高速公路防雷设计规范.docx
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高速公路防雷设计规范
中国气象局发布
200×-××-××实施
200×-××-××发布
高速公路防雷设计规范
Designcodeforprotectionofhighwayagainstlightning
（征求意见稿）
（本稿完成日期：
2007年11月12日）
QX/T××××—200×
QX
中华人民共和国气象行业标准
ICS07.060
备案号：
A47
目次
前言III
1范围1
2规范性引用文件1
3术语和定义1
4雷电保护分区及雷暴日等级划分3
4.1雷电保护分区3
4.2地区雷暴日等级划分3
5高速公路设施防雷设计3
5.1一般规定3
5.2建筑物雷电防护措施3
5.2.1直击雷防护措施3
5.2.2建筑物雷击电磁脉冲防护措施5
5.2.3共用接地系统6
5.2.4加油（汽）站的雷电防护措施6
5.3高速公路机电系统雷电防护措施7
5.3.1各类机房雷电防护措施7
5.3.2收费系统雷电防护措施7
5.3.3交通监控系统雷电防护措施8
5.3.4通信系统雷电防护措施8
5.3.5高速公路照明、供配电系统雷电防护措施9
5.3.6隧道机电系统雷电防护措施9
5.4SPD的设计选用10
5.4.1供配电系统SPD设计选用10
5.4.2信号线路SPD设计选用11
附录A防雷区划分原则12
附录B全国主要城镇年平均雷暴日数13
附录C防雷装置技术指标17
前言
本标准的附录C为规范性附录。
本标准由中国气象局提出。
本标准由中国气象局政策法规司归口。
主编单位：
江苏省防雷中心
湖北省防雷中心
参编单位：
本标准主要起草人：
冯民学王学良赵成志陈广赢刘学春吴赞平焦雪黄克俭王宏伟庞小琪何兵段振中叶志明
本标准年首次发布。
高速公路防雷设计规范
范围
本标准规定了高速公路设施的雷电防护分区、建筑物的雷电防护措施、机电系统的雷电防护措施及浪涌保护器（SPD）的设计与选型。
本标准适用于高速公路的建（构）筑物、监控、通信、收费、照明、供配电及隧道交通检测与诱导系统、火灾检测与报警系统、通风及照明控制等系统的防雷设计，可供从事高速公路防雷设计、施工、验收和管理人员依照执行，其它高等级公路也可参照使用。
高速公路防雷设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准和规范。
规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB50057-94建筑物防雷设计规范（2000版）
GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范
GB50054-95低压配电设计规范
GB50174-93电子计算机机房设计规范
GB9361-1988计算机机房场地安全要求
GB50348-2004安全防范工程技术规范
GB50156-2002汽车加油加气站设计与施工规范
GB18802.1－2002低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分：
性能要求和试验方法
GB50303－2002建筑电气工程质量验收规范
GB/T50314-2000建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范
GB/T18802.21-2004电信和信号网络系统的浪涌保护器SPD第一部分:
性能要求和试验方法
IEC62305-2：
雷击风险评估
IEC62305-3：
对建筑物伤害和生命的危害
IEC62305-4：
建筑物内电气和电子系统
YD5098-2001通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范
YD5003-2005电信专用房屋设计规范
YD/T694-1998总配线架技术要求
GA267-00计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范
术语和定义
除本标准规范性引用文件规定的术语和定义外，下列术语和定义适用于本标准：
3.1防雷装置Lightningprotectionsystem（LPS）
外部和内部雷电防护装置的统称。
3.2外部防雷装置Externallightningprotectionsystem
由接闪器、引下线和接地装置组成，主要用以防直击雷的防护装置。
3.3内部防雷装置Internallightningprotectionsystem
由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等组成，主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应。
3.4接地装置Earth-terminationsystem
接地体和接地线的总和。
注：
在高电阻率的土壤中，接地装置可能拦截雷电闪击附近地区大地时流过土壤的雷电流。
3.5共用接地系统Commonearthingsystem
将各部分防雷装置、建筑物金属构件、低压配电保护线（PE）、等电位连接带、设备保护地、屏蔽体接地、防静电接地及接地装置等连接在一起的接地系统。
3.6接地基准点（ERP）Earthingreferencepoint
一系统的等电位连接网络与共用接地系统之间唯一的那一连接点。
3.7自然接地体Naturalearthingelectrode
具有兼作接地功能的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、钢筋混凝土中的钢筋、埋地金属管道和设施等的统称。
3.8等电位连接网络Bondingnetwork
由一个系统的诸外露导电部分作等电位连接的导体所组成的网络。
3.9等电位连接带（EBB）Equipotentialbondingbar
将金属装置、外来导电物、电力线路、通信线路及其他电缆连于其上以能与防雷装置做等电位连接的金属带。
3.10总等电位接地端子板（MEB）Mainearthingterminalboard
将多个接地端子连接在一起的金属板。
3.11局部等电位接地端子板Localearthingterminalboard
电子信息系统设备机房内，作局部等电位连接的接地端子板。
3.12浪涌保护器（SPD）Surgeprotectivedevice
至少应包含一个非线性电压限制元件，用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。
按照浪涌保护器在电子信息系统的功能，可分为电源浪涌保护器、天馈浪涌保护器和信号浪涌保护器。
3.13电磁屏蔽Electromagneticscreen
用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。
3.14雷击电磁脉冲（LEMP）Lightningelectromagneticimpulse
雷击电流的电磁效应
它包括电气和电子的设备中形成的浪涌和直接对设备本身的磁场效应。
它可能使金属部件之间产生火花。
3.15防雷区（LPZ）Lightningprotectionzone
需要规定和控制雷击电磁环境的那些区。
3.16雷击风险评估Assessmentoftheriskofdamageduetolightning
对由于雷电闪击可能导致人身伤亡或经济财产损失的雷击事故风险进行评价和估算的过程。
3.17重要设备Importantequipment
本规范指服务器、工作站、程控交换机、工控设备、数据交换设备等贵重或存放重要数据的电子设备。
3.18外场设备Outfieldequipment
本规范指置于高速公路广场和道路两侧的路况监测设备、气象监测设备、可变情报板、通行信号灯、外场照明设备等电气电子设备。
3.19高速公路设施Highwayfacilty
本规范指高速公路沿线各种附属建（构）筑物、高速公路中的桥梁、隧道等主体工程，以及相关的高速公路机电系统。
3.20高速公路机电系统Highwaymechanical&electronicsystem
本规范指高速公路收费、交通监控、通信、照明供配电等系统统称为高速公路机电系统。
3.21高速公路机电系统机房Highwaymechanical&electroniccomputerroom
本规范指机电系统中的收费管理系统、交通监控系统、通信系统等机电设备集中的场所统称为机房。
3.22重要机房Importantcomputerroom
本规范指凡省域及以上路网收费结算（拆账）中心、路网监控中心、指挥调度中心等信息处理或交换的机电设备集中的场所。
雷电保护分区及雷暴日等级划分
雷电保护分区
雷电防护区的划分是将需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物，从外部到内部划分为不同的雷电防护区（LPZ）。
防雷区的具体划分原则见附录A。
地区雷暴日等级划分
4.2.1地区雷暴日等级应根据年平均雷暴日数划分。
地区雷暴日等级宜划分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区，并符合下列规定：
1少雷区：
年平均雷暴日在20天及以下的地区；
2多雷区年平均雷暴日大于20天，不超过40天的地区；
3高雷区：
年平均雷暴日大于40天，不超过60天的地区；
4强雷区：
年平均雷暴日超过60天以上的地区。
4.2.2地区年平均雷暴日由气象部门统计公布为准，见附录B
高速公路设施防雷设计
一般规定
5.1.1高速公路设施防雷设计应根据高速公路设施的特点，综合采取接闪、分流、均压、屏蔽、合理布线和共用接地等直击雷防护措施和雷击电磁脉冲防护措施。
做到安全可靠、技术先进、经济合理。
5.1.2高速公路建筑物（含构筑物，下同）的防雷分类应按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）第2.0.3条款和第2.0.4条款执行；凡有重要机房的建筑物宜按《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）第二类建筑物防雷要求设计执行；其它建筑物宜按《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）第三类建筑物防雷要求设计执行。
5.1.3高速公路加油（汽）站的防雷设计应按《汽车加油加汽站设计与施工规范》GB50156-2002的相关规定执行。
5.1.4新建高速公路设施，应根据被保护物所处的地理、地形、地质环境，当地年雷暴日等情况进行雷击风险评估。
建筑物雷电防护措施
直击雷防护措施
建筑物直击雷电防护措施应按表1的要求执行。
建筑物直击雷电防护措施
属第二类建筑物
属第三类建筑物
接闪器
宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器，宜优先采用避雷网（带）。
避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。
雷击多发地区宜在易受雷击的部位增设避雷短针，所有避雷针应与避雷带相互连接。
避雷针保护范围应按45m滚球半径计算。
宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器，宜优先采用避雷网（带）。
避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×16m的网格。
雷击多发地区宜在易受雷击的部位增设避雷短针。
避雷针保护范围应按60m滚球半径计算。
屋面设施
防护措施
突出屋面上装设的广告牌、装饰照明灯等所有金属构件应就近与屋面避雷带（网）作多点可靠电气连接；屋面上的非金属物及各种收发天线应在接闪器有效保护范围内，如不在保护范围内应增设避雷针，并与屋面防雷装置做可靠电气连接。
引下线
宜利用建筑物外侧构造柱内对角的两根主筋作为防雷接地引下线，引下线应上下电气贯通，每根引下线的冲击接地电阻值不应大于10Ω，并与接地体（网）作可靠电气连接。
引下线平均间距不应大于18m。
宜利用建筑物外侧构造柱内对角的两根主筋作为防雷接地引下线，引下线应上下电气贯通，每根引下线的接地电阻值不应大于30Ω，并与接地体（网）作可靠电气连接。
引下线平均间距不应大于25m。
接地装置
宜优先利用建筑物基础内的钢筋网作为接地体，当接地体的接地电阻值达不到要求时，应增加人工接地体。
接闪器、引下线、接地装置的规格尺寸应按照附录C的要求执行。
综合办公楼直击雷防护措施
应根据所属防雷类别，其防护措施按照表1执行。
收费大棚直击雷防护措施
收费大棚应优先利用收费大棚的金属顶棚、金属构架、金属支柱（或混凝土柱内主筋）、收费岛及路面的基础钢筋分别作为接闪器、引下线、接地装置。
采用金属顶棚的收费大棚，当金属板厚度不小于0.5mm时，宜利用其金属顶棚及顶棚上的其他金属构件作为接闪器。
金属顶棚应无绝缘覆盖层，薄的油漆保护层或0.5mm厚沥青层或1mm厚聚氯乙稀层不属于绝缘覆盖层。
收费大棚上的非金属物构件不在保护范围内时，应增设避雷针等接闪器，使其在保护范围内。
当顶棚为非金属或有较厚的绝缘覆盖层时，应增设避雷针或避雷带，或由其混合组成的接闪器，保护范围应按滚球半径45m计算。
避雷带应敷设在大棚的顶部和外沿，其高度不低于10cm。
收费大棚的钢结构、金属顶棚等所有金属构件和作为引下线的金属支柱或柱内钢筋均应上、下电气贯通，并与防雷接地装置可靠连接。
大棚外的限宽柱等金属构件不在接闪器的保护范围内应可靠接地.
接地装置应利用收费大棚的钢筋混凝土基础作为接地体，并与收费岛共用接地系统可靠电气连接。
收费大棚的立柱下端应预留接地装置检测端子。
桥梁直击雷防护措施
利用桥梁上部金属构架或在桥墩顶端安装避雷针、带、网及利用桩基钢筋网和桥墩内的主钢筋，构成桥梁直击雷防护装置。
桥梁的钢护栏等长跨距金属构件应与桥体的金属构件可靠电气连通。
桥梁与桥梁之间、桥梁与桥墩基础钢筋之间应采用“U型”跨接，以保证电气贯通。
应充分利用桥墩的基础钢筋作为接地装置，斜拉等金属构件应就近与接地装置可靠电气连接。
外场设备直击雷防护措施
外场摄像机、立柱或门架式情报板等外场设备宜采用独立避雷针保护，其保护范围按滚球半径60m计算，并应与外场设备的基础共用接地。
外场摄像机、立柱或门架式情报板顶部安装避雷针保护时，宜利用外场摄像机、情报板的金属构件作为引下线，并利用金属构件的基础作为接地装置。
外场设备的接地体宜采用辐射状，其接地电阻应小于4Ω，土壤电阻率高的地区，可适当放宽。
道路、广场的高杆、中杆、低杆照明设备的顶端应装设避雷针，其保护范围按滚球半径60m计算，设备支撑采用钢杆或砼杆时，其杆体和结构钢筋可作为防雷引下线，但应保证砼杆的结构钢筋自上而下焊接连通，其接地装置宜直接利用灯杆内基础钢筋，接地电阻值应不大于10Ω，如达不到要求，应增设人工接地体。
建筑物雷击电磁脉冲防护措施
建筑物雷击脉冲防护措施应按表2要求执行。
建筑物雷击电磁脉冲防护措施
属第二类建筑物
属第三类建筑物
应将建筑物的结构钢筋、金属门窗、金属防盗护拦、金属管道、构架等较大金属构件做多重电气连通，构成一个三维的格栅形大空间屏蔽网格。
宜将建筑物的结构钢筋、金属门窗、金属防盗护拦、金属管道、构架等较大金属构件做多重电气连通，构成一个三维的格栅形大空间屏蔽网格。
屋面及室外敷设的各种金属线缆（供电、信号）应采用金属屏蔽线缆或穿金属管，并在两端及建筑物入口处可靠接地。
建筑物内宜设置强、弱电竖井。
弱电竖井内应设接地干线，宜采用镀锌扁钢或铜排，其截面积不应小于90mm2，厚度不应小于3mm，并应保持上、下电气贯通。
接地干线应在竖井内明敷，并应与每层楼的主钢筋及共用接地装置做可靠电气连接。
弱电竖井内宜设接地干线，宜采用镀锌扁钢或铜排，其截面积不应小于50mm2，厚度不应小于2mm，并应保持上、下电气贯通。
接地干线宜在电气竖井内明敷，并应与每层楼的主钢筋及共用接地装置做可靠电气连接。
弱电竖井内的线缆应敷设在金属桥架内，金属桥架应全线电气贯通，并至少两端与接地干线做可靠电气连接。
弱电竖井内的线缆宜敷设在金属桥架内，金属桥架应全线电气贯通，并至少两端与接地干线做可靠电气连接。
宜利用建筑物构造柱（梁）内钢筋作为等电位连接网，并宜将经过机房的立柱内至少一根主钢筋的搭接处焊接，保持全线电气贯通，下端应与接地装置可靠焊接，作为辅助接地干线。
在建筑物各种管线进出口处设置总等电位接地端子板（MEB），各楼层线缆进出口处及配电箱（柜）附近应设置楼层局部等电位接地端子板（LEB），机房应设置足够的局部等电位接地端子板（LEB），卫生间及一般办公房间应设置不少于一处的局部等电位接地端子板（LEB）。
各等电位接地端子板应设置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。
等电位接地端子板的连接点应满足机械强度和电气连续性的要求。
各等电位接地端子板及总等电位接地端子板应就近与接地干线或辅助接地干线可靠电气焊接。
应将中心机房所在楼层的顶部和底部的楼层圈梁及立柱内主钢筋（辅助接地干线）可靠电气连接形成均压环。
宜将中心机房所在楼层的顶部和底部的楼层圈梁及立柱内主钢筋（辅助接地干线）可靠电气连接形成均压环。
平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距离小于100mm时，应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。
高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物，应按《建筑物防雷设计规范》GB50057第3.3.10条的要求进行防侧击雷和等电位连接的防护措施。
共用接地系统
防雷接地应与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置，其接地电阻值应按接入设备中要求的最小值确定。
建（构）筑物应采用共用接地系统，互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时，宜将其接地装置至少两处可靠电气连接。
接地装置应优先利用建筑物的自然接地体，自然接地体包括建筑物的基础钢筋、收费大棚支柱的基础钢筋、收费岛及车道的基础钢筋、以及公路路面的钢筋网等。
收费广场共用接地系统
应至少在收费大棚一侧的空地上设置收费大棚人工接地体，人工垂直接地体的间距及人工水平接地体间的距离宜为5m，当受地方限制时可适当减小。
（见图一收费大棚共用接地系统示意图）
应利用收费岛内的基础钢筋或在收费岛的基础内用截面积不小于90mm2的镀锌圆钢或扁钢敷设闭合的等电位均压环。
各收费岛之间的等电位均压环应利用三根以上平行敷设的截面积不小于90mm2的镀锌圆钢或扁钢焊接，并与收费大棚的共用接地系统可靠电气连接。
在多雷区和强雷区收费岛上宜增加三处以上垂直接地体，并与收费岛共用接地系统可靠电气连接。
收费广场高杆灯、外场摄像设备接地宜与地网共地，如距离大于20m时，亦可独立接地，其接地系统宜做成放射状。
收费站共用接地系统见图二。
加油（汽）站的雷电防护措施
高速公路加油加气站应根据所处的地理环境以及高速公路的其他设施采取综合雷电防护措施。
油罐、液化石油气罐和压缩天然气储气瓶组必须进行防雷接地，接地点不应少于两处。
加油加气站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置，其接地电阻值不应大于4Ω。
当各自单独设置接地装置时，油罐、液化石油气罐和压缩天然气储气瓶组的防雷接地装置的接地电阻、配线电缆金属外皮两端和保护钢管两端的接地装置的接地电阻值不应大于10Ω；保护接地电阻值不应大于4Ω；地上油品、液化石油气和天然气管道始、末端和分支处的接地装置的接地电阻值不应大于30Ω。
当液化石油气罐的阴极防腐采取下述措施时，可不再单独设置防雷和防静电接地装置：
液化石油气罐采用牺牲阳极法进行阴极防腐时，牺牲阳极的接地电阻值不应大于10Ω，阳极与储罐的铜芯连线截面不应小于16mm2；液化石油气罐采用强制电流法进行阴极防腐时，接地电极必须用锌棒或镁锌复合棒，接地电阻值不应大于10Ω，接地电极与储罐的铜芯连线横截面不应小于16mm2。
埋地油罐、液化石油气罐应与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地。
当加油加气站的站房和罩棚需要防直击雷时，应采用避雷带（网）保护。
加油加气站的信息系统应采用铠装电缆或导线穿钢管配线。
配线电缆金属外皮两端、保护钢管两端均应接地。
加油加气站信息系统的配电线路首、末端与电子器件连接时，应装设与电子器件耐压水平相适应的浪涌保护器SPD。
380/220V供配电系统宜采用TN—S系统，供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应接地，在供配电系统的电源端应安装与设备耐压水平相适应的浪涌保护器SPD。
上或管沟敷设的油品、液化石油气和天然气管道的始、末端的分支处应设防静电和防雷击电磁脉冲的联合接地装置，其接地电阻值不应大于30Ω。
油加气站的汽油罐车和液化石油气罐车卸车场地，应设罐车卸车时用的防静电接地装置，并宜设置能检测跨接线及监视接地状态的静电接地仪。
爆炸危险区域内的油品、液化石油气和天然气管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。
当法兰的连接螺栓不少于5根时，在非腐蚀环境下，可不跨接。
防静电接地装置的接地电阻值不应大于100Ω。
高速公路机电系统雷电防护措施
各类机房雷电防护措施
高速公路的收费、监控、通信等机房均应采取雷电综合防护措施。
各类机房宜设置在所处建筑物近中心层低层部位的LPZ1区及其后续雷电防护区内。
机房所处建（构）筑物应具有完善的直击雷防护装置和雷击电磁脉冲防护措施。
宜在机房的顶部和底部各预留不少于两处（对角线布设）等电位连接端子板（MEB），并应就近与建筑物柱、梁内主钢筋可靠电气连接。
机房外墙的钢筋宜适当加密，门窗宜采取屏蔽措施。
重要机房的外墙钢筋网孔不宜大于200mm×200mm，应使用金属门、窗，其网孔不大于200mm×200mm。
外墙钢筋网、金属门、窗应与建筑物内的结构主筋可靠电气连接。
机房应设置防静电地板。
应在防静电板下沿墙四周和设备集中区附近使用面积不小于90mm2、厚度不小于3mm的铜排设环形闭合接地汇流排，并与机房预留的局部等电位接地端子板作可靠电气连接。
静电地板下应采用截面积不小于48mm2的铜排设置等电位连接网格，重要机房的网格尺寸不小于1.2m×1.2m，其他机房网格尺寸不小于2.4m×2.4m。
防静电地板金属支撑架应就近与等电位连接网、接地汇流排做多点可靠电气连接。
机房天花板、墙面应选用耗散性材料，天花板金属龙骨应至少两处与预留的机房等电位连接接地端子板做可靠电气连接。
机房内各重要电子设备距外墙及柱、梁的距离一般不应小于1m，条件不允许时，对设备应采取电磁屏蔽措施。
进、出入机房的金属管、槽、线缆屏蔽层应就近与接地汇流排连接。
所有设备的金属外壳、机柜、机架等宜采用M型、或M型、S型的混合型等电位连接方式与就近的接地汇流排连接。
进出入机房的电源和信号线缆，宜从同一个进线端点进入，并在入口处做等电位连接，机房内的供电线缆和数据、信号线缆应分别敷设于各自的金属线槽内或金属桥架内，金属线槽和桥架均应全程电气连通，并至少在其两端及穿越房间处与接地汇流排作等电位接地连接。
机房内交流工作地、安全保护地、直流地、屏蔽地、防静电接地、防雷接地等应采用共用接地方式。
机房内的金属门窗等大尺寸金属物应就近作接地处理。
机房宜采用专供线路供电，机房内电源配电箱处应安装不低于C级的SPD，其电压保护水平应与被保护设备的耐压水平相适应。
进出、入机房的各类数据、信号线缆应分别设置适配的SPD。
收费系统雷电防护措施
收费监控室的雷电防护措施应按本规范第5.3.1条款执行
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