中山市建筑物防闪电电涌侵入的设计施工指南.docx
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中山市建筑物防闪电电涌侵入的设计施工指南
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中山市建筑物供电线路防闪电电涌侵入的
电涌保护器设计、施工指南
1总则
1.1为使建筑物防雷设计过程中在供电线路能因地制宜地采取防闪电电涌侵入的电涌保护器的防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理，结合有关国家相关规范制定本指南。
1.2本指南适用于新建、扩建、改建建筑物的供电线路防闪电电涌侵入的电涌保护器设计和施工。
1.3建筑物防雷设计除应符合本指南外，尚应符合国家现行有关标准的强制性条文的规定。
2中山市建筑物供电线路防闪电电涌侵入的电涌保护器的设计
2.1需要保护的供电线路和设备的耐冲击电压Uw，220/380V配电线路可按表1选用。
其他线路和设备，包括电压和电流的抗扰度，宜按制造商提供的材料确定。
表1220/380V配电线路和各种设备绝缘耐冲击电压值Uw
设备位置
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
耐冲击电压类别
Ⅳ类
Ⅲ类
Ⅱ类
Ⅰ类
耐冲击电压值UW（kV）
6
4
2.5
1.5
注：
Ⅰ类—含有电子电路的设备，如计算机、有电子程序控制的设备。
Ⅱ类—如家用电器和类似负荷；
Ⅲ类—如配电盘，断路器，包括电路、母线、分线盒、开关、插座等固定装置的布线系统，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的一些其他设备；
Ⅳ类—如电气计量仪表、一次线过流保护设备、滤波器。
2.2建筑物供电线路安装电涌保护器（SPD）最后一级的电压保护值应小于或等于2.5kV。
其他有特殊要求的设备应应符合国家现行有关标准的规定。
2.3第一类防雷建筑物供电线路防闪电电涌的电涌保护器安装位置和放电电流的选择，应符合下列规定：
1.室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋地敷设，在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。
2.当全线采用电缆有困难时，应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，架空线与建筑物的距离不应小于15m。
在电缆与架空线连接处，尚应装设户外型电涌保护器。
电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。
所装设的电涌保护器应选用Ⅰ级试验产品，其电压保护水平应小于或等于2.5kV，其每一保护模式应选择冲击电流等于或大于10kA；若无户外型电涌保护器，可选用户内型电涌保护器，但其使用温度应满足安装处的环境温度并应安装在防护等级IP54箱内。
当电涌保护器的接线形式应按本设计指南附录表A.2的接线形式2时，接在中性线和PE线间电涌保护器的冲击电流，当为三相系统时，不应小于40kA,当为单相系统时不应小于20kA。
3.在户外电源线路引入建筑物的总配电箱处应装设Ⅰ级试验的电涌保护器。
电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。
每一保护模式应选冲击电流值，当无屏蔽层时可按（2.3-1）式确定，当有屏蔽层时可按（2.3-2）式确定；当无法确定时冲击电流Iimp应取等于或大于12.5kA。
电涌保护器的最大持续运行电压值和接线形式应按本设计指南附录A的规定确定；连接电涌保护器的导体截面应按本设计指南表2的规定确定。
Iimp=
（kA）（2.3-1）
Iimp=
（kA）（1.4-2）
式中I—雷电流（kA），取200kA；
n—地下和架空引入的外来金属管道和线路的总数；
m—每一线路内导体芯线的总根数；
Rs—屏蔽层每公里的电阻（Ω/km）；
Rc—芯线每公里的电阻（Ω/km）。
表2防雷装置各连接部件的最小截面
连接部件
材料
截面（mm2）
连接电涌保护器的导体
电气系统
Ⅰ级试验的电涌保护器
Cu（铜）
6
Ⅱ级试验的电涌保护器
2.5
Ⅲ级试验的电涌保护器
1.5
注:
连接单台或多台Ⅰ级分类试验SPD的单根导体的最小截面Smin（mm2）尚应满足下式的要求Smin≥Iimp/8，式中Iimp为确定流入该导体的雷电流（kA）。
4.在供电线路进入建筑物每层楼的分配电箱处，需要安装电涌保护器，宜选用Ⅱ或Ⅲ级试验的电涌保护器，在能量上与本条第3款所确定的配合好的电涌保护器选用，并应包含多组电涌保护器之间的最小距离要求。
5.电涌保护器应与同一线路上游的电涌保护器在能量上配合，电涌保护器在能量上配合的资料应有制造商提供，若无此资料，Ⅱ级试验的电涌保护器，其标称放电电流不应小于5kA;Ⅲ级试验的电涌保护器，其标称放电电流不应小于3kA.
2.4第二类防雷建筑物供电线路防闪电电涌的电涌保护器安装位置和放电电流的选择，应符合下列规定：
1.应在低压电源线路引入建筑物的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验的电涌保护器。
电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。
每一保护模式应选冲击电流值取等于或大于12.5kA。
2.当Yyn0型或Dyn11型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，应在变压器高压侧装设避雷器；在低压侧的配电屏上，当有线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时，应在母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器，电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。
每一保护模式应选冲击电流值，当无法确定时，冲击电流应取等于或大于12.5kA。
当无线路引出本建筑物时可在母线上装设Ⅱ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的标称放电电流值应等于或大于5kA，电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。
3.在低压电源线路引入建筑物的总配电箱、配电柜处应装设Ⅰ级试验的电涌保护器，以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处，并在低压侧配电屏的母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器时，电涌保护器每一保护模式的冲击电流值，当电源线路无屏蔽层时可按本设计指南（2.3-1）式计算，当有屏蔽层时可按本设计指南（2.3-2）式计算；式中的雷电流应取等于150kA。
4.在供电线路进入建筑物每层楼的分配电箱处，需要安装电涌保护器，宜选用Ⅱ或Ⅲ级试验的电涌保护器，在能量上与本条第1、2、3款所确定的配合好的电涌保护器选用，并应包含多组电涌保护器之间的最小距离要求。
5.电涌保护器应与同一线路上游的电涌保护器在能量上配合，电涌保护器在能量上配合的资料应有制造商提供，若无此资料，Ⅱ级试验的电涌保护器，其标称放电电流不应小于5kA;Ⅲ级试验的电涌保护器，其标称放电电流不应小于3kA.
2.5第三类防雷建筑物供电线路防闪电电涌的电涌保护器安装位置和放电电流的选择，应符合下列规定：
1.在低压电源线路引入建筑物的总配电箱、配电柜处应装设Ⅰ级试验的电涌保护器，以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处，并在低压侧配电屏的母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器时，电涌保护器每一保护模式的冲击电流值，当电源线路无屏蔽层时可按本设计指南（2.3-1）式确定，当有屏蔽层时可按本设计指南（2.3-2）式确定；式中的雷电流应取等于100kA。
2.在供电线路进入建筑物每层楼的分配电箱处，需要安装电涌保护器，宜选用Ⅱ或Ⅲ级试验的电涌保护器，在能量上与本条第1款所确定的配合好的电涌保护器选用，并应包含多组电涌保护器之间的最小距离要求。
3.电涌保护器应与同一线路上游的电涌保护器在能量上配合，电涌保护器在能量上配合的资料应有制造商提供，若无此资料，Ⅱ级试验的电涌保护器，其标称放电电流不应小于5kA;Ⅲ级试验的电涌保护器，其标称放电电流不应小于3kA。
2.6电涌保护器的有效电压保护水平，应符合下列规定：
1.对限压型电涌保护器：
Up/f=Up+ΔU（2.6-1）
对电压开关型电涌保护器，应取下列公式中的较大者：
Up/f=Up或Up/f=ΔU（2,6-2）
式中Up/f—电涌保护器的有效电压保护水平（kV）。
Up—电涌保护器的电压保护水平（kV）；
ΔU—电涌保护器两端引线的感应电压降，即L×（di/dt），
户外线路进入建筑物处，可按1kV/m计算。
在其后的可按ΔU=0.2Up/f算，仅是感应电涌时可略去不计。
2.为了取得较小的电涌保护器有效电压保护水平，应选用有较小电压保护水平值的电涌保护器，并应采用合理的接线，同时应短连接电涌保护器的导体长度。
2.7确定从户外沿线路引入雷击电涌时，电涌保护器的有效电压保护水平值的选取应符合下列规定：
1.当被保护设备距离电涌保护器的距离沿线路的长度小于或等于5m时，或在线路有屏蔽并两端等电位连接下沿线路的长度小于或等于10m时，应按下式计算：
Up/f≤Uw（2.7-1）
式中Uw—被保护设备的设备绝缘耐冲击电压额定值（kV）。
2.当被保护设备距离电涌保护器的距离沿线路的长度小于或等于10m时。
应按下式计算：
Up/f≤
（2.7-2）
式中Ui—雷击建筑物附近，电涌保护器与被保护设备之间电路环路的感应过电压（kV）。
按《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第6.3.2条及其附录G计算。
3.对本条第2款，当建筑物或房间有空间屏蔽和线路有屏蔽或仅线路有屏蔽并两端等电位连接时，可不计及电涌保护器与其与被保护设备之间电路环路的感应过电压，但应按下式计算：
Up/f≤
（2.7-3）
2.8用于电气系统的电涌保护器的最大持续运行电压值和接线形式，以及用于电子系统的电涌保护器的最大持续运行电压值应按本设计指南附录A的规定采用，连接电涌保护器的导体截面应按本设计指南表2的规定取值。
3中山市建筑物供电线路防闪电电涌侵入的电涌保护器的施工
3.1低压配电系统中SPD的安装布置应符合工程设计文件的要求，并应符合现行国家标准《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、《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第12部分：
选择和使用导则》GB/T18802.12和《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定。
3.2当建筑物上有外部防雷装置，或建筑物上虽未敷设外部防雷装置，但与之邻近的建筑物上有外部防雷装置且两建筑物之间有电气联系时，有外部防雷装置的建筑物和有电气联系的建筑物内总配电柜上安装的SPD应符合下列要求：
1.应当使用Ⅰ级分类试验的SPD。
2.低压配电系统的SPD的主要性能参数：
冲击电流应不小于12.5kA（10/350μs）,电压保护水平不应大于2.5kV,最大持续运行电压应根据低压配电系统的接地型式选取。
3.3当SPD内部未设计热脱扣装置时，对失效状态为短路型的SPD，应在其前端安装熔丝、热熔线圈或断路器进行后备过电流保护。
3.4当低压配电系统中安装的第一级SPD与被保护设备之间关系无法满足下列条件时，应在靠近被保护设备的分配电盘或设备前端安装第二级SPD：
1.第一级SPD的有效电压保护水平低于设备的耐过电压额定值时。
2.第一级SPD与被保护设备之间的线路长度小于10m时。
3.在建筑物内部不存在雷击放电或内部干扰源产生的电磁场干扰时。
3.5第二级SPD无法满足本条第2.4条的条件时，应安装第三级SPD。
3.6无明确的产品安装指南时，开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。
当SPD之间的线路长度小于10m或5m时应加装退耦的电感（或电阻）元件。
生产厂明确在其产品中已有能量配合的措施时，可不再接退耦元件。
3.7SPD两端连线的材料和最小截面要求应符合本设计指南表A的规定。
连线应短且直，总连线长度不宜大于0.5m，如有实际困难，可采用V型连接或者加大截面积。
3.8电涌保护器的连接形式根据系统特征，按附录A的要求进行连接。
3.9电涌保护器安装应按该如下工序进行：
低压配电系统中的SPD安装，应在对配电系统接地型式、SPD安装位置、SPD的后备过电流保护安装位置及SPD两端连线位置检查确认后，首先安装SPD，在确认安装牢固后，应将SPD的接地线与等电位连接带连接后再与带电导线进行连接。
附录A电涌保护器
A.1电涌保护器的最大持续运行电压Uc不应小于表A.1的规定值；在电涌保护器安装处的供电电压偏差超过所规定的10%以及谐波使电压幅值加大的情况下，应根据具体情况对限压型电涌保护器提高表A.1所规定的最大持续运行电压最小值。
电涌保护器接于
配电网络的系统特征
TT系统
TN-C系统
TN-S系统
引出中性线的IT系统
无中性线引出的IT系统
每一相线与
中性线间
1.15U0
不适用
1.15U0
1.15U0
不适用
每一相线与
PE线间
1.15U0
不适用
1.15U0
U0①
相间电压①
中性线与
PE线间
U0①
不适用
U0①
U0①
不适用
每一相线与
PEN线间
不适用
1.15U0
不适用
不适用
不适用
表A.1电涌保护器取决于系统特征所要求的最大持续运行电压最小值
注：
1标有①的值是故障下最坏的情况，所以不需计及15%的允许误
2U0是低压系统相线对中性线的标称电压，即相电压220V。
3此表基于按现行国家标准《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GB18802.1做过相关试验的电涌保护器产品。
A.2根据系统特征，电涌保护器的接线形式应符合表A.2的规定。
具体接线图见图A.2-1~图A.2-5。
表A.2根据系统特征安装电涌保护器
电涌保护器接于
电涌保护器安装处的系统特征
TT系统
TN-C系统
TN-S系统
引出中性线的IT系统
不引出中性线的IT系统
按以下形式连接
按以下形式连接
按以下形式连接
接线形式1
接线形式2
接线形式1
接线形式2
接线形式1
接线形式2
每根相线与中性线间
+
o
不适用
+
o
+
o
不适用
每根相线与PE线间
o
NA
不适用
o
不适用
o
不适用
o
中性线与
PE线间
o
o
不适用
o
o
o
o
不适用
每根相线与PEN线间
不适用
不适用
o
不适用
不适用
不适用
不适用
不适用
各相线之间
+
+
+
+
+
+
+
+
注：
O---必须；+---非强制性的，可附加选用
图A2-1TT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的负荷侧
3—总接地端或总接地连接带；
4—Up应小于或等于2.5kV的电涌保护器；
5—电涌保护器的接地连接线，5a或5b；
6—需要被电涌保护器保护的设备；
7—剩余电流保护器（RCD），应考虑通雷电流的能力；
F1—安装在电气装置电源进户处的保护电器；
F2—电涌保护器制造厂要求装设的过电流保护电器；
RA—本电气装置的接地电阻；RB—电源系统的接地电阻。
L1,L2,L3—相线1,2,3。
图A2-2TT系统中电涌保护器安装在RCD的电源侧
3—总接地端或总接地连接带；
4、4a—电涌保护器，它们串联后构成的Up应小于或等于2.5kV；
5—电涌保护器的接地连接线，5a或5b；
6—需要被电涌保护器保护的设备；
7—安装于母线的电源侧或负荷侧的剩余电流保护器RCD；
F1—安装在电气装置电源进户处的保护电器；
F2—电涌保护器制造厂要求装设的过电流保护电器；
RA—本电气装置的接地电阻；RB—电源系统的接地电阻。
L1,L2,L3—相线1,2,3。
注：
在高压系统为低电阻接地的前提下，当电源变压器高压侧碰外壳短路产生的过电压加于4a电涌保护器时该电涌保护器应按现行国家标准《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第1部分：
性能要求和试验方法》GB18802.1标准做200ms或按厂家要求做更长时间耐1200V暂态过电压试验。
图A2-3TN系统中的电涌保护器
3—总接地端或总接地连接带；
4—Up应小于或等于2.5kV的电涌保护器；
5—电涌保护器的接地连接线，5a或5b；
6—需要被电涌保护器保护的设备；
F1—安装在电气装置电源进户处的保护电器；
F2—电涌保护器制造厂要求装设的过电流保护电器；
RA—本电气装置的接地电阻；RB—电源系统的接地电阻。
L1,L2,L3—相线1,2,3。
注：
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10m以后处安装电涌保护器时用四个，即在N与PE线间增加一个，见图A.2-5及其注。
图A2-4IT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的负荷侧
3—总接地端或总接地连接带；
4—Up应小于或等于2.5kV的电涌保护器；
5—电涌保护器的接地连接线，5a或5b；
6—需要被电涌保护器保护的设备；
7—剩余电流保护器（RCD）；
F1—安装在电气装置电源进户处的保护电器；
F2—电涌保护器制造厂要求装设的过电流保护电器；
RA—本电气装置的接地电阻；RB—电源系统的接地电阻。
L1,L2,L3—相线1,2,3。
图A2-5Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级试验的电涌保护器的安装
（以TN-C-S系统为例）
1—电气装置的电源进户处；
2—配电箱；
3—送出的配电线路；
4—总接地端或总接地连接带；
5—Ⅰ级试验的电涌保护器；
6—电涌保护器的接地连接线；
7—需要被电涌保护器保护的固定安装的设备；
8—Ⅱ级试验的电涌保护器；
9—Ⅱ级或Ⅲ级试验的电涌保护器；
10—去耦器件或配电线路长度；
F1、F2、F3—过电流保护电器。
L1,L2,L3—相线1,2,3。
注：
1.当电涌保护器5和8不是安装在同一处时，电涌保护器5的Up应小于或等于2.5kV；电涌保护器5和8可以组合为一台电涌保护器，其Up应小于或等于2.5kV。
2.当电涌保护器5和8之间的距离小于10m时，在8处的N与PE之前的电源保护器可不安装。
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