的截收面积Cm2);Cd一一"a"端建筑物的位置因子，按表B.5.4的规定确www.weboos.com定;Ct一一在雷击点与需保护建筑物之间安装有HV/LV变压器时的修正因子，按表B.5.5的规定确定。3H.3Hb...-//、、...-、、//H.--Hb、、//气...-、、、/建筑物a第l段(埋地)第2段(架空)(邻近建筑物)图B.5.5线路两端的建筑物表8.5.5变压器因子C变压器C,服务设施带有双绕组变压器0.2仅有服务设施60 B.5.6雷击建筑物附近的年平均次数NM可按下式计算，如果NM>GB/T21714.4-2008要求的匹配SPD保护时，PM=PMS。概率PMS应按表B.5.14-1的规定确定。表B.5.14-1概率PMS与因子K胞的关系K盹PMSKMSPMS二主0.410.0160.005o.150.90.0150.0030.070.50.0140.0010.035o.1=二0.0130.00010.0210.0164 2当安装了符合国家标准《雷电防护第4部分:建筑物内电气和电子系统))GB/T21714.4一2008要求的匹配SPD时，PM的值取PSPD和PMS两值中的较小者。3当内部系统设备耐压水平不符合相关产品标准要求时，应取P阳等于104因子KMS的值可按下式计算:K盹=KS1XKS2XKS3XKS4(B.5.14-1)式中:KS1一一LPZO/1交界处的建筑物结构、LPS和其他屏蔽物的屏蔽效能因子;KS2一一建筑物内部LPZX/YCX>O,Y>1)交界处的屏蔽物的屏蔽效能因子;KS3一一建筑物内部布线的特性因子，按表B.5.14-2的规定确定;K但被保护系统的冲击耐压因子。www.weboos.com表B.5.14-2因子也与内部布线的关系内部布线的类型KS3非屏蔽电缆-布线时未避免构成环路注11非屏蔽电缆-布线时避免形成大的环路注20.2非屏蔽电缆-布线时避免形成环路也0.02屏蔽电缆，屏蔽层单位长度的电阻注45>GB/T21714.4一2008要求的已配合好的SPD，Pw等于PLD。2当安装了符合国家标准《雷电防护第4部分:建筑物内电气和电子系统>>GB/T21714.4-2008要求的已配合好的SPD时，Pw的值取PSPD和P山的较小者。B.5.18雷击人户服务设施附近(S的导致内部系统失效的概率Pz取决于服务设施的屏蔽层特性、连接到服务设施的内部系统的耐冲击电压以及是否安装SPD保护设施。Pz的取值应符合下列规定:1当没有安装符合国家标准《雷电防护第4部分:建筑物内电气和电子系统>>GB/T21714.4-2008要求的已配合好的SPD时，Pz等于Pu。此处Pu是未安装SPD时雷击相连的服务设施导致内部系统失效的概率，按表B.5.18的规定确定。表B.5.18概率Pu与电缆屏蔽层电阻Rs以及设备耐冲击电压矶的关系www.weboos.comPLI屏蔽层与设备连接到Uw屏蔽层没有与设备非屏蔽同一等电位连接端子板上CkV)连接到同一等电电缆5>GB/T21714.4-2008要求的已配合好的SPD时，Pz等于PSPD和Pu的较小者。B.5.19建筑物损失率Lx指雷击建筑物可能引起的某一特定损害类型的平均损失量与被保护建筑物总价值之比。损失率Lx应取决于:68 1在危险场所人员的数量以及逗留的时间;2公众服务的类型及其重要"性;3受损害货物的价值。B.5.20损失率Lx随着所考虑的损失类型CL1、L2、L3和L4)而变化，对于每一种损失类型，它还与损害类型(D1、D2和D3)有关。按损害类型，损失率应分为三种:1接触和跨步电压导致伤害的损失率L，;2物理损害导致的损失率Ln3内部系统故障导致的损失率Lo。B.5.21人身伤亡损失率的计算应符合下列规定:1可按公式CB.5.21-1)确定Lt、Lf和L。的数值。当无法或很难确定np、矶和tp时，可采用表B.5.21-1中给出的Lt、Lf和L。典型平均值;Lx=Cnp/n,)XCt/8760)CB.5.21-1)www.weboos.com式中:np一一可能受到危害的人员数量;nt一一预期的建筑物内总人数;tp一一以小时计算的可能受害人员每年处于危险场所的时间，危险场所包括建筑物外(只涉及损失Lt)和建筑物内CLt、Lf和L。都涉及)。表B.5.21-1L，、Lr和L的典型平均值建筑物的类型Lt所有类型(人员处于建筑物内)10-4所有类型(人员处于建筑物外)10-2建筑物的类型Lf医院、旅馆，民用建筑10-1工业建筑、商业建筑、学校5X10-2公共娱乐场所、教堂、博物馆2XlO-2其他10-2建筑物的类型Lo有爆炸危险的建筑物10•1医院10-369 2人身伤亡损失率可按下列公式进行计算:LA=raXLt(B.5.21-2)Lu=ruXL,(B.5.21-3)LB=Lv=rpXhzXrfXLf(B.5.21-4)Lc=LM=Lw=Lz=Lo(B.5.21-5)式中:ra一一由土壤类型决定的减少人身伤亡损失的因子，按表B.5.21-2的规定确定;Tu-一一由地板类型决定的减少人身伤亡损失的因子，按表B.5.21-2的规定确定;rp一一一由防火措施决定的减少物理损害导致人身伤亡损失的因子，按表B.5.21-3的规定确定;rf一一由火灾危险程度决定的减小物理损害导致人身伤亡的因子，按表B.5.21-4的规定确定;hz一一在有特殊危险时，物理损害导致人身伤亡损失的增加因子，按表B.5.21号的规定确定。www.weboos.com表B.5.21-2缩减因子几和凡的数值与土壤或地板表面的关系地板和土壤类型接触电阻Ckn>r.和ru农地，混凝土~110•2大理石，陶瓷1~1010-3沙砾、厚毛毯、一般地毯10~10010-4沥青、油毯、木头二，，10010-5表B.5.21-3防火措施的缩减因子rp措施γp无1以下措施之灭火器、固定的人工灭火装置、人工报警消防0.5装置、消防栓、人工灭火装置、防火隔间、留有逃生通道以"""F措施之固定的自动灭火装置、自动报警装置注30.2注:1如果同时采取了一项以上措施，马的数值应当取各相应数值中的最小值;2在具有爆炸危险的建筑物内部，任何情况下η=1;3仅当具有过电压防护和其他损害的防护并且消防员能在10分钟之内赶到时。70 表8.5.21-4缩减因子rf与建筑物火灾危险的关系火灾危险rr火灾危险rr爆炸低10-3高10一I无。一般10-2注:1当建筑物具有爆炸危险以及建筑物内存储有爆炸性混合物质时，可能需要更精确地计算rr，2由易燃材料建造的建筑物、屋顶由易燃材料建造的建筑物或单位面积火灾载荷大于800MJ/m2的建筑物可以看作具有高火灾危险的建筑物。3单位面积火灾载荷在400MJ/m2-800MJ/m2之间的建筑物应当看作具有一般火灾危险的建筑物。4单位面积火灾载荷小于400MJ/时的建筑物或者只是偶尔存储有易燃性物质的建筑物应当看作具有低火灾危险的建筑物。5单位面积火灾载荷是建筑物内全部易燃物质的能量与建筑物总的表面积之比。www.weboos.com表8.5.21-5有特殊伤害时损失相对量的增加因子hz的数值特殊伤害的种类hz元特殊伤害高度不大于两层、容量不大于100人的建筑物等场所的低度惊慌2容量100-1000人的文化或体育场馆等场所的中等程度惊慌5有移动不便人员的建筑物、医院等场所的疏散困难5容量大于1000人的文化或体育场馆等场所的高度惊慌10对周围或环境造成危害20对四周环境造成污染50B.5.22公众服务中断损失率的计算应符合下列规定:1可按公式(B.5.22-1)确定Lf和L。的数值。当无法或很难确定np、矶和t时，可采用表B.5.22中给出的Lf和L。典型平均值;Lx=(n/n,)X(t/8760)(B.5.22-1)式中:np二一可能失去服务的年平均用户数量;71 n,--接受服务的用户总数;t一一用小时表示的年平均服务中断时间。表B.5.22Lr和L.的典型平均值服务类型LfLo煤气、水管10-110-2电视线路、通信线、供电线路10-210-32公众服务中断的各种实际损失率可按下列公式计算:LB=Lv=rpXr(XLfCB.5.22-2)Lc=LM=Lw=Lz=Lo(B.5.22-3)式中:rp、r(一一分别是本规范表B.5.21-3和表B.5.21-4中的因子。B.5.23文化遗产损失率的计算应符合下列规定:1可按公式(B.5.23-1)确定Lf的数值。当无法或很难确定c、c，时，Lf的典型平均值可取10-1;www.weboos.comLx=c/c,CB.5.23-1)式中:C一一一用货币表示的每年建筑物内文化遗产可能损失的平均值;ct一一用货币表示的建筑物内文化遗产总值。2文化遗产的实际损失率可按下式计算:LB=Lv=rpXr(XL((B.5.23-2)式中:rp、r(一一分别是本规范表B.5.21-3和表B.5.21-4中的因子。B.5.24经济损失率的计算应符合下列规定:1可按公式(旦5.24-1)确定L，、L(和L。的数值。当无法或很难确定c、c，时，可采用表B.5.24中给出的各种类型建筑物的L，、L(和L。典型平均值;Lx=c/c,CB.5.24-1)式中:C一一用货币表示的建筑物可能损失的平均数值(包括其存储物的损失、相关业务的中断及其后果);72 C，一一用货币表示的建筑物的总价值(包括其存储物以及相关业务的价值)。表8.S.24L.、Lr和L的典型平均值建筑物的类型L,所有类型-建筑物内部10-4所有类型一建筑物外部10-2建筑物的类型Lf医院、工业、博物馆、农业建筑0.5旅馆、学校、办公楼、教堂、公众娱乐场所、商业大楼0.2其他O.1建筑物类型Lo有爆炸风险的建筑10-1医院、工业、办公楼、旅馆、商业大楼10-2博物馆、农业建筑、学校、教堂、公众娱乐场所10-3www.weboos.com其他10-42经济损失率可按下列公式进行计算:LA=raXL,(B.5.24-2)Lu=ruXL,CB.5.24-3)LB=Lv=rpXrrXhzXLrCB.5.24-4)Lc=LM=Lw=Lz=LoCB.5.24-5)式中:ra、ru、rp、rr、hz一一-本规范表B.5.21-2~表B.5.21-5中的因子。B.5.25成本效益的估算应符合下列规定:1全部损失的价值C可按下式计算:CL=CRA+Ru)XCA+CRB+Rv)XCCA十CB十Cs十Cc)+CRc+RM+Rw十Rz)XCsCB.5.25-1)式中:RA、Ru一一没有保护措施时与牲畜损失有关的风险分量;73 RB、Rv-一一没有保护措施时与物理损害有关的风险分量;Rc、RM、Rw、Rz一一没有保护措施时与电气和电子系统失效有关的风险分量;CA-一牲畜的价值;Cs一一建筑物中系统的价值;CB建筑物的价值;Cc建筑物内存物的价值。2在有保护措施的情况下，剩余损失的总价值CRL可按下式计算:C虹=(R飞十R"u)XCA十(R飞十R乌)x(CA+CB+Cs+Cc)+(R"c+R"M+R"w+R"z)XCs(B.5.25-2)式中:R"A,R"u有保护措施时与牲畜损失有关的风险分量;www.weboos.comR"B,R斗一一有保护措施时与物理损害有关的风险分量;R~，R"M、R"w，R"z有保护措施时与电气和电子系统失效有关的风险分量。3保护措施的年平均费用CPM可按下式计算:CPM=CpX(i十a+m)CB.5.25-3)式中:Cp一一保护措施的费用;i一-利率;G←-折旧率;m一←维护费率。4每年节省的费用可按公式(B.5.25-4)计算，如果年平均节省的费用S大于零，采取防护措施是经济合理的。s=CL一(CPM+C阻)CB.5.25-4)74 附录C雷电流参数C.0.1闪电中可能出现三种雷击波形(图c.0.1-1)，短时雷击波形参数的定义应符合图C.O.1-2的规定，长时间雷击波形参数的定义应符合图C.O.1-3的规定。土2卜-(("。这些磁场值仅在格栅型屏蔽内部与屏蔽体有一安全距离为此1的安全空间内有效，安全距离可按下列公式计算:当SF二三10时ds/1=w.SF/10(m)(0.1.2-3)当SF<10时ds/1=w(m)(0.1.2-4)式中:SF一一按表0.1.3的公式计算的屏蔽系数(dB);w-一空间屏蔽网格宽度(m)。队1.3格栅形大空间屏蔽的屏蔽系数SF，按表0.1.3的公式计算。表D.l.3格栅型空间屏蔽对平面波磁场的寰减材质SFCdB)25kHz注11MHz注2铜材或铝材20•19(8.5/w)20•19(8.5/w)钢材也20.19[(8.5/w)/./1+18.1σ"""/r2J20•19(8.5/w)注:1适用于首次雷击的磁场gwww.weboos.com2适用于后续雷击的磁场$3磁导率民局200;4公式计算结果为负数时•SF=O;5如果建筑物安装有网状等电位连接网络时.SF增加6dB;6w是格栅型空间屏蔽网格宽度(m);r是格栅型屏蔽杆的半径(m).D.2当建筑物顶防亘击雷装置接闪时防雷区内磁场强度的计算队2.1格栅型空间屏蔽LPZ1内部任意点的磁场强度(图0.2.1)应按下式进行计算zH1=kH•io•w/(dw•J{I;)(A/m)(0.2.1-1)式中:dr-待计算点与LPZ1屏蔽中屋顶的最短距离(m);dw-一待计算点与LPZ1屏蔽中墙的最短距离(m);t。一一LPZOA的雷电流(A);kH一一结构系数O/v"m)，典型值取0.01;w-一LPZ1屏蔽的网格宽度(m)。78 按公式(D.2.1-1)计算的磁场值仅在格栅型屏蔽内部与屏蔽体有一安全距离ds12的安全空间内有效，安全距离可按下式计算:图D.2.1闪电直接击于屋顶接闪器时LPZl区内的磁场强度1一屋顶;2一墙;3一地面ds/2=w(m)(D.2.1-2)D.2.2在LPZ2等后续防护区内部任意点的磁场强度(图www.weboos.com丑2.2)仍按公式(D.1.2-2)计算，这些磁场值仅在格栅型屏蔽内部与屏蔽体有一安全距离为ds/1的安全空间内有效。图D.2.2LPZ2等后续防护区内部任意点的磁场强度的估算1屋顶;2一墙;3地面79 附录E信号线路浪涌保护器冲击试验波形和参数表E信号线路浪涌保护器的冲击试验推荐采用的波形和参数类别试验类型开路电压短路电流注1kV10A.0.1A/μs-2A/阳A1很慢的上升率0.1kV/μs-100kV/s二，，1000μs(持续时间)A2ACB11kV.10/1000阳100A.10/1000阳E坦慢上升率1kV-4kV.10/700阳25A-100A.5/300阳E兑二主1kV.100V/l-"s10A-100A.10/1000μsC1O.5kV-2kV.1.2/50阳O.25kA-1kA.8/20μswww.weboos.comC2快上升率2kV-10kV.1.2/50阳1kA-5kA.8/20ρC3二，，1kV.1kV/I-"s10A-100A.10/1000阳D:t二，，1kVO.5kA-2.5kA.10/350μs高能量D2二主1kVO.6kA-2kA.10/250阳注3表中数值为SPD测试的最低要求。80 附录F全国主要城市年平均雷暴日数统计表表F全国主要城市年平均雷暴日数雷暴日数雷暴日数地名地名Cd/a)Cd/a)北京35.2长沙47.6天津28.4广州73.1上海23.7南宁78.1重庆38.5海口93.8石家庄30.2成都32.5太原32.5贵阳49.0呼和浩特34.3昆明61.8www.weboos.com沈阳25.9拉萨70.4长春33.9兰州21.1哈尔滨33.4西安13.7南京29.3西宁29.6杭州34.0银川16.5合肥25.8乌鲁木齐5.9福州49.3大连20.3南昌53.5青岛19.6济南24.2宁波33.1郑州20.6厦门36.5武汉29.7注z本表数据引自中国气象局雷电防护管理办公室2005年发布的资料，不包含港澳台地区城市数据。81 本规范用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格，非这样做不可的用词:正面词采用"必须"，反面词采用"严禁";2)表示严格，在正常情况下均这样做的用词:正面词采用"应"，反面词采用"不应"或"不得";3)表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词:正面词采用"宜"，反面词采用"不宜"气4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用www.weboos.com"可"。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为"应符合......规定"或"应按......执行"。82 引用标准名录1((建筑设计防火规范))GB500162((低压系统内设备的绝缘配合第1部分:原理、要求和试验))GB/T16935.13((低压电涌保护器(SPD)第1部分:低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法))GB18802.14((雷电防护第3部分:建筑物的物理损坏和生命危险》GB/T21714.35((雷电防护第4部分:建筑物内电气和电子系统))GB/www.weboos.comT21714.483 中华人民共和国国家标准建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2012条文说明www.weboos.com 修订说明《建筑物电子信息系统防雷技术规范>>GB50343一2012，经住房和城乡建设部2012年6月11日以第1425号公告批准、发布。本规范是对原《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004进行修订而成。本规范修订工作主要遵循以下原则:原规范大框架不做改动;吸纳先进技术、先进方法，与国际标准接轨;删除原规范目前已不宜推荐的内容;着重提高规范的先进性、实用性、可操作性;着重于建筑物信息系统的防雷。本规范修订的主要内容包括:对部分术语解释进行了调整;增加了按风险管理要求进行雷击风险评估的内容;对各种建筑物电子信息系统雷电防护等级的划分进行了调整;对第5章"防雷设计"的内容进行了修改补充;第7章名称修改为"检测与验www.weboos.com收"，内容进行了调整;增加了三个附录，并对原附录"全国主要城市年平均雷暴日数统计表"进行了修改，取消了原附录"验收检测表";规范中第5.2.6条和第5.5.7条第2款(原规范第5.4.10条第2款)不再作为强制性条文。原规范主编单位:中国建筑标准设计研究院、四川中光高技术研究所有限责任公司;参编单位:中南建筑设计院、四川省防雷中心、上海市防雷中心、中国电信集团湖南电信公司、铁道部科学院通信信号研究所、北京爱劳科技有限公司、广州易事达艾力科技有限公司、武汉岱嘉电气技术有限公司。原规范主要起草人:王德言、李雪佩、宏育同、李冬根、刘寿先、蔡振新、邱传睿、熊江、陈勇、刘兴顺、郑经婚、刘文明、王维国、陈壁、郭维藩、孙成群、余亚桐、刘岩峰、汪海涛、王守奎。为便于广大设计、施工、科研等单位有关人员在使用本规范时正确理解和执行条文规定，规范修订编制组按章、节、条顺序编制了本规范条文说明，供使用者参考。86 目次1总则…........….........…........….......…...............…….892术语................................................................…..913雷电防护分区.......…..............................…..............923.1地区雷暴日等级划分…........…...........................….923.2雷电防护区划分............••••••••••••••••••...........….......924雷电防护等级划分和雷击风险评估…......................…..944.1一般规定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••944.2按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级…..................944.3按电子信息系统的重要性、使用性质和价值确定雷电www.weboos.com防护等级..........................….................…........1024.4按风险管理要求进行雷击风险评估•••..••••••••••••••••••••.•1025防雷设计.........….......……...............…............…..1105.1一般规定.......….......….........…….................…..1105.2等电位连接与共用接地系统设计.................…..........1135.3屏蔽及布线................…...............................….1215.4浪涌保护器的选择..........................................…1235.5电子信息系统的防雷与接地….................................1356防雷施工……................................................……1376.2接地装置.......................…...............................1376.3接地线....................….........……..................….1376.4等电位接地端子板(等电位连接带).......................….1376.5浪涌保护器…....................................….......…..1387检测与验收.......…...............................….........….1397.1检测......................….......…............................13987 7.3竣工验收.......................……........….................1398维护与管理.................….....................................1408.1维护.........................................…...................140www.weboos.com88 1总则1.0.1随着经济建设的高速发展，电子信息设备的应用已深入国民经济、国防建设和人民生活的各个领域，各种电子、微电子装备已在各行业大量使用。由于这些系统和设备耐过电压能力低，特别是雷电高电压以及雷电电磁脉冲的侵人所产生的电磁效应、热效应都会对信息系统设备造成干扰或永久性损坏。每年我国电子设备因雷击造成的经济损失相当惊人。因此电子信息系统对雷电灾害的防护问题越来越突出。由于雷击发生的时间和地点以及雷击强度的随机性，因此对雷击损害的防范难度很大，要达到阻止和完全避免雷击损害的发生是不可能的。国家标准《雷电防护))GBjT21714(等同www.weboos.com采用国际电工委员会标准IEC62305)和《建筑物防雷设计规范))GB50057就巳明确指出，建筑物安装防雷装置后，并非万元一失。所以按照本规范要求安装防雷装置和采取防护措施后，只能将雷电灾害降低到最低限度，大大减小被保护的电子信息系统设备遭受雷击损害的风险。1.O.2对易燃、易爆等危险环境和场所的雷电防护问题，由有关行业标准解决。1.0.3雷电防护设计应坚持预防为主、安全第一的原则，这就是说，凡是雷电可能侵入电子信息系统的通道和途径，都必须预先考虑到，采取相应的防护措施，尽量将雷电高电压、大电流堵截消除在电子信息、设备之外，对残余雷电电磁影响，也要采取有效措施将其疏导人大地，这样才能达到对雷电的有效防护。1.O.4在进行防雷工程设计时，应认真调查建筑物电子信息系统所在地点的地理、地质以及土壤、气象、环境、雷电活动、信息设备的重要性和雷击事故后果的严重程度等情况，对现场的电89 磁环境进行风险评估，这样，才能以尽可能低的造价建造一个有效的雷电防护系统，达到合理、科学、经济的设计。1.0.5建筑物电子信息系统遭受雷电的影响是多方面的，既有直接雷击，又有雷电电磁脉冲，还有接闪器接闪后由接地装置引起的地电位反击。在进行防雷设计时，不但要考虑防直接雷击，还要防雷电电磁脉冲和地电位反击等，因此，必须进行综合防护，才能达到预期的防雷效果。图1所示综合防雷系统中的外部和内部防雷措施按建筑物电子信息系统的防护特点划分，内部防雷措施包含在电子信息系统设备中各传输线路端口分别安装与之适配的浪涌保护器(SPD),其中电源SPD不仅具有抑制雷电过电压的功能，同时还具有抑制操作过电压的作用。www.weboos.com接闪器(针、网、带、线)安装浪涌保护器等电位连接合理布线引接地装置屏下蔽线图1建筑物电子信息系统综合防雷框图90 2术语术语解释的主要依据为《低压电涌保护器CSPD)第1部分:低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法>>GB18802.1以及《雷电防护>>GB/T21714-2008系列标准。2.0.5综合防雷系统的定义与GB/T21714-2008中的术语"雷电防护系统CLPS)"有所不同。GB/T21714系列标准中所提到的LPS仅指减少雷击建筑物造成物理损害的防雷装置，不包括防雷电电磁脉冲的部分。本规范中，综合防雷系统是全部防雷装置和措施的总称。外部防雷指接闪器、引下线和接地装置，内部防雷指等电位连接、共用接地装置、屏蔽、合理布线、浪涌保护器等。这样定义，概念比较清楚，也符合我国工程设计人员www.weboos.com长期形成的使用习惯。2.0.16本规范中按照浪涌保护器在电子信息系统中的使用特性，将浪涌保护器分为电源线路浪涌保护器、天馈线路浪涌保护器和信号线路浪涌保护器。2.0.18根据国家标准《低压电涌保护器CSPD)第1部分:低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法>>GB18802.1,浪涌保护器按组件特性分为电压限制型、电压开关型以及复合型。其中电压限制型浪涌保护器又称限压型浪涌保护器。91 3雷电防护分区3.1地区雷暴日等级划分3.1.2地区雷暴日数应以国家公布的当地年平均雷暴日数为准，本规范附录F提供的我国主要城市地区雷暴日数仅供工程设计参考。3.1.3关于地区雷暴日等级划分，国家还没有制定出一个统一的标准。本规范参考多数现行标准采用的等级划分标准，将年平均雷暴日超过90d的地区定为强雷区。3.2雷电防妒区划分www.weboos.com3.2.1建筑物外部和内部雷电防护区划分见示意图2.LPZl飞LPZ21飞飞...LPZOALpz;图2建筑物外部和内部雷电防护区划分示意图I:!:!:!:←在不同雷电防护区界面上的等电位接地端子板，~一起屏蔽作用的建筑物外墙P虚线一按滚球法计算的接闪器保护范围界面92 雷击致损原因(S)与建筑物雷电防护区划分的关系见图30图3雷击致损原因CS)与建筑物雷电防护区CLPZ)示意图www.weboos.com①一建筑物(LPZl的屏蔽体);SI-雷击建筑物;②接闪器;sz雷击建筑物附近;③引下线;Sz-一雷击连接到建筑物的服务设施g④接地体;S4一雷击连接到建筑物的服务设施附近3⑤一房间(LPZ2的屏蔽体);r-滚球半径;⑥连接到建筑物的服务设施;ds防过高磁场的安全距离;⑦一建筑物屋顶电气设备;。用SPD进行的等电位连接;v地面3.2.2雷电防护区的划分依据GBjT21714-2008系列标准规定的分类和定义。93 4雷电防护等级划分和雷击风险评估4.1一般规定4.1.1雷电防护工程设计的依据之一是对工程所处地区的雷电环境进行风险评估的结果，按照风险评估的结果确定电子信息系统是否需要防护，需要什么等级的防护。因此，雷电环境的风险评估是雷电防护工程设计必不可少的环节。考虑到工程实际情况差异较大，用户要求各不相同，为提供工程设计的可操作性，本规范提供了三种风险评估方法。工程设计人员可根据建筑物电子信息系统的特性、建筑物电子信息系统的重要性、评估所需数据资料的完备程度以及用户的要求选用。雷电环境的风险评估是一项复杂的工作，要考虑当地的气象www.weboos.com环境、地质地理环境;还要考虑建筑物的重要性、结构特点和电子信息系统设备的重要性及其抗扰能力。将这些因素综合考虑后，确定一个最佳的防护等级，才能达到安全可靠、经济合理的目的。4.1.2建筑物电子信息系统可按本规范第4.2节计算防雷装置的拦截效率或按本规范第4.3节查表确定雷电防护等级。按本规范第4.4节风险管理要求进行雷击风险评估时不需要再分级。4.1.4在防雷设计时按风险管理要求对被保护对象进行雷击风险评估已成为雷电防护的最新趋势。按风险管理要求对被保护对象进行雷击风险评估工作量大，对各种资料数据的准确性、完备性要求高，目前推广实施尚存在很多困难。因此，仅对重点工程或当用户提出要求时进行，此类评估一般由专门的雷电风险评估机构实施。4.2按防雷装置的在截效率确定雷电防护等级4.2.1用于计算建筑物年预计雷击次数川和建筑物人户设施94 年预计雷击次数凡的建筑物所处地区雷击大地密度Ng在2004版规范中的计算公式为Ng=0.024XTà.3，为了与国际标准接轨，同时与其他国标协调一致，本规范采用国家标准《雷电防护第2部分:风险管理))GBjT21714.2-2008(IEC62305-2:2006,IDT)中的计算公式Ng句0.1Tdo4.2.2电子信息系统设备因雷击损坏可接受的最大年平均雷击次数Nc值，至今，国内外尚无一个统一的标准，一般由各国自行确定。法国标准NFC-17-102:1995附录B:"闪电评估指南及ECP1保护级别的选择"中，将Nc定为5.8XlO-3jC，C为各类因子，它是综合考虑了电子设备所处地区的地理、地质环境、气象条件、建筑物特性、设备的抗扰能力等因素进行确定。若按该公式计算出的值为10-4数量级，即建筑物允许落闪频率为万分之几，这样一来，几乎所有的雷电防护工程，不管是在少雷区www.weboos.com还是在强雷区，都要按最高等级A设计，这是不合理的。在本规范中，将Nc值调整为Nc=5.8X10→ljC，这样得出的结果:在少雷区或中雷区，防雷工程按A级设计的概率为10%左右;按B级设计的概率为50%~60%;少数设计为C级和D级。这样的一个结果我们认为是合乎我国实际情况的，也是科学的。按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级的计算实例:一、建筑物年预计雷击次数N11建筑物所处地区雷击大地密度Ng句0.1XTd[次jCkm2•a)J(1)表1凡按典型雷暴日凡的取值Td值Ng[次/Ckm2•a)]252.540460690995 2建筑物等效截收面积Ae的计算(按本规范附录A图A.1.3)1)当H<100m时，按下式计算:每边扩大宽度:D=,fH(200-H)(m)(2)建筑物等效截收面积:Ae=[LW十2(L十W),fH(200-H)+πH(200-H)]X10-6(km2)(3)式中:L、W、H二十分别为建筑物的长、宽、高(m)。2)当H二三100m时:Ae=[LW+2H(L十W)十πH2]X10•(km2)(4)3校正系数K的取值1.0、1.5、1.7、2.0(根据建筑物所处的不同地理环境取值)。4N1值计算www.weboos.comN1=KXNgXAe(次/a)(5)分别代人不同的K、Ng、Ae值，可计算出不同的N1值。二、建筑物入户设施年预计雷击次数N21N2值计算N2=NgXA:(次/a)(6)A:=A:1+A"e2(km2)(7)式中:A;l-一电源线人户设施的截收面积(km勺，见表2;A~2信号线人户设施的截收面积(km勺，见表2。均按埋地引人方式计算A:值表2入户设施的截收面积(km2)d,(m)L(m)备注ι立三1002505002000.04o.100.20低压电源埋地线缆500O.100.250.50A~l=2Xd,XLX10-610000.200.501.096 续表2ds(m)L(m)备注ι二三1002505002000.0020.0050.01高压电源埋地电缆5000.0050.01250.025A;l=0.lXdsXLX10-610000.01O.0250.052000.040.100.2埋地信号线缆5000.100.250.5A乌=2XdsXLX10-610000.200.51.02A:计算1)取高压电源埋地线缆:L=500m,ds=250m;埋地信号线缆:L=500m,ds=250m。查表2:A:=A:1+A乌=0.0125+0.25主O.2625(km2)2)取高压电源埋地线缆:L=1000m,ds=500m;埋地www.weboos.com信号线缆:L=500m,ds=500m。查表2:A:=A:1+A乌=0.05十0.5=0.55(km2)三、建筑物及人户设施年预计雷击次数N的计算N=N1+N2=KXNgXA+NgXA:=NgX(KAe+A:)(次/a)(8)四、电子信息系统因雷击损坏可接受的最大年平均雷击次数Nc的确定Nc=5.8X10-1/C(次/a)(9)式中:C一一各类因子，取值按表30表3C的取值?之1大中C12.51.50.5Cz3.02.51.097 续表3?之1大中C33.01.00.5C42.01.00.5Cs2.01.00.5C61.41.20.8丁~C;13.98.23.8五、雷电电磁脉冲防护分级计算防雷装置拦截效率的计算公式:E=l-NjN(10)E>0.98定为A级0.90.高层建筑物种类宿舍楼大楼大楼大楼办公楼住宅251.95371.86952.0162.1321.85771.8087建筑物及人户设施年预计雷击Td403.12602.99123.22563.41122.97242.8940次数N(d)604.68904.48684.83845.11684.45864.3410(次/a)907.03356.73027.25767.67526.68796.51150.04170.04170.04170.04170.04170.0417电子信息系统设备因雷各类击损坏可接受的最大年平因子0.07070.07070.07070.07070.07070.0707均雷击次数N，(次/a)C0.1526O.1526O.1526O.1526O.1526注z外引低压埋地电缆长500m、埋地信号电缆长200m，p=5000m,N,=5.8X10一l/C，C=C1+C2+C3+C4+C5+Cs0电信大楼E值CE=l-N，/N)~飞25406090www.weboos.com13.90.97870.98670.99110.99418.20.96380.97740.98490.98993.80.92190.95120.96750.9783医科大楼E值CE=l-Nc!N)〉之L2540609013.90.97930.98710.99140.99438.20.96490.97810.98540.99033.80.92430.95270.96850.9790高层住宅E值CE=l-N，/N)〉之工2540609013.90.97760.98600.99060.99388.20.96190.97620.98410.98943.80.91790.94870.96580.9772101 通信大楼E值CE=l-Nc/N)>z2540609013.90.97770.98610.99070.99388.20.96220.97640.98420.98953.80.91840.94900.96600.9773综合办公楼E值(E=l-Nc/N)>z2540609013.90.9804O.98780.99190.99468.20.96680.97930.98620.99083.80.9284O.95530.97020.9801宿舍楼E值(E=l-Nc/N)〉之工25406090www.weboos.com13.90.97690.98560.99040.99368.20.96090.97560.98370.98913.80.91560.9473.0.96480.97664.3按电子信息系统的重要性、使用性质和价值确定雷电防护等级4.3.1由于表4.3.1无法列出全部各类电子信息系统，其他电子信息系统可参照本表确定雷电防护等级。4.4按凤险管理要求进行雷击凤险评估.4.4.1-4.4.3按风险管理要求进行雷击风险评估主要依据《雷电防护第2部分:风险管理))GB/T21714.2-2008(IEC62305-2:2006,IDT)。评估防雷措施必要性时涉及的建筑物雷击损害风险包括人身伤亡损失风险Rl、公众服务损失风险R2以102 及文化遗产损失风险凡，应根据建筑物特性和有关管理部门规定确定需计算何种风险。评估办公楼是否需防雷(无需评估采取保护措施的成本效益)计算实例:需确定人身伤亡损失的风险Rl(计算本规范附录B表B.2.6的各个风险分量)，与容许风险RT=lO-S相比较，以决定是否需采取防雷措施，并选择能降低这种风险的保护措施。一、有关的数据和特性表6~表8分别给出:建筑物本身及其周围环境的数据和特"性;内部电气系统及人户电力线路的数据和特性;内部电子系统及人户通信线路的数据和特性。表6建筑物特性参数说明符号数值www.weboos.com尺寸(m)LbXWbXHb40X20X25位置因子孤立Cd1减少物理损害的LPS元PB建筑物的屏蔽无KS11建筑物内部的屏蔽元KS21雷击大地密度(次/km2•a)Ng4建筑物内外人员数户外和户内nt200表7内部电气系统以及相连供电线路的特性参数说明符号数值长度(m)Lc200高度(m)架空Hc6HV/LV变压器无c1线路位置因子孤立Cd1线路环境因子农村ce1103 续表7参数说明符号数值P山线路屏蔽性能非屏蔽线路Pu0.4内部合理布线元KSl1设备耐受电压UwUw=2.5kVKSI0.6匹配的SPD保护元PSPD1线路"a"端建筑物的尺寸(m)元L.XW.XH.表8内部通信系统以及相连通信线路的特性参数说明符号数值土壤电阻率(0.m)p250长度(m)Lc1000高度(m)埋地线路位置因子孤立Cd1www.weboos.com线路环境因子农村C.1P山1线路屏蔽性能非屏蔽线路Pu1内部合理布线元KSl1设备耐受电压UwUw=l.5kVK旦1匹配的SPD保护无PSPD1线路"a"端建筑物的尺寸(m)元L.XW.XH.二、办公楼的分区及其特性考虑到z一一人口、花园和建筑物内部的地表类型不同;建筑物和档案室都为防火分区;一-没有空间屏蔽;一一假定计算机中心内的损失率Lx比办公楼其他地方的损失率小。104 划分以下主要的区域:一-ZI(建筑物的人口处);Z2(花园);Z3(档案室一是防火分区);一-Z4(办公室);一-Z5(计算机中心)。ZI~Z5各区的特性分别在表9~表13中给出。考虑到各区中有潜在危险的人员数与建筑物中总人员数的情况，经防雷设计人员的分析判断，决定与R1相关的各区的损失率不取表B.5.21-1的数值，而作了适当的减小。表9Z)区的特性参数说明符号数值地表类型大理石r.10-3电击防护元PA1www.weboos.com接触和跨步电压造成的损失率有Lt2XlO-4该区中有潜在危险的人员数4表10k区的特性参数说明符号数值地表类型草地r.10一2电击防护栅栏PA。接触和跨步电压造成的损失率有Lt10-4该区中有潜在危险的人员数2表11~区的特性参数说明符号数值地板类型汹毡ru10-5火灾危险高n10-1特殊危险低度惊慌h,2防火措施无rpl105 续表11参数说明符号数值空间屏蔽元KSl1内部电源系统有连接到低压电力线路内部电话系统有连接到电信线路接触和跨步电压造成的损失率有L,10-5物理损害造成的损失率有Lf10-3该区中有潜在危险的人员数20表12马区的特性参数说明符号数值地板类型汹毡ru10-5火灾危险低γE10-3特殊危险低度惊慌h,2防火措施无γPwww.weboos.com空间屏蔽无KSl1内部电源系统有连接到低压电力线路内部电话系统有连接到电信线路接触和跨步电压造成的损失率有L,8X10-5物理损害造成的损失率有Lf8XlO-3该区中有潜在危险的人员数160表13zs区的特性参数说明符号数值地板类型油毡γu10-5火灾危险低γI10-3特殊危险低度惊慌h,2防火措施元γP空间屏蔽无KSl1内部电源系统有连接到低压电力线路106 续表13参数说明符号数值内部电话系统有连接到电信线路接触和跨步电压造成的损失率有Lt7X10-6物理损害造成的损失率有Lf7X10-4该区中有潜在危险的人员数14___，_圄三、相关量的计算表14、表15分别给出截收面积以及预期危险事件次数的计算结果。表14建筑物和线路的截收面积表15预期的年平均危险事件次数符号数值(m2)符号数值(次/a)Ad2.7X104ND1.1X10-jAl(电力线)4.5X103NL(电力线)1.81X10-2A;(电力线)2X105Nj(电力线〉8Xlü-jwww.weboos.comAl(通信钱〉1.45X104NL(通信线)5.9Xlü-2A;(通信线)3.9X105N!(通信线〉1.581四、风险计算表16中给出了各区风险分量以及风险乱的计算结果。表16各区凤险分量值(数值X10-5)ZIZ2Z3Z4Z5合计(入口处)(花园)(档案室)(办公室)(计算机中心)RA0.002。0.002RB2.2100.1770.0162.403Ru<电力线)起。句。句。句。Rv(电力线)0.3620.0290.0020.393Ru<通信线)句。句。句。句。Rv(通信线)1.1800.0940.0081.282合it0.002。3.7520.3000.0264.080107 五、结论Rl=4.08X10-5高于容许值RT=10-5，需增加防雷措施。六、保护措施的选择表17中给出了风险分量的组合(见本规范附录B.4.2):表17凡的各凤险分量按不同的方式组合得到的各区风险(数值X10-5)ZIZ2Z3Z4Z5建筑物(人口处)(花园)(档案室)(办公室)(计算机中心)RD0.002。2.2100.1770.0162.405RI。。1.542o.1230.0101.673合计0.002。3.7520.3000.0264.080Rs0.002。句。岛。句。0.002RF。。3.7520.3000.0264.312Ro。。。。句。。www.weboos.com合计0.002。3.7520.3000.0264.080其中:RD=RA十RB十Rc;Rr=RM十Ru+Rv+Rw+Rz;Rs=RA+Ru;RF=RB+Rv;Ro=RM+Rc+Rw+Rz。由表17可看出建筑物的风险主要是损害成因51及53在Z3区中由物理损害产生的风险，占总风险的92%。根据表16，Z3中对风险Rl起主要作用的风险分量有:→二分量RB占54%;分量Rv(电力线)约占9%;一一-分量RV(通信给约占29%。为了把风险降低到容许值以下，可以采取以下保护措施:1安装符合《雷电防护第3部分:建筑物的物理损坏和108 生命危险>>GB/T21714.3-2008要求的减小物理损害的凹类LPS，以减少分量RB;在人户线路上安装LPL为N级的SPD。前述LPS无格栅形空间屏蔽特性。表6~表8中的参数将有以下变化:PB=0.2;Pu=Py=0.03(由于在人户线路上安装了SPD)。2在档案室(Z3区)中安装自动灭火(或监测)系统以减少该区的风险RB和Ry，并在电力和电话线路人户处安装LPL为凹级的SPD。表7、表8和表11中的参数将有以下变化:甘Z3区的rp变为rp=0.2;Pu=Py=0.03(由于在人户线路上安装了SPD)。采用上述措施后各区的风险值见表180www.weboos.com表18两种防妒方案得出的Rl值(数值X10-5)两种方案都把风险降低到了容许值之下，考虑技术可行性与经济合理性后选择最佳解决方案。109 5防雷设计5.1一般规定5.1.2建筑物上装设的外部防雷装置，能将雷击电流安全世放人地，保护了建筑物不被雷电直接击坏。但不能保护建筑物内的电气、电子信息系统设备被雷电冲击过电压、雷电感应产生的瞬态过电压击坏。为了避免电子信息设备之间及设备内部出现危险的电位差，采用等电位连接降低其电位差是十分有效的防范措施。接地是分流和泄放直接雷击电流和雷电电磁脉冲能量最有效的手段之一。为了确保电子信息系统的正常工作及工作人员的人身安全、抑制电磁干扰，建筑物内电子信息系统必须采取等电位连接与接www.weboos.com地保护措施。5.1.3雷电电磁脉冲CLEMP)会危及电气和电子信息系统，因此应采取LEMP防护措施以避免建筑物内部的电气和电子信息系统失效。工程设计时应按照需要保护的设备数量、类型、重要性、耐冲击电压水平及所处雷电环境等情况，选择最适当的LEMP防护措施。例如在防雷区CLPZ)边界采用空间屏蔽、内部线缆屏蔽和设置能量协调配合的浪涌保护器等措施，使内部系统设备得到良好防护，并要考虑技术条件和经济因素。LEMP防护措施系统CLPMS)的示例见图4。2款:雷电流及相关的磁场是电子信息系统的主要危害源。就防护而言，雷电电场影响通常较小，所以雷电防护应主要考虑对雷击电流产生的磁场进行屏蔽。5.1.4，5.1.5新建、扩建、改建工程应收集相关资料和数据，为防雷工程设计提供现场依据，而且这些资料和数据也110 是雷击风险评估计算所必需的原始材料。被保护设备的性能参数包括设备工作频率、功率、工作电平、传输速率、特性阻抗、传输介质及接口形式等;电子信息系统的网络结构指电子信息系统各设备之间的电气连接关系等;线路进人建筑物的方式指架空或埋地，屏蔽或非屏蔽;接地装置状况指接地装置位置、接地电阻值等。丸JfoLPZOLPS+LPZl屏蔽HoLPZlHJLPZ2屏蔽设备www.weboos.com(受损者)(a)采用空间屏蔽和"协调配合的SPD防护"的LPMS-一对于传导浪涌(乌<>GB/T21714.4-2008和我国工程实践及工程安装图集综合编制的。表5.2.2-2各类等电位接地端子板最小截面积是根据我国工程实践中总结得来的。表中为最小截面积要求，实际截面积应按工程具体情况确定。垂直接地干线的最小截面是根据《建筑物电气装置第5部分:电气设备的选择和安装第548节:信息技术装置的接地配置和等电位联结>>GB/T16895.17-2002(idtIEC60364-5-548:1996)第548.7.1条"接地干线"的要求规定的。5.2.3在内部安装有电气和电子信息系统的每栋钢筋混凝土结www.weboos.com构建筑物中，应利用建筑物的基础钢筋网作为共用接地装置。利用建筑物内部及建筑物上的金属部件，如混凝土中钢筋、金属框架、电梯导轨、金属屋顶、金属墙面、门窗的金属框架、金属地板框架、金属管道和线槽等进行多重相互连接组成三维的网格状低阻抗等电位连接网络，与接地装置构成一个共用接地系统。图5.2.3中所示等电位连接，既有建筑物金属构件，又有实现连接的连接件。其中部分连接会将雷电流分流、传导并泄放到大地。内部电气和电子信息系统的等电位连接应按5.2.2条规定设置总等电位接地端子板(排)与接地装置相连。每个楼层设置楼层等电位连接端子板就近与楼层预留的接地端子相连。电子信息设备机房设置的S型或M型局部等电位连接网络直接与机房内墙结构柱主钢筋预留的接地端子相连。这就需要在新建筑物的初始设计阶段，由业主、建筑结构专业、电气专业、施工方、监理等协商确定后实施才能符合此条件。115 5.2.4根据GB/T16895.17一2002(idtIEC60364-5-548:1996)"第548节:信息技术装置的接地配置和等电位联接"的意见，对于某些特殊而又重要的电子信息系统的接地设置和等电位连接，可以设置专用的垂直接地干线以减少干扰。垂直干线由建筑物的总等电位接地端子板引出，参考图6、图70干线最小截面积为50mm2的铜导体，在频率为50Hz或60Hz时，是材料成本与阻抗之间的最佳折中方案。如果频率较高及高层建筑物时，干线的截面积还要相应加大。信息化时代的今天，声音、图像、数据为一体的网络信息应用日益广泛。各地都在建造新的广播电视大楼，其声音、图像系统的电子设备系微电流接地系统，应设置专用的工艺垂直接地干线以满足其要求，参考图605.2.5防雷接地:指建筑物防直击雷系统接闪装置、引下线的接地(装置);内部系统的电源线路、信号线路(包括天馈线路)SPD接地。www.weboos.com交流工作接地:指供电系统中电力变压器低压侧三相绕组中性点的接地。直流工作接地:指电子信息设备信号接地、逻辑接地，又称功能性接地。安全保护接地:指配电线路防电击(PE线)接地、电气和电子设备金属外壳接地、屏蔽接地、防静电接地等。这些接地在一栋建筑物中应共用一组接地装置，在钢筋混凝土结构的建筑物中通常是采用基础钢筋网(自然接地极)作为共用接地装置。GB/T21714-2008第3部分中规定"将雷电流(高频特性)分散人地时，为使任何潜在的过电压降到最小，接地装置的形状和尺寸很重要。一般来说，建议采用较小的接地电阻(如果可能，低频测量时小于10n)0"我国电力部门DL/T621规定"低压系统由单独的低压电源供电时，其电源接地点接地装置的接地电阻不宜超过4no"116 www.weboos.com图6建筑物等电位连接及共用接地系统示意图ø-配电箱;.一楼层等电位接地端子板;PE-保护接地线;MEB-一总等电位接地端子板117 竖井接地干线主(a)S型等电位连接网络竖接干井地线单台设备www.weboos.com设备机(b)M型等电位连接网络图7电子信息设备机房等电位连接网络示意图1→竖井内楼层等电位接地端子板;2一设备机房内等电位接地端子板33防静电地板接地线;4金属线槽等电位连接线;5建筑物金属构件对于电子信息系统直流工作接地(信号接地或功能性接地)的电阻值，从我国各行业的实际情况来看，电子信息设备的种类118 很多，用途各不相同，它们对接地装置的电阻值要求不相同。因此，当建筑物电子信息系统防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时，接地装置的接地电阻值必须按接人设备中要求的最小值确定，以确保人身安全和电气、电子信息设备正常工作。5.2.6接地装置1当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%，基础外表面无防水层时，应优先利用基础内的钢筋作为接地装置。但如果基础被塑料、橡胶、油毡等防水材料包裹或涂有沥青质的防水层时，不宜利用基础内的钢筋作为接地装置。2当有防水油毡、防水橡胶或防水沥青层的情况下，宜在建筑物外面四周敷设闭合状的人工水平接地体。该接地体可埋设在建筑物散水坡及灰土基础外约1m处的基础槽边。人工水平接地体应与建筑物基础内的钢筋多处相连接。3在设有多种电子信息系统的建筑物内，增加人工接地体www.weboos.com应采用环形接地极比较理想。建筑物周围或者在建筑物地基周围混凝土中的环形接地极，应与建筑物下方和周围的网格形接地网相连接，网格的典型宽度为5m。这将大大改善接地装置的性能。如果建筑物地下室/地面中的钢筋混凝土构成了相互连接的网格，也应每隔5m和接地装置相连接。4当建筑物基础接地体的接地电阻值满足接地要求时，不需另设人工接地体。5.2.7机房设备接地引入线不能从接闪带、铁塔脚和防雷装置引下线上直接引人。直接引人将导致雷电流进人室内电子设备，造成严重损害。5.2.8进入建筑物的金属管线，例如金属管、电力线、信号线，宜就近连接到等电位连接端子板上，端子板应与基础中钢筋及外部环形接地或内部等电位连接带相互连接(图8、图的，并与总等电位接地端子板连接。电力线应在LPZ1人口处设置适配的SPD，使带电导体实现人口处的等电位连接。119 2叭图8外部管线多点进入建筑物时端子板利用环形接地极互连示意图①一外部导电部分，例如:金属水管;②一电源线或通信线;③一外墙或地基内的钢筋;④←环形接地极;⑤一连接至接地极g⑥一专用连接接头;⑦←钢筋混凝土墙;③SPD;⑨一等电位接地端子板注:地基中的钢筋可以用作自然接地极www.weboos.com4(1~@①①飞①图9外部管线多点进入建筑物时端子板利用内部导体互连示意图①外墙或地基内的钢筋;②连接至其他接地极;③连接接头;④一内部环形导体;⑤一至外部导体部件，例如:水管;⑥一环形接地极;⑦SPD;③等电位接地端子板;⑨一电力线或通信线;⑩至附加接地装置120 5.2.9将相邻建筑物接地装置相互连通是为了减小各建筑物内部系统间的电位差。采用两根水平接地体是考虑到一根导体发生断裂时，另一根还可以起到连接作用。如果相邻建筑物间的线缆敷设在密封金属管道内，也可利用金属管道互连。使用屏蔽电缆屏蔽层互联时，屏蔽层截面积应足够大。5.2.10新建的建筑物中含有大量电气、电子信息设备时，在设计和施工阶段，应考虑在施工时按现行国家有关标准的规定将揭凝土中的主钢筋、框架及其他金属部件在外部及内部实现良好电气连通，以确保金属部件的电气连续性。满足此条件时，应在各楼层及机房内墙结构柱主钢筋上引出和预留数个等电位连接的接地端子，可为建筑物内的电源系统、电子信息系统提供等电位连接点，以实现内部系统的等电位连接，既方便又可靠，几乎不付出额外投资即可实现。5.3屏蔽及布线www.weboos.com5.3.1磁场屏蔽能够减小电磁场及内部系统感应浪涌的幅值。磁场屏蔽有空间屏蔽、设备屏蔽和线缆屏蔽。空间屏蔽有建筑物外部钢结构墙体的初级屏蔽和机房的屏蔽[见本条文说明图4(a)所示]。内部线缆屏蔽和合理布线(使感应回路面积为最小)可以减小内部系统感应浪涌的幅值。磁屏蔽、合理布线这两种措施都可以有效地减小感应浪涌，防止内部系统的永久失效。因此，应综合使用。5.3.21款:空间屏蔽应当利用建筑物自然金属部件本身固有的屏蔽特性。在一个新建筑物或新系统的早期设计阶段就应该考虑空间屏蔽，在施工时一次完成。因为对于已建成建筑物来说，重新进行屏蔽可能会出现更高的费用和更多的技术难度。2款:在通常情况下，利用建筑物自然金属部件作为空间屏蔽、内部线缆屏蔽等措施，能使内部系统得到良好保护。但是对于电磁环境要求严格的电子信息系统，当建筑物自然金属部件构121 成的大空间屏蔽不能满足机房设备电磁环境要求时，应采用导磁率较高的细密金属网格或金属板对机房实施雷电磁场屏蔽来保护电子信息系统。机房的门应采用无窗密闭铁门或采取屏蔽措施的有窗铁门并接地，机房窗户的开孔应采用金属网格屏蔽。金属屏蔽网、金属屏蔽板应就近与建筑物等电位连接网络连接。机房屏蔽不能满足个别重要设备屏蔽要求时，可利用封闭的金属网、箱或金属板、箱对被保护设备实行屏蔽。3款:电子信息系统设备主机房选择在建筑物低层中心部位及设备安置在序数较高的雷电防护区内，因为这些地方雷电电磁环境较好。电子信息系统设备与屏蔽层及结构柱保持一定安全距离是因为部分雷电流会流经屏蔽层，靠近屏蔽层处的磁场强度较高。4款:电子信息系统设备与屏蔽体的安全距离可按本规范附录D规定的计算方法确定。安全距离的计算方法依据《雷电防护第4部分:建筑物内电气和电子系统))GB/T21714.4-2008www.weboos.com(lEC62305-4:2006IDT)0IEC62305-4第二版修订草案(FDIS版)附录A中安全距离ds/1的计算方法修改为:当SF二三10时，ds/1=v)5F/I0;当SF<10时，ds/1=wo安全距离ds/2的计算方法修改为:当SF注10时，d的=W"SF/10;当SF<10时，ds/2=切。鉴于IEC62305-4第二版在本规范修订完成时尚未成为正式标准，本规范仍采用已等同采纳为国标的IEC62305-4:2006中的有关计算方法。5.3.32款:公式5.3.3中1表示埋地引人线缆计算时的等效长度，单位为m，其数值等于或大于2JP，P为土壤电阻率。3款z在分开的建筑物间可以用SPD将两个LPZ1防护区互连[图10(a汀，也可用屏蔽电缆或屏蔽电缆导管将两个LPZ1防护区互连[图10(b)J。5.3.4表5.3.4-1电子信息系统线缆与其他管线的间距和表5.3.4一2电子信息系统信号电缆与电力电缆的间距引自《综合布线系统工程设计规范))GB50311-2007。122 LPZOSPD"一011τr(a)在分开建筑物间用SPD将两个LPZl互连LPZOh一(b)在分开建筑物间用屏蔽电缆或屏蔽电缆管道将两个LPZ1!ï.连图10两个LPZ1的互联www.weboos.com注:1i1、12为部分雷电流。2图(a)表示两个LPZl用电力线或信号线连接。应特别注意两个LPZl分别代表有独立接地系统的相距数十米或数百米的建筑物的情况。这种情况，大部分雷电流会沿着连接线流动，在进入每个LPZl时需要安装SPD。3图(b)表示该问题可以利用屏蔽电缆或屏蔽电缆管道连接两个LPZl来解决，前提是屏蔽层可以携带部分雷电流。若沿屏蔽层的电压降不太大，可以免装SPD.5.4j页涌保护器的选择5.4.2根据《低压电气装置第4-44部分:安全防护电压骚扰和电磁骚扰防护))GB/T16895.10一2010/IEC60364-444:2007第444.4.3.1条"装有或可能装有大量信息技术设备的现有的建筑物内，建议不宜采用TN一C系统。装有或可能装有大量信息技术设备的新建的建筑物内不应采用TN-C系统。"第444.4.3.2条"由公共低压电网供电且装有或可能装有大量信123 息技术设备的现有建筑物内，在装置的电源进线点之后宜采用TN-S系统。在新建的建筑物内，在装置的电源进线点之后应采用TN-S系统。"在TN-S系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，中性线电流将通过信号电缆中的屏敲或参考地导体、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。对于敏感电子信息系统的每栋建筑物，因TN-C系统在全系统内N线和PE线是合一的，存在不安全因素，一般不宜采用。当220/380V低压交流电源为TN-C系统时，应在人户总配电箱处将N线重复接地一次，在总配电箱之后采用TN-S系统，N线不能再次接地，以避免工频50Hz基波及其谐波的干扰。设置有UPS电源时，在负荷侧起点将中性点或中性线做一次接地，其后就不能接地了。5.4.3电源线路SPD的选择应符合下列规定:www.weboos.com1款:表5.4.3-1是根据《低压电气装置第4-44部分:安全防护电压骚扰和电磁骚扰防护))GB/T16895.10-2010/IEC60364-4-44:2007第443.4节表44.B编制的。2款:表5.4.3-2参考《建筑物电气装置第5-53部分:电气设备的选择和安装隔离、开关和控制设备第534节:过电压保护电器))GB16895.22-2004(idtIEC60364-5-53:2001A1:2002)表53C。表中系数增加0.05是考虑到浪涌保护器的老化，并与其他标准协调统一。3、4款:图5.4.3-1为TN-S系统配电线路浪涌保护器分级设置位置与接地的示意图，SPD的选择与安装由工程具体要求确定。当总配电箱靠近电源变压器时，该处N对PE的SPD可不设置。SPD的选择和安装是个比较复杂的问题。它与当地雷害程度、雷击点的远近、低压和高压(中压)电源线路的接地系统类型、电源变电所的接地方式、线缆的屏蔽和长度情况等都有124 关联。在可能出现雷电冲击过电压的建筑物电气系统内，在LPZOA或LPZOB与LPZ1区交界处，其电源线路进线的总配电箱内应设置第一级SPD。用于世放雷电流并将雷电冲击过电压降低，其电压保护水平Up应不大于2.5kV。如果建筑物装有防直击雷装置而易遭受直接雷击，或近旁具有易落雷的条件，此级SPD应是通过10/350μs波形的最大冲击电流1imp(1类)试验的SPD。根据我国有些工程多年来在设计中选择和安装了E类试验的SPD也能提供较好保护的实际情况，本规范作出了选择性的规定:也可选择E类试验的SPD作第一级保护。SPD应能承受在总配电箱位置上可能出现的放电电流。因此，应按本条第5款的公式(5.4.3-1)或公式(5.4.3-2)估算确定，当无法计算确定时，可按本条第7款表5.4.3-3冲击电流推荐值选择。如果这一级SPD未能将电压保护水平Up限制在2.5kV以下，www.weboos.com则需在下级分配电箱处设置第二级SPD来进一步降低冲击电压。此级SPD应为通过8/20μs波形标称放电电流1n(11类)试验的SPD，并能将电压保护水平Up限制在约2kV。在电子信息系统设备机房配电箱内或在其电源插座内设置第三级SPD。这级SPD应为通过8/20μs波形标称放电电流1n试验或复合波皿类试验的SPD。它的保护水平Up应低于电子信息设备能承受的冲击电压的水平，或不大于1.2kV。在建筑物电源进线人口的总配电箱内必须设置第一级SPD。如果保护水平Up不大于2.5kV，其后的线缆采取了良好的屏蔽措施，这种情况，可只需在电子信息设备机房配电箱内设置第二级SPD。通常是在电源线路进人建筑物的人口(LPZ1边界)总配电箱内安装SPD1;要确定内部被保护系统的冲击耐受电压Uw"选择SPD1的保护水平Up1，使有效保护水平Up/I<，Uw，根据本条9款规定检查或估算振荡保护距离L回/1和感应保护距离Lpi/l。若满足Up/I<.Uw"而且SPD1与被保护设备间线路长度小于L川和125 Lpi/l，则SPD1有效地保护了设备。否则，应设置SPD20在靠近被保护设备(LPZ2边界)的分配电箱内设置SPD2;选择SPD2的保护水平Up2，使有效保护水平Up/f<:Uw，检查或估算振荡保护距离LriJ/2和感应保护距离Lp归。若满足有效保护水平Up/f<:Uw，而且SPD2与被保护设备间线路长度小于LriJ/2和Lpi/2，则SPD2有效地保护了设备。否则，应在靠近被保护设备处(机房配电箱内或插座)设置SPD3。该SPD应与SPD1和SPD2能量协调配合。5款:公式(5.4.3-1)与公式(5.4.3-2)是根据GB/T21714.1-2008附录E中(E.的、(E.5)、(E.6)三个公式编写的。当无法确定时应取I町等于或大于12.5kA是根据GB16895.22-2004的规定。6款:对于开关型SPD1至限压型SPD2之间的线距应大于10m和SPD2至限压型SPD3之间的线距应大于5m的规定，其目的主要是在电源线路中安装了多级电源SPD，由于各级SPDwww.weboos.com的标称导通电压和标称导通电流不同、安装方式及接线长短的差异，在设计和安装时如果能量配合不当，将会出现某级SPD不动作的盲点问题。为了保证雷电高电压脉冲沿电源线路侵入时，各级SPD都能分级启动泄流，避免多级SPD间出现盲点，两级SPD间必须有一定的线距长度(即一定的感抗或加装退祸元件)来满足避免盲点的要求。同时规定，末级电源SPD的保护水平必须低于被保护设备对浪涌电压的耐受能力。各级电源SPD能量配合最终目的是，将威胁设备安全的电压电流浪涌值减低到被保护设备能耐受的安全范围内，而各级电源、SPD泄放的浪涌电流不超过自身的标称放电电流。7款:按本规范第4.2节或第4.3节确定电源线路雷电浪涌防护等级时，用于建筑物人口处(总配电箱点)的浪涌保护器的冲击电流I町"按本条第5款公式(5.4.3一1)或公式(5.4.3-2)估算确定。当无法确定时根据GB16895.22-2004的规定Iimp值应大于或等于12.5kA。所以表5.4.3-3中在LPZO与LPZ1边界126 的总配电箱处，C、D等级的Iimp参数推荐值为12.5kA。12.5kA这个Iimp值是IEC标准推荐的最小值，本规范考虑到我国幅员辽阔，夏天的雷击灾害多，在雷电防护等级较高的电子信息系统设置的电源线路浪涌保护器能承受的冲击电流Iimp应适当有所提高，所以A级的I叫参数推荐值为20kA;B级I町推荐值为15kA。鉴于我国有些工程中，在建筑物入口处的总配电箱处选用安装H类试验(波形8/20μs)的限压型浪涌保护器。所以本规范推荐在LPZO与LPZ1边界的总配电箱也可选用经E类试验(波形8/20μs)的浪涌保护器:A级In二三80kA、B级In二三60kA、C级In二三50kA、D级In注50kA。这些推荐值是征求国内各方面意见得来的。为了提高电子信息系统的电源线路浪涌保护可靠性，应保证局部雷电流大部分在LPZO与LPZ1的交界处转移到接地www.weboos.com装置。同时限制各种途径人侵的雷电浪涌，限制沿进线侵入的雷电波、地电位反击、雷电感应。建筑物中的浪涌保护通常是多级配置，以防雷区为层次，每级SPD的通流容量足以承受在其位置上的雷电浪涌电流，且对雷电能量逐级减弱;SPD电压保护水平也要逐级降低，最终使过电压限制在设备耐冲击电压额定值以下。表5.4.3-3中分配电箱、设备机房配电箱处及电子信息系统设备电源端口的浪涌保护器的推荐值是根据电源系统多级SPD的能量协调配合原则和多年来工程的实践总结确定的。8款:雷电电磁脉冲CLEMP)是敏感电子设备遭受雷害的主要原因。LEMP通过传导、感应、辐射等方式从不同的渠道侵入建筑物的内部，致使电子设备受损。其中，电源线是LEMP人侵最主要的渠道之一。安装电源SPD是防御LEMP从配电线这条渠道人侵的重要措施。正确安装的SPD能把雷电电磁脉冲拒于建筑物或设备之外，使电子设备免受其害。不正确安127 装的SPD不仅不能防御人侵的LEMP，连SPD自身也难免受损。其实，SPD作用只有两个:(1)泄流。把人侵的雷电流分流入地，让雷电的大部分能量泄人大地，使LEMP无法达到或仅极少部分到达电子设备;(2)限压。在雷电过电压通过电源线人户时，在SPD两端保持一定的电压(残压)，而这个限压又是电子设备所能接受的。这两个功能是同时获得的，即在分流过程中达到限压，使电子设备受到保护。目前，防雷工程中电源SPD的设计和施工不规范的主要问题有两个:一是SPD接线过长，国内外防雷标准凡涉及电源浪涌保护器(SPD)的安装时都强调接线要短直，其总长度不超过0.5m，但大多情况接线长度都超过1m，甚至有长达(4~5)m的;二是多级SPD安装时的能量配合不当。对这两个问题的忽视导致有些建筑物内部虽安装了SPD仍出现其内的电子设备遭雷击损坏的现象。www.weboos.com图5.4.3一2.当SPD与被保护设备连接时，最终有效保护水平Up/f应考虑连接导线的感应电压降t::，.UoSPD最终的有效电压保护水平Up/f为:Up/f=Up+t::,.U(11)式中:t::，.U-SPD两端连接导线的感应电压降。t::，.U=t::，.U时AUu=LZ(山式中:L→一为两段导线的电感量(μH);吉为流人SPD雷电流陡度。当SPD流过部分雷电流时，可假定t::，.U=lkV/m，或者考虑20%的裕量。当SPD仅流过感应电流时，则t::，.U可以忽略。也可改进SPD的电路连接，采用凯文接线法见图11:9款:SPD在工作时，SPD安装位置处的线对地电压限制在128 线路入线路出图11凯文接线法Up。若SPD和被保护设备间的线路太长，浪涌的传播将会产生振荡现象，设备端产生的振荡电压值会增至2矶，即使选择了Up~:;;Vw"振荡仍能引起被保护设备失效。保护距离L阳是SPD和设备间线路的最大长度，在此限度内，SPD有效保护了设备。若线路长度小于10m或者Up/fUw/www.weboos.com2时，保护距离可以由公式估算:L归=(Uw-Up/f)/是(m)(13)式中:k=25CV/m)。公式引自《雷电防护第4部分:建筑物内电气和电子系统》GB/T21714.4-2008CIEC62305-4:2006,IDT)第D.2.3条。当建筑物或附近建筑物地面遭受雷击时，会在SPD与被保护设备构成的回路内感应出过电压，它加于Up上降低了SPD的保护效果。感应过电压随线路长度、保护地PE与相线的距离、电源线与信号线间的回路面积的尺寸增加而增大，随空间屏蔽、线路屏蔽效率的提高而减小。保护距离Lpi是SPD与被保护设备间最大线路长度，在此距离内，SPD对被保护设备的保护才是有效的，因此应考虑感应保护距离Lpi。当雷电产生的磁场极强时，应减小SPD与设备间的距离。也可采取措施减小磁场强度，如建筑物(LPZ1)或房间也PZ2等后续防护区域)采用空间屏蔽，使用屏蔽电缆或电129 缆管道对线路进行屏蔽等。当采用了上述屏蔽措施后，可以不考虑感应保护距离Lpi。当SPD与被保护设备间的线路长、线路未屏蔽、回路面积大时，应考虑感应保护距离Lpi，Lpi用下列公式估算:Lpi=(Uw-Up/f)/h(m)(14)式中:h=30000XKS1XKS2XK臼(V/m)。公式引自《雷电防护第4部分:建筑物内电气和电子系统》GB/T21714.4-20080EC62305-4:2006IDT)第D.2.4条。IEC62305-4第二版修订草案(FDIS版)附录C中不再计算振荡保护距离和感应保护距离，而是对Up/f作出以下规定:1SPD和设备间的电路长度可忽略不计时(如SPD安装在设备端口)，Up/f<，Uw。2SPD和设备间的电路长度不大于10米时(如SPD安装在二级配电箱或插座处)，Up/fζ0.8Uw。当内部系统故障会导致www.weboos.com人身伤害或公共服务损失时，应考虑振荡导致的两倍电压并要求满足Up/f~二Uw/2o3SPD和设备间的电路长度大于10m时(如SPD安装在建筑物人口处或某些情况下二级配电箱处):Up/f豆豆CUw-UJ/2o式中:Uw被保护设备的绝缘耐冲击电压额定值(kV);Ui一一雷击建筑物上或附近时，SPD与被保护设备间线路回路的感应过电压CkV)。鉴于IEC62305-4第二版在本规范修订完成时尚未成为正式标准，本规范仍采用已等同采纳为国标的IEC62305-4:2006中的有关计算方法。10款:在一条线路上，级联选择和安装两个以上的浪涌保护器(SPD)时，应当达到多级电源SPD的能量协调配合。雷电电磁脉冲(LEMP)和操作过电压会危及敏感的电子信息系统。除了采取第5章其他措施外，为了避免雷电和操作引起130 的浪涌通过配电线路损害电子设备，按IEC防雷分区的观点，通常在配电线穿越防雷区域CLPZ)界面处安装浪涌保护器CSPD)。如果线路穿越多个防雷区域，宜在每个区域界面处安装一个电源SPD(图12)。这些SPD除了注意接线方式外，还应该对它们进行精心选择并使之能量配合，以便按照各SPD的能量耐受能力分摊雷电流，把雷电流导引人地，使雷电威胁值减少到受保护设备的抗扰度之下，达到保护电子系统的效果。这就是多级电源SPD的能量配合。回ILPZ2Iwww.weboos.com电力线----一-图12低压配电线路穿越两个防雷区域时在边界安装SPD示例ISPDI一浪涌防护和例如E类测试的SPD);厅Yγ」去搞元件或电缆长度有效的能量配合应考虑各SPD的特性、安装地点的雷电威胁值以及受保护设备的特性。SPD和设备的特性可从产品说明书中获得。雷电威胁值主要考虑直接雷击中的首次短雷击。后续短时雷击陡度虽大，但其幅值、单位能量和电荷量均较首次短雷击小。而长雷击只是SPDI类测试电流的一个附加负荷因素，在SPD的能量配合过程中可以不予考虑。因此，只要SPD系统能防御直接雷击中的首次短雷击，其他形式的雷击将不至于构成131 威胁。1配合的目的电源SPD能量配合的目的是利用SPD的泄流和限压作用，把出现在配电线路上的雷电、操作等浪涌电流安全地引导人地，使电子信息系统获得保护。只要对于所有的浪涌过电压和过电流，SPD保护系统中任何一个SPD所耗散的能量不超出各自的耐受能力，就实现了能量配合。2能量配合的方法SPD之间可以采用下列方法之一进行配合:1)伏安特性配合这种方法基于SPD的静态伏安特性，适用于限压型SPD的配合。该法对电流波形不是特别敏感，也不需要去搞元件，线路上的分布阻抗本身就有一定的去搞作用。2)使用专门的去搞元件配合为了达到配合的目的，可以使用具有足够的浪涌耐受能www.weboos.com力的集中元件作去搞元件(其中，电阻元件主要用于信息系统中，而电感元件主要用于电源系统中)。如果采用电感去楠，电流陡度是决定性的参数。电感值和电流陡度越大越易实现能量配合。3)用触发型的SPD配合触发型的SPD可以用来实现SPD的配合。触发型SPD的电子触发电路应当保证被配合的后续SPD的能量耐受能力不会被超出。这个方法也不需要去搞元件。3SPD配合的基本模型和原理SPD配合的基本模型见图13。图中以两级SPD为例说明SPD配合的原理。配电系统中两级SPD的两种配合方式介绍如下:·两个限压型SPD的配合;·开关型SPD和限压型SPD的配合。这两种配合共同的特点是:132 去铜元件LDE浪涌保护侧/气输输入出端端.".图13SPD能量配合电路模型1)前级SPD1的泄流能力应比后级SPD2的大得多，即通流量大得多(比如SPD1应泄去80%以上的雷电流);2)去稠元件可采用集中元件，也可利用两级SPD之间连接导线的分布电感(该分布电感的值应足够大);3)最后一级SPD的限压应小于被保护设备的耐受电压。这两种配合不同的特点是:1)两个限压型SPD的伏安特性都是连续的(例如MOV或www.weboos.com抑制二极管)。当两个限压型SPD标称导通电压(UO)相同且能量配合正确时，由于线路自身电感或串联去搞元件LDE的阻流作用，输入的浪涌上升达到SPD1启动电压并使之导通时，SPD2不可能同时导通。只有当浪涌电压继续上升，流过SPD1的电流增大，使SPD1的残压上升，SPD2两端电压随之上升达到SPD2的启动电压时，SPD2才导通。只要通过各SPD的浪涌能量都不超过各自的耐受能力，就实现了能量配合。2)开关型SPD1和限压型SPD2配合时，SPD1的伏安特性不连续(例如火花间隙(SG)、气体放电管(GDT)，半导体闸流管、可控硅整流器、三端双向可控硅开关元件等)，后续SPD2的伏安特性连续。图14说明了这两种SPD能量配合的基本原则。当浪涌输入时，由于SPD1(SG)的触发电压较高，SPD2将首先达到启动电压而导通。随着浪涌电压继续上升，流过SPD2的电流增大，使SPD2的两端电压Uz(残压)上升，当SPD1的两端电压Uj(等于SPD2两端的残压Uz与去榈元件两端133 W[kJ]1.0SG的最大电流!0.8|能量未配合区1""0.6‘MOV的耐受能量Wmox川/lia发|能量酣区|02t;~S峨卢三__.，.......。ISURGE[kA]102.03.04.05.0图14SG和MOV的能量配合原理动态压降UDE之和)超过SG的动态火花放电电压USPARK"IWU1=Uz+UDE二三Usp皿时，SG就会点火导通。只要通过SPD2的浪涌www.weboos.com电流能量未超出其耐受能力之前SG触发导通，就实现了能量配合。否则，没实现能量配合。这一切取决于MOV的特性和人侵的浪涌电流的陡度、幅度和去搞元件的大小。此外，这种配合还通过SPD1的开关特性，缩短10/350ρ的初始冲击电流的半值时间，大大减小了后续SPD的负荷。值得注意的是，SPD1点火导通之前，SPD2将承受全部雷电流。4去藕元件的选择如果电源SPD系统采用线路的分布电感进行能量配合，其电感大小与线路布设和长度有关。线路单位长度分布电感可以用下述方法近似估算:两根导线(相线和地线)在同一个电缆中，电感大约为0.5到1μH/m(取决于导线的截面积);两根分开的导线，应当假定单位长度导线有更大的电感值(取决于两根导线之间的距离)，则去搞电感为单位长度分布电感与长度的积。因此，为了配合，必须有最小线路长度要求。如不满足要求就须加去榈元件(电感或电阻)。134 5.4.42款:是根据《低压电涌保护器第22部分:电信和信号网络的电涌保护器(SPD)选择和使用导则))GB/T18802.222008