T/ASC28-2022 建筑物及电子信息系统隔离防雷技术标准及条文说明.pdf

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T/ASC28-2022 建筑物及电子信息系统隔离防雷技术标准及条文说明.pdf

2.0.4隔离防雷装置旨在减少雷电流引入建筑物及电子信息系 统,降低雷击电磁脉冲的威胁程度,对新增或互连的设施可采取 必要的防护措施,使建筑物及电子信息设备的绝缘耐冲击电压水 平和该空间的雷击电磁脉冲环境相匹配。隔离防雷措施包括物理 隔离和电气隔离,设置电涌保护器属于电气隔离措施。 2.0.10隔离间距应按本标准附录A的规定计算,

.1.3等电位连接的主要功能是均衡电位,降低发生火花放电 的风险。

3.2.1防雷等电位连接的显著特点是利用SPD的非线性特性, 对带电导体进行等电位连接,减小雷电流引发的电位差。SPD应 设置于专业人员检测和维护的场所。

DB35/T 1797-2018 公路工程建设项目文件信息化管理规范3.2.5根据《雷电防护第3部分:建筑物的物理损坏

新增电子信息设备设置隔离接口装置的示例见图1。

图2保持隔离间距的保护

K(keil,+kezl2+..+kenin ) s

K; (keil, +kezl2 +...+kenl,)= 0.06 2(0.5×20) =1.2m km 0.5 0.06 (koo +kel +...+ken.) 2(1X1.5+0.5×20)=0.69r E

注:1.A、B、C一雷击点;K、l。一仅在计算S,时可用; 2.分流原则: a)雷击点。电流在雷击点分为若干可能的电流路径进人网状接闪器中。 b)较远的节点。电流在网状接闪器中任意个较远的节点处减少50%。 c)引下线。电流再次减小50%,但k。不可小于1/n(n一引下线的总数量

屋顶防雷装置与金属设备隔离间距

接闪杆:2一引下线;E一金属设备;S、一固体中间隔距离;S一空气中间隔距离

:2一引下线:E一金属设备:S、一固体中间隔距离;S一空气中间隔距离

4.1.4实际工程中,保持隔离间距可能会有一定难度,比如, 屋面有设备的金属线缆系统、其他设备金属管道,钢筋混凝土楼 板内钢筋网,以及设备有系统接地要求等,这些现场条件可能严 重影响隔离间距的确定。在建筑物上安装分离式接闪器,也是一 种选择。 工程中实际使用的独立式接闪装置,包括独立式接闪杆、独 立式接闪带等标准件和标准做法,使得施工更灵活,质量更有保 证,屋顶独立式防雷装置示例见图5。图中的隔离棒由玻璃纤维 增强塑料制成,用于支撑接闪带,和屋面保持隔离间距。隔离棒 上端设置导线夹持器,用来固定接闪带;隔离棒下端插入附带垫 盘的混凝土基座内,固定方便,防止滑动,且无须土建配合施 工。独立式接闪杆下部的支撑管同样由玻璃纤维增强塑料制成, 使得接闪杆和屋面分离

图5独立式接闪器工程示例

图5独立式接闪器工程示例

7一接闪带;8一接闪杆:9一线缆金属外护层:10一接地系统:11一光伏设备

皮璃纤维增强塑料产品的绝缘性能比混凝土等固体材料更 有利于在保证隔离间距的前提下,减小隔离棒的长度, 绝缘引下线是采用绝缘材料包裹传导雷电流的金属导体

4.1.5绝缘引下线是采用绝缘材料包裹传导雷电流的金属导体

4.1.5绝缘引下线是采用绝缘材料包裹传导雷电流的金属导体

有利于引下线和建筑物金属部分、供电线缆、金属装置等保持必 要的隔离间距。绝缘引下线结构见图6,并应满足以下条件: 1)能够耐受雷电冲击电压; 2)应具有足够的绝缘强度,以保持必要的隔离间距; 3)应具有足够的截面积和承载雷电流能力。

绝缘引下线应根据表1规定的通过雷电流的能力分为H2、 H、H 和 N 四类。

的安全的绝缘性能,其设计和制造应确保安全地泄放雷电流。 4.1.6住宅建筑的屋顶太阳能热水器、突出外墙的空调室外机 等设备与住宅户内有电气连接,因此应处于LPZO区内,且与 防雷装置保持隔离间距,避免雷电流引入住宅户内。以建筑高度 为78m某第三类防雷高层住宅建筑为例,顶部的空调板和空调 机应设置防直击雷措施,可在最上层空调板外边缘设置金属栏杆 作为接闪器,使得空调机处于滚球保护范围内。 在建筑物高度的80%(即62.4m)及以上部位需要设置防侧 击雷,因此,可以从60m(20层)开始,于顶层的空调板外沿 设置暗装接闪带,并与邻近的防雷装置连接;虽然标准要求每隔 不大于20m设置等电位连接环,但是为等电位连接方便,可每 隔一层设置水平暗装接闪带,使空调板之间的空调机处于接闪器 滚球保护范围内。室外空调机的防侧击示意图见图7。

图7室外空调机的防侧击示意图

室外空调机的典型尺寸按800(L)X600(H)X280(W 住宅空调板和空调机突出外墙时,做法见图8。

图8空调机安装平面图

1)核算空调机和防雷装置在混凝土中的隔离间距

式中:k;一一取决于所选择的防雷装置分类,第三类防雷建筑物 k;为0.04; km一一取决于电气绝缘材料,混凝土材料取0.5; k一一取决于流经接闪器和引下线的雷电流,雷电流按两 个方向分流,取0.5; 1一一从计算点沿着接闪器或引下线到最近等电位连接点 或接地点的长度,m。 按空调板最不利计算长度,l=1.2十0.6=1.8m,楼层高度 l=3m(按每间隔一层设置水平暗装接闪带),即1=l十l 1.8 + 3 = 4.8m。

×0.5X4.8 =0.192m 0.5 d= 02m≥s

2)核算空调机和防雷装置在空气中隔离间距 为了提高顶层空调器防直击雷的可靠性,在顶层空调板外沿 设置金属栏杆兼做接闪器,因此,需要核算顶层空调机和金属栏

杆接闪器之间空气中的隔离间距。金属栏杆高按600mm,k取 1,1取4.8+0.6(金属栏杆的高度)=5.4m。

1 d= 0.2m≥s

对于第三类防雷建筑物,图7的布置满足隔离间距要求,可 避免防雷装置对空调器侧闪。如果是第二类防雷建筑物,为了确 保对突出外墙的空调器实施保护,宜每层设置水平接闪器,即间 距3m。 当高层住宅室外空调板突出外墙时,室外空调机的防护 如下: 1)顶层空调板应设高度不小于600mm的金属栏杆,并与 防雷装置连接。 2)SPD不属于家用或类似场所的电器,不应设于住宅用 户箱内;所有空调机的金属外壳应与防雷装置保持隔 离间距。 3)室外空调板周边设置暗装接闪带,并与防雷网格连接。 4)对于第三类防雷住宅建筑,突出外墙的空调器防侧击 应间隔6m(每隔一层)设置水平暗装接闪带。相应地 对于第二类防雷住宅建筑,间隔3m(每层)设置水平 暗装接闪带。 4.1.7引下线处的隔离间距估算:

4.1.7引下线处的隔离间距估

对于第二类防雷建筑物,k=0.06,空气绝缘系数km=1;双 于网状接闪器,引下线取4根,取n=4,引下线间距c=18m 不形导体间距取20m。

c 18 +0.1+0.2 +0.1+0.2 ~ 0.418 2n Vh 2 X4 V20

第三类防雷建筑物,k=0.04;引下线间距25m;环形

导体间距取20m。其他条件不变

c 1 25 e= +0.1+0.2 ~0.44 Vh 2 X4 20

可见,第二类和第三类防雷建筑物防雷引下线的间距S参考 值为0.5m和0.35m;对于存在多个互连环形导体时,分流系数 取k2~kcm时,s值会更小。 4.1.8为了保障人身安全,避免防雷装置发生侧闪,需要保证 隔离间距、见图9

防雷引下线距地面的隔离间距应符合下式

能力,具有高可靠性,如总配电盘电源侧的设备,包括电气测量 仪表,一次过电流保护电器和滤波器等。

值不会同时出现)的影响,在带电导体及接地连接板之间的电涌 电压Up/r比SPD的电压保护水平U.高。因此,Up/t是被保护设 备上实际承受的最大电涌电压。

4.3.5处于建筑物LPZO.区内,且与防雷装置保持隔离间距的

屋顶金属设备,其室内电源箱处仅需要考虑感应过电压。Ⅱ级和 Ⅱ级试验模拟感应过电压、远距离的雷击过电压和操作过电压。 ⅡI级和Ⅲ级试验SPD并不是用来和防雷装置实现等电位连接的。 4.3.6与防雷装置等电位连接的屋顶金属设备应考虑部分雷电 流和感应过电压的危害。I级试验是模拟部分传导雷电流冲击的 情况,I级试验所使用的冲击电流持续时间比Ⅱ级和Ⅲ级试验的 长得多。1级试验的SPD通常用于与防雷装置相连的大雷电流 保护区域。这些SPD通过连接防雷装置和电源线路来实现它们 之间等电位。对于含有电子信息系统的设备,只设置I级试验的 SPD是不够的,还要求具有I类设备耐冲击电压值,这就要求 组合SPD综合放电间隙(SG)和氧化锌压敏电阻(MOV)各自 的优点,既具有MOV高响应速度和低电压保护水平,并且具有 SG的高能量泄放能力。 若屋顶金属设备不可避免与防雷装置连接(例如,和钢筋 混凝土内钢筋或钢结构连接),则会引人部分雷电流,需要考虑 多个SPD的分级保护。SPD之间的成功配合,主要取决于后级 SPD的最大能量耐受。 开关型SPD1和限压型SPD2之间配合时,应使SPD2的瞬 态电压低于SPD1的触发电压。在允许的空间里,可利用两个 SPD之间的导线提供足够的电感,导线的寄生电感和电涌电流上 升率的乘积,形成沿导线的电感电压降U=LXdi/dt,叠加到 SPD1上,使得开关型SPD1导通,见图10。这个电缆长度一般 不低于10m,但是,在同一个电源箱内实现此目标困难较大。

10开关型SPD和限压型SPD配合

还有一个选择是退耦电感,但退耦电感具有以下缺点: 1)电感是耗能元件,会造成不期望的能耗; 2)线路的额定电流受制于电感元件的额定电流; 3)电感会占据宝贵的安装空间; 4)电感在较大冲击电流情况下,可能出现磁饱和现象, 导致电感量降低,配合失效。 另外,在冲击电流作用下,耦合电感可能受到不同程度的损 导致可信度下降。 分级配合的另一个重要因素是电涌电流的陡度di/dt。当对 级试验和Ⅱ级试验的SPD进行配合时,应同时经受10/350μs 电流和雷击概率99%的最小陡度0.1kA/us,否则仍可能出现 合盲区。放电间隙(SG)和氧化锌压敏电阻(MOV)能量配 的原则见图11。

间隙(SG)和氧化锌压敏电阻(M

主动能量控制配合可以将开关型SPD1和限压型SPD2直接 并联,不需要考虑组合SPD的退耦环节;通过控制SPD2的最 大能量和点火电压的关系,实现主动能量配合,见图12。这类 组合SPD综合了放电间隙和氧化锌压敏电阻元件各自的优点, 既具有MOV高响应速度和低保护水平,并且具有SG的高能量 泄放能力。

主动能量控制配合和传统能量配合的区别:传统解耦技术受 制于电涌波形,陡度越大的波形越容易实现配合,陡度小的波形 相对困难。而主动能量控制配合由残压决定,例如,自点火型 SPD,可在后级SPD能量承受极限之前,设定一个较低的点火 电压0.9kV,当压敏电阻上的残压达到此点火电压时,前级SPD 上的点火装置将触发火花间隙,泄放并转移大部分的电涌电流, 见图13。

主动能量控制配合具有以下优点:

图13主动能量控制配合 一响应时间;U一SPD2残压

1)需要配合的SPD可以直接并联安装; 2)不需要退耦元件,节省空间; 3)降低成本,减少能耗; 4)能量配合没有盲区; 5)主动控制,延长SPD的使用寿命; 6)提高了可靠性; 7)降低电压保护水平,一次安装可以同时处理I级试验 雷电流容量(10/350μs,12.5kA)和I类绝缘耐压能 力(U,小于1.5kV)的SPD。 4.3.7主动能量控制配合可以将开关型SPD1和限压型SPD2 直接并联,不需要考虑组合SPD的退耦环节;通过控制SPD2的 最大能量和点火电压的关系,实现主动能量配合。这类组合SPD 同时具有高能量泄放能力和低保护水平的特点。 4.3.8电源隔离抑制器的应用不改变SPD分级保护原理,在两 极SPD之间增设电源隔离抑制器,有利于在有限空间内实现能 量配合,不需要另外增加退耦环节,见图14。有效的分级配合 需要在SPD2能量耐受范围内,实现SPD1导通泄放大部分雷电 流,即U,≤U,十UL。设置电源隔离抑制器有利于降低U2,并 减小雷电流对电气及电子信息设备产生的应力。电源隔离抑制器 对雷电流应具有高抑制能力和自身具有低功耗的特点。本标准中 涉及的隔离防雷装置应符合相应认证要求。

图14电源隔离抑制器应用示意

4.3.9SPD的有效电压保护水平在很大程度上取决于

PD的有效电压保护水平在很大程度上取决于SPD及其

过电流保护器的连接方式、接线长度等因素。 为了实现最佳的过电压保护,SPD的连接线应尽可能短。通 常,假定导线的电感为1uH/m,当雷电流上升率为1kA/us时, 沿导线长度的电感电压降约为1kV/m。而且,如果di/dt的陡 度越大,那么电压降值也会越高。因此,SPD的连接线总长度尽 可能不大于0.5m,且不能形成环形;按图15中(b)、(c)接线 方法,电感效应会显著降低。

(b) (c) 图15SPD连接导线长度的影响 LI、L,一导线11、I,的相应电感;Isuger一电涌电流一时间的曲线; Vspp一通过电涌时,SPD端子间的电压;

VAB—A点和B点之间通过电涌时的电压,VAB=VspD+电感(L,+L2)上的电压降; 当L或L,较大时,应避免采用(a)方式

推荐采用(b)方式;当(b)方式不适当时,可采用(c)方式。 为了满足以上要求,保护导体应尽可能靠近SPD的接地端 子。如果图15(a)中导线长度(L十Lz)超过0.5m,则应采取 下列措施之一: 1)选择较低电压保护水平U.的SPD(放电电流为10kA (8/20us)时,直导线电压降约为1kV/m); 2)在被保护设备附近安装附加的SPD,使电压保护电平

U。与被保护设备的额定耐冲击电压相适应; 3)按图16接线。 图16确定连接导线的总长度时,不应考虑下列导线长度: 1)从主接地端子到中间接地端子; 2)从中间接地端子到PE导体。 在SPD和主接地端子之间的导线长度应尽可能短。SPD可 以通过金属部件(如配电箱的金属外壳)连接到主接地端子或保 户导体。

图16设置中间接地端子的SPD接线 OCPD一过电流保护器;SPD一电涌保护器; PE一保护接地导体;E/I一设备/装置; 1一主接地端子;2一内部接地端子; 需要考虑的长度c4、5一不需要考虑的导线

图16设置中间接地端子的SPD接线 OCPD一过电流保护器;SPD一电涌保护器; PE一保护接地导体;E/I一设备/装置: 1一主接地端子;2一内部接地端子; 需要考虑的长度c;4、5一不需要考虑的导线长度

16设置中间接地端子的SPD接线 CPD一过电流保护器:SPD一电涌保护器:

5.2.2绝缘引下线受到机械应力和环境影响时,应以安全的方

2.2 绝缘下线到机溅应力和环境影的,应 实现绝缘功能。绝缘引下线应配备专用紧固件,其固定方式不 立损坏导线或绝缘层。

5.3.1凡是检验不合格的分项,应提交施工单位整改,直到满 足验收要求。

.3.1凡是检验不合格的分项,应提交施工单位整改,直到满 足验收要求。

6.1.1防雷装置在整个运行期内为了保持机械特性和电气特性

6.1.1防雷装置在整个运行期内为了保持机械特性和电气特性,

1防雷装置在整个运行期内为了保持机械特性和电气特性 取有效的检测和维护。 防雷装置检查的最长周期见表2。

防雷装置检查的最长周期见表2

表2防雷装置检查的最长周期

注:“对具有爆炸危险的建筑物JTS261-2019 水下挤密砂桩施工质量检测标准及条文说明,应每6个月进行一次检测,其他防雷建筑 物检测间隔时间为12个月。 b关键情况包括含有内部敏感系统的建筑,办公大楼,商业大楼或其他 有大量人群聚集的场所。

关键情况包括含有内部敏感系统的建筑,办公大楼,商业大楼或其他 有大量人群聚集的场所。

2周期性检测时,应重点检测以下项目: 1)接闪器部件、导体和接头的劣化或被腐蚀情况; 2)接地极被腐蚀情况; 3)接地装置的接地电阻值: 4)连接情况、等电位情况和固定情况。

)接地装置(独立接地装置和联合接地装置)的接地电 阻测试。每个接地极的测试应在与测试接头隔离的情 况下进行,测试接头处引下线和接地极间的连接断开 测试。如果接地装置的接地电阻超过102,应查明接 地极的形式。如果接地电阻明显增加,应分析变化的

原因。 5)防雷装置的连续性测试,特别对安装过程中隐蔽的防 雷装置部件以及无法目测的防雷装置GB 50867-2013 养老设施建筑设计规范.pdf,测试直流电阻 值应不大于0.22。

6.2.1电涌保护器应在每年雷雨季节前进行检测。如有雷电计 数器或雷电流记录器,雷雨后应对雷电计数器或雷电流记录器尽 快检查。 在建筑物发生雷击事故后,应由防雷负责人会同相关人员 包括防雷工程承包部门、防雷器件制造部门)进行雷电灾害调 查,提出事故报告,作出事故分析,提出处理意见,并上报行 政或行业主管和防雷主管部门;也可结合雷电监测、雷电预警系 统或智能雷电监测系统,形成综合事故报告、分析报告和处理 报告。

附录B预期雷击的电涌电流

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