浪涌保护器的设计选型

1、浪涌保护器设计目录1 总则13 建筑物防雷分类14 建筑物的防雷措施25 防雷装置（略）66 防雷击电磁脉冲66.1 基本规定66.2 防雷区和防雷击电磁脉冲66.3 屏蔽、接地和等电位连接的要求96.4 安装和选择电涌保护器的要求20电涌保护器的有效电压保护水平值的选取24选用S P D举例25OBO的SPD典型配置26【 SPD的安装接线】271 总则（1）为使建（构）筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，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，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。 （2）本规范适用于新建、扩建、改建

2、建筑物的防雷设计。（3）建（构）筑物防雷设计，应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点等的基础上，详细研究并确定防雷装置的形式及其布置。（4）建（构）筑物防雷设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。3 建筑物防雷分类表3-1 防雷分类对比第一类防雷建筑物(3.0.2)第二类防雷建筑物(3.0.3)第三类防雷建筑物(3.0.4)_1.国家级重点文物保护的建筑物、国家级档案馆1.省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆-2.国家级的会堂和办公建筑物、大型展览和博览建筑物、国宾馆、大型火车站和飞机场、大城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物_- 3.

3、国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物_-4.国家特级和甲级大型体育馆_1. 凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者5. 制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者2. 具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物3. 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者6. 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者_7.具有2区或22区爆炸危险环境的建筑物8.有爆炸危险的露天钢质封闭气罐9.

4、部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所：N0.052.部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所：0.05N0.0110.住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物：N0.253.住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物：0.25N0.054. 烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物：Td15d/a，高度15m； Td15d/a，高度20m注：N为预计雷击次数。Td为平均雷暴日数。4 建筑物的防雷措施4.1 基本规定表4-1 防雷直接雷击的措施：第一类防雷建筑物第二类防雷建筑物第三类防雷建筑物（1）应装设独立的接闪杆、架空接闪线或接闪网。

5、网格尺寸不应大于5m5m或6m4m。（1）宜在建筑物上装设接闪网、接闪带、接闪杆或由其混合组成的接闪器作为外部防雷装置，接闪网（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10m10m或12m8m的网格。当建筑物高度超过45m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应相互连接。(1)同左，但网格不大于20m20m或24m16m；建筑物高度改为60m。（2）排放有爆炸危险的气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外下列空间应处于接闪器的保护范围内：1）当有管帽时，保护空间是指垂直为管帽以上2.5m，水平为管口外各个

6、方向5m的圆柱体构成的空间；但当装置内的压力比周围空气压力大25kPa以上，则垂直和水平均为5m；当装置内的压力比周围空气压力仅大5kPa以下、且排放物的比重比空气重（相对密度大于0.75）时，则分别减为垂直1m，水平2m。2）当无管帽时，应为管口上方半径5m的半球体构成的空间。3）接闪器与雷闪的接触点应设在上述空间之外。（红字为强制性条款，下同。）(2)同左。（3）排放有爆炸危险的气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等，当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧，以及当发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀，接闪器的保护范围应保护到管帽，当无管帽时应保护到管口。排放

7、无爆炸危险的气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱以及1区、21区、2区和22区爆炸危险场所的自然通风管，0区和20区爆炸危险场所的装有阻火器的上述管阀，以及左列（3）款所规定的管、阀及煤气和天然气放散管等：1）金属物体可不装接闪器，但应和屋面防雷装置相连。2）在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器，并应和屋面防雷装置相连；但符合规定的屋顶孤立小型金属物体及低矮的非导电物体除外。_（3）专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长不应大于18m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线时，应在跨距两端设置引下线并减小其它引下线的间距，宜使专设引下线的平均间距

8、不大于18m。（3）同左,但间距改为25m。-（4）外部防雷装置的接地应与防雷电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地共用接地装置；并应与引入的金属管线做等电位联结。外部防雷装置的专设接地装置宜围绕建筑物敷设成闭合环形。（4）同左（4）独立接闪杆、架空接闪线或接闪网的每根杆塔或支柱处至少应设一根引下线，宜利用金属杆塔或焊接、绑扎连接的钢筋网作为引下线。（5）独立接闪杆、架空接闪线或接闪网的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的金属物（如管道、电缆等）之间的间隔距离要求：空气中距离Sa1：当hx5Ri时，Sa10.4（Ri+0.1hx）m；当hx5Ri时，Sa10.1（Ri+hx）m；地

9、中距离Se10.4Ri m；但均不得小于3m。（6）架空接闪线（计入弧垂）至屋面和各种突出屋面的物体（如风帽、放散管等）之间的空气中距离Sa2：当（h+）5Ri时,Sa20.2Ri+0.03（h+）m；当（h+）5Ri时，Sa20.05Ri+0.06（h+） m；且不应小于3m。（7）架空接闪网至屋面和各种突出屋面的物体（如风帽、放散管等）之间的距离Sa2：当（h+1）5Ri时，Sa20.4Ri+0.06（h+1）m；当（h+1）5Ri时，Sa20.1Ri+0.12（h+1） m；且不应小于3m。 （8）独立接闪杆、架空接闪线或接闪网应设独立的接地装置，每根引下线的冲击接地电阻不宜大于10。在

10、高土壤电阻率地区可适当增大冲击接地电阻，但在3000m以下的地区，冲击接地电阻不应大于30。（5）利用建筑物钢筋作为防雷装置时应符合以下规定：1）建筑物钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋宜作为引下线。对第二类防雷建筑物中的非重点文物保护及爆炸危险环境的建筑物（见表13.9-2中序号710项），当其女儿墙以内的屋顶钢筋网以上的防水层和混凝土层允许不保护时，尚宜利用屋顶钢筋网作为接闪器；当这些建筑物为多层建筑（非高层）且其周围很少有人停留时宜利用女儿墙压顶板内或檐口内的钢筋作为接闪器。2）当基础的水泥采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，宜利用基础

11、内的钢筋作为接地装置。3）敷设在混凝土中的单根钢筋或圆钢，直径不应小于10mm；被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋，其截面总和不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积。4）利用基础内钢筋网作为接地体时，每根引下线在距地面0.5m以下的钢筋表面积总和不应小于4.24kc2 （ m2）。 5）当在建筑物周边的无钢筋的条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时，接地体的规格尺寸不应小于上表的规定。6）构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋的连接，钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接；单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件

12、之间必须连接成电气通路。（5）同左，但措辞为“周围除巡逻人员外通常无人停留时”；并应符合左列（5）之2）、3）、6）款规定，同时应符合下列规定：1）同左4）但钢筋表面积总和改为1.89 kc2 （ m2）。2）同左5）。（6）共用接地装置的接地电阻应不大于工频电气装置按保障人身安全接地所要求的电阻值。在土壤电阻率3000m的条件下，外部防雷装置的接地体当符合下列规定之一以及环形接地体所包围面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时，可不计及冲击接地电阻；但当每根专设引下线的冲击接地电阻不大于10时，可不按本条1）、2）款敷设接地体： 1）当土壤电阻率800m时，若环形接地体所包围面积的等效圆半径小

13、于5m，则每一引下线处尚应补加水平接地体，其最小长度=（5-）， m；或补加垂直接地体，其最小长度为/2。2）当土壤电阻率800m3000m时，若环形接地体所包围面积A的等效圆半径时，则每一引下线处尚应补加水平接地体，其最小总长度， m；或补加垂直接地体，其最小总长度为/2。3）在符合本表防直击雷第（5）项规定的条件下利用槽形、板形或条形基础内钢筋作接地体或在基础下的混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体，当槽形、板型基础内钢筋网在水平面的投影面积或环状条形基础内钢筋或人工环形基础接地体所包围的面积A符合以下规定时，可不另加接地体：a) 当土壤电阻率800m时，所包围的面积A79 m2；b) 当土

14、壤电阻率800m3000m时，所包围的面积A （m2）。4）在符合本表防直击雷第（5）项规定的条件下，对6m柱距或大多数柱距为6m的单层工业建筑物，在利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为防雷接地体的场合下，同时柱子基础的钢筋网通过钢柱、钢屋架、钢筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊车梁等构件内的钢筋与防雷装置互相连成一体，且每一柱子基础内在距地面0.5m以下的钢筋体表面积总和不少于0.82 m2时可不另加接地体。（6）同左，但冲击接地电阻改为30（对年预计雷击次数0.05N0.01的部、省级办公建筑和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所仍为不大于10）1）同左1），但改为3000m。无左列

15、2）的要求。2）同左3）之a）,但改为3000m。 无3）之b）要求。3）同左4）（9）对高度超过45m的建筑物尚应采取以下防直击雷侧击和等电位的保护措施：1）对建筑物侧面水平突出外墙的物体，当滚球半径45m的球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到外墙的物体时,应采取相应的防雷措施。2）高于60m的建筑物，其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击，防侧击应符合下列要求：a) 在此部位各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，应按屋顶上的保护措施处理；b) 在此部位布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应重点布置在墙角、边沿和显著突出的物体上；c) 侧面的外部金属物，当

16、其最小尺寸符合要求时，可利用其作接闪器；还可利用布置在建筑物垂直边沿处的外部引下线作为接闪器；d) 符合上述防直击雷第（5）项规定的钢筋混凝土内钢筋和符合电气连续贯通要求的建筑物金属框架，当作为引下线或与引下线连接时,均可利用其作为接闪器。3）外墙内外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端应与防雷装置作等电位联结。（8）同左,但建筑物高度和滚球半径改为60m。利用作为引下线的钢筋混凝土构件内的钢筋应符合本表防直击雷第（5）条要求。表中kc分流系数，单根引下线时为1，2根引下线及接闪器不成闭合环的多根引下线时为0.66，接闪器成闭合环或网状的多根引下线应为0.44。x引下线上需考虑隔距的计算点到

17、最近的等电位联结点（即金属物或电气/电子线路与防雷装置之间直接或通过SPD相连接之点）的长度，m。Ri接地装置的冲击接地电阻，； hx被保护物或计算点的高度，m。h 接闪线或接闪网的支柱高度，m； 接闪线的水平长度，m。 1从接闪网中间最低点沿导体至最近支柱的距离，m； n 从接闪网中间最低点沿导体至最近不同支柱并有同一距离1的个数，但至少应取2。表4-2 防闪电感应的措施第一类防雷建筑物第二类防雷建筑物第三类防雷建筑物（1）建筑物内的设备、管道、架构、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防闪电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔18m24m应采用引下

18、线接地一次。钢筋混凝土屋面的钢筋网的交叉点应绑扎或焊接，并应每隔18m24m采用引下线接地一次。 （2）平行敷设的管道、构架、电缆金属外皮等长金属物，其净距小于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，其交叉处也应跨接。 当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03时，连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接。 （3）防闪电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用，其工频接地电阻不宜大于10。当屋内设有等电位连接的接地干线时，其与防闪电感应接地装置的连接不应少于2处。5、6、7款的（有爆炸危

19、险的）第二类防雷建筑物，应符合下列要求：（1）建筑物内的主要金属物，如设备、管道、构架等，应就近接至防雷装置（LPS）或共用接地装置上，以防静电感应。（2）除2区和22区爆炸危险的建筑物外，建筑物内平行敷设的长金属物如管道、构架、电缆金属外皮等，相互间净距小于100mm时，应每隔不大于30m用金属线跨接；交叉净距小于100mm时，交叉处也应用金属线跨接；但长金属物连接处（如弯头、阀门、法兰盘等）可不跨接。 （3）建筑物内防闪电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于2处。表4-3 防反击和闪电电涌侵入的措施第一类防雷建筑物第二类防雷建筑物第三类防雷建筑物（1）室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋

20、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，并应使用一段长度2的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。SPD、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于30。（3） SPD要求见后文。为防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位，对附近金属物或线路产生反击，应符合以下要求：（1）当金属物或线路与防雷装置LPS之间不相连，或虽相连或通过过电压保护器相连，但其所考虑的点

21、与连接点的距离过长时，金属物或线路所考虑的点与引下线之间在空气中的间隔距离应满足Sa30.06kcx（m）。（2）当为金属框架的建筑物或钢筋相互连接并电气贯通的钢筋混凝土建筑物时，或当金属物或线路与引下线之间有自然或人工接地的钢筋混凝土构件、金属板、金属网等静电屏蔽物隔开时，金属物或线路与引下线之间的间隔距离可无要求。（3）当金属物或线路与引下线之间有混凝土墙或砖墙隔开时，其击穿强度可按空气击穿强度的1/2考虑；若间隔距离满足不了本条1）款规定时，金属物应与引下线直接相连，带电线路应通过电涌保护器相连。（4)、（5)、（6)、（7)、（8)为电涌保护器的要求，见后文。（7同左，但空气中的距离改

22、为Sa30.04kcx 。5 防雷装置（略）6 防雷击电磁脉冲6.1 基本规定（1）在工程的设计阶段不明确电子系统规模和具体位置的情况下，若预计将来会有需要防雷击电磁脉冲的电气和电子系统，应在设计时应将建筑物的金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件、金属管道、配电的保护接地系统等与防雷装置组成一个共用接地系统，并应在需要之处预埋等电位连接板。（2）当电源采用TN系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统。6.2 防雷区和防雷击电磁脉冲6.2.1防雷区（LPZ）的划分 防雷区（Lightning Protection Zone）是指雷击时，在建筑

23、物或装置的内、外空间形成的闪电电磁环境需要限定和控制的那些区域。 将被保护的空间划分为不同的防雷区是为了限定各部分空间不同的闪电电磁脉冲强度以界定各不同空间内被保护设备相应的防雷击电磁干扰水平，并界定等电位联结点及保护器件（SPD）的安装位置。 因此，防雷区的划分是以在各区交界处的雷电电磁环境有明显变化作为特征来确定的，其区域边界不一定具有物理边界（如墙、地板和天花板）。各防雷区的定义及划分原则参见下表。表6-1 防雷区（LPZ）的定义及划分原则防雷区定义及划分原则举 例LPZ0A本区内的各物体都可能遭受直接雷击及导走全部雷电流。本区内的雷击电磁场强度无衰减。建筑物接闪器保护范围以外的外部空间

24、区域LPZ0B本区内的各物体不可能遭受大于所选滚球半径对应的雷电流的直接雷击。本区内的雷击电磁场仍无衰减。接闪器保护范围内的建筑物外部空间或没有采取电磁屏蔽措施的室内空间，如建筑物窗洞处。LPZ1本区内的各物体不可能遭受直接雷击；由于界面处的分流，流经各导体的雷击电涌电流比LPZ0B区进一步减小。本区内的雷击电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。建筑物的内部空间，其外墙有钢筋或金属壁板等屏蔽设施；。LPZ(n+1)(n=1、2)后续防雷区当需要进一步减小流入的雷电流和雷击电磁场强度而增设的后续防雷区。本区域内的电磁环境条件应根据需要保护的电子/信息系统的要求及保护装置（SPD）的参数配合要求而

25、定。通常，防雷区的区数越大，电磁场强度的参数越低。建筑物内装有电子系统设备的房间（如计算机房），该房间六面体可能设置有电磁屏蔽（LPZ2）。设置于电磁屏蔽室内且具有屏蔽外壳的电子/信息设备内部空间（LPZ3）。注：LPZ 0A与LPZ 0B区之间无实物界面。防雷区划分的一般原则示意于图6-1。将建筑物划分为若干防雷区的例子示于图6-2。 图6-1 划分不同防雷区（LPZ）的一般原则示意图6.2.2 安装磁场屏蔽（后续防雷区）、安装协调配合还的多组电涌保护器 （1）为防沿建筑物内部系统侵入的传导和感应雷电浪涌或操作浪涌对电气和电子系统的损害，宜按需要保护的设备的数量、类型和耐压水平及其所要求的磁

26、场环境设置建筑物磁场屏蔽后续防雷区并安装协调配合的多组电涌保护器SPD；如6-2所示。 （a）采用大空间屏蔽和协调配合好的电涌保护器保护注：设备得到良好的防导入的电涌(U2U0和I2I0)和防辐射磁场(H2H0)的保护 (b) 采用LPZ 1的大空间屏蔽和进户处安装电涌保护器的保护注：设备得到防导入的电涌(U1U0和I1I0)和防辐射磁场(H1H0)的保护 (c) 采用内部线路屏蔽和在进入LPZ 1处安装电涌保护器的保护注：设备得到防线路导入的电涌(U2U0和I2I0)和防辐射磁场(H2H0)的保护 (图中LPZ1实为LPZ0B，LPZ2实为LPZ1) (d) 仅采用协调配合好的电涌保护器保护

27、注：设备得到防线路导入的电涌(U2U0和I2I0)，但不需防辐射磁场(H0)的保护 图6-2 采用防闪电电磁脉冲措施的典型方案MB总配电箱；SB分配电箱；SA插座 （2）由于工艺要求或其他原因，被保护设备的安装位置不会正好设在界面处而是设在其附近，在这种情况下，当线路能承受所发生的电涌电压时，电涌保护器可安装在被保护设备处，而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于界面处做一次等电位联结。6.3 屏蔽、接地和等电位连接的要求6.3.1 屏蔽措施 LEMP屏蔽主要是针对雷电磁场的屏蔽，因通常电场的耦合作用比磁场耦合作用小很多，一般可不于考虑。磁场的屏蔽主要为空间磁场屏蔽（建筑物或设备机箱）和电气线路的屏

28、蔽（包括合理布线）。6.3.1.1 建筑物空间屏蔽 （1）建筑物屏蔽可以是对整栋建筑、部分建筑或房间所做的空间屏蔽；一般利用钢筋混凝土构件内钢筋、金属框架、金属支撑物以及金属屋面板、外墙板及其安装的龙骨支架等建筑物金属体形成的笼式格栅形屏蔽体或板式大空间屏蔽体。利用建筑物钢筋和金属门窗框架构成的笼式格栅形屏蔽体的原理示意见下图。图6-4 建筑物钢筋和金属框架构成的笼形大空间屏蔽体原理示意 （2）为改善电磁环境，所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属物如屋顶金属表面，立面金属表面，混凝土内钢筋，门窗金属框架等都应相互等电位联结在一起并与防雷装置相连，但第一类防雷建筑物的独立避雷针及其接地装置除外。（

29、3）电子设备一般不宜布置在建筑物的顶层，并宜尽量布置于建筑物中心部位等内部电磁环境相对较好的位置。 （4）当为了进一步满足室内LPZ2区及以上局部区域的电磁环境要求，例如装有特殊电子设备的房间的屏蔽效能要求时，还可在该房间墙体内埋入网格状金属材料进行屏蔽，并在门窗孔及通风管孔等孔洞处设置金属屏蔽网；甚至采用由专门工厂制造的金属板装配式屏蔽室以满足特殊电子设备的电磁兼容性（EMC）要求。 （5）屏蔽材料的选择应满足屏蔽效能所要求的电磁特性（相对电导率和相对导磁率）及屏蔽厚度的要求。在LPZ0A与LPZ1的边界处的屏蔽材料应与接闪器和引下线的要求一致，而在LPZ1/2或后续防雷区的边界，因不直接承

30、载雷电流，仅需满足屏蔽效能的要求；同时，还应考虑电磁脉冲干扰源频率的影响。【 格栅形大空间屏蔽体内磁场强度、环路感应电压和感应电流的计算】 （1）雷直击于建筑物时雷电流将流过LPS的格栅形屏蔽体，在其内部空间产生与雷电流波形相同的磁场，其磁场强度与屏蔽网格的大小和计算点的空间位置有关。而当在建筑物附近落雷时，进入建筑物LPZ1屏蔽空间周围的入射磁场可以近似的当作平面波，格栅形屏蔽对入射平面波磁场亦具有一定的屏蔽效能。空间磁场强度将在内部系统环路中产生感应电压和感应电流。当对屏蔽效率未做试验和理论研究时，格栅形大空间屏蔽体内的磁场强度及感应电压和感应电流按表6-2所列公式作近似地计算。表6-2

31、格栅形大空间屏蔽体内磁场强度及感应电压/电流计算公式计 算 项 目雷击于建筑物格栅形屏蔽空间以外附近 (参见图13.11-6) 雷直击于建筑物格栅形大空间屏蔽体或与其连接的接闪器上(参见图13.11-9)屏蔽空间（LPZ1区）内磁场强度H1（A/m） H1=H0/10SF/20 =i0/(2Sa）/10SF/20H1=kHi0W/（dw w）屏蔽空间（LPZ1区）内无屏蔽线环路（参见图6-6）开路最大感应电压Uoc/max（V）Uoc/max=obH1/max/T1Uoc/max=obln(1+/d1/w)kH（W/）io/max/T1屏蔽空间（LPZ1区）内无屏蔽线环路短路最大感应电流isc

32、/max(A) （忽略导线电阻）isc/max=obH1/max/Lisc/max=obln(1+/d1/w)kH（W/）io/max/LLPZ（n+1）区内（n=1、2）磁场强度Hn+1（A/m）可近似地按下式计算Hn+1=Hn/10SF/20或Hn+1/max=Hn/max/10SF/20LPZ（n+1）区内（n=1、2）的感应电压和电流 感应电压：Uoc(n+1)/max=obHn+1/max/T1 (V)感应电流：isc(n+1)/max=obHn+1/max/L (A)注： 计算公式中H0为无屏蔽时所产生的无衰减磁场强度（相当于处于LPZ0A区或LPZ0B区），在屏蔽空间（LPZ1区

33、）内磁场强度由H0衰减为H1。 式中：i0雷电流（A），按附录F选取； sa雷击点与屏蔽空间之间的平均距离（m），参见图6-5； kH形状系数（1/），取kH=0.01（1/）； WLPZ1区格栅形屏蔽的网格宽（m）； dr所考虑的点距LPZ1区屏蔽顶的最短距离（m）； dw所考虑的点距LPZ1区屏蔽壁的最短距离（m）；SF屏蔽系数，按表6-3中公式计算。表6-3 格栅形大空间屏蔽的屏蔽系数材料SF（dB）25kHz（见注1）1MHz（见注2）或250kHz铜/铝20log(8.5/W)20log（8.5/W ）钢（见注3）20log（8.5/W）/20log（8.5/W）注 1.适用于首次雷

34、击的磁场； 2. 1MHz适用于后续雷击的磁场，250kHz适用于首次负级性雷击的磁场；3.相对磁导系数r200；4.W格栅形屏蔽的网格宽（m）；r格栅形屏蔽网格导体的半径（m）。5.当公式计算结果为负数时取SF=0；若建筑物具有网格形（典型宽度为5m）等电位联结网络，SF增加6dB。 计算值仅对在各LPZ区内距屏蔽层有一安全距离ds/1的安全空间Vs内才有效（见图13.118）；当SF10时，ds/1=WSF/10（m）；当SF10时，ds/1=W（m）。信息设备应安装在Vs空间内。 计算值仅对在LPZ1区距屏蔽格栅有一安全距离ds/2的空间Vs内才有效，（见图13.119）；当SF10时，

35、ds/2=WSF/10（m）；当SF10时，ds/2=W (m)。信息设备应仅安装在Vs空间内，其干扰源不应取紧靠格栅的特强磁场强度。 公式中：0真空导磁系数，其值等于410-7Vs/（Am）； b环路的宽（m）；环路的长（m）； H1/maxLPZ1区内最大的磁场强度（A/m），可按本表内H1的计算式确定； T1雷电流的波头时间（s），按附录F选取； d1/w环路至屏蔽墙的距离（m），这里d1/wds/2； d1/r环路至屏蔽顶的平均距离（m）； i0/maxLPZ0A区内的雷电流最大值（A）；其余符号同前。 公式中：L环路的自电感（H）；矩形环路的自电感可按下式计算：L=0.8-0.8（+

36、b）+0.4ln(2b/r) /(1+ 0.4bln(2/r)/(1+)10-6（H） 上式中r为环路导线的半径（m）；其余符号同前。 流过包围LPZ2区及以上区的格栅形屏蔽的分雷电流将不会有实质性的影响作用，式中SF为LPZn+1区屏蔽的屏蔽系数。当闪电击于建筑物LPZ1区附近时，在LPZn区内的磁场强度为LPZ1区内的磁场强度时，计算值亦仅适用于距LPZ1区屏蔽层有一安全距离ds/1的空间Vs内；且该空间内的磁场强度看作是均匀的，公式中各符号及其计算值均同前。当闪电直击于建筑物LPZ1区大空间屏蔽体上时，所考虑的点的磁场强度应按H1式计算，且其距屏蔽顶和屏蔽壁的最短距离应为LPZ2区的屏蔽

37、体与LPZ1区的屋顶和墙壁之间的距离，参见图6-8。图6-5附近雷击时的环境情况Sa雷击点至屏蔽空间的平均距离 图6-6 环路中的感应电压和电流注：1.当环路不是矩形时，应转换为相同环路面积的矩形环路； 2.图中的电力线路或信息线路也可以是邻近的两端做了等电位联结的金属物。 图6-7 在LPZ1或LPZn区内放电子设备的安全空间Vs图6-8 闪电直击于屋顶接闪器时LPZ1区内的磁场强度图6-9 闪电直击于屋顶时LPZ2区内的磁场强度（2）当按表13.11-7计算闪电击于建筑物附近磁场强度最大的最坏情况下，其雷击点与屏蔽空间之间的平均距离的最小值Sa与建筑物的防雷类别所对应的最大雷电流时的滚球半

38、径及建筑物的尺寸有关（该最小值可能是屏蔽空间LPZ1的中心与雷击目标，例如天线塔之间的给定距离，或雷击附近大地时的最小距离；当距离小于该最小值时，雷电将直击于建筑物上）。参见图13.11-11， 图6-10 雷击建筑物附近时取决于滚球半径及建筑物尺寸的最小距离平均距离的最小值Sa按下列公式计算：当HR时 Sa=+L/2 （13.11-5） 当HR时 Sa=R+L/2 （13.11-6）式中：H建筑物高度（m）； L计算侧建筑物长度或宽度（m）； R对应于各类LPL最大雷电流的滚球半径（m），可按雷闪的数学模型（电气-几何模型）公式(13.11-7)计算： R=10（i0）0.65 (13.11

39、-7)式中i0为取决于各类防雷保护水平LPL的最大雷电流（kA)，应按表13.8-1表13.8-3取值。对应于各类LPL最大雷电流的滚球半径参见表6-4。 表6-4 与最大雷电流对应的滚球半径建筑物防雷类别最大雷电流i0/max（kA）对应的滚球半径R（m）正极性首次雷击负极性首次雷击负极性后续雷击正极性首次雷击负极性首次雷击负极性后续雷击第一类20010050313200127第二类1507537.5260165105第三类100502520012781（3）按上述原则计算的三种典型尺寸建筑物的铝质格栅屏蔽，当在建筑物以外附近落雷时的最大磁场强度的例子参见表6-5，由此可看出格栅形屏蔽的效能

40、。 表6-5 典型的第三类防雷建筑物在附近雷击时的最大磁场强度示例类型建筑物尺寸 长L宽W高H （m）最小平均距离Sa（m）H0/max(A/m)H1/max(A/m)1101010672365625050108718243310105013711627注：计算条件为i0/max=100kA, 铝质格栅屏蔽网格宽度W=2m,由此得出的安全距离dx/1=2.0m,屏蔽系数SF=12.6dB；假定H0/max及H1/max在安全空间VS内各处都有效。6.3.1.2 线路屏蔽、合理布线线路屏蔽及合理布线能有效地减小闪电感应效应，其原理说明见图6-13。图6-13 屏蔽和线路措施说明（a）无保护的系统

41、；（b）由于有外部屏蔽措施而使感应效应减弱；（c）由于合适的线路而使感应效应减弱；（d）对电缆线路作屏蔽来减弱感应效应，如采用完全等电位联结的金属构件、电缆桥架、管子和线槽1装于金属外壳内设备1；2装于金属外壳内的设备2；3电力线路；4通信线路；5感应环路；6敷设在金属导体、管道内的电缆或电缆有屏蔽层（1）在需要保护的空间内或在分开的建筑物之间敷设及引入/出的电力线路及信号线路，当采用非屏蔽电线电缆时应采用金属管道敷线方式，如敷设在金属管、金属封闭线槽及格栅或格栅形钢筋混凝土管道内。这些金属管道或混凝土管道内的钢筋应是连续导电贯通的，即在接头处应采用焊接、搭接、或螺栓连接等措施；并在两端防雷区

42、LPZ交界处（包括入户处）分别等电位联接到主接地端子或接地母线上。（2）对由金属物、金属框架或钢筋混凝土钢筋等自然构件构成的建筑物或房间的格栅形大空间屏蔽，应将穿入这类屏蔽的导电金属物就近与其做等电位联结。 （3）当信息线路等需要限制干扰的影响时宜采用屏蔽电缆或带铠装金属外套的电缆，其屏蔽层或铠装层应至少在两端并宜在LPZ交界处做等电位联结并接地；当系统要求只在一端做等电位联结时，应采用双层屏蔽或穿金属管，外屏蔽层或穿线金属管应按前述要求处理。当屏蔽线路从室外的LPZ0A或LPZ0B区进入LPZ1区时，线路屏蔽层的截面应符合附录H的要求。6.3.1.3 接地和等电位联结【 防LEMP的接地要求

43、】 接地装置和接地系统不仅应符合本章前面各节对防直击雷、防闪电感应及防闪电电涌侵入的相关要求，还应符合本节防LEMP的下列要求： （1）每幢建筑物本身应采用一个共用接地系统，即应将防雷接地与设备的电源系统中性点工作接地、安全保护接地以及电力和信息线路的电涌保护器（SPD）接地等采用共用接地装置，而电子设备的等电位联结网络是一个电位大体上相等的低阻抗网络，通过与接地装置的连接而共同组成了共用接地系统；其原则构成示于图6-14。 图6-14 接地、等电位联结和共用接地系统的构成a防雷装置的接闪器以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分，如金属屋顶；b防雷装置的引下线以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分，如金属

44、立面、墙内钢筋；c防雷装置的接地装置（接地体网络、共用接地体网络）以及可能是建筑物空间屏蔽的一部分，如基础内钢筋和基础接地体；d内部导电物体，在建筑物内及其上不包括电气装置的金属装置，如电梯轨道，起重机，金属地面，金属门框架，各种服务性设施的金属管道，金属电缆托盘或梯架，地面、墙和天花板内的钢筋； e局部电子系统的金属组件，如箱体、壳体、机架； f代表局部等电位联结带单点连接的接地基准点（ERP）； g局部电子系统的网形等电位联结结构； h局部电子系统的星形等电位联结结构； i固定安装引入PE导体的类设备和无PE导体的类设备； k主要供电气系统等电位联结用的总接地带、总接地母线、总等电位联结带

45、。也可用作共用等电位联结带；l主要供电子系统等电位联结用的环形等电位联结带、水平等电位联结导体，在特定情况下：采用金属板。也可用作共用等电位联结带。用接地线多次接到接地系统上做等电位联结，宜每隔5m连一次； m局部等电位联结带； 1等电位联结导体；2接地线； 3服务性设施的金属管道； 4电子系统的线路或电缆； 5电气系统的线路或电缆； *进入LPZ1区处，用于管道、电气和电子系统的线路或电缆等外来服务性设施的等电位联结。 （2）当互相邻近的建筑物之间有电气和电子系统的线路连通时，宜将其接地装置互相连通，可通过接地线、PE导体、屏蔽层、穿线钢管、电缆沟的钢筋、金属管道等连接。并构成网状的接地系统

46、。 （3）接地装置宜采用外部环形接地体或基础接地体，并与建筑物网格形地网或基础地网每隔5m连接一次。 【 防LEMP的等电位联结要求】 等电位联结的目的在于减小防雷空间内各系统或金属物体之间的电位差，并减小磁场。（1）防雷区界面处的等电位联结要求 穿过各防雷区交界处的金属物和系统，以及防雷区内部的金属物和系统均应在防雷区界面处做等电位联结并符合下列要求：1）在LPZ0A或LPZ0B与LPZ1区界面处，所有进入建筑物的外来导电物（如各种金属管道）、电气和电子系统线路等均应做等电位联结。 当外来导电物、电气和电子系统线路等是在不同位置进入建筑物时，宜设若干等电位联结带，并应将其就近连接到外部环形水

47、平接地体、内部环形导体或此类钢筋上，这些环形导体或钢筋在电气上是贯通的并连通到接地体（含基础接地体）。环形接地体及内部环形导体还应与钢筋、金属立面等屏蔽构件每隔5m作一次连接。等电位联结示意图见图6-15。 图6-15 采用环形接地体时外来导电物在地面多点进入的等电位联结 为避免形成过大的感应环路,外来导电物(如各种管道)以及电气和电子系统线缆宜在同一位置进入并做等电位联结,这对于那些无屏蔽的建筑物特别重要;见图6-16示意。 图6-16 外来导电物从同一位置进入建筑物的等电位联结2) 各后续防雷区(LPZ1与LPZ2LPZn)界面处的等电位联结，应和LPZ0A、LPZ0B与LPZ1区界面处的

48、等电位联结的原则相同。穿过各后续防雷区界面的所有导电物、电气和电子系统线路均应在界面处做等电位联结，宜采用一局部等电位联结带做等电位联结,并与各种屏蔽结构、设备外壳及其它局部金属物相连通。LEMP防护措施系统（LPMS）的例子，如图6-3所示。 图6-3 对一办公建筑物设计防雷区、屏蔽、等电位联结和接地的例子（2） 防雷区内部导电物和内部系统的等电位联结 1) 内部导电物的等电位联结。所有大尺寸的内部导电物(如电梯轨道、起重机、金属地板、金属门框架、设施管道、电缆托盘或梯架等)应以最短的路径连接到最近的等电位联结带或其它已做了等电位联结的金属物体或连接网络上,各导电物之间宜附加多次互相连接。

49、2) 电子系统的等电位联结。电子系统的所有外露导电物应与建筑物的等电位联结网络做功能性等电位联结。虽然等电位联结网络原则上不一定需要接大地,但本节所要求的等电位联结网均有通大地的连接；因此电子系统不应设独立的接地装置，应与等电位联结网络共用接地装置。其电源系统的保护地线（PE导体）应就近与建筑物的等电位联结网络做等电位联结。对电子系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地系统的等电位联结网络做功能性等电位联结应采用以下两种基本形式之一(见图6-17): 1) S型星形结构或M形网形结构。a）当电子系统为300 kHz以下的模拟信号线路时，可采用S型等电位联结，而且所有设施管线和电缆

50、宜从ERP处附近进入该电子系统。S型等电位联结中的电子系统的所有金属组件,如箱体、壳体、机架等， 除等电位联结点外，应与接地系统的各组件绝缘。S型等电位联结应仅通过唯一的一点，即接地基准点ERP组合到建筑物的等电位接地系统中去形成Ss型等电位联结（图6-17）。 图6-17 电子系统等电位联结的基本方法 在这种情况下，设备之间的所有线路和电缆当无屏蔽时宜按星形结构与各等电位联结线平行敷设，以免产生大的感应环路。用以限制从线路传导来的过电压的电涌保护器，其引线的连接点应使加到被保护设备上的电涌电压最小。 b）M型等电位联结网络。当电子系统频率较高（通常为MHz级，如数字信号线路）且延伸范围较大时

51、，如地线较长将使地线阻抗过大且地线间的电感和电容耦合增大，此时就不能采用S型单点接地等电位联结网络而应采用M型多点接地等电位联结网络（图6-17）。 在M型等电位联结网络中，电子系统的各金属组件不但不应与共用接地系统各部件绝缘，而且应通过多点连接组合到共用接地系统中去构成Mm型等电位联结。此时等电位联结网的许多环路可对高频电磁场起到衰减作用，且设备地线大大缩短（通常要求小于0.02,为波长）， 所接收的干扰量降低。为防干扰及谐振，每台设备的等电位联结线的长度不宜大于0.5m，并宜分别在设备的对角处设置两根长度相差约20%的等电位（接地）连接线。 M型等电位联结网络适用于延伸范围较大的开环系统，

52、而且设备之间敷设的线路和电缆较多，因此设施管线和电缆宜从多处进入该系统。 （3） 等电位联结的方法和连接导体的截面 1）对要求直接做等电位联结的导电物或系统（如建筑物钢筋及金属构件、金属管道、电梯轨道、电缆金属导管及桥架、电气设备外壳等）应采用等电位联结线和螺栓紧固的线夹在等电位联结带处做等电位联结。而另一些带电线路或系统（如电气和电子系统线路的金属芯线、特殊电子设备的机架或外壳等）则可能需要采用电涌保护器（SPD）做等电位联结而非直接用等电位联结线进行连接，如图6-19所示。 图6-19 导电物体或电气系统连到等电位联结带的等电位联结 2）对各类防雷建筑物，各种连接导体和等电位联结带的截面不应小于表5.1。2的规定。当建筑物内有电子系统时，在那些要求闪电电磁脉冲影响最小之处，等电位联结带宜采用金属板，并与钢筋或其他屏蔽构件作多点连接。 3）在LPZ0A与LPZ1区的界面处做等电位联结用的螺栓线夹和电