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6 防雷擊電磁脈沖
6.1 基本規(guī)定
6.1.1 在工程的設(shè)計(jì)階段不知道電子系統(tǒng)的規(guī)模和具體位置的情況下，若預(yù)計(jì)將來會(huì)有需要防雷擊電磁脈沖的電氣和電子系統(tǒng)，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)將建筑物的金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋等自然構(gòu)件、金屬管道、配電的保護(hù)接地系統(tǒng)等與防雷裝置組成一個(gè)接地系統(tǒng)，并應(yīng)在需要之處預(yù)埋等電位連接板。
6.1.2 當(dāng)電源采用TN系統(tǒng)時(shí)，從建筑物總配電箱起供電給本建筑物內(nèi)的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統(tǒng)。
6.2 防雷區(qū)和防雷擊電磁脈沖
6.2.1 防雷區(qū)的劃分應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊并導(dǎo)走全部雷電流，以及本區(qū)內(nèi)的雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度沒有衰減時(shí)，應(yīng)劃分為L(zhǎng)PZOA區(qū)。
2 本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑對(duì)應(yīng)的雷電流直接雷擊，以及本區(qū)內(nèi)的雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度仍沒有衰減時(shí)，應(yīng)劃分為L(zhǎng)PZOB區(qū)。
3 本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，且由于在界面處的分流，流經(jīng)各導(dǎo)體的電涌電流比LPZOB區(qū)內(nèi)的更小，以及本區(qū)內(nèi)的雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度可能衰減，衰減程度取決于屏蔽措施時(shí)，應(yīng)劃分為L(zhǎng)PZ1區(qū)。
4 需要進(jìn)一步減小流入的電涌電流和雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，增設(shè)的后續(xù)防雷區(qū)應(yīng)劃分為L(zhǎng)PZ2···n后續(xù)防雷區(qū)。
6.2.2 安裝磁場(chǎng)屏蔽后續(xù)防雷區(qū)、安裝協(xié)調(diào)配合好的多組電涌保護(hù)器，宜按需要保護(hù)的設(shè)備的數(shù)量、類型和耐壓水平及其所要求的磁場(chǎng)環(huán)境選擇(圖6.2.2)。
6.2.3 在兩個(gè)防雷區(qū)的界面上宜將所有通過界面的金屬物做等電位連接。當(dāng)線路能承受所發(fā)生的電涌電壓時(shí)，電涌保護(hù)器可安裝在被保護(hù)設(shè)備處，而線路的金屬保護(hù)層或屏蔽層宜首先于界面處做一次等電位連接。
注：LPZOA與LPZO區(qū)之間無實(shí)物界面。
6.3 屏蔽、接地和等電位連接的要求
6.3.1 屏蔽、接地和等電位連接的要求宜聯(lián)合采取下列措施：
1 所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件都應(yīng)等電位連接在一起，并應(yīng)與防雷裝置相連。但第一類防雷建筑物的獨(dú)立接閃器及其接地裝置應(yīng)除外。
2 在需要保護(hù)的空間內(nèi)，采用屏蔽電纜時(shí)其屏蔽層應(yīng)至少在網(wǎng)端，并宜在防雷區(qū)交界處做等電位連接，系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時(shí)，應(yīng)采用兩層屏蔽或穿鋼管敷設(shè)，外層屏蔽或鋼管應(yīng)至少在兩端，并宜在防雷區(qū)交界處做等電位連接。
3 分開的建筑物之間的連接線路，若無屏蔽層，線路應(yīng)敷設(shè)在金屬管、金屬格柵或鋼筋成格柵形的混凝土管道內(nèi)。金屬管、金屬格柵或鋼筋格柵從一端到另一端應(yīng)是導(dǎo)電貫通，并應(yīng)在兩端分別連到建筑物的等電位連接帶上；若有屏蔽層，屏蔽層的兩端應(yīng)連到建筑物的等電位連接帶上。
4 對(duì)由金屬物、金屬框架或鋼筋混凝土鋼筋等自然構(gòu)件構(gòu)成建筑物，或房間的格柵形大空間屏蔽，應(yīng)將穿入大空間屏蔽的導(dǎo)電金屬物就近與其做等電位連接。
6.3.2 對(duì)屏蔽效率未做試驗(yàn)和理論研究時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度的衰減應(yīng)按下列方法計(jì)算：
1 閃電擊于建筑物以外附近時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)按下列方法計(jì)算：
1)當(dāng)建筑物和房間無屏蔽時(shí)所產(chǎn)生的無衰減磁場(chǎng)強(qiáng)度，相當(dāng)于處于LPZOA和LPZOB區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，應(yīng)按下式計(jì)算：
2)當(dāng)建筑物或房間有屏蔽時(shí)，在格柵形大空間屏蔽內(nèi)，即在LPZ1區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，應(yīng)按下式計(jì)算：
2 表6.3.2-1的計(jì)算值應(yīng)僅對(duì)在各LPZ區(qū)內(nèi)距屏蔽層有一安全距離的安全空間內(nèi)才有效(圖6.3.2-2)，安全距離應(yīng)按下列公式計(jì)算：
3 在閃電擊在建筑物附近磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的最壞情況下，按建筑物的防雷類別、高度、寬度或長(zhǎng)度可確定可能的雷擊點(diǎn)與屏蔽空間之間平均距離的最小值(圖6.3.2-3)，可按下列方法確定：
1)對(duì)應(yīng)三類防雷建筑物最大雷電流的滾球半徑應(yīng)符合表6.3.2-2的規(guī)定。滾球半徑可按下式計(jì)算：
2)雷擊點(diǎn)與屏蔽空間之間的最小平均距離，應(yīng)按下列公式計(jì)算：
根據(jù)具體情況建筑物長(zhǎng)度可用寬度代入。對(duì)所取最小平均距離小于式(6.3.2-6)或式(6.3.2-4)計(jì)算值的情況，閃電將直接擊在建筑物上。
4 在閃電直接擊在位于LPZOA區(qū)的格柵形大空間屏蔽或與其連接的接閃器上的情況下，其內(nèi)部LPZ1區(qū)內(nèi)安全空間內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算(圖6.3.2-4)：
5 式(6.3.2-8)的計(jì)算值僅對(duì)距屏蔽格柵有一安全距離的安全空間內(nèi)有效，安全距離應(yīng)按下列公式計(jì)算，電子系統(tǒng)應(yīng)僅安裝在安全空間內(nèi)：
6 LPZn+1區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度可按下式計(jì)算：
安全距離應(yīng)按式(6.3.2-3)或式(6.3.2-4)計(jì)算。
7 當(dāng)式(6.3.2-11)中的LPZn區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為L(zhǎng)PZ1區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，LPZ1區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)按以下方法確定：
1)閃電擊在LPZ1區(qū)附近的情況，應(yīng)按本條第1款式(6.3.2-1)和式(6.3.2-2)確定。
2)閃電直接擊在LPZ1區(qū)大空間屏蔽上的情況，應(yīng)按本條第4款式(6.3.2-8)確定，但式中所確定的點(diǎn)距LPZ1區(qū)屏蔽頂?shù)淖疃叹嚯x和距LPZ1區(qū)屏蔽壁的最短距離應(yīng)按圖6.3.2-5確定。
6.3.3 接地和等電位連接除應(yīng)符合本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 每幢建筑物本身應(yīng)采用一個(gè)接地系統(tǒng)(圖6.3.3)。
a—防雷裝置的接閃器及可能是建筑物空間屏蔽的一部分；
b—防雷裝置的引下線及可能是建筑物空間屏蔽的一部分；
c—防雷裝置的接地裝置(接地體網(wǎng)絡(luò)、共用接地體網(wǎng)絡(luò))以及可能是建筑物空間屏蔽的一部分，如基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋和基礎(chǔ)接地體；
d—內(nèi)部導(dǎo)電物體，在建筑物內(nèi)及其上不包括電氣裝置的金屬裝置，如電梯軌道，起重機(jī)，金屬地面，金屬門框架，各種服務(wù)性設(shè)施的金屬管道，金屬電纜橋架，地面、墻和天花板的鋼筋；
e—局部電子系統(tǒng)的金屬組件；
f—代表局部等電位連接帶單點(diǎn)連接的接地基準(zhǔn)點(diǎn)(ERP)；
g—局部電子系統(tǒng)的網(wǎng)形等電位連接結(jié)構(gòu)；
h—局部電子系統(tǒng)的星形等電位連接結(jié)構(gòu)；
i—固定安裝有PE線的Ⅰ類設(shè)備和無PE線的Ⅱ類設(shè)備；
k—主要供電氣系統(tǒng)等電位連接用的總接地帶、總接地母線、總等電位連接帶。也可用作共用等電位連接帶；
l—主要供電子系統(tǒng)等電位連接用的環(huán)形等電位連接帶、水平等電位連接導(dǎo)體，在特定情況下采用金屬板。也可用作共用等電位連接帶。用接地線多次接到接地系統(tǒng)上做等電位連接，宜每隔5m連一次；
m—局部等電位連接帶；
1—等電位連接導(dǎo)體；2—接地線；3—服務(wù)性設(shè)施的金屬管道；4—電子系統(tǒng)的線路或電纜；5—電氣系統(tǒng)的線路或電纜；
*—進(jìn)入LPZ1區(qū)處，用于管道、電氣和電子系統(tǒng)的線路或電纜等外來服務(wù)性設(shè)施的等電位連接。
2 當(dāng)互相鄰近的建筑物之間有電氣和電子系統(tǒng)的線路連通時(shí)，宜將其接地裝置互相連接，可通過接地線、PE線、屏蔽層、穿線鋼管、電纜溝的鋼筋、金屬管道等連接。
6.3.4 穿過各防雷區(qū)界面的金屬物和建筑物內(nèi)系統(tǒng)，以及在一個(gè)防雷區(qū)內(nèi)部的金屬物和建筑物內(nèi)系統(tǒng)，均應(yīng)在界面處附近做符合下列要求的等電位連接：
1 所有進(jìn)入建筑物的外來導(dǎo)電物均應(yīng)在LPZOA或LPZOB與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接。當(dāng)外來導(dǎo)電物、電氣和電子系統(tǒng)的線路在不同地點(diǎn)進(jìn)入建筑物時(shí)，宜設(shè)若干等電位連接帶，并應(yīng)將其就近連到環(huán)形接地體、內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體或在電氣上貫通并連通到接地體或基礎(chǔ)接地體的鋼筋上。環(huán)形接地體和內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體應(yīng)連到鋼筋或金屬立面等其他屏蔽構(gòu)件上，宜每隔5m連接一次。
對(duì)各類防雷建筑物，各種連接導(dǎo)體和等電位連接帶的截面不應(yīng)小于本規(guī)范表5.1.2的規(guī)定。
當(dāng)建筑物內(nèi)有電子系統(tǒng)時(shí)，在已確定雷擊電磁脈沖影響最小之處，等電位連接帶宜采用金屬板，并應(yīng)與鋼筋或其他屏蔽構(gòu)件做多點(diǎn)連接。
2 在LPZOA與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護(hù)器，應(yīng)采用本規(guī)范表F.0.1-1的雷電流參量估算通過的分流值。當(dāng)無法估算時(shí)，可按本規(guī)范式(4.2.4-6)或式(4.2.4-7)計(jì)算，計(jì)算中的雷電流應(yīng)采用本規(guī)范表F.0.1-1的雷電流。尚應(yīng)確定沿各種設(shè)施引入建筑物的雷電流。應(yīng)采用向外分流或向內(nèi)引入的雷電流的較大者。
在靠近地面于LPZOB與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護(hù)器，僅應(yīng)確定閃電擊中建筑物防雷裝置時(shí)通過的雷電流；可不計(jì)及沿全長(zhǎng)處在LPZOB區(qū)的各種設(shè)施引入建筑物的雷電流，其值應(yīng)僅為感應(yīng)電流和小部分雷電流。
3 各后續(xù)防雷區(qū)界面處的等電位連接也應(yīng)采用本條第1款的規(guī)定。
穿過防雷區(qū)界面的所有導(dǎo)電物、電氣和電子系統(tǒng)的線路均應(yīng)在界面處做等電位連接。宜采用一局部等電位連接帶做等電位連接，各種屏蔽結(jié)構(gòu)或設(shè)備外殼等其他局部金屬物也連到局部等電位連接帶。用于等電位連接的接線夾和電涌保護(hù)器應(yīng)分別估算通過的雷電流。
4 所有電梯軌道、起重機(jī)、金屬地板、金屬門框架、設(shè)施管道、電纜橋架等大尺寸的內(nèi)部導(dǎo)電物，其等電位連接應(yīng)以最短路徑連到最近的等電位連接帶或其他已做了等電位連接的金屬物或等電位連接網(wǎng)絡(luò)，各導(dǎo)電物之間宜附加多次互相連接。
5 電子系統(tǒng)的所有外露導(dǎo)電物應(yīng)與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做功能性等電位連接。電子系統(tǒng)不應(yīng)設(shè)獨(dú)立的接地裝置。向電子系統(tǒng)供電的配電箱的保護(hù)地線(PE線)應(yīng)就近與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做等電位連接。
一個(gè)電子系統(tǒng)的各種箱體、殼體、機(jī)架等金屬組件與建筑物接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做功能性等電位連接，應(yīng)采用S型星形結(jié)構(gòu)或M型網(wǎng)形結(jié)構(gòu)(圖6.3.4)。
當(dāng)采用S型等電位連接時(shí)，電子系統(tǒng)的所有金屬組件應(yīng)與接地系統(tǒng)的各組件絕緣。
6 當(dāng)電子系統(tǒng)為300kHz以下的模擬線路時(shí)，可采用S型等電位連接，且所有設(shè)施管線和電纜宜從ERP處附近進(jìn)入該電子系統(tǒng)。
S型等電位連接應(yīng)僅通過唯一的ERP點(diǎn)，形成Ss型連接方式(圖6. 3.4)。設(shè)備之間的所有線路和電纜當(dāng)無屏蔽時(shí)，宜與成星形連接的等電位連接線平行敷設(shè)。用于限制從線路傳導(dǎo)來的過電壓的電涌保護(hù)器，其引線的連接點(diǎn)應(yīng)使加到被保護(hù)設(shè)備上的電涌電壓最小。
7 當(dāng)電子系統(tǒng)為兆赫茲級(jí)數(shù)字線路時(shí)，應(yīng)采用M型等電位連接，系統(tǒng)的各金屬組件不應(yīng)與接地系統(tǒng)各組件絕緣。M型等電位連接應(yīng)通過多點(diǎn)連接組合到等電位連接網(wǎng)絡(luò)中去，形成Mm型連接方式。每臺(tái)設(shè)備的等電位連接線的長(zhǎng)度不宜大于0.5m，并宜設(shè)兩根等電位連接線安裝于設(shè)備的對(duì)角處，其長(zhǎng)度相差宜為20％。
6.4 安裝和選擇電涌保護(hù)器的要求
6.4.1 復(fù)雜的電氣和電子系統(tǒng)中，除在戶外線路進(jìn)入建筑物處，LPZOA或LPZOB進(jìn)入LPZ1區(qū)，按本規(guī)范第4章要求安裝電涌保護(hù)器外，在其后的配電和信號(hào)線路上應(yīng)按本規(guī)范第6.4.4～6.4.8條確定是否選擇和安裝與其協(xié)調(diào)配合好的電涌保護(hù)器。
6.4.2 兩棟定為L(zhǎng)PZ1區(qū)的獨(dú)立建筑物用電氣線路或信號(hào)線路的屏蔽電纜或穿鋼管的無屏蔽線路連接時(shí)，屏蔽層流過的分雷電流在其上所產(chǎn)生的電壓降不應(yīng)對(duì)線路和所接設(shè)備引起絕緣擊穿，同時(shí)屏蔽層的截面應(yīng)滿足通流能力(圖6.4.2)。計(jì)算方法應(yīng)符合本規(guī)范附錄H的規(guī)定。
6.4.3 LPZ1區(qū)內(nèi)兩個(gè)LPZ2區(qū)之間用電氣線路或信號(hào)線路的屏蔽電纜或屏蔽的電纜溝或穿鋼管屏蔽的線路連接在一起，當(dāng)有屏蔽的線路沒有引出LPZ2區(qū)時(shí)，線路的兩端可不安裝電涌保護(hù)器(圖6.4.3)。
6.4.4 需要保護(hù)的線路和設(shè)備的耐沖擊電壓，220/380V三相配；電線路可按表6.4.4的規(guī)定取值；其他線路和設(shè)備，包括電壓和電流的抗擾度，宜按制造商提供的材料確定。
6.4.5 電涌保護(hù)器安裝位置和放電電流的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 戶外線路進(jìn)入建筑物處，即LPZOA或LPZOB進(jìn)入LPZ1區(qū)，所安裝的電涌保護(hù)器應(yīng)按本規(guī)范第4章的規(guī)定確定。
2 靠近需要保護(hù)的設(shè)備處，即LPZ2區(qū)和更高區(qū)的界面處，當(dāng)需要安裝電涌保護(hù)器時(shí)，對(duì)電氣系統(tǒng)宜選用Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器，對(duì)電子系統(tǒng)宜按具體情況確定，并應(yīng)符合本規(guī)范附錄J的規(guī)定，技術(shù)參數(shù)應(yīng)按制造商提供的、在能量上與本條第1款所確定的配合好的電涌保護(hù)器選用，并應(yīng)包含多組電涌保護(hù)器之間的最小距離要求。
3 電涌保護(hù)器應(yīng)與同一線路上游的電涌保護(hù)器在能量上配合，電涌保護(hù)器在能量上配合的資料應(yīng)由制造商提供。若無此資料，Ⅱ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器，其標(biāo)稱放電電流不應(yīng)小于5kA；Ⅲ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器，其標(biāo)稱放電電流不應(yīng)小于3kA。
6.4.6 電涌保護(hù)器的有效電壓保護(hù)水平，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 對(duì)限壓型電涌保護(hù)器：
2 對(duì)電壓開關(guān)型電涌保護(hù)器，應(yīng)取下列公式中的較大值：
3 為取得較小的電涌保護(hù)器有效電壓保護(hù)水平，應(yīng)選用有較小電壓保護(hù)水平值的電涌保護(hù)器，并應(yīng)采用合理的接線，同時(shí)應(yīng)縮短連接電涌保護(hù)器的導(dǎo)體長(zhǎng)度。
6.4.7 確定從戶外沿線路引入雷擊電涌時(shí)，電涌保護(hù)器的有效電壓保護(hù)水平值的選取應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 當(dāng)被保護(hù)設(shè)備距電涌保護(hù)器的距離沿線路的長(zhǎng)度小于或等于5m時(shí)，或在線路有屏蔽并兩端等電位連接下沿線路的長(zhǎng)度小于或等于10m時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算：
2 當(dāng)被保護(hù)設(shè)備距電涌保護(hù)器的距離沿線路的長(zhǎng)度大于10m時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算：
式中：Ui——雷擊建筑物附近，電涌保護(hù)器與被保護(hù)設(shè)備之間電路環(huán)路的感應(yīng)過電壓(kV)，按本規(guī)范第6.3.2條和附錄G計(jì)算。
3 對(duì)本條第2款，當(dāng)建筑物或房間有空間屏蔽和線路有屏蔽或僅線路有屏蔽并兩端等電位連接時(shí)，可不計(jì)及電涌保護(hù)器.與被保護(hù)設(shè)備之間電路環(huán)路的感應(yīng)過電壓，但應(yīng)按下式計(jì)算：
4 當(dāng)被保護(hù)的電子設(shè)備或系統(tǒng)要求按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)》GB/T 17626.5確定的沖擊電涌電壓小于Uw時(shí)，式(6.4.7-1)～式(6.4.7-3)中Uw應(yīng)用前者代入。
6.4.8 用電氣系統(tǒng)的電涌保護(hù)器的最大持續(xù)運(yùn)行電壓值和接線形式，以及用于電子系統(tǒng)的電涌保護(hù)器的最大持續(xù)運(yùn)行電壓值，應(yīng)按本規(guī)范附錄J的規(guī)定采用。連接電涌保護(hù)器的導(dǎo)體截面應(yīng)按本規(guī)范表5.1.2的規(guī)定取值。
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