IEC623054中文版.docx

1、IEC623054中文版IEC 62305-4:2006 雷电防护 第4部分：建筑物内电气和电子系统Protection against lightning Part4:Eiectrical and electronic systems within structures翻 译：郭 晋校 审：关象石校审说明:在IEC62305-4:2006正式出版物中, 1)图C.12有印刷错误,已纠正. 2)D.1.2中LPZ0B处选用In测试的SPD与正文中3.9的“LPZ不一定有物理界面”的定义矛盾，与IEC61643-12，IEC61643-22在进行S1S4曲分后选用Iimp或In有一定矛盾。也与本

2、标准中B.2.2中LPZ1边界选用Iimp测试的SPD相矛盾。目 次前言 引言 1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 1 4 雷击电磁脉冲（LEMP）防护系统（LPMS）的设计和安装 3 4.1 LEMP防护系统（LPMS）的设计 5 4.2 防雷区（LPZ） 5 4.3 LPMS中基本防护措施 8 5.1 接地装置 9 5.2 等电位连接网络 10 5.3 等电位连接带 14 5.4 LPZ交界处的等电位连接 15 5.5 等电位连接导体的材质和尺寸 15 6.1 格栅形大空间屏蔽 15 6.2 内部线缆屏蔽 15 6.3 内部线缆布线 15 6.4 外部线缆屏蔽 16 6.5

3、磁场屏蔽的材质和尺寸 16 8.1 LPMS管理计划 16图（图号及页号从略）表（表号及页号从略）I国际电工委员会雷电防护第4部分：建筑物内电气和电子系统前言1）IEC（国际电工委员会）是国际性标准化组织，由各国家电工委员会（IEC 国家委员会）组成。国际电工委员会的宗旨是促进在电气和电子工程领域有关标准化问题的国际合作。为了这一宗旨及其他活动需要，国际电工委员会出版国际标准、技术规范、技术报告、公开规范（PAS）和指南（以下统称为IEC出版物）。这些出版物的编制工作由技术委员会进行；任何对正在进行的项目感兴趣的IEC国家委员会均可参与编制工作。与IEC有联系的各国际、政府和非政府的组织也可参

4、与编制工作。IEC与国际标准化组织（ISO）依照两组织间的协议密切合作。2）IEC在技术问题快报中发表的正式决定或协议尽可能的代表了国际上在相关领域中多数人的统一意见，因为技术委员会是由各相关IEC国家委员会的代表组成的。3）IEC的出版物具有为国际应用提供建议的功能，并被IEC国家委员会所接受。尽管IEC将尽力确保其出版物内容的精确性，但并不为出版物的用途和最终用户对出版物的误解承担责任。4）为推进国际统一，IEC国家委员会承担将IEC出版物尽可能明晰的应用于国家或地区的出版物中的义务。在IEC出版物和相应的国家或地区出版物之间的任何分歧应在后者中明确指出。5）IEC不提供许可认证，也不为任

5、何宣称符合IEC出版物要求的产品负责。6）所有用户应确定他们有该出版物的最新版本。7）IEC及其领导、雇员、服务人员和代理机构，包括专家、技术委员会成员以及IEC国家委员会，均不承担由于发行、使用或信任该出版物以及IEC其他出版物所造成直接或间接的人身伤害、财产损失或其他任何性质的损失以及相关的各种费用（包括法律费用）。8）请注意该出版物所引用的规范性文件。规范性文件的使用对于正确应用该出版物是不可或缺的。9）请注意该出版物中的某些部分可能涉及到专利权的问题。IEC并不承担鉴别任何或所有专利的责任国际标准IEC 62305-4由IEC第81技术委员会（雷电防护）起草。IEC62305系列（第一

6、至第五部分）的起草符合新出版物计划，由各国家委员会（81/171/RQ(2001-06-29)）通过。它是在IEC 61024系列，IEC 61312系列和IEC 61663系列的基础上以更加简单合理的方式重组出来的。IEC 62305第一版源自并取代了： IEC 61312-1, first edition (1995); IEC 61312-2, first edition (1998); IEC 61312-3, first edition (2000); IEC 61312-4, first edition (1998).该标准的文本建立在以下文档上：FDIS投票报告81/265/FD

7、IS81/270/RVD有关通过该标准的全部投票信息可于上表中有关的投票报告中找到。该出版物的起草与ISO/IEC指令性文件第二部分一致。IEC 62305在总标题雷电防护之下包括以下部分：第一部分：总则第二部分：风险管理第三部分：对建筑物的物理损伤以及人身伤害第四部分：建筑物内部电子和电气系统第五部分：公共设施该出版物的起草与ISO/IEC指令性文件第二部分一致。委员会决定将该出版物的内容保持不变，直至在IEC的网站http:/webstore.iec.ch上关于该出版物的日期到期。到那时，该出版物将被：-再次认证；-撤销；-由修订版取代，或-修正。雷电防护第4部分：建筑物内电气和电子系统引

8、言作为危害源的雷电是一种具有极高能量的自然现象。雷电释放数百兆焦耳的能量，这与那些足以使建筑物内电气和电子系统中的敏感电子设备受损的毫焦耳级的能量相比，很明显为保护这类设备需要额外的保护措施。本国际标准的需求来自于雷电的电磁效应所导致的电气和电子系统故障的损失越来越高。尤其重要的是在数据处理和存储以及耗资可观，规模庞大又十分复杂（因此，由于成本和安全等原因最不希望发生设施运行中断）的设施的过程控制和安全中所用到的电子系统。如IEC 62305-2所定义的，雷电可以在建筑物内导致不同类型的损害：D1 由于接触和跨步电压导致的对生命的伤害；D2 由于机械、热量、化学和爆炸效应导致的物理损害；D3

9、由于电磁效应导致的电气和电子系统故障。IEC 62305-3涉及为降低物理损害和生命危险的风险所采取的防护措施，但不包括对电气和电子系统的防护。因此IEC 62305-4提供了降低建筑物内电气和电子系统永久故障的风险的相关信息。电气和电子系统的永久故障可能由雷击电磁脉冲（LEMP）通过以下方式造成：a)通过连接导线传输至设备的传导和感应电涌；b)直接作用于设备本身的辐射电磁场效应。电涌可在建筑物外部或内部产生：建筑物外部的电涌由击中入户线或雷击在线路周围地面上产生，并通过线路传输至电气和电子系统。建筑物内部的电涌由雷电击中建筑物或雷击在建筑物周围地面上所导致的耦合产生。退耦合产生自不同的机制：

10、电阻耦合（例如由建筑物接地装置的常规接地阻抗或电缆屏蔽电阻所导致的）；磁场耦合（例如由电气和电子系统线路中的环路或等电位连接线的自感应所导致的）；电场耦合（例如由杆状天线所导致的）。注：相较于磁场耦合而言，电场耦合通常非常小并且可以忽略。辐射电磁场产生自：在雷击通道中流过的雷电流；流经导体的部分雷电流（例如在IEC 62305-3在外部LPS的引下线中，或根据IEC 62305-4在外部空间屏蔽体中的雷电流）。雷电防护第4部分：建筑物内电气和电子系统1 范围IEC 62305的本部分为建筑物内电气和电子系统LEMP防护系统（LPMS）的设计、安装、检查、维护和测试提供信息，以降低雷击电磁脉冲（

11、LEMP）所导致的永久故障的风险。本标准不包括防护由雷电导致的，可以引起电子系统故障的电磁干扰。然而，附录A中所公布的信息可用于评估这些干扰。对电磁干扰的防护措施在IEC 60364-4-44和IEC 61000系列中公布。本标准对防护措施提出了要求，并为电气和电子系统的设计者与防护措施的设计者之间的配合提供指导，以期获得最佳防护效果。本标准并不涉及电气和电子系统自身的设计细节。2 规范性引用文件以下规范性引用文件所包括的条款，通过本部分的引用而成为本国际标准的条款。凡是标有日期的引用文件，其随后所有的修正单（不包括勘误内容）或修正版均不适用于本部分。但是，鼓励根据本国际标准达成协议各方研究使

12、用以下规范性文件最新版本。对于未标明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。IEC60364-4-44：2001建筑物电气装置 第4部分：安全防护 第44章：过电压保护IEC60364-5-53：2001建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第53章：开关设备和控制设备IEC60664-1：2002低压系统内设备的绝缘配合 第1部分：原理、要求和试验IEC61000-4-5：1995 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验IEC61000-4-9：1993 电磁兼容 试验和技术 脉冲磁场抗扰度试验IEC61000-4-10：1993 电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗

13、扰度试验IEC61000-5-2：1997 电磁兼容 安装和调试指南 接地和电缆敷设IEC61643-1 1998 连接至低压配电系统的SPD 性能要求和试验方法IEC61643-12 2002 连接至低压配电系统的SPD 选择和使用原则IEC61643-21：2000 连接至电信和信号网络的SPD 性能要求和试验方法IEC61643-22 2004 连接至电信和信号网络的SPD 选择和使用原则IEC62305-1 雷击防护 第1部分：总则IEC62305-2 雷击防护 第 2部分：风险管理IEC62305-3 雷击防护 第3部分：建筑物的物理损害和生命危害ITU-T.K.20 2003 电信

14、中心交换设备耐过电压和过电流的能力ITU-T.K.21 2003 用户终端通信设备的耐过电压和过电流的能力3 术语和定义 以下术语和定义以及在IEC 62305其他部分给了的定义适用于本部分：3.1 电气系统 组合了低压供电部件的系统。3.2 电子系统 组合了敏感电子部件如信息技术设备、控制和仪表系统、无线电系统、电力电子装置等系统3.3 内部系统1 在建筑物内部或其上需保护的电气和电子系统3.4 雷击电磁脉冲（LEMP） 雷电流的电磁效应 注 它包括传导的电涌，也包括冲击电磁场效应3.5 电涌 由LEMP导致的，以过电压和/或过电流形式出现的瞬态波。 注 电涌可来自（部分）雷电流，由装置环路

15、中的感应效应和SPD的残余威胁性续流引起。3.6 额定冲击耐受电压（UW） 由制造商给出的设备或设备基本一部件的耐受冲击电压额定值，规定了其绝缘对过电压的耐受能力特征。 注：本部分中仅考虑带电导体与地之间的耐受电压（IEC60664-1）3.7 雷电防护级别（LPL） 对雷击造成的损失，用一组对应的雷电流参数作定义的划分。其中设计中的最大和最小值均不超出自然界雷电参数值。3.8 防雷区（LPZ） 需要规定和控制雷击电磁环境的区域。 注：根据其中的一组雷电流参数做LPL的相关设计。3.9 LEMP防护系统（LPMS） 由内部系统防LEMP的措施组成的完整系统。 注：LPZ的交界处并不一定有物理界

16、面（如墙、地板、天花板）。3.10 格栅形大空间屏蔽 有开放孔洞的磁屏蔽。 注 对于一个建筑物或一个房间而言，推荐利用建筑结构的自然金属体并互相连接组成格栅形大空间屏蔽。（如利用钢筋混凝土中的钢筋、金属框架和金属支撑物等）。3.11 接地装置 外部LPS的一部分，用于将雷电流引导和泄入地中。3.12 等电位连接网络 建筑物的所有导体部件和内部系统（带电导体除外）与接地装置互连的网络3.13 接地系统 综合了接地装置和等电位连接网络的完整系统3.14 电涌保护器（SPD） 目的在于限制瞬态过电压和分流电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。3.15 用Iimp测试的SPD 耐受典型波形10/3

17、50的部分雷电流的SPD，要求一个相应的冲击试验电流Iimp。 注：对电力线路，合适的测试电流Iimp由IEC61643-1的等级l测试程序定义。3.16 用In测试的SPD 耐受典型波形8/20s的感应电涌电流的SPD，要求一个相应的标称试验电流In。 注：对电力线路，合适的测试电流In由IEC61643-1的等级测试程序定义。3.17 用组合波测试的SPD 耐受典型波形8/20s的感应电涌电流的SPD，要求一个相应的冲击试验短路电流为sc。 注：对电力线路，合适的组合波测试由IEC61643-1的等级测试程序定义，规定一个内阻2的组合波发生器的开路电压为Uoc、波形为1.2/50s，短路电

18、流为sc、波形为8/20s。3.18 电压开关型SPD 无电涌出现时呈高阻抗，当出现电涌电压时突变为低阻抗的SPD。 注1 电压开关型SPD的常用组件有：放电间隙，气体放电管（GDT），晶体闸流管（可控硅整流器）和三端双向可控硅元件。这些SPD有时被称为“克罗巴型”。 注2 电压开关元件具有不连续的伏安特性3.19 限压型SPD 无电涌出现时为高阻抗，随电涌电流和电压的增加，阻抗跟着连续变小的SPD。 注1 限压型SPD的常用组件有：压敏电阻和抑制二极管。限压型SPD有时被称为“钳压型”SPD。 2注2 电压限制器件具有连续的伏安特性。3.20 组合型SPD 将电压开关型元件和限压型元件组合在

19、一起的SPD，根据所施加电压的特性呈现出电压开关型，限压型或两者兼具的特性。3.21 协调配合的SPD防护 经过正确选型和安装，并且达到配合的一组SPD，用于为电气和电子系统提供电涌保护。4 雷击电磁脉冲（LEMP）防护系统（LPMS）的设计和安装电气和电子系统受雷击电磁脉冲的威胁。因此应采用LEMP防护措施来避免内部系统故障。对LEMP的防护是基于防雷区（LPZ）的概念：包含受保护系统的空间应被划分为各LPZ。这些区域是理论上确定的空间，该区域中LEMP的严重程度与包容的内部系统的耐受等级应是兼容一致的（图1）。后续区域其LEMP的严重程度显著也随之变化。LPZ的边界由所采用的防护措施确定（

20、图2）。 接入设施直接或通过适当SPD等电位连接注：本图给出了将建筑物划分为若干LPZ的示例。所有进而建筑物的金属设施都应在LPZ 1的边界处通过等电位连接带连接在一起。而且，进入LPZ 2（例如计算机房）的金属设施也应通过等电位连接带在LPZ 2的边界处连接在一起。图1 划分不同防雷区（LPZ）的基本原则3图2a 采用空间屏蔽和配合SPD防护的完整的LPMS：避免传导电涌（U2 U0且I2 I0）和辐射磁场（H2 H0）的危害，设备受到良好保护图2b 采用LPZ 1空间屏蔽且在LPZ 1入口处使用SPD防护的LPMS避免传导电涌（U1U0和I1I0）和辐射磁场，（H1H0），设备得到保护图2

21、c 采用内部线路屏蔽并在LPZ 1入口处使用SPD防护的LPMS系统：避免传导电涌（U2 U0且I2 I0）和辐射磁场（H2 H0）的危害，设备得到保护4注1 SPD可位于以下地点（参见D.1.2）：MB LPZ 0/1的边界（如主配电盘）SB LPZ 1/2的边界（如分配电盘）SA 在设备上或接近设备处（如电源插座）注2 详细安装规则同时参见IEC 60364-5-53注3 屏蔽（ ）及非屏蔽（）的界面。图2d LPZ1使用空间屏蔽且在LPZ1入口处使用SPD防护的低级别（屏蔽措施不够）LPM系统：（U2 U0且I2 I0）图2LEMP防护系统（LPMS）设计系列由LEMP导致的电气和电子系

22、统永久性故障的原因为：通过入户线路传输至设备的电涌；直接作用于设备本身的辐射电磁场效应。注1 如果设备符合无线电频率发射和安全测试相关EMC产品标准，可忽略由直接辐射设备的电磁场所导致的设备故障。注2 对于不符合相关EMC产品标准的设备，附件A提供了信息以获得对直接辐射这些设备的电磁场的防护，这些设备对脉冲磁场的耐受等级应根据IEC 61000-4-9和IEC 61000-4-10来选择。4.1 LPMS的设计LPM系统的设计目的是为给电涌和磁场的耐受等级低的灵敏设备提供全面保护。但对于耐受等级较高的设备通常使用简单的设计就可以了。图2给出了示例：一个完善的LPMS系统利用空间屏蔽和配合SPD

23、防护（图2a），能够对传导电涌和辐射磁场进行防护，甚至可以达到很低的耐受等级。利用LPZ1的大格栅空间屏蔽和在LPZ1入口处SPD防护（图2b）的LPMS能够为耐受等级较高的设备提供对传导电涌和辐射磁场的防护。注1：对于磁场强度仍较大（因LPZ1的屏蔽效果差）或者电涌的幅值仍很高（因SPD的电压保护水平较高及SPD后端线路上存在振荡感应效应）的情况，这种防护的效果并不充分。利用内部线路屏蔽和在LPZ1入口处SPD防护（图2c）的LPMS系统能够为设备提供对传导电涌和辐射磁场（需要已屏蔽的机架）的防护。为使电涌威胁降低，可能需要使用电压保护水平低的SPD。LPMS仅利用配合SPD防护（图2d），

24、适用于对辐射磁场不敏感的设备。它的配合SPD防护仅提供对传导电涌的防护。注2：图2a至2c的示例，建议用于不符合相关EMC产品标准的设备。注3：按IEC62305-2中规定，LPS对电气和电子系统不提供有效的保护。缩小接闪的网格尺寸和选择适当的SPD来改进LPS，才能使其成为LPMS的有效组成部分。4.2 防雷区（LPZ）依据雷电威胁程度，定义了如下LPZ（见IEC 62305-1）：外部区域LPZ 0是一个区域，该区域内的空间被未衰减的雷击电磁场所威胁，同时被等于全部或局部雷5电流的电涌所威胁。LPZ 0又被划分为：LPZ 0A 本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流，本区内电磁场

25、强度没有衰减。内部系统可能遭到全部或部分雷电电涌电流。LPZ 0B 本区内的各物体在接闪器保护范围之中，承受局部雷击电流和全部雷击磁场的威胁。内部系统可能遭到部分雷电电涌电流。内部区域（对直接雷击进行了防护）LPZ1 雷击电涌在防雷区交界处被分流和有SPD限压。雷击磁场由于有格栅形大空间屏蔽而削减。LPZ2 n 雷击电涌在防雷区交界处进一步被分流和受SPD限制。雷击磁场因多重屏蔽可进一步削减。LPZ可通过安装LPMS来等实现，例如，安装协调配合的SPD和/或磁场屏蔽（图2）。根据受保护设备的数量、类型和耐受等级，可以定义从小型局部区域（如设备机箱）直到大型整体区域（例如整个建筑物空间）。（例示

26、见图B.2）。如果两个分开的建筑物有电气或信号线相连，或者是为了减少所需SPD的数量，可以采取将LPZ相连的措施。（图3）。注 图3a展示了由电力或信号线路连接的两个LPZ 1。 注 图3b展示了如果屏蔽罩能够承担局部如果两个LPZ 1都代表具有独立接地系统的单独建 雷电流，使用屏蔽电缆或屏蔽电缆套筑，之间间隔数十或数百米，就应特别小心。在此 管使两个LPZ 1互连可以解决该问题。情况下，雷电流的一大部分会沿未受保护的连接线 如果沿屏蔽罩的电压降不太高的话，流动。 SPD可以不安装。a) 使用SPD将两个LPZ1互连 b) 使用屏蔽电缆或屏蔽电缆套管将两 个LPZ1互连 i1、i2 部分雷电流

27、图3a，3b 两个LPZ 1的互连6注 图3c展示了由电力或信号线路连接的两个 注 图3d展示了如果使用屏蔽电缆或屏蔽LPZ 2。由于线路暴露在LPZ 1的威胁级别 电缆套管连接两个LPZ 2的话，可以避下，每个LPZ 2的入口处都需要SPD。 免干扰并不安装SPD。c) 使用SPD将两个LPZ2互连 d)使用屏蔽电缆或屏蔽电缆套管将两个LPZ2 互连c)，d) 两个LPZ 2的互连图3 防雷区互连的示例为了减少所需安装SPD的数量，在某些特殊情况下，可以将一个LPZ扩展到另一个LPZ之中，参见图4。对LPZ中电磁环境评估的具体计算方法参见附录A。注：图4a展示了由变压器供电的一个建筑。如果

28、注：图4b表示可以将LPZ 0扩展到LPZ 1内部，变压器放在建筑物外部，只有进入建筑物的低 在低压一侧需要安装SPD。压线路需要使用SPD保护。如果变压器必须被放置在建筑物内部，通常不允许业主在高压一侧采取防护措施。图4a 变压器在建筑物外部 图4b 变压器在建筑物内部（LPZ0扩展到 LPZ1内部）7注：图4c展示了由一条电力线或信号线连接的 注：图4d显示了如果使用屏蔽电缆或屏蔽电缆套管使LPZ 2。该线路需要两个协调配合的SPD： LPZ 2扩展到LPZ 1内部，线路可以直接进入LPZ 2一个安在LPZ 1的边界处，另一个安在LPZ 且仅需要一个SPD。但是，该SPD必须将威胁立即2的

29、边界处。 降到LPZ 2的级别。图4c 需要两个协调配合的SPD（0/1）和 图4d 仅需要一个SPD（0/1/2）（LPZ 2扩展到SPD（1/2） LPZ 1内部）图4 扩展防雷区的示例4.3 LPMS基本防护措施对LEMP的基本防护措施包括： 接地和等电位连接（参见第5章） 接地措施将雷电流引导和泄放入大地。 等电位连接措施使电位差最小化，并可以削弱雷击磁场强度。 磁场屏蔽和线缆布线，（参见第6章）空间屏蔽衰减了由于直接雷击或邻近雷击在LPZ中产生的磁场，并减小内部电涌。内部线路屏蔽利用屏蔽电缆或电缆穿金属管而减少感应进入设备的内部电涌。 内部线路布线可以减小环路感应，并降低内部电涌。

30、注1：空间屏蔽、内部线路屏蔽和布线可以组合使用或单独使用。对进入建筑物的外部线缆屏蔽降低了传导入所接电气和电子系统中的外部电涌。 协调配合的SPD防护（参见第7章）配合SPD防护限制了外部和内部电涌。在建筑物入户处应采用直接连接或通过SPD接地和等电位连接，特别是每一个导电设施之间的等电位连接。注2： 根据IEC 62305-3作雷击等电位连接（EB）只能防护危险的瞬间放电。根据62305-4，电涌防护需要协调配合的SPD防护。其他LEMP防护措施可以单独或组合使用。LEMP防护措施应能承受各种应力（例如安装位置可能达到的温度、湿度、腐蚀性气体、振动、预期的电压和电流变化等）影响。选择最适当的LEMP防护措施应依照IEC 62305-2进行风险评估，并考虑技术和经济因素。已建成建筑物中实施防护措施见本部分附录B。注3：LEMP防护措施的实施可参见I