建筑物防雷设计规范下Word格式.docx
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图6.2.1-2将一建筑物划分为几个防雷区和做符合要求的等电位连接的例子
第三节屏蔽、接地和等电位连接的要求
第6.3.1条为减少电磁干扰的感应效应，宜采取以下的基本屏蔽措施：
建筑物和房间的外部设屏蔽措施，以合适的路径敷设线路，线路屏蔽。
这些措施宜联合使用。
为改进电磁环境，所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起，并与防雷装置相连，但第一类防雷建筑物的独立避雷针及其接地装置除外。
如屋顶金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架。
在需要保护的空间内，当采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端并宜在防雷区交界处做等电位连接，当系统要求只在一端做等电位连接时，应采用双层屏蔽，外层屏蔽按前述要求处理。
在分开的各建筑物之间的非屏蔽电缆应敷设在金属管道内，如敷设在金属管、金属格栅或钢筋成格栅形的混凝土管道内，这些金属物从一端到另一端应是导电贯通的，并分别连到各分开的建筑物的等电位连接带上。
电缆屏蔽层应分别连到这些带上。
[说明]一钢筋混凝土建筑物等电位连接的例子见图6.3.1-1。
图6.3.1-1一钢筋混凝土建筑物内等电位连接的例子
1──电力设备；
2──钢支柱；
3──立面的金属盖板；
4──等电位连接点；
5──电气设备；
6──等电位连接带；
7──混凝土内的钢筋；
8──基础接地体；
9──各种管线的共用入口。
图6.3.1-2对一办公建筑物设计防雷区、屏蔽、等电位连接和接地的例子
屏蔽是减少电磁干扰的基本措施。
屏蔽层仅一端做等电位连接和另一端悬浮时，它只能防静电感应，防不了磁场强度变化所感应的电压。
为减少屏蔽芯线的感应电压，在屏蔽层仅一端做等电位连接的情况下，应采用绝缘隔开的双层屏蔽，外层屏蔽应至少在两端作等电位连接。
在这种情况下外屏蔽层与其它同样做了等电位连接的导体构成环路，感应出一电流，因此产生减低源磁场强度的磁通，从而基本上抵消掉无外屏蔽层时所感应的电压。
第6.3.2条在建筑物或房间的大空间屏蔽是由诸如金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件组成时，这些构件构成一个格栅形大空间屏蔽，穿入这类屏蔽的导电金属物应就近与其做等电位连接。
当对屏蔽效率未做试验和理论研究时，磁场强度的衰减应按下列方法计算。
一、在闪电击于格栅形大空间屏蔽以外附近的情况下，当无屏蔽时所产生的无衰减磁场强度Ho，相当于处在LPZ0区内的磁场强度，应按下式计算：
H0=i0/（2·
л·
Sa）（A/m）（6.3.2-1）
式中：
i0──雷电流（A），按本规范附录六的附表6.1和6.2选取；
Sa──雷击点与屏蔽空间之间的平均距离（m）。
（图6.3.2-1）
图6.3.2-1附近雷击时的环境情况
Sa：
雷击点至屏蔽空间的平均距离
当有屏蔽时，在格栅形大空间屏蔽内，即在LPZ1区内的磁场强度从H０减为H1，其值应按下式计算：
H1=H0/10SF/20（A/m）（6.3.2-2）
SF──屏蔽系数（dB），按表6.3.2的公式计算。
表6.3.2的计算值仅对在LPZ1区内距屏蔽层有一安全距离dS/1的安全空间VS内才有效（见图6.3.2-2），dS/1应按下式计算：
dS/1=w·
SF/10（m）（6.3.2-3）
w──格栅形屏蔽的网格宽（m）。
格栅形大空间屏蔽的屏蔽系数表6.3.2
材料
SF（dB）
25kHz（见注1）
1MHz（见注2）
铜/铝
20·
log（8.5/w）
钢（见注3）
log[（8.5/w）/√1+18·
10-6/r2
注：
①适用于首次雷击的磁场；
②适用于后续雷击的磁场；
③相对磁导系数μr≈200；
④w──格栅形屏蔽的网格宽（m），适用于W≤5m；
r──格栅形屏蔽网格导体的半径（m）。
二、在闪电直接击在位于LPZ0A区的格栅形大空间屏蔽上的情况下，其内部LPZ1区内Vs空间内某点的磁场强度H1应按下式计算：
H1=kH·
iｏ·
w/（dw·
√dr）（A/m（6.3.2-4）
dr──被考虑的点距LPZ1区屏蔽顶的最短距离（m）；
dw──被考虑的点距LPZ1区屏蔽壁的最短距离（m）
kH──形状系数（1/√m），取kH=0.01（1/√m）
W──LPZ1区格栅形屏蔽的网格宽（m）。
式（6.3.2-4）的计算值仅对距屏蔽格栅有一安全距离ds/2的空间Vs内有效，ds/2应符合下式的要求：
ds/2=w（m）（6.3.2-5）
信息设备应仅安装在Vs空间内。
信息设备的干扰源不应取紧靠格栅的特强磁场强度。
三、流过包围LPZ2区及以上区的格栅形屏蔽的分雷电流将不会有实质性的影响作用，处在LPZn区内LPZn+1区的磁场强度将由LPZn区内的磁场强度Hn减至LPZn+1区内的Hn+1，其值可近似地按下式计算
Hn+1=Hn/10SF/20（A/m）（6.3.2-6）
式（6.3.2-6）适用于LPZn+1区内距其屏蔽有一安全距离ds/1的空间Vs。
ds/1应按式（6.3.2-3）计算。
[说明]形状系数kH中的（1/√m）为其单位。
第6.3.3条接地除应符合本规范其它章的规定外，尚应符合下列规定。
一、每幢建筑物本身应采用共用接地系统，其原则构成示于图6.3.3。
二、当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时，宜将其接地装置互相连接。
图6.3.3接地、等电位连接和共用接地系统的构成
a──防雷装置的接闪器以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分，如金属屋顶；
b──防雷装置的引下线以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分，如金属立面、墙内钢筋
c──防雷装置的接地装置（接地体网络、共用接地体网络）以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分，如基础内钢筋和基础接地体；
d──内部导电物体，在建筑物内及其上不包括电气装置的金属装置，如电梯轨道、吊车、金属地面、金属门框架、各种服务性设施的金属管道、金属电缆桥架、地面、墙和天花板的钢筋；
e──局部信息系统的金属组件，如箱体、壳体、机架
f──代表局部等电位连接带单点连接的接地基准点（ERP）；
g──局部信息系统的网形等电位连接结构；
h──局部信息系统的星形等电位连接结构；
i──固定安装引入PE线的Ⅰ级设备和不引入PE线的Ⅱ级设备；
k──主要供电力线路和电力设备等电位连接用的总接地带、总接地母线、总等电位连接带。
也可用作共用等电位连接带
l──主要供信息线路和信息设备等电位连接用的环形等电位连接带、水平等电位连接导体，在特定情况下，采用金属板。
也可用作共用等电位连接带。
用接地线多次接到接地系统上做等电位连接，宜每隔5m连一次
m──局部等电位连接带；
1──等电位连接导体；
2──接地线；
3──服务性设施的金属管道；
4──信息线路或电缆；
5──电力线路或电缆
＊──进入LPZ1区处，用于管道、电力和通信线路或电缆等外来服务性设施的等电位连接。
第6.3.4条穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做符合下列要求的等电位连接。
一、所有进入建筑物的外来导电物均应在LPZ0A或LPZ0B与LPZ1区的界面处做等电位连接。
当外来导电物、电力线、通信线在不同地点进入建筑物时，宜设若干等电位连接带，并应就近连到环形接地体、内部环形导体或此类钢筋上。
它们在电气上是贯通的并连通到接地体，含基础接地体。
二、环形接地体和内部环形导体应连到钢筋或金属立面等其它屏蔽构件上，宜每隔5m连接一次。
对各类防雷建筑物，各种连接导体的截面不应小于表6.3.4的规定。
各种连接导体的最小截面（mm2）表6.3.4
等电位连接带之间和等电位连接带与接地装置之间的连接导体，流过大于或等于25%总雷电流的等电位连接导体
内部金属装置与等电位连接带之间的连接导体，流过小于25%总雷电流的等电位连接导体
铜
16
6
铝
25
10
铁
50
铜或镀锌钢等电位连接带的截面不应小于50mm2。
当建筑物内有信息系统时，在那些要求雷击电磁脉冲影响最小之处，等电位连接带宜采用金属板，并与钢筋或其它屏蔽构件作多点连接。
在LPZ0A与LPZ1区的界面处做等电位连接用的接线夹和电涌保护器，应采用本规范附录六的附表6.1～附表6.3的雷电流参量估算通过它们的分流值。
当无法估算时，可按以下方法确定：
全部雷电流i的50%流入建筑物防雷装置的接地装置，其另50%，即is分配于引入建筑物的各种外来导电物、电力线、通信线等设施。
流入每一设施的电流ii等于is/n，n为上述设施的个数。
流经无屏蔽电缆芯线的电流iv等于电流ii除以芯线数m，即iv=ii/m（见图6.3.4-1）；
对有屏蔽的电缆，绝大部分的电流将沿屏蔽层流走。
尚应考虑沿各种设施引入建筑物的雷电流。
应采用以上两值的较大者。
在LPZ0B与LPZ1区的界面处做等电位连接用的线夹和电涌保护器仅应按上述方法考虑雷闪击中建筑物防雷装置时通过它们的雷电流；
可不考虑沿全长处在LPZ0B区的各种设施引入建筑物的雷电流，其值仅为感应电流和小部分雷电流。
二、各后续防雷区界面处的等电位连接也应采用本条一款的一般原则。
穿过防雷区界面的所有导电物、电力线、通信线均应在界面处做等电位连接。
应采用一局部等电位连接带做等电位连接，各种屏蔽结构或设备外壳等其它局部金属物也连到该带。
用于等电位连接的接线夹和电涌保护器应分别估算通过的雷电流。
三、所有电梯轨道、吊车、金属地板、金属门框架、设施管道、电缆桥架等大尺寸的内部导电物，其等电位连接应以最短路径连到最近的等电位连接带或其它已做了等电位连接的金属物，各导电物之间宜附加多次互相连接。
四、一信息系统的所有外露导电物应建立—等电位连接网络。
由于按照本章规定实现的等电位连接网络均有通大地的连接，每个等电位连接网不宜设单独的接地装置。
一信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地系统的等电位连接应采用以下两种基本形式的等电位连接网络之一（图6.3.4-2）：
S型星形结构和M型网形结构。
当采用S型等电位连接网络时，信息系统的所有金属组件，除等电位连接点外，应与共用接地系统的各组件有大于10kV、1.2/50μs的绝缘。
通常，S型等电位连接网络可用于相对较小、限定于局部的系统，而且所有设施管线和电缆宜从ERP处附近进入该信息系统。
S型等电位连接网络应仅通过唯一的一点，即接地基准点ERP组合到共用接地系统中去形成Ss型等电位连接（图6.3.4-2）。
在这种情况下，设备之间的所有线路和电缆当无屏蔽时宜按星形结构与各等电位连接线平行敷设，以免产生感应环路。
用于限制从线路传导来的过电压的电涌保护器，其引线的连接点应使加到被保护设备上的电涌电压最小。
图6.3.4-2信息系统等电位连接的基本方法
当采用M型等电位连接网络时，一系统的各金属组件不应与共用接地系统各组件绝缘。
M型等电位连接网络应通过多点连接组合到共用接地系统中去，并形成Mm型等电位连接。
通常，M型等电位连接网络宜用于延伸较大的开环系统，而且在设备之间敷设许多线路和电缆，以及设施和电缆从若干点进入该信息系统。
在复杂系统中，M型和S型等电位连接网络这两种型式的优点可组合在一起，见图6.3.4-3。
一个S型局部等电位连接网络可与一个M型网形结构组合在一起（见图6.3.4-3的组合1）。
一个M型局部等电位连接网络可仅经一接地基准点ERP与共用接地系统相连（见图6.3.4-3的组合2），该网络的所有金属组件和设备应与共用接地系统各组件有大于10kV、1.2/50μs的绝缘，而且所有设施和电缆应从接地基准点附近进入该信息系统，低频率和杂散分布电容起次要影响的系统可采用这种方法。
[说明]等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与各系统之间的电位差。
第四款：
当采用S型等电位连接网络时，信息系统的所有金属组件应与共用接地系统的各组件有大于10kV、1.2/50μs的绝缘的例子见图6.3.4-4。
加绝缘的目的是使外来的干扰电流不会进入所涉及的电子装置。
1──低阻抗电缆管道，建筑物共用接地系统的一个组合单元；
2──单点连接点与电缆管道之间的连接
3──LPZ2区
4──LPZ3区，由设备屏蔽外壳构成，即系统组1的机架
5、8──钢筋混凝土地面；
6──等电位连接网络1
7──等电位连接网络1与建筑物共用接地系统之间的绝缘物，其绝缘强度大于10kV、1.2/50μs；
9──电缆管道、等电位连接网络1、系统组2与地面钢筋的等电位连接；
10──单点连接点1；
11──LPZ1区；
12──连到机架的电缆金属屏蔽层
13──单点连接点2；
14──系统组2；
15──单点连接点3；
16──采用一般等电位连接的原有设备和装置；
17──系统组2
第四节对电涌保护器和其它的要求
第6.4.1条当电源采用TN系统时，从建筑物内总配电盘（箱）开始引出的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统。
第6.4.2条本章原则上规定要在各防雷区界面处做等电位连接，但由于工艺要求或其它原因，被保护设备的安装位置不会正好设在界面处而是设在其附近，在这种情况下，当线路能承受所发生的电涌电压时，电涌保护器可安装在被保护设备处，而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于界面处做一次等电位连接。
第6.4.3条在屏蔽线路从室外的LPZ0A或LPZ0B区进入LPZ1区的情况下，线路屏蔽层的截面SC应符合下式规定：
SC≥iiρclc106/Ub（mm2）（6.4.3-1）
ii──流入屏蔽层的雷电流（kA），按图6.3.4-1确定
ρc──屏蔽层的电阻率（Ω·
m），20℃时铁为138×
10-9Ω·
m，铜为17.24×
m，铝为28.264×
m。
lc──线路长度（m），按表6.4.3-1确定；
Ub──线路绝缘的耐冲击电压值（kV），电力线路按表6.4.3-2确定；
通信线路，纸绝缘为1.5kV，塑料绝缘为5kV。
按屏蔽层敷设条件确定的线路长度表6.4.3-1
屏蔽层敷设条件
lc（m）
屏蔽层与电阻率ρ（Ω·
m）的土壤直接接触
当实际长度＞8
时，取lc=8
；
当实际长度<
8
时，取lc=线路实际长度
屏蔽层与土壤隔离或敷设在大气中
lc=建筑物与屏蔽层最近接地之间的距离
电缆绝缘的耐冲击电压值表6.4.3-2
电缆的额定电压（KV）
绝缘的耐冲击电压Ub（KV）
≤0.05
5
0.22
15
75
95
20
125
当流入线路的雷电流大于以下数值时，绝缘可能产生不可接受的温升；
对屏蔽线路Ii=8Sc
对无屏蔽的线路I＇i=8n＇S′c。
式中Ii──流入屏蔽层的雷电流（kA）；
Sc──屏蔽层的截面（mm2）；
I＇i──流入无屏蔽线路的总雷电流（kA）；
n＇──线路导线的根数
S＇c──每根导线的截面（mm2）。
第6.4.4条电涌保护器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：
通过电涌时的最大箝压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。
在建筑物进线处和其它防雷区界面处的最大电涌电压，即电涌保护器的最大箝压加上其两端引线的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。
为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做到最短。
在不同界面上的各电涌保护器还应与其相应的能量承受能力相一致。
当无法获得设备的耐冲击电压时220/380V三相配电系统的设备可按表6.4.4选用。
220/380V三相系统各种设备耐冲击过电压额定值表6.4.4
设备的位置
电源处的设备
配电线路和最后分支线路的设备
用电设备
特殊需要保护的设备
耐冲击过电压类别
Ⅳ类
Ⅲ类
Ⅱ类
Ⅰ类
耐冲击电压额定值（kV）
4
2.5
1.5
Ⅰ类──需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备；
Ⅱ类──如家用电器、手提工具和类似负荷；
Ⅲ类──如配电盘，断路器，包括电缆、母线、分线盒、开关、插座的布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等一些其他设备；
Ⅳ类──如电气计量仪表、一次线过流保护设备、波纹控制设备。
[说明]在第二段中“为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做到最短”。
见图6.6中的a、b图所示。
当引线长，产生的电压大，可能时，也可采用图中的c、d图接线。
图6.4.4-1SPD连接引线的影响
第6.4.5条选择220/380V三相系统中的电涌保护器时，其最大持续运行电压Uc应符合下列规定。
一、按图6.4.5-1接线的TT系统中，Uc不应小于1.55U0。
二、
按图6.4.5-2和图6.4.5-3接线的TN和TT系统中，Uc不应小于1.15U0。
三、按图6.4.5-4接线的IT系统中Uc不应小于1.15U（U为线间电压）。
U0是低压系统相线对中性线的标称电压，在220/380V三相系统中，Uo=220V。
1──装置的电源；
2──配电盘；
3──总接地端或总接地连接带；
4──电涌保护器（SPD）；
5──电涌保护器的接地连接，5a或5b；
6──需要保护的设备；
7──剩余电流保护器，应考虑通雷电流的能力；
F──保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器；
RA──本装置的接地电阻；
RB──供电系统的接地电阻；
1──装置的电源
5──电涌保护器的接地连接，5a或5b；
7──PE与N线的连接带；
当采用TN-C-S或TN-S系统时，在N与PE线连接处电涌保护器用三个，在其以后N与PE线分开处安装电涌保护器时用四个，即在N与PE线间增加一个，类似于图6.4.5-1。
4a──电涌保护器或放电间隙；
5──电涌保护器的接地连接，5a或5b；
7──剩余电流保护器，可位于母线的上方或下方；
当电源变压器高压侧碰外壳短路产生的过电压加于4a设备时不应动作。
在高压系统采用低电阻接地和供电变压器外壳、低压系统中性点合用同一接地装置以及切断短路的时间小于或等于5s时，该过电压可按1200V考虑。
7──剩余电流保护器；
[说明]系数1.15中0.1考虑系统的电压偏差，0.05考虑电涌保护器的老化。
第6.4.6条在供电的电压偏差超过所规定的10%以及谐波使电压幅值加大的场所，应根据具体情况对氧化锌压敏电阻SPD提高本章第6.4.5条所规定的Uc值。
[说明]Uc值与产品的使用寿命、电压保护水平有关。
Uc选高了，寿命长了，但电压保护水平，即SPD的残压也相应提高。
要综合考虑。
第6.4.7条
在LPZ0A或LPZ0B区与LPZ1区交界处，在从室外引来的线路上安装的SPD，应选用符合I级分类试验的产品。
应按本章第6.3.4条的规定确定通过SPD的10/350μs雷电流幅值。
当线路有屏蔽时，通过每个SPD的雷电流可按上述确定的雷电流的30%考虑。
SPD宜靠近屏蔽线路末端安装。
以上述得出的雷电流
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