防雷技术

1、旧条款不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置已删去。2、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）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。附录A建筑物年预计雷击次数N=kNgAe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ρ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=0.1×Td（Ng=0.024Td1.3）Ae=[LW+2(L+W)·H(200-H)+πH（200-H）]·10-6L、W、H为长、宽、高。（适用于H＜100m3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5.6.7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……（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。4.2.3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30Ω。防雷接地电阻值可不计及的要求第一类：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）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）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。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/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25mm2铜导线接地分析107mm2铜导线导体长度(m)L(μH)＞1MHz@1MHz@10MHz@100MHzRf(Ω)2πfL(Ω)Rf(Ω)2πfL(Ω)Rf(Ω)2πfL(kΩ)33.60.022230.072300.222.306.180.044510.145100.445.1012.2180.0881130.2811300.8811.318.3280.1321760.4217601.3217.630.5500.2203140.7031402.2031.4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导体长度(m)L(μH)＞1MHz@1MHz@10MHz@100MHzRf(Ω)2πfL(Ω)Rf(Ω)2πfL(Ω)Rf(Ω)2πfL(kΩ)340.05260.152600.52.66.190.1570.35701.05.712.2200.21250.612502.012.518.3310.31970.919703.019.730.5550.53501.535005.035.0图10活动地板下专设等电位连接基准网美国IEEEstd1100-1992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/T17949.1-2000ANSI/IEEE81：1993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（bodyearth），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线（PE线）应就近与建筑物的等电位连接网络做等电位连接。4.1接地电阻在4.3.6和4.4.6中对第二、三类防雷建筑物：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。4.2绝缘段前后的处理4.2.4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。新增内容（2）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。5外部防雷装置（1）