IEC62305-4（中文版）

IEC 62305-4:2006 雷电防护 –

第4部分：建筑物内电气和电子系统

Protection against lightning

Part4:Eiectrical and electronic systems within structures

翻 译：郭 晋 校 审：关象石

校审说明:在IEC62305-4:2006正式出版物中,

1)图C.12有印刷错误,已纠正.

2)D.1.2中LPZ0B处选用In测试的SPD与正文中3.9的“LPZ不一定有物理界面”的定义矛盾，与IEC61643-12，IEC61643-22在进行S1～S4曲分后选用Iimp或In有一定矛盾。也与本标准中B.2.2中LPZ1边界选用Iimp测试的SPD相矛盾。

目 次

前言 Ⅱ 引言 Ⅳ 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 雷击电磁脉冲（LEMP）防护系统（LPMS）的设计和安装 3 4.1 LEMP防护系统（LPMS）的设计 5 4.2 防雷区（LPZ） 5 4.3 LPMS中基本防护措施 8 5 接地和等电位连接 8 5.1 接地装置 9 5.2 等电位连接网络 10 5.3 等电位连接带 14 5.4 LPZ交界处的等电位连接 15 5.5 等电位连接导体的材质和尺寸 15 6 磁场屏蔽和线缆布线 15 6.1 格栅形大空间屏蔽 15 6.2 内部线缆屏蔽 15 6.3 内部线缆布线 15 6.4 外部线缆屏蔽 16 6.5 磁场屏蔽的材质和尺寸 16 7 协调配合的SPD防护 16 8 LPMS的管理 16 8.1 LPMS管理计划 16 8.2 LPMS的检查 17 8.3 维护 18 附录A（资料性附录）在LPZ中评估电磁环境的基础 19 附录B（资料性附录）已建成建筑物中LEMP防护措施的实施 36 附录 C（资料性附录）SPD的配合 47 附录D（资料性附录）SPD的选型和安装 61 图（图号及页号从略） 表（表号及页号从略）

I

国际电工委员会

雷电防护

第4部分：建筑物内电气和电子系统

前言

1）IEC（国际电工委员会）是国际性标准化组织，由各国家电工委员会（IEC 国家委员会）组成。国际电工委员会的宗旨是促进在电气和电子工程领域有关标准化问题的国际合作。为了这一宗旨及其他活动需要，国际电工委员会出版国际标准、技术规范、技术报告、公开规范（PAS）和指南（以下统称为IEC出版物）。这些出版物的编制工作由技术委员会进行；任何对正在进行的项目感兴趣的IEC国家委员会均可参与编制工作。与IEC有联系的各国际、政府和非政府的组织也可参与编制工作。IEC与国际标准化组织（ISO）依照两组织间的协议密切合作。

2）IEC在技术问题快报中发表的正式决定或协议尽可能的代表了国际上在相关领域中多数人的统一意见，因为技术委员会是由各相关IEC国家委员会的代表组成的。

3）IEC的出版物具有为国际应用提供建议的功能，并被IEC国家委员会所接受。尽管IEC将尽力确保其出版物内容的精确性，但并不为出版物的用途和最终用户对出版物的误解承担责任。

4）为推进国际统一，IEC国家委员会承担将IEC出版物尽可能明晰的应用于国家或地区的出版物中的义务。在IEC出版物和相应的国家或地区出版物之间的任何分歧应在后者中明确指出。 5）IEC不提供许可认证，也不为任何宣称符合IEC出版物要求的产品负责。 6）所有用户应确定他们有该出版物的最新版本。

7）IEC及其领导、雇员、服务人员和代理机构，包括专家、技术委员会成员以及IEC国家委员会，均不承担由于发行、使用或信任该出版物以及IEC其他出版物所造成直接或间接的人身伤害、财产损失或其他任何性质的损失以及相关的各种费用（包括法律费用）。

8）请注意该出版物所引用的规范性文件。规范性文件的使用对于正确应用该出版物是不可或缺的。

9）请注意该出版物中的某些部分可能涉及到专利权的问题。IEC并不承担鉴别任何或所有专利的责任

国际标准IEC 62305-4由IEC第81技术委员会（雷电防护）起草。

IEC62305系列（第一至第五部分）的起草符合新出版物计划，由各国家委员会（81/171/RQ(2001-06-29)）通过。它是在IEC 61024系列，IEC 61312系列和IEC 61663系列的基础上以更加简单合理的方式重组出来的。

IEC 62305第一版源自并取代了： – IEC 61312-1, first edition (1995); – IEC 61312-2, first edition (1998); – IEC 61312-3, first edition (2000); – IEC 61312-4, first edition (1998).

该标准的文本建立在以下文档上： FDIS 81/265/FDIS Ⅱ

投票报告 81/270/RVD

有关通过该标准的全部投票信息可于上表中有关的投票报告中找到。 该出版物的起草与ISO/IEC指令性文件第二部分一致。 IEC 62305在总标题雷电防护之下包括以下部分： 第一部分：总则 第二部分：风险管理

第三部分：对建筑物的物理损伤以及人身伤害 第四部分：建筑物内部电子和电气系统

第五部分：公共设施

该出版物的起草与ISO/IEC指令性文件第二部分一致。 委员会决定将该出版物的内容保持不变，直至在IEC的网站http://webstore.iec.ch上关于该出版物的日期到期。到那时，该出版物将被：

- 再次认证； - 撤销；

- 由修订版取代，或 - 修正。

Ⅲ

雷电防护

第4部分：建筑物内电气和电子系统

引言

作为危害源的雷电是一种具有极高能量的自然现象。雷电释放数百兆焦耳的能量，这与那些足以使建筑物内电气和电子系统中的敏感电子设备受损的毫焦耳级的能量相比，很明显为保护这类设备需要额外的保护措施。

本国际标准的需求来自于雷电的电磁效应所导致的电气和电子系统故障的损失越来越高。尤其重要的是在数据处理和存储以及耗资可观，规模庞大又十分复杂（因此，由于成本和安全等原因最不希望发生设施运行中断）的设施的过程控制和安全中所用到的电子系统。

如IEC 62305-2所定义的，雷电可以在建筑物内导致不同类型的损害： ——D1 由于接触和跨步电压导致的对生命的伤害；

——D2 由于机械、热量、化学和爆炸效应导致的物理损害； ——D3 由于电磁效应导致的电气和电子系统故障。 IEC 62305-3涉及为降低物理损害和生命危险的风险所采取的防护措施，但不包括对电气和电子系统的防护。因此IEC 62305-4提供了降低建筑物内电气和电子系统永久故障的风险的相关信息。

电气和电子系统的永久故障可能由雷击电磁脉冲（LEMP）通过以下方式造成： a)通过连接导线传输至设备的传导和感应电涌； b)直接作用于设备本身的辐射电磁场效应。 电涌可在建筑物外部或内部产生：

——建筑物外部的电涌由击中入户线或雷击在线路周围地面上产生，并通过线路传输至电气和电子系统。

——建筑物内部的电涌由雷电击中建筑物或雷击在建筑物周围地面上所导致的耦合产生。 退耦合产生自不同的机制：

——电阻耦合（例如由建筑物接地装置的常规接地阻抗或电缆屏蔽电阻所导致的）； ——磁场耦合（例如由电气和电子系统线路中的环路或等电位连接线的自感应所导致的）； ——电场耦合（例如由杆状天线所导致的）。

注：相较于磁场耦合而言，电场耦合通常非常小并且可以忽略。

辐射电磁场产生自：

——在雷击通道中流过的雷电流；

——流经导体的部分雷电流（例如在IEC 62305-3在外部LPS的引下线中，或根据IEC 62305-4在外部空间屏蔽体中的雷电流）。

Ⅳ

雷电防护

第4部分：建筑物内电气和电子系统

1 范围

IEC 62305的本部分为建筑物内电气和电子系统LEMP防护系统（LPMS）的设计、安装、检查、维护和测试提供信息，以降低雷击电磁脉冲（LEMP）所导致的永久故障的风险。

本标准不包括防护由雷电导致的，可以引起电子系统故障的电磁干扰。然而，附录A中所公布的信息可用于评估这些干扰。对电磁干扰的防护措施在IEC 60364-4-44和IEC 61000系列中公布。

本标准对防护措施提出了要求，并为电气和电子系统的设计者与防护措施的设计者之间的配合提供指导，以期获得最佳防护效果。

本标准并不涉及电气和电子系统自身的设计细节。 2 规范性引用文件

以下规范性引用文件所包括的条款，通过本部分的引用而成为本国际标准的条款。凡是标有日期的引用文件，其随后所有的修正单（不包括勘误内容）或修正版均不适用于本部分。但是，鼓励根据本国际标准达成协议各方研究使用以下规范性文件最新版本。对于未标明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

IEC60364-4-44：2001建筑物电气装置 第4部分：安全防护 第44章：过电压保护

IEC60364-5-53：2001建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第53章：开关设备和控制设备

IEC60664-1：2002低压系统内设备的绝缘配合 第1部分：原理、要求和试验 IEC61000-4-5：1995 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验 IEC61000-4-9：1993 电磁兼容 试验和技术 脉冲磁场抗扰度试验

IEC61000-4-10：1993 电磁兼容 试验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度试验 IEC61000-5-2：1997 电磁兼容 安装和调试指南 接地和电缆敷设 IEC61643-1 1998 连接至低压配电系统的SPD 性能要求和试验方法 IEC61643-12 2002 连接至低压配电系统的SPD 选择和使用原则

IEC61643-21：2000 连接至电信和信号网络的SPD 性能要求和试验方法 IEC61643-22 2004 连接至电信和信号网络的SPD 选择和使用原则 IEC62305-1 雷击防护 第1部分：总则

IEC62305-2 雷击防护 第 2部分：风险管理

IEC62305-3 雷击防护 第3部分：建筑物的物理损害和生命危害 ITU-T.K.20 2003 电信中心交换设备耐过电压和过电流的能力 ITU-T.K.21 2003 用户终端通信设备的耐过电压和过电流的能力 3 术语和定义 以下术语和定义以及在IEC 62305其他部分给了的定义适用于本部分： 3.1 电气系统 组合了低压供电部件的系统。 3.2 电子系统 组合了敏感电子部件如信息技术设备、控制和仪表系统、无线电系统、电力电子装置等系统 3.3 内部系统

1

在建筑物内部或其上需保护的电气和电子系统 3.4 雷击电磁脉冲（LEMP） 雷电流的电磁效应

注 — 它包括传导的电涌，也包括冲击电磁场效应

3.5 电涌 由LEMP导致的，以过电压和/或过电流形式出现的瞬态波。

注 — 电涌可来自（部分）雷电流，由装置环路中的感应效应和SPD的残余威胁性续流引起。

3.6 额定冲击耐受电压（UW） 由制造商给出的设备或设备基本一部件的耐受冲击电压额定值，规定了其绝缘对过电压的耐受能力特征。 注：本部分中仅考虑带电导体与地之间的耐受电压（IEC60664-1） 3.7 雷电防护级别（LPL） 对雷击造成的损失，用一组对应的雷电流参数作定义的划分。其中设计中的最大和最小值均不超出自然界雷电参数值。 3.8 防雷区（LPZ） 需要规定和控制雷击电磁环境的区域。 注：根据其中的一组雷电流参数做LPL的相关设计。 3.9 LEMP防护系统（LPMS） 由内部系统防LEMP的措施组成的完整系统。 注：LPZ的交界处并不一定有物理界面（如墙、地板、天花板）。 3.10 格栅形大空间屏蔽 有开放孔洞的磁屏蔽。

注 — 对于一个建筑物或一个房间而言，推荐利用建筑结构的自然金属体并互相连接组成格栅形大空间屏蔽。（如利用钢筋混凝土中的钢筋、金属框架和金属支撑物等）。

3.11 接地装置 外部LPS的一部分，用于将雷电流引导和泄入地中。 3.12 等电位连接网络 建筑物的所有导体部件和内部系统（带电导体除外）与接地装置互连的网络 3.13 接地系统 综合了接地装置和等电位连接网络的完整系统 3.14 电涌保护器（SPD） 目的在于限制瞬态过电压和分流电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。 3.15 用Iimp测试的SPD 耐受典型波形10/350的部分雷电流的SPD，要求一个相应的冲击试验电流Iimp。 注：对电力线路，合适的测试电流Iimp由IEC61643-1的等级l测试程序定义。 3.16 用In测试的SPD 耐受典型波形8/20μs的感应电涌电流的SPD，要求一个相应的标称试验电流In。 注：对电力线路，合适的测试电流In由IEC61643-1的等级Ⅱ测试程序定义。 3.17 用组合波测试的SPD 耐受典型波形8/20μs的感应电涌电流的SPD，要求一个相应的冲击试验短路电流为Ⅰsc。 注：对电力线路，合适的组合波测试由IEC61643-1的等级Ⅲ测试程序定义，规定一个内阻2Ω的组合波发生

器

的开路电压为Uoc、波形为1.2/50μs，短路电流为Ⅰsc、波形为

8/20μs。

3.18 电压开关型SPD 无电涌出现时呈高阻抗，当出现电涌电压时突变为低阻抗的SPD。 注1 — 电压开关型SPD的常用组件有：放电间隙，气体放电管（GDT），晶体闸流管（可控硅整流器）和三

端双向可控硅元件。这些SPD有时被称为“克罗巴型”。

注2 — 电压开关元件具有不连续的伏安特性

3.19 限压型SPD 无电涌出现时为高阻抗，随电涌电流和电压的增加，阻抗跟着连续变小的SPD。 注1 — 限压型SPD的常用组件有：压敏电阻和抑制二极管。限压型SPD有时被称为“钳压型”SPD。

2

注2 — 电压限制器件具有连续的伏安特性。

3.20 组合型SPD 将电压开关型元件和限压型元件组合在一起的SPD，根据所施加电压的特性呈现出电压开关型，限压型或两者兼具的特性。 3.21 协调配合的SPD防护 经过正确选型和安装，并且达到配合的一组SPD，用于为电气和电子系统提供电涌保护。 4 雷击电磁脉冲（LEMP）防护系统（LPMS）的设计和安装

电气和电子系统受雷击电磁脉冲的威胁。因此应采用LEMP防护措施来避免内部系统故障。 对LEMP的防护是基于防雷区（LPZ）的概念：包含受保护系统的空间应被划分为各LPZ。这些区域是理论上确定的空间，该区域中LEMP的严重程度与包容的内部系统的耐受等级应是兼容一致的（图1）。后续区域其LEMP的严重程度显著也随之变化。LPZ的边界由所采用的防护措施确定（图2）。

LPZ 0

无线

金属杆 或栅栏 电力线缆

LPZ2

的边界

LPZ1的

LPZ 1 LPZ 2 边界

设备 水管 等电位连通信线缆

接位置

〇 接入设施直接或通过适当SPD等电位连接

注：本图给出了将建筑物划分为若干LPZ的示例。所有进而建筑物的金属设施都应在LPZ 1的边界处通过等

电位连接带连接在一起。而且，进入LPZ 2（例如计算机房）的金属设施也应通过等电位连接带在LPZ 2的边界处连接在一起。

图1 划分不同防雷区（LPZ）的基本原则

3

LPS+LPZ 1的屏蔽 LPZ 2的屏蔽 I0 , H0 LPZ 1 LPZ 2 H2 LPZ 0 H1 SPD 1/2 (SB) U1 , I1 H0 设备 (受损者) SPD 0/1 (MB) U0 , I0 部分雷电流

箱室 U2 , I2

图2a 采用空间屏蔽和配合SPD防护的完整的LPMS：

——避免传导电涌（U2<< U0且I2<< I0）和 辐射磁场（H2<< H0）的危害，设备受到良好保护

I0 , H0 LPZ 1 LPS+ LPZ 1的屏蔽 LPZ 0 H0 H1 设备 (受损者) SPD 0/1 (MB) U1 , I1 U0 , I0 部分雷电流

箱室 图2b 采用LPZ 1空间屏蔽且在LPZ 1入口处使用SPD防护的LPMS

——避免传导电涌（U1＜U0和I1＜I0） 和辐射磁场，（H1＜H0），设备得到保护

I0 , H0 LPZ 0 LPS (无屏蔽) LPZ 1 H0

H2

设备 H2 LPZ 2

U2 , I2 (受损者)

屏蔽的箱室

H0 SPD 0/1/2 (MB) U0 , I0 部分雷电流

图2c 采用内部线路屏蔽并在LPZ 1入口处使用SPD防护的LPMS系统：

——避免传导电涌（U2< U0且I2< I0）和 辐射磁场（H2< H0）的危害，设备得到保护

4

LPS (无屏蔽) 设备 (受损者) I0 , H0 H0 SPD (SA) U2 , I2 LPZ 0 LPZ 1 SPD 1/2 (SB) U1 , I1 H0 SPD 0/1 (MB) U0 , I0 部分雷电流

箱室 注1 – SPD可位于以下地点（参见D.1.2）：

MB

SB SA LPZ 0/1的边界（如主配电盘） LPZ 1/2的边界（如分配电盘）

在设备上或接近设备处（如电源插座）

注2 – 详细安装规则同时参见IEC 60364-5-53 注3 – 屏蔽（ ）及非屏蔽（—）的界面。

图2d LPZ1使用空间屏蔽且在LPZ1入口处使用SPD防护的低级别（屏蔽措施不够）LPM系统：

（U2<< U0且I2<< I0）

图2LEMP防护系统（LPMS）设计系列

由LEMP导致的电气和电子系统永久性故障的原因为： ——通过入户线路传输至设备的电涌；

——直接作用于设备本身的辐射电磁场效应。

注1 – 如果设备符合无线电频率发射和安全测试相关EMC产品标准，可忽略由直接辐射设备的电磁场所导

致的设备故障。

注2 – 对于不符合相关EMC产品标准的设备，附件A提供了信息以获得对直接辐射这些设备的电磁场的防

护，这些设备对脉冲磁场的耐受等级应根据IEC 61000-4-9和IEC 61000-4-10来选择。

4.1 LPMS的设计

LPM系统的设计目的是为给电涌和磁场的耐受等级低的灵敏设备提供全面保护。但对于耐受等级较高的设备通常使用简单的设计就可以了。图2给出了示例：

·一个完善的LPMS系统利用空间屏蔽和配合SPD防护（图2a），能够对传导电涌和辐射磁场进行防护，甚至可以达到很低的耐受等级。

·利用LPZ1的大格栅空间屏蔽和在LPZ1入口处SPD防护（图2b）的LPMS能够为耐受等级较高的设备提供对传导电涌和辐射磁场的防护。

注1：对于磁场强度仍较大（因LPZ1的屏蔽效果差）或者电涌的幅值仍很高（因SPD的电压保护水平较高及SPD后端线路上存在振荡感应效应）的情况，这种防护的效果并不充分。

·利用内部线路屏蔽和在LPZ1入口处SPD防护（图2c）的LPMS系统能够为设备提供对传导电涌和辐射磁场（需要已屏蔽的机架）的防护。为使电涌威胁降低，可能需要使用电压保护水平低的

了SPD。根据附录C，这些SPD应当和LPZ1边界上的SPD协调配合。

E

S

E

SPD 0/1 E E S SPD 0/1 LPZ 0 图 B.2a LPZ1屏蔽效果差时，采用LPS和在建筑物进线入口处安装 SPD

（例如，用于建筑物内耐受水平较高的系统或小布线回路）

39

E

SPD 原有设备 新装设备

LPZ 0

LPZ 1 E S

E

SPD E

SPD 0/1 SPD 0/1 LPZ 0 图 B.2b LPZ1中，采用屏蔽信号线并在电源线 安装协调配合的 SPD 防护以保护新装电子系统

原有设备

新装设备

LPZ 0

LPZ 1 LPZ 2

图 B.2c LPZ 1 以及为新装电子系统设置的

大的屏蔽的LPZ 2进行保护

40

原有设备 新装设备

LPZ 0

E LPZ 1 LPZ 2 SPD SPD 1/2 1/2 1/2 E E SPD E S SPD 0/1 SPD 0/1 LPZ 图 B.2d LPZ1以及为新装电子系统设置的

两个局部的LPZ 2进行保护

图 B.2 在已有建筑物内划分雷电防护区 LPZ 的可能性

1/2

B.3 建筑物内配电系统和电缆布线的改进

已有建筑内的配电系统（参见图B.1中的图例1）大部分是TN-C型。可用下列措施避免接地信号线和

PEN导线连接后可能产生的50/60 Hz干扰：

——采用Ⅱ级电气设备隔离界面或隔离变压器。若电子设备较少，这可以作为一个解决方案（参见 B.5）。

——将配电系统改为 TN-S 型（参见图 B.1 中的图例 2）。对有大量电子设备的场合，特别推荐这一解决方案。

此外，还应当满足接地、连接和线缆布设的要求。 B.4 用电涌保护器进行保护

为了限制雷电在线路上产生的传导电涌，应在每LPZ的入口处安装SPD（参见图B.1的图例3及图B.2）。这些SPD应当协调配合（参见附录C）。

建筑物内的SPD间如果配合不当，例如下级的SPD、或设备内的SPD不能配合建筑物进线入口处的SPD正常运行时，将导致电子系统损坏。

为了维护采用防护措施的有效性，必须对所有SPD的安装位置记录。 B.5 用隔离界面进行保护

流过设备及其连接的信号线上的工频干扰电流，可能来自大的感应回路或者来自阻抗偏高的等电位连接网络。为了防止这种干扰（主要在TN-C型供电系统内），应在已有的电源设备与新增电源设备间用隔离界面进行适当的隔离，例如：

——使用II 级隔离设备（即无PE线的双重隔离）； ——隔离变压器；

41

——无金属光缆； ——光电耦合器。

采用隔离界面来防止雷电感应过电压时，融离设备必须能承受较大的冲击电压，如1.2/50波形时的典型过电压耐受值为5kV。若用这种界面防护更高的过电压时，可以使用SPD。SPD的电压保护水平Up需要选择适当低于隔离界面的耐受电压之下。因为SPD的Up过低也许会违反安全要求。

注：应当注意，金属设备外壳与连接网络或其它金属部件间偶然的电流连接，必须实施绝缘。在大多数场合均可满

足这一要求，因为安装在家庭房间或办公室的电子设备仅通过连接电缆与参考地连接。

B.6 基于布线和屏蔽的防护

合理布线和屏蔽是降低感应过压的有效措施。如果LPZ1的空间屏蔽很差时，这些措施就极为重要。在这种场合，可根据下列原则对保护方式加以改进：

——减小感应回路的面积；

——应当避免采用现有电力线给新设备供电，因为它可能产生一个很大的封闭感应回路面积，

大大地增加了绝缘损坏的风险；同时，将电源线和信号线靠近布放可以避免产生大的回路（参见图 B.1中的图例8）；

——采用屏蔽电缆，并至少在一端进行搭接；

——推荐使用已在两端实现等电位连接的金属电缆管道或接地的金属平板，为保证金属管的低

阻抗，实现电气上的良好连通；连接应该采用螺栓紧固金属管相连部分或采用跨接导体的方式；（参见 IEC 61000-5-2） 图 B.3 图和 B.4 为合理布线和屏蔽技术的示例。

注： 普通区域（即不是特别为安装电子系统的区域）内，电子设备的信号线间距离大于10m 时，建议采用带

有电流隔离部件的平衡信号线，例如，光电耦合器、信号隔离变压器或隔离放大器。另外，使用三芯电缆的效果更好。

图例：

1 PE,仅在I类设备使用时

2 电缆屏蔽层（可选的）要进行两端连接 3 用作附加屏蔽的金属平板（参见图B.4） 4 小面积回路

注 – 由于回路面积小，电缆屏蔽层与金属平板间的感应电压小。

图B.3 将屏蔽电缆靠近金属平板以减少回路面积

42

图例：

1 不论电缆屏蔽有无连接，电缆都应与金属平板固定

2 金属平板边缘的磁场比中间强 3 电源线 4 信号线

图B.4 用金属板做附加屏蔽的例示

B.7 用LPZ1空间屏蔽改善原有LPS

LPZ 1周围的原有LPS（根据IEC 62305-3）可以用下列方法得到改善： ——将现有的建筑物的金属立面和屋顶整合入外部 LPS 中；

——采用建筑物混凝土中的钢筋（这些钢筋从最顶端的屋顶到接地装置进行电气连通连接）。 ——将引下线之间的距离和接闪系统的网格宽度减小到典型值 5m 以下； ——安装跨接导体，用以连接相邻但结构上分离的建筑物的伸缩缝。 B.8 采用等电位连接网络进行防护

现有的工频接地系统，可能无法为频率高达数MHz的雷电流提供满意的等电位面，因为在高频率状态下，它的阻抗可能太高。

根据IEC 62305-3设计的LPS，由于允许网格宽度大于5m，即使将雷电等电位连接作为内部LPS的 强制性部分，也可能无法满足敏感电子系统的要求。这是因为这种连接系统对于有效防护来说其阻抗仍然太高。

推荐一个典型的网格宽度为5m或5m以下的低阻抗连接网络。

通常，连接网络既不能用于电源回路也不能作为信号回路。因此，PE线一定要纳入等电位连接网络，而PEN线则禁止纳入等电位连接网络。

允许将功能性接地导体（例如与电子系统连接的逻辑地）与低阻抗的连接网络直接连接，因为这时耦合到电源线和信号线的干扰非常小。不允许功能性接地导体直接与PEN线或与PEN线相连的其它金属部件直接连接，以避免在电子系统中产生工频干扰。

43

B.9 建筑物外安装设备的防护措施

外设设备有各种敏感装置，如天线、气象传感器、监视摄像头、生产车间的外部传感器（压力传感器、温度传感器、流速传感器、阀门位置传感器等）和其它任何安装在建筑物外、杆塔和工作容器外的电气、电子或无线电设备。

B.9.1 外部设备的防护

只要有可能，就必须将设备置于LPZ 0B的保护范围内，例如，采用局部接闪器，防止其遭到直接雷击（参见图B.5）。

在高大建筑上，应当用滚球法（参阅IEC 62305-3）确定建筑物顶部与侧面的设备是否会遭到直接雷击；若有遭到直接雷击的可能，应当另行安装接闪器。在许多场合，栏杆、金属扶梯、 管道等也能很好地起到接闪器的作用。除某些种类的天线外的所有设备都可以用这种方式保护。天线 有时必须安装在暴露位置以避免附近的接闪器金属棍对天线的功能产生干扰。有些天线本身具有自保护能力，因为这种天线只有良好接地的传导部件才暴露在雷击中。其它类型天线，需在其馈线电缆上加装SPD以防止过大的瞬态电流通过电缆向下流到接受器和发射器。当天线有外部LPS时，天线的金属支架 应与其连接。

5.4 LPZ交界处的等电位连接

在定义了LPZ的区域，所有穿过LPZ交界的金属部分和设施（如金属管，电力线或信号线）进行等电位连接。

注 – 进入LPZ1的设施的等电位连接应与相关的服务网络提供商（例如电力或电信部门）商讨，因为其中

的要求可能有冲突。

应通过等电位连接带实现等电位连接，等电位连接点应尽可能近的安装在LPZ交界处。

如果可能，入户管线应从同一位置进入LPZ，并连接在同一等电位连接带上。如果入户线路和管道从不同的位置进入LPZ，应分别连接到不同位置上的等电位连接带上，并且这些不同位置的等电位连接带应连接在一起。为此，推荐使用环形等电位连接带。

在LPZ入口处应安装SPD使电气和电子系统的带电导体实现等电位连接。使用互连或扩展LPZ可以减少所需SPD的数量。

连接在每一个LPZ边界处的屏蔽电缆或互连的金属电缆套管可以将几个同级别LPZ互连成为一个联合LPZ，或被用作将一个LPZ扩展至下一个LPZ的边界。 5.5 等电位连接导体的材质和尺寸

材质、尺寸和使用条件应符合IEC 62305-3的规定。等电位连接导体的最小截面应符合表1的要求。

夹箍的尺寸应考虑雷电流值（参见IEC62305-1）和分流情况分析（参见IEC62305-3附录B）。 SPD连接导线尺寸应符合本部分第7章中的要求。

表1 等电位连接导体的最小截面 等电位连接导体 等电位连接带（铜或镀锌钢） 从等电位连接带到接地系统或其他等电位连接带的连接线 从内部金属装置到等电位连接带的连接线 SPD的连接线 注：所使用其他材料的横截面积应确保电阻相同 材质 铜，铁 铜 铝 铁 铜 铝 铁 铜 I类 II类 III类 截面mm50 14 22 50 5 8 16 5 3 1 2 6 磁场屏蔽和线缆布线

磁场屏蔽衰减了电磁场和感应的内部电涌。适当的内部线缆布线可以使感应的内部电涌减小。这两种措施对电气和电子系统防止永久故障是有效的。 6.1 格栅形大空间屏蔽

格栅形大空间屏蔽对定义的保护区可以覆盖整个建筑物、建筑物的一部分、一个单独的房间或仅是设备机箱。为此可采用格栅状或连续金属屏蔽，推荐利用建筑物的“自然构件”（见IEC 62305-3）。

当对建筑物规定的区域进行保护比对多个设备进行单独的保护更加实用和有效时，在一个新建筑物或新系统的早期设计阶段就应该考虑空间屏蔽，因为对于已建成建筑物来说重新进行屏蔽可能会出现更高的费用和更多的技术难度。 6.2 内部线缆屏蔽

屏蔽仅限于电缆线路和受保护的设备，为此可采用电缆的金属屏蔽，封闭金属套管和设备的金属外壳。

6.3 内部线缆布线

内部线缆的合理布线能减小感应环路并降低内部电涌。可以通过靠近建筑物自然构件接地部分的电缆布线，以及电力和信号线路相邻布线方法来减小感应环路面积。

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注：为避免干扰，在电源线和非屏蔽的信号线间需留出一定的距离。

6.4 外部线缆屏蔽

进入建筑物的外部线路屏蔽包括：电缆屏蔽层，封闭金属电缆管道或有网格状钢筋的混凝土电缆管道。外部线路的屏蔽很有效，但通常不在LPMS规划者的责任范围内（外部线路的所有权多属于网络供应商）。

6.5 磁场屏蔽的材质和尺寸

在LPZ 0A/1的边界处磁屏蔽的材质和尺寸（例如格栅形大空间屏蔽，电缆屏蔽，设备的机壳）应符合IEC 62305-3中对接闪器和/或引下线的要求。特别注意：

——金属板、金属套管、管道系统和电缆屏蔽的最小厚度应符合IEC 62305-3的表3的规定； ——格栅形大空间屏蔽的导体的材质、结构和最小截面应符合IEC 62305-3的表的6的规定； 由于磁场屏蔽的主要目的不在一承载雷电流，因此在下列情况下屏蔽层的材质和尺寸（厚度及最小截面）可不满足IEC62305-3中表3和表6的要求：

——在LPZ 1/2的边界或更高级别的防雷区，并已充分考虑磁屏蔽和LPS之间的安全距离S（参见IEC 62305-3条款6.3）；

——在LPZ的边界，如果雷击建筑物的风险因素Rd是可以忽略时（参见IEC 62305-2）。 7 协调配合的SPD防护

对内部系统的电涌防护可能需要一个SPD组，包括在电气和信号系统中的SPD。在这两种情况下SPD防护的基本原则（参见附录C）是一致的。但由于电子系统及其特性的极端多样性（模拟或数字，直流或交流，从低频到高频），其选择和应用SPD与电气系统的不完全相同。

在某一采用了防雷区概念并定义了一个以上的LPZ（如LPZ1、LPZ2等）的LPMS中，SPD（S）至少应安在每个LPZ的入口处（参见图2）。

当仅仅定义为一个防雷区LPZ1的LPMS中，至少应在LPZ1的线路入口处安装SPD。 在上述两种情况时，如果SPD的安装益与受保护设备之间的距离过长，可能需要再安装附加的SPD（参见附录D）。

SPD的性能要求和试验方法应符合下述要求： ——低压配电系统SPD符合IEC61643-1； ——电信和信号网络SPD符合IEC61643-21。 SPD的选择和应用应符合：

——低压电气系统的SPD应符合IEC 61643-12和IEC 60364-5-534关于电力系统防护 ——电信和信号网络的SPD应符合IEC 61643-22

关于选择和安装SPD的原则和一些基础信息在附录D中给出。

在不同安装点SPD受雷击引起的电涌及其幅值的信息在IEC 62305-1和附录E中给出。 8 LPMS的管理

对于一个新建筑，为了用最低的投入产生有效的防护，很必要的一条是内部系统防护的设计要在建筑物的设计阶段而且是在施工前进行。这样的话，就有可能优化利用建筑物自然构件，并在电缆线路规划和设备位置的可选方案中选择最佳的折衷方案。

对于已有的建筑物，LPMS的成本通常要高于新建筑。但是，通过适当选择LPZ和利用或升级现有的装置也有可能最小化投入成本。

只有在如下情况才可以达到理想的防护： ——设计方案是由防雷专家制定的；

——在建筑建造和LEMP防护措施领域的不同专家之间有良好的配合（例如土木工程师和电气工程师）；

——遵守8.1条中的管理计划。

LPMS应通过检查和保养维护。当建筑物或防护措施发生相应变动之后，应进行新的风险评估。 8.1 LPMS管理计划

LPMS的规划和配合需要一个管理计划（表2）。管理计划由最初的，用以确定将风险降至等于或低于可容忍级别所需的防护措施的风险评估开始（IEC 62305-2）。为完成此风险评估防雷区必须确定。

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表2 – 新建建筑物和已有建筑物的结构或用途有重大改变时

的LPMS管理计划 步骤 目标 执行者 核对LEMP防护的需求 2) 防雷专家 1) 初步风险分析如果需要，使用风险评估法选择适当 业主 的LMPS防护措施 应使用风险评估法对所选防护措施的2)成本/效益比优化。并确定： 防雷专家 1) 最终风险分析 ——LPL级别和雷电参数 业主 ——LPZ区及其边界 定义LMPS，包括： ——空间屏蔽措施 防雷专家 ——等电位连接网络 业主 LMPS计划 ——接地装置 建筑师 ——线缆屏蔽和布线 内部系统的规划人员 ——入户线缆屏蔽 相关装置的规划人员 ——SPD系统 总设计图和总体说明 工程公司或类似机构 LMPS设计 编制投标清单 安装详图和安装的时间进度表 防雷专家 安装质量 LMPS的安装人员 LMPS的安装及监理 文档 工程公司 可能对安装详图作修改 监督人员 独立的防雷专家 LMPS的验收 检查系统状况并提供证明文件 监督人员 防雷专家 复查 确保LMPS是有效的 监督人员 1) 参见IEC 62305-2 2) 具有丰富的EMC知识和安装实践 根据IEC62305-1所采用的防护措施的防护级别LPL，应施行以下步骤： ——应提供一个包括（等电位连接网络和接地装置）的接地系统； ——建筑物外部金属部件和入户设施应直接或通过SPD连接； ——内部系统应被整合至等电位连接网络；

——考虑采用空间屏蔽与线缆布线和屏蔽的结合； ——确定所需的协调配合的SPD防护；

——对于已建成的建筑物可能需要特殊措施（见附录B）。

以后，需要再次利用风险评估法来对所选防护措施的成本效益比进行评估及优化。 8.2 LPMS的检查

检查包括技术文件的检查，外观检查和测试。检查时应核实： ——LPMS符合设计文件，

——LPMS能够实现设计的功能，

——任何新增的防护措施都恰当的整合至LPMS中。 检查应在以下时间进行： ——LPMS安装期间，

——LPMS安装完成后， ——定期检测，

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——更换了任何与LPMS相关的部件之后，

——也可能在雷闪击中建筑物后（例如，由雷击计数器有雷击记录、有人目击建筑物遭雷或建筑物有雷击迹象）。

应根据如下条件确定定期检查的频度： ——当地环境，如腐蚀性土壤和空气； ——所用防护措施的类型。 8.2.1 检查步骤

8.2.1.1 技术文档的检查

在新LPMS安装完毕后，应检查技术文件是否符合相关标准以及文件的完整性。此后技术文件应不断更新，例如在LPMS的改造或扩展之后。 8.2.1.2 外观检查

外观检查应核实：

——无松动的连接并且导体和接点没有意外的断裂； ——无系统部件因腐蚀而使功能削弱，特别是地下部分； ——等电位连接线和电缆屏蔽完好无损；

——没有增加的或变更的项目需要因此带来的防护措施的增加或改造； ——SPD和它们的熔断器没有受损的迹象； ——保持原线缆布线方式； ——保持空间屏蔽的安全距离。 8.2.1.3 测试

对于接地系统和等电位连接网络等目测不到的部分，应进行电气连接性能测试。 8.2.2 检测文档

为检测便利应准备检测指南。该指南应包括足够信息以指导检测人员完成检测任务，应有配套和组成，测试方法和所记录的测试数据等各方面。

检测人员应出具报告附在技术文件和以往的检测报告上。检测报告应包括以下信息： ——LPMS的整体状况，

——与技术文件的任何偏离， ——测试的结果。 8.3 维护

检测后所有查出的缺陷应被立即修补。如果需要的话，应更新技术文档。

18 附录A （资料性附录） 在LPZ中评估电磁环境的基础

本附录提供LPZ内部电磁环境评估信息，可用于LEMP的防护，也适用于对电磁干扰的防护。 A.1 雷击对电气和电子系统的危害

A.1.1 危害源

雷电流及其产生的磁场是主要危害源，雷电流产生的磁场与雷电流有相同的波形。

注：就防护而言，雷电电场影响通常较小。

A.1.2 危害受损者

安装在建筑物上或其内的内部系统对电涌和磁场的抗扰水平是有限的，在遭到雷击及紧随产生的磁场影响时，可能被损坏或会导致错误运行。

安装在建筑物外部的系统，会受未衰减磁场的危害；如果处在暴露位置，还会受最大值可能达到直击雷全部雷电流的电涌危害。

建筑物内部的系统，会受衰减后残余磁场影响的危害，也会受传导和感应产生的内部电涌危害，以及通过入户线传导的外部电涌危害。

受保护设备电涌耐受水平的详情，可参阅下列有关标准：

——IEC 60664-1中规定的电气设备耐受水平：规定耐受水平为额定冲击耐受电压1.5-2.5 - 4-6 kV；

——ITU-T K.20和K.21中规定的通信设备耐受水平；

——非标设备在其产品规格书中确定的耐受水平，或者可以进行如下测试： ● 对传导电涌，可采用 IEC 61000-4-5 给出的的电压试验等级：1.2/50μs波形0.5-1-2-4 kV， 以及电流试验等级：8/20μs波形0.25-0.5-1-2 kA；

注：为满足上列标准要求，特定设备可以安装内部SPD，这些内部SPD性能会影响其配合。

●

对磁场，可采用IEC 61000-4-9 给出的试验等级：8/20μs波形100-300-1000 A/m，以及IEC

61000-4-10 给出的试验等级：1MHz 频率10-30-100 A/m。不符合相关EMC产品标准规定的无线频率发射和抗扰度测试的仪器设备，有遭受磁场直接辐射危害的风险。反之，符合这些标准的设备，可以避免电磁场直接辐射造成的失效。

A.1.3 危害源及其受损者之间的耦合机理

设备的耐受水平必须与危害源相兼容。为此，需要通过确定合适的防雷区（LPZ）来适当控制二者的耦合过程。

A.2 空间屏蔽、线缆布设和线缆屏蔽 A.2.1 通则

雷击建筑物或击在建筑物附近地面时在LPZ内部产生的磁场，只能采用LPZ的空间屏蔽措施来减弱。电子系统内的感应产生的电涌可以用空间屏蔽或线缆布设与屏蔽措施，或者二者综合的方法来减小。

图A.1为雷击建筑物时LEMP的示例，其中有防雷区LPZ0、LPZ1和LPZ2。被保护的电子系统安装在LPZ2内部。

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