建筑物防雷设计规范(马)

欢迎指教建筑物防雷设计规范马忠安普洱市雷电中心2012年5月8日（手机:[phone]）建筑物防雷设计规范（GB50057—2010）2010年11月3日发布2011年10月1日实施各时期版本★GBJ57-83：经验总结和参考前苏联标准★GB50057-94：在IEC/TC8161024基础上修改★GB50057-94（2000年版）：增加了第六章防雷击电磁脉冲，参考IEC61312标准★GB50057-2010：1.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。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。2术语对雷电、防雷装置、被保护系统共作了50条定义：1、对地闪击：雷云与大地（含地上的突出物）之间的一次或多次放电。2、雷击：对地闪击中的一次放电。3、雷击点：闪击击在大地或其上突出物（例如，建筑物、防雷装置、户外管线、树木、等等）上的那一点。一次闪击可能有多个雷击点。4、雷电流：流经雷击点的电流。5、防雷装置(LPS)用于减少闪击击于建筑物上或建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术语6、外部防雷装置：由接闪器、引下线和接地装置组成。注：外部防雷装置完全与被保护的建筑物脱离者称为独立的外部防雷装置，其接闪器称独立接闪器。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。8、接闪器：由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。注：以前，接闪杆称为避雷针，接闪带称为避雷带，接闪线称为避雷线，接闪网称为避雷网。9、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术语12、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。13、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：闪电电涌侵入：由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波即闪电电涌，可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。2术语15、内部系统：建筑物内的电气和电子系统。16、电气系统：由低压供电组合部件构成的系统。17、电子系统：由通信设备、计算机、控制和仪表系统无线电系统和电力电子装置构成的系统。18、防雷区(LPZ)划分雷击电磁环境的区，一个防雷区的区界面不一定要有实物界面，例如不一定要有墙壁、地板或天花板作为区界面。19、雷击电磁脉冲(LEMP)：雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌和辐射电磁场。2术语20、防雷等电位连接(LEB)：将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。21、电涌保护器(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。22、电压保护水平(Up)：表征电涌保护器限制接线端子间电压的性能参数，其值可从优先值的列表中选择。该值应大于所测量的限制电压的最高值。23、通流容量：避雷器的通流容量是指避雷器允许通过雷电波最大峰值电流量。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（Ⅰ、Ⅱ级）第二类（Ⅲ级）第三类（Ⅳ级）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者。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者。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N＞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N≥0.012（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N≥0.06（0.05）次/a，≤0.3（0.25）次/a的住宅、办公楼等民建4预计N≥0.06（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6Td＞15d/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建筑物的防雷措施综合防雷系统组成外部防雷装置防LEMP系统（LEMS）接闪器接地装置引下线等电位连接间隔距离内部防雷装置屏蔽措施电涌保护器4建筑物的防雷措施外部防雷包括防直击雷、侧击雷、雷电反击等内容。内部防雷是防止雷电及其他形式的过电压侵入设备造成损坏。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：一类和第二类中5－7款设内部防雷装置：（各类防雷建筑物）——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2－4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）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建筑物的防雷措施建筑物外部防雷指防建筑物外部直击雷，包括防建筑物外侧击雷和雷电反击等。外部防雷装置的原理：将雷电引向自身并泄入大地使被保护物免遭直接雷击。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10Ω。在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻，但在3000Ωm以下地区，冲击接地电阻不应大于30Ω。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10Ω。4.1接地电阻4.2.3中第5款规定：（第一类防雷建筑物防闪电电涌侵入）进入建筑物的架空金属管道接地，冲击接地电阻不应大于30Ω。在4.3.6和4.4.6中对第二、三类防雷建物：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。第一类：土壤电阻率ρ≤500Ω·m时R≥5m时无须补加接地体（R=A/π）土壤电阻率ρ在500~3000Ω·m时11ρ-3600R≥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：ρ≤800Ω·m时，A/π≥5mρ为800Ω·m至3000Ω·m时，A/π≥（ρ-550）/50第三类：ρ≤3000Ω·m时A/π≥5m或A≥79m2接地分析（1）接地的定义：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）。接地的两种结构型式：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（1）接地电阻是表征接地体向大地泄散电流的一个基本物理参数，在接地设计中占有十分重要的地位。地分为保护性接地、功能性接地和重复接地。影响接地电阻的主要因子：影响接地电阻的最重要因素是接地电极周围大地的电阻率，次要因子是接地电极的形状和尺寸。接地电阻的估算方法：R=0.5ρ/A其中，A为建筑占地面积（m2）ρ为土壤电阻率（Ω·m）A型接地分析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10Ω时，无其他要求3.土壤电阻率较高，接地电阻不易达到10Ω以下时，对各类防雷建筑物的接地体有一长度要求。A型接地分析图B型接地分析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/πre≥l2.第二类防雷建筑物：ρ≤800Ω·m时，A/π≥5mρ为800Ω·m至3000Ω·m时，A/π≥（ρ-550）/503.第三类防雷建筑物：ρ≤3000Ω·m时A/π≥5m或A≥79m2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（2）在高土壤电阻率的场地，降低防直击雷冲击接地电阻宜采用下列方法：①采用多支线外引接地装置，外引长度不应大于有效长度，有效长度应符合有效长度的规定。②接地体埋于较深的低电阻率土壤中。③换土。④采用降阻剂。接地分析在高频（如1MHz）下，Ω=Rf+2πfL很大，接地线成了天线问题一：环路感应出高电位Uoc/max=μ0blH1/max/T1问题二：引下线长度为干扰频率的波长λ的λ/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4.2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：—选择Ⅰ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≥1.5kvSPD的上端头接到等电位连接带新增内容（1）4.5.6款1条：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50kΩm。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1.2/50μs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。4.5.6款1条：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建筑物内。2.引下线3m范围内土壤地表层的电阻率不小50kΩm。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）5外部防雷装置（1）防雷的基本原理：是利用接闪杆、接闪带（避雷针、带）和电涌保护器（避雷器）将雷电所产生的高电位、大电流进行接闪和分流后及时泄入大地。由于地球是一个巨大的良导体，使泄入大地的雷电流很快分散，从而可以保护所要保护的建（构）筑物、人、畜和其他物体不受雷电的危害。接闪杆的防雷原理：将雷电引向自身并泄入大地使被保护物免遭直接雷击。5外部防雷装置（2）接闪器规格（1）长1m以下圆钢≥12钢管≥20避雷针1~2m圆钢≥16钢管≥25（直径mm）烟囱上圆钢≥20钢管≥40避雷带（网）一般用圆钢≥8mm扁钢≥48mm2（直径、截面）烟囱上圆钢≥12mm扁钢≥100mm2避雷线架空网用镀锌钢绞