雷電的基本規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

1、雷電的基本規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)一、雷電規(guī)范所支持技術(shù)服務(wù) 防雷安全檢測(cè)（含定期、跟蹤） 防雷設(shè)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià) 雷災(zāi)事故調(diào)查與鑒定 雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 防雷工程設(shè)計(jì)、安裝 技術(shù)咨詢與培訓(xùn)服務(wù)二、防雷業(yè)務(wù)所涉及的知識(shí)點(diǎn)1、與條件有關(guān): 大氣電學(xué)、大氣物理、大氣化學(xué)、氣象、氣候、地理、地質(zhì)、光學(xué)等；2、與對(duì)象有關(guān): 建筑、電力、通信、計(jì)算機(jī)、電子、石油化工、設(shè)備等；3、與方法有關(guān)： 計(jì)量測(cè)量、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、普通物理、電磁兼容、材料等。 三、防雷知識(shí)體系1、構(gòu)成防雷是一多學(xué)科交叉運(yùn)用的綜合性學(xué)科。由理念層、應(yīng)用層、基礎(chǔ)層三部分構(gòu)成。理念層 在一定科技發(fā)展水平下，對(duì)雷電機(jī)理、活動(dòng)規(guī)律、作用方式和防護(hù)方法的科學(xué)認(rèn)識(shí)，通常簡(jiǎn)稱為防

2、雷理念。防雷理念=辨證思維+雷電特性。應(yīng)用層（為用戶服務(wù)的技術(shù)界面） 在雷電防護(hù)技術(shù)服務(wù)過(guò)程中，所使用的現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，以及防護(hù)方法和采取的措施。 如建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94（2000版）、建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范GB50343-2004、 雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等?；A(chǔ)層 雷電防護(hù)技術(shù)服務(wù)過(guò)程中所涉及到的各類(lèi)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)知識(shí)。 如電學(xué)、氣象、地理、地質(zhì)、建筑、電力、通信、計(jì)算機(jī)、石油化工、計(jì)量測(cè)量等。2、各層間關(guān)系應(yīng)用層防雷理念基礎(chǔ)層理念層氣象地質(zhì)地理電力通信石化計(jì)算機(jī)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方法措施.指導(dǎo)關(guān)系支撐關(guān)系.四、防雷問(wèn)題的反思、錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)：防雷檢測(cè)就是測(cè)接地電阻；防雷工

3、程就是安裝SPD；技術(shù)評(píng)價(jià)就是核對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的條文；搞防雷就是為了創(chuàng)收！、技術(shù)水平上不去，問(wèn)題在哪兒？標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范看了幾遍？解釋得清楚嗎？基礎(chǔ)知識(shí)具備了嗎？理念清晰嗎？ 較多存在的一現(xiàn)象：就是防雷人員對(duì)規(guī)范條文較熟悉，但普遍上缺少正確的理念，和缺少基礎(chǔ)知識(shí)的支撐。綜上所述，防雷是多學(xué)科的綜合運(yùn)用，防雷從業(yè)人員要想做好防雷工作，成為行家，就必需根據(jù)自己的職責(zé)范圍，掌握所需的專業(yè)基礎(chǔ)，熟悉或了解相關(guān)的業(yè)務(wù)技術(shù)知識(shí)，建立科學(xué)的防雷理念，全面、準(zhǔn)確地理解和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。正所謂： 要想成為防雷專家，首先要成為“雜家”。 防雷技術(shù)崗位技能“二八”論用20的精力可以做好本職工作的80 ；要想做好本職工作余下

4、的20 ，需要再付出80 的精力；高手都出自能做好余下20 的人！五、 雷電過(guò)電壓 過(guò)電壓是指在電氣線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過(guò)正常工作要求的電壓，可分為內(nèi)部過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓兩大類(lèi)。 1）內(nèi)部過(guò)電壓 內(nèi)部過(guò)電壓是由于電力系統(tǒng)內(nèi)的開(kāi)關(guān)操作、發(fā)生故障或其他原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁振蕩而引起的過(guò)電壓。 2）雷電過(guò)電壓 雷電過(guò)電壓又稱大氣過(guò)電壓或外部過(guò)電壓，它是由于電力系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備或建筑物遭受來(lái)自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過(guò)電壓。雷電過(guò)電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達(dá)1億伏，其電流幅值可高達(dá)幾十萬(wàn)安，供電系統(tǒng)的危害極大。 雷電過(guò)電壓的兩種基本形式： (1)直接雷

5、擊：雷電直接擊中電氣設(shè)備或線路，其過(guò)電壓引起強(qiáng)大的雷電流通過(guò)這些物體放電入地，產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，還有電磁脈沖和閃絡(luò)放電。 (2)間接雷擊：雷電未直接擊中電力系統(tǒng)中的任何部分而是由雷對(duì)設(shè)備、線或其他物體的靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的過(guò)電壓。 四種損害源 : S1:雷擊建筑物S2:雷擊建筑物附近S3:雷擊入戶服務(wù)設(shè)施附近S4: 雷擊入戶服務(wù)設(shè)施附近設(shè)備D1：接觸和跨步電壓導(dǎo)致的人員傷亡（人 和牲畜）；D2：實(shí)體損害；D3：過(guò)電壓導(dǎo)致的電氣和電子系統(tǒng)的失效。 對(duì)應(yīng)損害類(lèi)型：L1：生命損失；L2：向大眾服務(wù)的公共設(shè)施的損失；L3：文化遺產(chǎn)損失；L4：經(jīng)濟(jì)損失。引起損失類(lèi)型雷擊建筑物雷擊建筑物附近雷

6、擊入戶線路雷擊入戶線路附近生物觸電物理?yè)p害電氣電子設(shè)備失效人員傷亡經(jīng)濟(jì)損失文化遺產(chǎn)損失公共服務(wù)中斷危險(xiǎn)事件（損害源、危險(xiǎn)源）N損害概率P損失（相對(duì)值）L三者的對(duì)應(yīng)關(guān)系六、 雷電的危害（物理效應(yīng)）雷電的幾種物理效應(yīng)1、電流的熱效應(yīng)： w=R*i * i * dt， t=Q/(m*c)， 閃電時(shí)電流強(qiáng)度高達(dá)幾萬(wàn)安培，歷時(shí)約數(shù)十微秒，通道高溫可達(dá)6000-10000，在接觸點(diǎn)所產(chǎn)生的熱量可使毫米厚的鐵板熔化，極易引起火災(zāi)； 2、熱效應(yīng)帶來(lái)沖擊波效應(yīng)（爆炸效應(yīng) ）；3、電流的電動(dòng)力效應(yīng)： F=1.02x(2i1xi2/d)x10-8 4、雷電場(chǎng)的靜電感應(yīng)效應(yīng)： 產(chǎn)生：V=Q/C5、電流的電磁感應(yīng)效應(yīng)；

7、H0=i0/（2Sa） （A/m） 6、地電位反擊和旁側(cè)閃絡(luò)： U=iRi+L0*i*(di/dt)7、引入高電壓：（地電位引入，線路因電磁感應(yīng)引入，直接接閃引入）。4. 電磁感應(yīng)的原理往往可通過(guò)不合理的布線形成的回路、并行附設(shè)的線路以及一些構(gòu)成更大空間回路的線路的引入（因?yàn)榫€路本身也有自感抗的存在）。5. 雷電引入高電位入侵（雷電波入侵）雷電引入高電位，主要是指直接雷擊或通過(guò)雷電感應(yīng)從電源線路、數(shù)據(jù)傳送線路、天饋信號(hào)線路、金屬管道引入高電壓到建筑內(nèi)，發(fā)生閃擊而造成的雷擊事故。注：架空或埋地引入的線路都有可能引入。6. 雷電的高電位反擊雷電的高電位反擊通常是指受直接雷擊的金屬體（包括避雷針、引

8、下線、接地體），由于本身阻抗的存在，在接閃的瞬間，會(huì)引起接閃點(diǎn)對(duì)地或其他部位的電位瞬間抬升很高并與附近的其他金屬體發(fā)生的閃擊現(xiàn)象，有稱旁側(cè)閃絡(luò)。 當(dāng)這種高電壓在不采用共用地網(wǎng)的地網(wǎng)之間或設(shè)備內(nèi)部發(fā)生的閃擊稱地電位反擊。 Uhx=UR+UL =IRi+L0hxdi/dt雷電防護(hù)系統(tǒng)外部防雷接閃器引下線接地裝置內(nèi)部防雷等電位連接防閃絡(luò)措施電涌保護(hù)器屏蔽（法拉弟籠） 七、 綜合防雷系統(tǒng)綜合防雷措施包括如下六項(xiàng)重要因素1. 接閃功能 在防雷設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)只考慮接閃部分的功能，還應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部設(shè)計(jì)和建筑物的各種相關(guān)因素及規(guī)律，全面考慮防雷方式和應(yīng)采取的措施，以達(dá)到接閃后的整體效果。 接閃功能所應(yīng)

9、具備的條件：包括常規(guī)接閃器的形式（避雷針、避雷線、避雷帶和避雷網(wǎng)）、耐流能力、連續(xù)接閃效果、造價(jià)以及接閃器與建筑物的美學(xué)統(tǒng)一性等。 近年某些廠商推出的非常規(guī)接閃器，所謂的新式防雷裝置：半導(dǎo)體消雷器、導(dǎo)體消雷器、優(yōu)化避雷針和流注提前發(fā)射接閃器等等，各種消雷器的設(shè)計(jì)思想是企圖中和雷云電荷，把雷電荷消滅掉或限制放電電流；而各種提前發(fā)射接閃器的設(shè)計(jì)思想是企圖把避雷針的接閃效果提高，即擴(kuò)大保護(hù)范圍，這幾種防雷產(chǎn)品到目前為止都沒(méi)有被國(guó)際防雷組織所承認(rèn)。另外，非常規(guī)防雷裝置的價(jià)格極高，以半導(dǎo)體消雷器為例，其價(jià)格比常規(guī)避雷針高幾十倍至幾百倍。 因此防雷設(shè)計(jì)人員和使用單位應(yīng)認(rèn)清這種情況，必須選擇優(yōu)質(zhì)而經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品

10、。 2. 分流影響（關(guān)系到建筑物被接閃后是否會(huì)擴(kuò)大事故） 外部：指引下線對(duì)分流效果的影響，引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過(guò)的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小，引下線相互之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當(dāng)建筑物很高，引下線很長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感壓降，這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。 內(nèi)部：將所有從室外來(lái)的各種導(dǎo)體（包括電力電源線、數(shù)據(jù)線、 線或天饋線等信號(hào)線）與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當(dāng)?shù)谋芾灼鱏PD，當(dāng)直擊雷或雷擊效應(yīng)在線路上產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿這些導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備時(shí)，避雷器的電阻突然降到最低值，接近于短路狀態(tài)，雷電電流

11、就由此處分流入地。 屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、精密儀器以及自動(dòng)控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖（LEMP)的危害。 建筑物內(nèi)的這些設(shè)施，不僅在防雷裝置接閃時(shí)會(huì)受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，甚至有時(shí)附近落雷或接閃時(shí)，也會(huì)受到雷電波的電磁輻射的影響，因此，我們應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻面、及梁、柱內(nèi)的鋼筋，使其構(gòu)成一個(gè)六面體的網(wǎng)籠，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個(gè)問(wèn)題迎刃而解，而且對(duì)防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施，此外，建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側(cè)擊和繞擊雷的襲擊。 3.屏蔽作用（隔離） 指使建筑物內(nèi)的各個(gè)部

12、位都形成一個(gè)相等的電位，即等電位。若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，建筑物內(nèi)當(dāng)然就不會(huì)產(chǎn)生不同的電位，這樣就可保證建筑物內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對(duì)防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實(shí)現(xiàn)等電位的條件，因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求，應(yīng)有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎(chǔ)可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時(shí)再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就使整個(gè)建筑物成為良好的等電位體。（等電位連接）4. 均衡電位 接地效果的好壞也是防雷安全的重要

13、保證，對(duì)于每個(gè)防雷建筑物都要考慮采用何種接地方式最佳及接地區(qū)域電位變化梯度最??；并應(yīng)盡可能達(dá)到均衡電位的條件。接地裝置既要適用、經(jīng)濟(jì)、又要耐用；同時(shí)必須達(dá)到規(guī)定的接地電阻的要求。 過(guò)去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨(dú)接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工作?，F(xiàn)在，防雷工程領(lǐng)域不提倡單獨(dú)接地。在IEC標(biāo)準(zhǔn)和ITU相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都不提倡單獨(dú)接地。 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)IEEEStd1100-1992更尖銳地指出：不建議采用任何一種所謂分開(kāi)的、獨(dú)立的、計(jì)算機(jī)的、電子的或其它這類(lèi)不正確的大地接地體作為設(shè)備接地導(dǎo)體的一個(gè)連接點(diǎn)。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗(yàn)收規(guī)范中最基本的安全要求。接地不好

14、，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來(lái)。 5. 接地效果 各種金屬管線都與防雷系統(tǒng)有著直接或間接的關(guān)系，因此必須考慮建筑物內(nèi)部的電力系統(tǒng)，電信系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，電子系統(tǒng)和各種金屬管線的布線位置，走向，和防雷裝置的距離之間的關(guān)系。 為了保證在防雷裝置接閃時(shí)這些管線不受影響，首先，應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)可靠的屏蔽；其次，應(yīng)該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應(yīng)的范圍，在管線較長(zhǎng)或橋架等設(shè)施較長(zhǎng)的路線上，還需要兩端接地；第三，應(yīng)該注意電源線、天線和屋頂高處的彩燈及航空障礙燈等線路的引入做法，防止雷電波侵入。 6. 合理布線八、

15、 防雷與接地工程采用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB 50343-2004 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50057-2000 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范IEC61024-1993 建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)（通則；防雷級(jí)別的選擇；防雷裝置設(shè) 計(jì) 施工，維護(hù)，和檢查）IEC61312-1999 雷電電磁脈沖的防護(hù)（一般原則；建筑物的屏蔽，等電位，和接 地；保護(hù)器的要求）IEC60364-2002 過(guò)電壓保護(hù)器 九、防雷與接地工程設(shè)計(jì)的依據(jù)1. 提供防雷工程委托書(shū)2. 被保護(hù)區(qū)域所處地理位置及雷電環(huán)境。3. 地面的落雷密度。4. 建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)。5. 相關(guān)的部標(biāo)，國(guó)標(biāo)及IEC防雷規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。6. 被保護(hù)建筑物的基本情況。7

16、. 建筑物內(nèi)主要被保護(hù)信息系統(tǒng)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基 本情況。8. 供配電及電源質(zhì)量。9. 接地系統(tǒng)狀況。10. 當(dāng)?shù)赝寥赖碾娮杪始皟鐾翆由疃?。十、防雷與接地工程的設(shè)計(jì)需收集資料及勘測(cè)內(nèi)容1.被保護(hù)建筑物所在地區(qū)的地形、地貌狀況、氣象條件（如雷暴日）和地質(zhì)條件（如土壤電阻率）。2.被保護(hù)建筑物（或建筑物群體）的長(zhǎng)、寬、高度及位置分布，相鄰建筑物的高度。3.建筑物內(nèi)各樓層及樓頂被保護(hù)的電子信息系統(tǒng)設(shè)備的分布狀況。4.配置于各樓層工作間或設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)被保護(hù)設(shè)備的類(lèi)型、功能及性能參數(shù)（如工作頻率、功率、工作電平、傳輸速率、特性阻抗、傳輸介質(zhì)及接口型式等）。5.電子信息系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。6.

17、電子信息系統(tǒng)各設(shè)備之間的電氣連接關(guān)系、信號(hào)的傳輸方式。7.供、配電情況及其配電系統(tǒng)接地型式。（一） 新建工程： 除應(yīng)收集上述資料外，還應(yīng)補(bǔ)充收集下列相關(guān)資料：1.防直擊雷接閃裝置（避雷針、帶、網(wǎng)、線）的現(xiàn)狀。2.防雷系統(tǒng)引下線的現(xiàn)狀及其與電子信息設(shè)備接地線的安全距離。3.高層建筑物防側(cè)擊雷的措施。4.電氣豎井內(nèi)線路布置情況。5.電子信息系統(tǒng)設(shè)備的安裝情況。6.電源線路、信號(hào)線路進(jìn)入建筑物的方式。7.總的等電位連接及各局部等電位連接狀況，共用接地裝置狀況（位置、接地電阻值等）。8.地下管線、隱蔽工程分布情況。（二） 已建（擴(kuò)，改建）工程：1. IT設(shè)備的布置情況。2. 供電方式（HV或LV等）與

18、容量。3. 電纜進(jìn)入建筑物的方式。4. 電力線與信號(hào)線是否分設(shè)”強(qiáng)電豎井“和”弱電豎井”。5.電力配電室是否安裝了接地匯流排。6.建筑物各層是否安裝了接地匯流排的連接端子板。7.各種接地線，接地匯流排的材質(zhì)及有效截面。8.本建筑物是否有金屬線與周?chē)ㄖ锵噙B。（三）信息系統(tǒng)的安裝特性1. IT設(shè)備的端口耐壓特性及浪涌抗擾度。2. 已裝設(shè)備的雷擊防護(hù)水平及效果。3. 設(shè)備投入使用后的雷擊情況。4. IT設(shè)備的布線情況。5. IT系統(tǒng)業(yè)務(wù)的重要性。（四）信息系統(tǒng)的設(shè)備特性十一 防雷與接地工程的設(shè)計(jì)階段及設(shè)計(jì)深度1. 方案說(shuō)明書(shū)：防雷工程保護(hù)類(lèi)別，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估說(shuō)明，選擇的防雷設(shè)施。2.方案說(shuō)明：提供兩個(gè)以上方案，比較經(jīng)濟(jì)估算值，并報(bào)上級(jí)部門(mén)審查。（一） 方案設(shè)計(jì)階段： 建筑物防雷與接地工程的設(shè)計(jì)階段，對(duì)于大型工程應(yīng)分為規(guī)劃方案設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)，施工設(shè)計(jì)，驗(yàn)收設(shè)計(jì)等四個(gè)階段，對(duì)于中、小型工程可將規(guī)劃方案設(shè)計(jì)階段省去，分為三個(gè)設(shè)計(jì)接段。1. 按照方案設(shè)計(jì)確定的方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，提供設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)，防護(hù)設(shè)施，設(shè)計(jì)原則；接地電阻的要求及設(shè)施。2. 防雷設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算書(shū)，外部防雷和內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)說(shuō)