防雷规范第二章建筑物防雷设计规范

1、防雷规范第二章 建筑物防雷设计规范 一、概述 二、总则 三、术语 四、建筑物的防雷分类 五、建筑物的防雷措施 六、防雷装置 七、接闪器的选择和布置 八、防雷击电磁脉冲第二章 建筑物防雷设计规范（上） 建筑物防雷是防雷减灾工作的一个重要组成部分 概述 雷电是自然界中一种特殊、极为壮观的声、光、电现象。联合国有关部门把雷电灾害列为“最严重的十种自然灾害之一” 雷电具有高电压、大电流、瞬时性和长距离放电等特点。 雷电产生强大的冲击电流、炽热的高温、猛烈的冲击波、瞬变的电磁场和强烈的电磁辐射等综合物理效应，可能会对人员、建筑物和设备造成损害一个中等闪电所释放的能量 仅相当于100W灯泡照明100多天

2、超过世界上任何一个发电厂的总输出功率 闪电功率 过电压 31.68%(雷击及操作过电压) 盗窃 7.01% 火灾 4.88% 水灾 6.22% 不小心/误操作22.67% 其它 26.76% 风暴 0.78% 2.1.2 雷电对建筑物的影响 建筑物类型（按功能和内部物体分类） 雷电的影响 住宅电气装置击穿、火灾或材料损坏；损害通常限于暴露于雷击点或暴露于雷电流通道的对象；装设的电气、电子设备和系统失效（如电视机、计算机、电话等）农舍火灾、危险的跨步电压以及材料损坏是首要风险；次要的风险是由于电源断电，通风系统、饲料供应系统电子控制失效等，使牲畜生命受到伤害剧院、宾馆、学校、商店、运动场电气装置

3、损坏（如电灯照明）很可能导致恐慌；火警失效使消防延误银行、保险、商业公司等同上，还有通信不畅、计算机失效和数据丢失所产生的问题医院、疗养院、监狱同上，还有特护人员问题，行动不便人员的救援困难等工厂额外的影响取决于工厂的内部物体，影响范围从轻微的损害到不可接受的损害和停产博物馆、古迹、教堂不可替代的文化遗产的损失电信、电厂公共服务设施不可接受的损失烟花厂、军火厂火灾和爆炸危及工厂和四邻化工厂、冶炼厂、核工厂、生化实验室工厂发生火灾和故障给当地环境带来的不利后果 建筑物防雷规范的内容结构 综合考虑建筑物的重要性、使用性质，并对雷电灾害的风险进行评估1）建筑物的科学分类2）不同分类的建筑物提出相应的

4、防雷措施3）对防雷设备、材料的尺寸、安装位置进行了详细描述 建筑物防雷设计的目的1）防止或减少因雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失2）防止或减少因雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行 总则1）安全可靠在分析可能会造成人身伤亡和文物、财产损失以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏和错误运行风险的基础上，确定是否需要采取防护措施2.2.2 基本原则采取何种措施由造成影响的风险所占比例的大小确定。如，由于雷电对电气架空线路的作用，当雷电波沿着线路侵入建筑物内，造成电气系统损坏的风险所占比例远大于其它风险所造成的影响时，必须针对架空线路采取相应的防护措施 2）技术先进当未采取防雷措

5、施时可能产生的年损失大于采取防雷措施后仍可产生的年损失与采取防雷措施的成本及年维护费用之和时，所采取的措施是经济可行的 3）经济合理1）新建建筑物的防雷设计按照本规范的条文执行。2）原已建建筑物要实施扩建、改建工程的，其防雷设计要改按本规范条文执行。否则，可不按新规范的规定重新设计整改。3）针对其它防雷设计规范，故有“参照”、“参见”或“引自”本规范字样的说明。、适用范围4）旧版本中不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置已删去。 国际标准和国家标准一致认为【防雷标准是建立在对雷电活动统计规律上的，是在绝对保护与防雷装置建设和维护费用之间所取的折衷方案】如本规范中“或减少”等字

6、眼。2.2.4 局限性 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。 按照规范设计的防雷装置的防雷安全度不是1001）表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”2）表示严格，在正常情况下均这样做的用词：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”3）表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；表示有选择，在一定条件下可以这样做的词，采用“可” 规范中对要求严格程度不同的用词的说明在一个雷暴云单体中，由于空间电荷密

7、度的随机存在，当电场强度达到几百伏/米时，就会产生先导放电，即引发一个闪电放电过程。闪电放电通常分为云内闪电、云间闪电和云地间闪电 . 术语 有关雷电术语对雷电、防雷装置、被保护系统共作了50条定义。对地闪击（lightning flash to earth ）：指雷云与大地（含地上突出物）之间的一次或多次电气放电。 下行负雷，有回击上行正雷，有回击下行正雷，有回击上行负雷，有回击ri- - -+r - -iii-+- - - - -ri+ +ri- - - - -+- - - - - - - - -1b型2b型3b型4b型i- - -+r - -iii-+- - - - -i+ +i- -

8、- - -+- - - - - - - - -1a 型，无回击，云闪2a 型，无回击3a 型，无回击，云闪4a 型，无回击向下闪击向上闪击向下闪击：雷云向大地产生的向下先导的闪击。一向下闪击由一首次短时雷击组成，其后可能有多次后续短时雷击，一个活多个这类短时雷击之后可能有一次长时雷击。向上闪击：开始于一接了地的建筑物向雷云产生的向上先导。一向上闪击至少有一其上有或无叠加多次短时雷击的首次长时雷击组成，其后可能有多次短时雷击，并可能含有一次或多次长时间雷击。雷击（lightning stroke ）：对地闪击中的一个电气放电。 雷击点（point of strike ）：闪击打在大地或突出物（例

9、如：建筑物、防雷装置、户外管线、树木等）的那一点。一次闪击可能有多个雷击点。雷电流（lightning current ）：流经雷击点的电流。闪电中可能出现的三种雷击电流波形。闪击电荷：整个闪击时间间隔内时间对电流的积分。分短时雷击电荷和长时雷击电荷。单位能量：整个闪击时间间隔内时间对电流平方的积分 ，以雷电流在单位电阻中所产生的能量表示。短时雷击电流的单位能量：短时雷击时间间隔内时间对电流平方的积分 。幅值：指雷电的脉冲电流达到的最高值波头：指雷电的脉冲电流上升到幅值的时间（T1）一般在1-5us，国际标准规定us波长：指雷电的脉冲电流持续到波形曲线衰减到半幅值所需要的时间（T2）一般在20

10、-100us我国标准规定为50us ，故雷电流的波形可记为us陡度：雷电流随时间上升的变化率表征雷电流的特征参数短时雷击电流波头的平均陡度是在时间间隔(t2t1)内电流的平均变化率，用该时间间隔的起点电流与末尾电流之差i(t2)I(t1)除以(t2t1) 短时雷击电流的波头时间(T1)是电流达到10%和90%幅值电流时之间的时间间隔乘以1.25 短时雷击电流的实际原点(O1)是连接雷击电流波头10%和90%参考点的延长直线与时间横坐标相交的点，它位于电流到达10%幅值电流时之前处 短时雷击电流的半值时间(T2)是实际原点（O1）与电流降至幅值一半时之间的时间间隔 雷电流参数防雷建筑物类别 一类

11、二类三类幅值I（kA） 1007550波头时间T1（s） 111半值时间T2（s） 200200200平均陡度I/T1（KA/s）1007550雷电流参数防雷建筑物类别 一类二类三类幅值I（kA） 200150100波头时间T1（s） 101010半值时间T2（s） 350350350电荷量Qs（C） 1007550单位能量W/R（MJ/） 105.62.5（2）首次负极性雷击的雷电流的参量（1）首次正极性雷击的雷电流的参量雷电流参数防雷建筑物类别 一类二类三类幅值I（kA） 5037.525波头时间T1（s） 0.250.250.25半值时间T2（s） 100100100平均陡度I/T1（K

12、A/s）200150100雷电流参数防雷建筑物类别 一类二类三类电荷量Q1（C）200150100时间T1（s） 0.50.50.5（3）首次负极性以后雷击雷电流参量（4）长时间雷击雷电流参量 有关建筑物防雷的术语防雷装置（lightning protection system ）LPS：一个完整的系统，它用于减少闪击打在建筑物上造成的物质损害，它由外部防雷装置和内部防雷装置组成 。外部防雷装置（external LPS）：由接闪器、引下线和接地装置组成。内部防雷装置（ internal LPS）：主要由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等几部分组成，主要用于减小

13、和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应 。建（构）筑物内系统（internal system ）: 建（构）筑物内系统包括供配电系统、综合布线系统、自动控制系统、通信网络系统、广播系统、有线电视系统、办公自动化系统和建筑智能化系统等等，本规范所指电气系统和电子系统均包含在上述系统中。 电气系统（electrical system ）：由低压供电组合部件构成的一个系统。电子系统（electronic system ）：由敏感电子组合部件（例如，通信设备、计算机、控制盒仪表系统、无线电系统、电力电子装置）构成的一个系统。1）电力系统中，36v以下称为安全电压，1kv以下称为低压，1kv以上则称为

14、高压。直接供电给用户的线路称为配电线路如220/380v，又称为低压配电线路（低压配电系统），也即电气系统2）单位、宾馆或住宅内各种数据采集、控制、管理及通讯的控制或网络系统等线路称为智能化线路，即电子系统。弱电一般是指直流电路或音频线路、视频线路、网络线路、 线路等，直流电压一般在24V以内划分防雷区的意义可计算出各LPZ内空间雷击电磁脉冲的强度，以确认是否需采取进一步的屏蔽措施可确定等电位连接的位置可确定在不同LPZ交界处选用浪涌保护器的具体指标可选定敏感电子设备安全放置位置可以确定在不同LPZ交界处等电位连接导体的最小芯线截面积防雷区（lightning protection zone

15、）LPZ：划分雷击电磁环境的区，一个防雷区的区界线不是必定要有实物体界线。如不一定要有墙壁、地板和天花板作为区界面。 注： ：表示在不同雷电防护区界面上的等电位接地端子板 ：表示起屏蔽作用的建筑物外墙、房间或其它屏蔽体 LPZnLPZ0ALPZ0BLPZ1LPZ2LPZ0BLPZ0BLPZ0ALPZ0BLPZ0ALPZ0A接闪器LPZ0LPZ0A(直击雷非防护区)本区内的各物体都可能遭到直接雷击，本区内的电磁场没有衰减LPZ0B(直击雷防护区)本区内的各物体很少遭到直接雷击，但本区内电磁场没有衰减LPZ1(第一屏蔽防护区)本区内的各物体不可能遭到直接雷击，本区内的电磁场因屏蔽措施而有所衰减LP

16、Z2(第二屏蔽防护区)为进一步减小导电部件上的雷电流和电磁场而引入的后续雷电保护雷云中向下先导趋向地面接闪器利用自身产生的向上先导改变雷云向下先导的走向将落雷点引到自己身上保护比它矮的物体不易遭受直接雷击接闪器由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成接闪线 建筑物接地线接地体接地装置接闪器引下线用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体接地装置让已经纳入防雷系统的雷电流顺利流入大地，而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物产生破坏作用 接地系统垂直人工接地体水平人工接地体自然接地体与人工接地体连接线建筑物基础自然接地体总等电位接地端子板接地总干线接地总引出线0

17、.5m地面5m接闪器（air-termination system ）：用于拦截闪击的接闪杆（避雷针）、接闪导线（避雷带、线、网）以及金属屋面和金属构件等组成的这部分外部防雷装置。引下线（down-conductor system ）：将雷电流从接闪器传导至接地装置的这部分外部防雷装置。接地装置（earth-termination system ）：接地体和接地线的总和用于传导雷电流并将其流散人大地的这部分外部防雷装置。接地体（earth electrode ）：埋人土壤中或混凝土基础中作散流用的导体大地的这部分外部防雷装置 。接地线（earthing conductor ）：从引下线断接卡或

18、换线处至接地体的连接导体；或从接地端子、等电位连接带至接地体或接地装置的连接导体。有关雷击方式（雷电危害）的术语直击雷闪电感应热效应电磁感应静电感应电效应闪电电涌机械力雷击电磁脉冲阻性耦合感性耦合容性耦合雷电的危害线缆侵入管道侵入直击雷或邻近雷击击在外部防雷装置浪涌电流在接地电阻R上引起电压降闭合环路感应产生过电压电子系统电气系统L1L2L3PEN20 kVR2c1a1b12a2b11a闪电感应、闪电电涌和雷击电磁脉冲远处雷击击在远处架空输送线缆上雷云之间的放电通过静电、电磁感应或耦合传导过电压雷电击中线缆或管道传导闪电电涌2a2b2c21b22（1）雷电流的电效应由安培定律知两根平行导线单位

19、长度的相互作用力如雷电流 i1、i2 = 100KA，d = 50cm，则F = 408kg/m，i2i1d对于平行导线，此力足以导致其产生位移对于弯曲导线，此力有可能造成其折断ii此外，雷（雨）云迅速放电造成放电通道周围空气突然收缩或膨胀会产生的次声波，对人、畜也会有伤害作用直击雷（direct lightning flash ）：闪击直接打在建筑物其它物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。（2）雷电流的热效应闪电产生的热量温升 m为雷电流通道中物体质量c为比热容如果雷电流通过金属体的截面较小温升达到熔点可导致金属物体熔化或非金属易燃物体燃烧受灾单位：双流欧度家具制造厂

20、地址：双流县白家镇安全负责人：李远双 防雷装置受检情况：无防雷装置灾害气象要素：雷暴 经纬度：30.57260N 104.02942E强度等级: 气候特点:受灾日期：09.8.26 天气状况:灾情调查单位：省防雷中心 灾情调查组成员：陆茂、李一丁现场概述：8月26日凌晨该厂发生火灾，现场被烧毁，无明显接闪痕迹。厂房东北角屋顶有明显缺损，厂房中起火点曾堆放一米左右高的易燃物品。 实际情况：8月26日凌晨3时左右，成都市区发生了一次较强的雷电天气过程。据闪电定位网监测资料显示,当日受灾点周围半径一公里范围内共发生雷电闪击15次,具体数据如下: 日期 时间 经度 纬度 强度 2009-8-26 03

21、:09:18 104.0255 30.5757 -11.5kA 2009-8-26 03:10:50 104.0266 30.5689 -6.9 kA 2009-8-26 03:22:14 104.0315 30.5705 -9.7 kA 2009-8-26 03:25:02 104.0208 30.5777 -8.3 kA 2009-8-26 03:26:08 104.0244 30.5695 -6.3kA 2009-8-26 03:44:22 104.0352 30.5688 -9.7kA 2009-8-26 03:44:22 104.0324 30.5723 -10.8 kA 2009-

22、8-26 03:49:45 104.0286 30.5788 -17.8 kA 受损情况：主厂房全部烧毁，房顶全部垮塌，造成经济损失约二十余万元由于瞬间产生大量的热量，致使物体内部的水分剧烈蒸发变成气体，气体膨胀形成的机械作用可使树木劈裂、房屋倒塌、器物爆裂、爆炸（3）雷电流的机械效应闪电感应（lightning induction ）：闪电放电时，在附近导体上产生静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。闪电静电感应（lightning electrostatic induction ）：由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中

23、和，在导体上的感应电荷得到释放，如没有就近泄入地中就会产生很高的电位 高压架空线达300-400KV，一般低压架空线达100KV，电信线路达40-60KV左右足以造成设备击穿或放电产生火花引起事故 将地面上的金属物与雷云之间用等效电容C表征，金属物与大地之间的电阻用R表示，Q为累积电荷，则金属物体上的感应电压 雷电闪击瞬间，电容放电,电阻两端衰减电压静电感应模型静电感应物理简析闪电电磁感应（lightning electromagnetic induction ）：由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势 将引下线等效为一条直导线假定与一个有间隙的正方形

24、金属环处于同一平面，金属环开口最大感应电动势为如取雷电流为等值斜角波，峰值为50KA，波头，当L=5m，离雷击点200m处可感应约1000V的电压，此电压足以使空气间隙被击穿，并可能产生火花放电电磁感应模型电磁感应物理简析1989年8月山东黄岛油库因雷击起火爆炸造成19人死亡78人受伤直接经济损失数千万元闪电电涌（lightning surge ）：电涌被称为瞬态过电，是电路中出现的一种短暂的电流、电压波动 。电涌的来源有两类：外部电涌和内部电涌。外部电涌最主要由闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应或雷击电磁脉冲引发。另一个来源是电网中开关操作等在电力线路上产生的过电压。 闪电电涌侵入（

25、lightning surge on incoming services ）：指由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波，即闪电电涌，可能沿着这些管线侵入（或反击）屋内，危及人身安全或损坏设备 。受灾单位：皮鞋皮具店 地址：武侯区晋阳路298号受灾单位负责人：刘金云 ：受灾单位安全负责人:刘金云 :防雷装置受检情况:无防雷设施 经纬度：103.99563E 30.65274N灾害气象要素:雷暴 地形地貌特征:年平均雷暴日: 气候特点:受灾日期:2009.8.26 受灾天气状况:灾情调查单位:四川省防雷中心 灾情调查时间灾情调查组成员: 陆茂、李一丁基本情况概述：8月26日4：00左

26、右，现场听见雷声，配电箱被烧毁。8月26日凌晨4时左右，成都市区发生了一次较强的雷电天气过程。据闪电定位网监测资料显示,当日受灾点周围半径二公里范围内共发生雷电闪击3次,具体数据如下： 日期 时间 经度 纬度 强度 2009-8-26 03:35:27 104.0135 30.6465 -7.5kA 2009-8-26 03:39:06 103.9884 30.6575 -7.1kA 受损情况:店内皮鞋、皮具、摩托车、自行车等被烧毁，估计直接经济损失十万元雷击电磁脉冲（lightning electromagnetic impulse LEMP ）：是指雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效

27、应，包含闪电电涌和辐射电磁场效应。 RCKu2(t)uR(t)uL(t)i(t)i(t)i(t)Leru(t)电阻型电感型电容型RE1RE2iBiB1UE = RE1 x iB1iB2iB2iB2iB2 等电位连接iB2 2.3.4 有关等电位连接术语将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器等电位连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差 1）防雷等电位连接（lightning equipotential bonding LEB ）： 在工程实践中，系统接地不但要防雷，而且要对意外的线路过载、短路进行有效的安全保护，更重要的是通过等电位连接来抑制电位差达到消除电磁干扰的目的连接连接IEC

28、62305指出:在需要防雷的空间防发生生命危险最重要的措施是采用等电位连接2）等电位连接带3）等电位连接网络4m接地模块0.7m接地总引出线404扁钢+n地面总等电位接地端子板楼层辅助等电位接地端子板机房局部等电位接地端子板接地总干线楼层接地干线与楼层等电位连接接地分支线 设备设备接地线等电位连接网络是指将建（构）筑物和建（构）筑物内系统（带电导体除外）的所有导电性物体互相连接组成的一个网 等电位连接带（bonding bar ）：将金属装置、外来导电物、电力线路、电信线路及其它线路连于其上以能与防雷装置做等电位连接的金属带。等电位连接导体（bonding conductor ）：将分开的诸导

29、电性物体连接到防雷装置的导体。等电位连接网络（bonding network BN ）：将建（构）筑物和建（构）筑物内系统（带电导体除外）的所有带电性物体互相连接组成的一个网络 。电涌保护器（surge protective device SPD）：用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件 满足欧姆定律的元件其伏安特性曲线是经过原点的一条直线，如金属导体等。不满足欧姆定律的元件的伏安特性总是与一定的物理特性相关联，如发光、发热、能级跃迁等，其伏安特性曲线是一条曲线，如抑制二极管、压敏电阻、放电间隙及气体放电管等。电涌保护器正是利用非线性元件的伏安特性曲线来实现对电气或电

30、子系统的保护 其工作原理是平时处于高阻抗状态，与等电位连接的其它设备和线路处于断开状态，一旦局部出现高电位时它将在纳秒级迅速导通，即呈现为低阻抗，使通过它连接的各部分电位相等2.3.5 有关SPD参数及测试术语保护模式（ modes of protection ）：电气系统电涌保护器的保护部件可连接在相对相、相对地、相对中线、中线对地及其组合。电子系统电涌保护器的保护部件可连接在线与线、线与地、线对屏蔽之间及其组合。相对相（线与线）称横向（差模）保护。相对地、相对中线（线与地、线与屏蔽）称纵向（共模）保护最大持续运行电压（maximum continuous operating voltage

31、 ）Uc ：可持续加于电气系统电涌保护器保护模式的最大方均根电压或直流电压；可持续加于电子系统电涌保护器端子上，且不致引起电涌保护器传输特性降低最大方均根电压或直流电压。标称放电电流（nominal discharge current ）In ：流过电涌保护器8/20us电流波的电流峰值。冲击电流（impulse current ）Iimp：由电流幅值Ipeak 、电荷Q和单位能量W/R这三个参数决定。以Iimp试验的电涌保护器（SPD tested with Iimp ）：耐得起10/350us典型波形的部分雷电流的电涌保护器需要用Iimp电流做相应的冲击试验 。以In试验的电涌保护器（SP

32、D tested with In ）：耐得起8/20us典型波形的感应电涌电流的电涌保护器需要用In电流做相应的冲击试验。 级试验（class test ）：电气系统中采用级实验的电涌保护器要用标称电流In 、 冲击电压和最大冲击电流Iimp做试验 。最大冲击电流在10ms内通过的电荷Q(As)等于幅值电流Ipeak (kA)的二分之一，在此同一时段内消耗的单位能量W/R(kJ)等于幅值电流平方的四分之一。 级实验也可以用T1外加方框表示。级实验也可以用T1外加方框表示。级试验（class test ）：电气系统中采用级实验的电涌保护器要用标称电流In 、 冲击电压和8/20us电流波最大放电

33、电流Imax做试验 ， Imax大于In 。 级实验也可以用T2外加方框表示。以组合波试验的电涌保护器（SPD tested with a combination wave ）：耐得起10/350us典型波形的部分雷电流的电涌保护器需要用Isc电流做相应的冲击试验 。级试验（class test ）：电气系统中采用级实验的电涌保护器要用组合波做试验。组合波定义为由2组合波发生器产生开路电压Uoc和8/20us短路电流Isc。 级实验也可以用T3外加方框表示。 对电涌保护器的冲击试验根据冲击波形类型、标称放电电流等分为三级，即、级分类试验。其中：（1）级分类试验用于模拟导入的部分雷电流脉冲，经级

34、分类试验的电涌保护器一般安装于LPZ0A区与LPZ1区的交界处 （2）和级分类试验用于承受持续时间短的雷击电磁脉冲，经和级分类试验的电涌保护器一般安装于LPZ0B区与LPZ1区或LPZ1区与LPZ2n等后续防雷区的交界处 电压开关型电涌保护器（voltage switching type SPD ）：无电涌出现时为高电阻，当出现电压电涌时突变为低电阻。通常采用放电间隙、充气放电管、晶闸管和三端双向可控硅元件构成这类SPD组件。有时称这类电涌保护器为“克罗巴型”电涌保护器 。电压开关型电涌保护器具有不连续的电压/电流特性。限压型电涌保护器（voltage limiting type SPD ）：

35、无电涌出现时为高电阻，随着电涌电流和电压的增加，阻抗跟着连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管构成这类SPD组件。有时称这类电涌保护器为箝压型电涌保护器 。限压型电涌保护器具有连续的电压/电流特性。组合型电涌保护器（combination type SPD ）：由电压开关型元件和限压型元件组合而成的电涌保护器，其特性随所加电压的特性可以表现为电压开关型、限压型、或两者兼有。电压保护水平（voltage protection level ） ：表征电涌保护器限制接线端子间电压的性能参数，其值可从优先值的列表中选择。该值应大于所测量的限制电压的最高值。测量的限制电压（measured limiti

36、ng voltage ）：施加规定波形和幅值的冲击波时，在电涌保护器接线端子间测得的最大电压值。 电压开关型电涌保护器具有大通流容量（标称通流电流和最大通流电流）的特点，适用于易遭受直接雷击部位的雷电过电压保护（LPZ0A区），有时可称雷击电流放电器 限压型电涌保护器具有连续的电压/电流特性限压型电涌保护器是较为常用的过电压保护器，一般适用于LPZ0B区、LPZ 区或LPZ2n等后续防雷区的雷电过电压防护。 组合型电涌保护器多用于电子系统防护等级要求较高的地方。处理浪涌能力响应速度 间隙 放电管压敏电阻 二极管 反应时间 100ns100ns50ns 1ns 放电电流100000A 20000

37、A 6500A 50A 冲击电压 （ impulse ）：指波头时间为、半值（波长）时间为50us的冲击电压。实际波头时间定义为（t90-t30）， （t90-t30），为波头电压上升到幅值30%和90%点时的时间间隔，半值时间定义为实际原点与波尾幅值50%的点之间的时间。实际原点为波头上述30%与90%点连接直线延长与U=0线的交点。8/20us冲击电流 （8/20 s current impulse ）：指波头时间为8us、半值（波长）时间为20us的冲击电流。实际波头时间定义为（t90-t10）， （t90-t10），为波头电压上升到幅值10%和90%点时的时间间隔，半值时间定义为实际原

38、点与波尾幅值50%的点之间的时间。实际原点为波头上述30%与90%点连接直线延长与I=0线的交点。插入损耗（insertion loss ）：在电气系统中，给定频率下，连接到给定电源系统的电涌保护器的插入损耗定义为电源线上紧靠电涌保护器接入点之后，在被测试电涌保护器接入前后电压比，用分贝（dB）表示。 在电子系统中，定义为电涌保护器插入前传递到后面的系统部分的功率与电涌保护器插入后传递到同一部分的功率之比，用分贝（dB）表示。回波损耗 （return loss ）：反射系数倒数的模，用分贝（dB）表示。近端串扰（near-end crosstalk ） ：串扰在被干扰的通道中传输，其方向与产生

39、干扰的通道中电流传输的方向相反。在被干扰的通道中产生的近端串扰，其端口通常靠近产生干扰的通道的供能端，或之重合。暂时过电压耐受值UT ：SPD能耐受的持续短时间的直流过电压或最大工频过电压。在规定时间内UT 大于Uc 。暂时过电压UTOV ：低压电气系统中给定区域持续时间较长的工频过电压。 UTOV可以由低压、中压、或高压系统内部故障造成。设备耐冲击过电压额定值（rated impulse withstand voltage of equipment ） ：设备生产厂给出的设备或设备主要部件耐冲击电压的额定值，表征其绝缘防过电压的耐受能力。 标称电压Uo ：低压配电系统标明的电压，某些特性与该

40、电压值有关。在正常的配电系统中一般允许有正负10%的误差。持续工作电流Ic ：在最大持续运行电压（ Uc ）下，流过SPD的电流。续流 If ：冲击放电电流结束瞬间，流过SPD的由供电电源提供的电流。在低压交流配电系统中，一般将此电流称为工频续流。SPD脱离器 ：当SPD发生故障时，一个能把SPD同电路脱开的装置。剩余电流动作保护器 ：在规定条件下，当剩余电流达到或超过给定值时能自动切断电路开的一种机械开关电气或组合电器。1、截止目前没有任何国际标准或国外国家、行业标准提及建筑物的防雷分类问题。规范中关于建筑物防雷分类的划分具有鲜明的中国特色2、本规范在引用国际标准中的技术数据、指标涉及到防雷

41、类别划分问题时，通常采取将国际标准中的雷电防护水平转换为本规范的防雷类别的办法进行处理，国际标准提到【针对建筑物的物理损害，最主要及最有效的防护措施为外部和内部雷电防护系统（LPS）。防护系统的分类则是根据受保护建筑物的性质及雷电防护水平（LPL）确定的】雷电防护水平主要根据雷电流参数分为四种（、），每种水平对应着一组雷电流参数的最大和最小值，因而雷电防护系统也定义为四类 （、） 建筑物的防雷分类2.4.1 防雷分类指导思想雷电流参数的最大值及其概率雷电流参数的最小值及其概率防雷等级最大值（尺寸准则：应用此准则设计雷电保护组件，使之符合期望的要求）最大雷电流峰值（KA）实际发生的雷电流小于最大

42、雷电流峰值的概率20099%15098%10097%10097%防雷等级最小值（拦截准则：在确定直接雷击的安全保护范围时，此准则是必不可少的）最小雷电流峰值（KA）实际发生的雷电流大于最小雷电流峰值的概率399%597%1091%1684%3、本规范将工业和民用建筑物合并后，按定性和定量两种方式对建筑物的防雷分类进行划分1）定性的分类主要针对第一类和第二、三类中的一部分建筑物按重要性和使用性质进行划分,原因有三：（1）国际标准指出【当预期的风险不可避免时，可以不管风险评估的结果如何而决定提供防雷】（2）如按风险作为分类的基础，不仅国际标准的操作较为复杂，还需要有结合国情的、可以溯源的损失数据及

43、相应的应用软件，目前难以实现（3）重要性和使用性质容易区分2）定量的划分针对第二、三类中一些难以确定的建筑物，参照国际标准以风险作为分类的基础进行划分。4、建筑行业标准民用建筑电气设计规范（JGJ/T1692）是按建筑物高度确定防雷等级的，如高度超过100m的建筑物为一级防雷的建筑物、19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物为二级防雷的建筑物等等。在确定三级防雷建筑物时也考虑建筑物的重要性、使用性质、预计雷击次数等 5、爆炸物质6、爆炸性气体环境危险区域划分 2.4.2 第一类防雷建筑物（遇下列情况之一）（1）凡制造、使用或储存炸药、火药、起爆药，火工品等大量爆炸物质的建筑物 ，

44、因电火花而引起爆炸，会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。2.4.3 第二类防雷建筑物（遇下列情况之一）（1）国家级重点文物保护的建筑物。（3）国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。（2）国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。（4）国家级特级和甲级体育馆。（6）具有1区、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。（5

45、）制造、使用或储存爆炸物质的建筑物 ，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区爆炸危险场所的建筑物。（8）有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。（95次/年的部、省级办公建筑物及其其他重要或人员密集的公共建筑物。（10）预计年雷击次数大于0.25次/年的住宅、办公建筑楼等一般性民用建筑物。2.4.4 第三类防雷建筑物（遇下列情况之一）（1）省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。（215次/年的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物。（35次/年且小于或等于0.25次/年的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。（45次/年的一般性工业建筑物。（5）根据雷击后对工业

46、生产的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，确定需要防雷的火灾危险场所。（6）在平均雷暴日大于15天/年的地区，高度在15米及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于15天/年的地区，高度在20米及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。1、建筑物年预计雷击次数（N）的计算（1）规范中涉及到需要计算年预计雷击次数时，均采用每年十万分之一的损坏概率，即RT= 10-3 （2）防雷装置的效率E1NT/NNT建筑物可接受的年允许遭受雷击的次数建筑物NT形式特点一般建筑物一般危险公共建筑物重大危险2.4.5 有关定量分类计算N建筑物年预计雷击次数【例题一】根据规定

47、，第三类防雷建筑物装设的防雷装置所需要的效率应为81%。设一建筑物为公共建筑物，计算年预计雷击次数并予以阐述【解】依题意NT= ，代入E1NT/N 0.181- /N，计算结果表明，对这类建筑物如采取第三类防雷建筑物的防护措施，当年预计雷击次数小于或等于时，即可保证年损坏概率小于十万分之一；反之，当年预计雷击次数大于时，将超出该建筑物损坏概率的期望值。如需进一步保护，因升级采用第二类防雷建筑物的防护措施式中：N建筑物年预计雷击次数(次/a)K校正系数,在一般情况下取1,其它情况相值见校正系数取值表Ng建筑物所处地区雷击大地的年平均密度次/(ka)Ae与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(k)（3

48、）建筑物年预计雷击次数（N）的计算建筑物年预计雷击次数按下式计算一般情况下1位于旷野孤立建筑物2金属屋面的砖木结构建筑物1.7位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口处的建筑物1.5式中：Td为年平均雷暴日，根据当地气象资料确定（d/a)年平均雷电日数是表示一年中观察到的雷暴或听到雷声的总天数,是根据长时间、大面积地区闪电活动频度统计气象资料得出的一个参数。附：校正系数取值表2、雷击大地的年平均密度按下式计算3 、等效面积的计算（1）当建筑物的高度小于100m 时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算 式中D建筑物每边的扩大宽度(m)； L、W、H

49、为建筑物的长、宽、高(m) （2）当建筑物高度100m时,其每边扩大的宽度应按等于建筑物的高计算等效面积为 【例题二】一住宅楼位于河边，该建筑物长200米，宽20米，高20米，问该建筑物可划分为第几类防雷建筑物？（设该地年平均雷暴日数为40天）【解】建筑物年预计雷击次数N=kNgAe在本题中，k取Ng=0.1Td（ ）=0.140=4（ ）又建筑物高H=20m100m，故其等效面积为：A（km2）N = kNgAe（次/a）次/aN次/a，所以该建筑物可划分为第三类防雷建筑物 【例题三】某孤立宿舍楼如下图所示，设该地年平均雷暴日数为60天，问该建筑物可划分为第几类防雷建筑物？ 【解】建筑物年预

50、计雷击次数N=kNgAe在本题中，k取2Ng=0.1Td（ ）=0.160=6（ ）由图可知，建筑物高100m，故其等效面积可用下式Ae=计算，由图可知:L=，W，代入上式后得A（ ）N = kNgAe（次/a）次/aN次/a，所以该建筑物可划分为第三类防雷建筑物 2.5 建筑物的防雷措施2.5.1 一般（基本）规定1、各类防雷建筑物应采取防直接雷（设外部防雷装置）和防雷电波，即雷击电涌，侵入的措施 。易燃易爆建筑物防尚应采取雷电感应的措施。2、各类防雷建筑物应设内部防雷装置。3、各类防雷建筑物应采取防雷击电磁脉冲的措施。 一般规定如表注：为必须，为尚应，为选择，为不需要外部防雷装置措施内部防

51、雷装置措施接闪器引下线接地装置防闪电电涌 侵 入防闪电感 应等电位连 接间隔距离防 雷 击电磁脉冲一所有场所二一般场所重要场所易燃易爆场所三所有场所防雷装置防护措施场所类别1）基本规定对建筑物应采取的防雷措施进行了概述，强调了本规范定义的防雷装置各组成部分的重要性。对可能遭受直接雷击的建筑物及与建筑物内系统有直接联系、危及人身安全或损坏设备的架空线路、电缆线路和金属管道等提出了防闪电电涌侵入要求2）如前所述，闪电放电时在附近导体上产生的静电或电磁感应可能使金属部件之间产生火花放电，因而对易燃、易爆及危险场所必须采取防闪电感应的措施 一般规定说明：雷电流的主要表现形式为瞬态和高能量。在一定的时间

52、间隔内，雷电流上升的陡度决定着感应电压的大小。导电环路内感应电压值为： U=Mdi/dt 式中：U 导电环路内感应电压值（V） M 互感系数（H），由感应距离和长度决定，如图所示 di/dt 雷电流上升的陡度(kA/s) 【例题四】如图，计算如果首次负极性以后的雷击电流流过距离防雷装置s=1m、长度为a=10m的第二类防雷建筑物开路金属导体附近时，该环路内产生的感应电压？【解】对于此开路金属导体，由上图查知M5.5H 对第二类防雷建筑物，首次负极性以后雷电流的平均陡度di/dt=150KA/s由式U=Mdi/dt得出该环路内产生的感应电压U=5.5150=825kV 3）间隔距离（S）原理如图

53、所示间隔距离与雷电流的陡度、防雷装置的布置形状、材料及电气与金属装置受防雷装置影响的面积或长度等因素有关 应该充分利用建筑物内的钢筋作为外部防雷装置传导雷电电流,并辅于其它防护措施，可较好的解决隔离距离的问题 或将设置有电气和电子系统的机房安置于建筑物相对较低的层面并将电气和电子系统放置于远离墙、柱的位置，以减小雷电流的影响，也不失为方法之一 4）电气和电子系统能量耐受水平如图示国家级的会堂、计算中心、特（甲）级体育馆等内部设有大量、先进的电子系统，对由雷电放电引起的瞬态、高能量的电涌十分敏感，应采取防雷击电磁脉冲的措施 1）直击雷防护措施 雷电流泄放过程中可能会产生火花放电现象，所以要求制造

54、、使用或贮存易燃、易爆和危险品的防雷建筑物应装设与建筑物分离的独立的接闪杆或架空接闪线或网，以避免发生火灾或爆炸危险 第一类防雷建筑物的防雷措施国际标准 国家标准防雷装置（LPS）级别网格尺寸（m）建筑物防雷类别网格尺寸（m）55第一类55或641010第二类1010或1281515/2020第三类2020或2416与防雷装置级别（防雷类别）对应的网格尺寸（1）采用独立避雷针、架空避雷线（网），具体有以下要求：滚球半径为30m，网格尺寸应不大于5m5m或6m4m。（2）排放爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内：当有管帽时应按表确定，当无管

55、帽时，应为管口上方半径5m的半球体。接闪器与雷闪的接触点应设在上述空间之外。（3）排放爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、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、一排放就点火燃烧时，及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀，接闪器的保护范围可仅保护到管帽，无管帽时刻仅保护到管口。表 有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间装置内的压力与周围空气压力的压力差 (kPa)排放物对比于空气管帽以上的垂直距离 (m)距管口处的水平距离 (m)5重于空气12525重于空气2.5525轻于空气2.5525重或轻于空气55 强制性条文规定的防护措施主要是为了保证接闪器与闪电的接触点置

56、于可能引起危险气体、蒸气和粉尘火灾和爆炸的燃爆距离以外；或接闪器与闪电的接触点虽处于危险气体、蒸气和粉尘间但其混合浓度达不到引起火灾和爆炸危险的距离。 当雷电流流过一独立的外部防雷装置时，距地L处的电位由该装置中的电阻压降和电感压降组成，即：U=URiUL=iRiL0Ldi/dt URi雷电流流过防雷装置时的电阻电压降(kV)UL雷电流流过防雷装置时的电感电压降(kV)i雷电流幅值(kA)Ri接地装置的冲击接地电阻()L0引下线的单位长度电感，一般取L距离地面高度（m）di/dt雷电流陡度(kA/s)【例题五】设流过防雷装置的雷电流为100KA，波头时间为10s，接地装置的冲击接地电阻值为10

57、。计算该防雷装置距地20m高度的电位是多少？【解】U=URi+UL=iRi+L0Ldi/dt U=10010+1.520100/10=1300（Kv）（4）独立避雷针的杆塔、架空避雷线（网）的支柱至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用其作为引下线。（5）避雷针的杆塔、架空避雷线（网）的支柱及接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离（如图），应符合下列表达式要求，但不得小于3m。地上部分：当hx 5Ri时 Sa1ix当hx 5Ri时 Sa1ix地下部分： Se1i（6）架空避雷线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的间隔距离

58、（如图），应符合下列表达式要求，但不得小于3m。当 (h+l/2) 5Ri时 Sa2i0.03(h+l/2)当 (h+l/2) 5Ri时 Sa2i0.06(h+l/2)（7）架空避雷网至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的间隔距离，应符合下列表达式要求，但不得小于3m。当 (h+l1) 5Ri时 Sa2i0.06(h+l1)/n当 (h+l1) 5Ri时 Sa2i0.12(h+l1)/n式中： Sa2接闪网至被保护物在空气中的间隔距离(m)； l1 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 l1的个数。 间隔距离的计算导

59、出在均匀电场中，场强的数值等于沿场强方向每单位距离上的电位差：E=U/d对于本规范，间隔距离在上述基本概念的基础上以电阻电压降和电感电压降相应求出的距离相加而得，即： Sa1=iRi/ER(L0Ldi/dt)/EL ER电阻电压降的空气击穿强度(kV/m)，取其等于500kV/mEL电感电压降的空气击穿强度(kV/m) 国际标准指出，电感电压降的空气击穿强度为： EL=600(11/T1)(kV/m)且根据对雷电参数的测量知，雷电流最大幅值出现于第一次正极性雷击，雷电流最大陡度出现于第一次雷击以后的负雷击。正极性雷击通常仅出现一次，无重复雷击，据此： 当T1=10s时，EL=600(11/10

60、)=660kV/m又根据di/dt=200/10=20kA/s，得出： Sa1=200Ri/500(1.5hxixhx为防雷装置距地高度，考虑计算简化取作： Sa1ix，余类推 关于“规定最小间隔距离为3米”的说明采用此规定的由来建筑防雷设计规范（GBJ 57-83试行）规定第一类工业建筑独立避雷针至被保护建、构筑物及其有联系的金属物（如管道、电缆等）之间的距离应符合下列公式的要求，并不得小于3米,接地装置冲击接地电阻值不应大于10： 地上部分：S10.04h 地下部分：S2上述两式是采用以下数据得出的：a.雷电流最大幅值150KA；b.雷电流陡度50kA/s；c.单位长度电感；d.电阻电压降