防雷规范学习心得

学习《建筑物防雷设计规范》GB50057—2010心得

一、 关于防雷接地问题

1.《民用建筑工程电气设计深度图样》（2009年合订本）09DX003—第 68页接地平面图中，总等电位联结端子箱与每一个等电位联结端子箱之间用一条40×4的镀锌扁钢联结，有必要吗？

GB50057—2010主编林维勇专家意见没有必要，总等电位联结端子箱与每一个等电位联结端子箱之间通过基础钢筋联通即可。

2.当建筑物多处电源进线并利用基础内钢筋接地能满足接地电阻要求时，等电位联结采用02D501—2第14页总等电位联结平面图示例（多处电源进线）中方案一。当建筑物多处电源进线并利用基础内钢筋接地不能满足接地电阻要求，室外需补打接地极时，等电位联结采用02D501—2第14页总等电位联结平面图示例（多处电源进线）中方案二，室外接地体宜接成环形，且与基础环形接地体联通。上述方案一、方案二中均设有内部环形导体。此种方案，林维勇专家认为多个等电位箱已通过基础钢筋联通的情况下，可以不再设内部环形导体，设了也无坏处。

设置等电位联结时，可以将电力总进线处的等电位联结箱定为总等电位联结箱。总等电位联结端子箱与等电位联结端子箱的作用是一样的，都是为了方便等电位联结之用。

3.在接地与等电位联结平面图中等电位带如何设计？有无规范依据？接地线的设计原则是：一般场所离人站立处不超过10m的距离内如有地

下金属管道或结构钢筋，即可认为满足地面等电位的要求，否则应在地下加埋等电位带。详见02D501—2第7页。

林维勇专家意见：在满足（GB50057—2010第4.5.6条）防接触电压、防跨步电压要求的情况下，可不用再作等电位联结线。

二、对有些建筑物，防雷计算结果未能达到三类防雷标准、且未设置防直击雷保护的建筑物，是否在进线配电箱内加装电涌保护器？有无规范依据？

林维勇专家认为，在相应的GB标准出台前，现在可根据具体风险情况，确定是否需要装设电涌保护器。如：

.1.

1. 建筑内无特殊需要保护的设备，经测量无高于2.5kV过电压风险的 可以不装设电涌保护器。如厂房配出线路，穿钢管保护，且钢管两端做等电位联结，电压保护水平能限制在2.5kV，建筑物内设备已能满足电压保护水平要求，此时不用加装电涌保护器。

2. 雷暴日小于25的地区，当进线电气线路采用穿钢管埋地敷设、又无 其他架空配电线路时，可以不设防大气过电压措施。

3. 雷暴日大于25的地区，应采取防大气和操作过电压措施。 4. 建筑内有特殊需要保护的设备，应考虑防大气过电压措施。

总之，象医疗设备、信息技术设备、宾馆等重要场所不装设电涌保护器后果严重、危及人身安全、风险大的，应采取防大气和操作过电压措施。 5. Ⅰ级试验的电涌保护器与Ⅱ级试验的电涌保护器差别在哪？

Ⅰ级试验的电涌保护器要用标称放电电流In、1.2/50?s冲击电压和10/350?s电流波最大冲击电流Iimp做试验；

Ⅱ级试验的电涌保护器要用标称放电电流In、1.2/50?s冲击电压和8/20?s电流波最大放电电流Imax做试验；

Ⅰ级试验的电涌保护器要比Ⅱ级试验的电涌保护器通流能力强。他们之间的关系用公式表示为：Imax=2In；Iimp=10In。在美国，Ⅰ级试验的电涌保护器装设处可以用10In值的Ⅱ级试验的电涌保护器来替换Ⅰ级试验的电涌保护器。 三、新老规范在以下几处的区别：

1. 变更了防接触电压和防跨步电压的措施：新规范第4.5.6条明确了在建筑物引下线附近保护人生安全需采取的防接触电压和防跨步电压的措施，应符合下列规定：

第4.5.6条第1款 防接触电压应符合下列规定之一：

1）利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线，建筑物作为自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内。

.2.

2）引下线3m范围内地表层的电阻率不小于50k?m，或敷设5cm厚沥青层或15cm厚砾石层。

3）外露引下线，其距地面2.7m以下的导体用耐1.2/50?s冲击电压100kV的绝缘层隔离，或用至少3mm厚的交联聚乙烯层隔离。 4）用护栏、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。 第4.5.6条第2款 防跨步电压应符合下列规定之一：

1）利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线，建筑物作为自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内。

2）引下线3m范围内地表层的电阻率不小于50k?m，或敷设5cm厚沥青层或15cm厚砾石层。

3）用网状接地装置对地面做均衡电位处理。

4）用护栏、警告牌使进入距引下线3m范围内地面的可能性减小到最低限度。

2. 引下线设置的间距有新规定，18m（二类）、25 m（三类）为专设引下线时的间距

根据第5.3.8条规定，第二类防雷建筑物或第三类防雷建筑物为钢结构或钢筋混凝土建筑物时，在其钢构件或钢筋之间的连接满足本规范规定并利用其作为自然引下线的条件下（要求按规范要求核算每一基础内所连接的钢筋表面积总和：二类0. 82m2，三类0.37 m2），当其垂直支柱均起到引下线的作用时，可不要求满足专设引下线之间的间距。

3. 明确了外部防雷装置宜采用的金属物：

根据第5.4.5条规定，在敷设于土壤中的接地体连接到混凝土基础内起基础接地体作用的钢筋或钢材的情况下，土壤中的接地体宜采用铜质或镀铜或不锈钢导体。

如采用镀锌角钢、扁钢、圆钢或钢管，可采用水泥沙浆包封处理。即将与土壤接触的钢材用1:2水泥沙浆保护起来，水泥沙浆保护厚度≥50mm，直径≥100mm。详见《利用建筑物金属体作防雷及接地安装》03D501—3第19页。 4. 防侧击的规定有变化：

原规范防侧击的划分是按滚球半径确定的，即一类30m以上、二类45m以上、三类60m以上应采取防侧击的措施。

国际电工委标准按60m以上采取防侧击的措施。我国新规GB50057—2010第4.2.4条第7款规定，考虑到一类防雷建筑物的重要性，仍为30m以上采取防侧击雷的措施；对于二类防雷建筑物，根据新规第4.3.1条规定，当建筑物高度超过45m时，应防侧击雷的措施；三类防雷建筑物，高度超过60m时，其上部占高度20%并超过60m的部分应防侧击。

例如建筑物高70m，则70×20%=14m，可以做14 m，但70 m超过60m仅10 m，所以仅在60 m以上部分做防侧击的措施。

又如建筑物高80m，则80×20%=16m，可以做16m， 80 m超过60m为20m，所以仅在64 m以上部分做防侧击的措施。

5. 对二类、三类防雷建筑物，屋顶孤立金属物、非导电性屋顶物体的防雷保护做法第4.5.7条第1款、第2款作了明确的规定。

6. 新规第4.2.4条8款（一类）、第4.3.8条4、5款（二类）、第4.4.7条2款（三类）对电气系统选用电涌保护器的要求作了强制性的规定： （1）在电源引入的总配电箱处应装设Ⅰ级试验的电涌保护器： 电压保护水平Up≤2.5kV； 当无法计算确定时，每一保护模式的冲击电流Iimp≥12.5kA； 当采用本规范J.1.2中接线形式2（3P+N）接线时，中性线和PE线间的电涌保护器的冲击电流Iimp≥12.5kA×4=50 kA（三相系统）；

对单相系统Iimp≥12.5kA×2=25 kA。最常见的接线形式为1形，其中性线和PE线间的电涌保护器的冲击电流为Iimp≥12.5kA。

另外，第4.2.4条11、12款（一类）、第4.3.8条7、8款（二类）、第4.4.7条3、4款（三类）分别对电子系统选用电涌保护器作了非强制性规定，详见新规上述各条款。

.4.

（2）新规4.5.4条第3款规定，固定在建筑物上节日彩灯、航空

障碍信号灯及其他用电设备（包括屋顶风机配电箱）等的配电箱内应在开关的电

源侧装设Ⅱ级试验的电涌保护器。对于节日彩灯，由于白天不使用，它和其他附设用电设备不在使用期间内，开关均处于断开状态。当防雷装置、设备金属外壳或带电体遭雷击时，开关电源侧的电线、设备与钢管、配电箱、PE线之间可能产生危险的电位差而击穿电气绝缘；另外，当开关断开状态时，如果SPD安装在负荷侧，从户外经总配电箱传来的电涌过电压可能击坏开关、（因开关的电源侧无SPD保护），故SPD应装设在开关的电源侧。由于雷电流已与防雷装置等分流，流经SPD的雷电流所产生的能量不会很大，而且安装在开关电源侧的SPD还要与安装在上游分配电箱或总配电箱的SPD配合好，故选用Ⅱ级试验的SPD。其电压保护水平Up不应大于2.5kV，标称放电电流In应根据具体计算情况确定； 计算方法见新规本条第3款条文说明中的以下实例。

例如：某钢筋混凝土建筑物，防雷等级为二类，利用其所有柱子钢筋作为引下线，屋顶用电设备的配电线路采用穿钢管保护，钢管两端做了等电位联结。在这种情况下，当雷击在钢管上端所接设备的金属外壳或防雷装置上时，流经钢管的分雷电流按分流系数kc1=0.44考虑，但流经钢管的分雷电流到配电箱处（通常，配电箱设在顶层地面处），由于配电箱又与地面钢筋及其他管线做了等电位联结，因此雷电流再一次分流，流经SPD的分流，按分流系数kc2=（1+1/n）+0.1考虑（式中n为引下线根数）。焊接钢管的近似电阻值?15为0.22?/100m；

?20为0.18?/100m；

?25为0.12?/100m；

?32为0.1?/100m；

?50为0.055?/100m； ?70为0.04?/100m； 根据新规GB50057-2010第4.3.8条第6款规定，二类防雷建筑物的雷电流按

150kA考虑，取引下线根数n=20（根）。该钢筋混凝土建筑物，采用长20m，直径为?25的钢管保护配电线路，这时流经钢管的雷电流Iimp=kc1×

×150=0.44×150=66kA；流经SPD的分流为Iimp=kc2?66=[(1/n)+0.1] ×66=0.15 ×66=9.9 kA.。屋顶分配电箱为三相TN-S系统，装设SPD时，分流按5分子回

路考虑（3根相线、1根N线和1根PE线），流经每台SPD的电流为10/350?s则Iimp=9.9/5≈2 kA.，通常它与8/20?s的标称放电电流In可按10倍换算。即：

（kA.），一般情况下，8/20?s波形SPD的标称放电电流In为In=10Iimp=10×2=20

其最大放电电流Imax的一半，所以In=10Iimp=10×2=20（kA.）。雷电流在钢管上的电压降为66×（0.12×20）/100=1.584（kV.）=1584（V）。

根据新规GB50057-2010第4.4.7条第2款规定， 三类防雷建筑物的雷电流按100kA考虑，在此条件下，其余所有条件均与二类防雷建筑物相同时，流经钢管的雷电流Iimp=kc1×100=0.44×100=44kA，而流经SPD的分流为10/350?s波形电流Iimp=kc2?44=[(1/n)+0.1] ×44=6.6（kA.）。屋顶分配电箱为三相TN-S系统，装设SPD时，分流按5分子回路考虑（3根相线、1根N线和1根PE线），流经每台SPD的电流为10/350?s，则Iimp=6.6/5=1.32 ≈1.5（kA）.，即。雷电流在?25钢管上的电压降为44×（0.12××In=10Iimp=10×1.5=15（kA.）20）/100=1.056（kV.）=1056（V）。

(3) 屋顶风机配电箱内电涌保护器的装设与节日彩灯等配电箱内装设的电涌保护器类同，只是该配电箱的电源开关一般为接通状态。

（4）根据新规第6.4.5条第2款规定，靠近需要保护的设备处，即 LPZ2区和更高的界面处，当需要装设SPD时，对电气系统宜选用Ⅱ级或Ⅲ级试验的SPD；另据新规第6.4.5条第3款规定，电气系统的电涌保护器应与同一线路上游的电涌保护器在能量上配合，配合的资料应由制造商提供，若无此资料，Ⅱ级试验的电涌保护器，其标称放电电流（In）不应小于5kA；Ⅲ级试验的电涌保护器，其标称放电电流（In）不应小于3kA。SPD的电压保护水平（Up）按新规6.4.5条～6.4.6条规定。

（5）电子系统分金属线路和光缆两种线路，分别按一类、二类、三类不同防雷建筑装设不同类别的电涌保护器。详见新规第4.2.4条11、12款、4.3.8 条7、8款、4.4.7条3、4款。即：

金属线路分别选D1类高能量试验类型的电涌保护器，短路电流分别为：2kA、1.5kA、1kA；

光缆进线分别选B2类慢上升试验类型的电涌保护器，短路电流分别为：100 A、75A、50A。

7. 明确了屋面是否需要敷设接闪网的计算方法……….

新规第5.2.12条第161页条文说明中，给出了计算公式，满足该计算公式要求的屋面上可不敷设接闪网。即S>hr-[hr2?(d/2)2]1/2。 式中： S—女儿墙上接闪带距屋面的垂直距离（m）； hr—按本条表5.2.12选用的滚球半径（m）；

d—女儿墙上接闪带间的距离（沿屋面宽度方向的距离）（m）。若屋面中央高于女儿墙根部的屋面，则式中的S为女儿墙上接闪带至屋面中央高处水平面的垂直距离（m）；

8.对人工接地体的设置有新规定

新规第5.4.4条 人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m ，并宜敷设在当地冻土层以下，其距墙和基础不宜小于1m。新规第5.4.4条的条文说明对距墙和基础不宜小于1m的规定作了如下解释：1m的距离是考虑到维修人工接地体时，不会损坏到基础和墙，因为基础的散水坡宽度是距墙0.8m，但不需要按以前的3m距离。

9.对专设引下线位置有了新规定

新规第5.4.7条 防直击雷的专设引下线距出入口或人行道边沿不宜小于3m；取消了原规范第4.3.5条关于“人工接地体距出入口或人行道不应小于3m”的规定。

10.关于引下线的电气连接问题

1)《建筑物防雷施工与质量验收规范》GB50601—2010第3.2.3条规定：除设计要求外，兼做引下线的承力钢结构构件、混凝土梁、柱内钢筋与钢筋的连接，应采用土建施工的绑扎法或螺丝扣的机械连接，严禁热加工连接。 2）《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303—2002第3.1.2条 规定：除设计要求外，承力建筑钢结构构件上，不得采用熔焊连接固定电气线路、设备和器具的、支架、螺栓等部件；且严禁热加工开孔。

3）新规第4.3.5条第6款规定：构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建施工的绑扎法、螺丝、对焊或搭焊连接。单根钢筋、圆钢或外引预埋连接板、线与构件内钢筋应焊接或采用螺栓紧箍的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。

教授意见，高层建筑纵筋是不能焊接的，多层或许结构设计允许。 规第133页第4.3.5条条文说明认为：“在交叉点采用金属绑线绑扎在一起，建筑物许许多多钢筋和连接点，它们保证将全部雷电流经过许多次再分流流入大量的并联放电路径”，因此，绑扎可以保证雷电流的泄放。

由此可见，引下线电气贯通的方法首推绑扎、卷边压接、螺丝、螺钉或螺栓连接。这样的方法不损伤结构的承重力。

董家业/2012.3

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