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GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范(完整正版、清晰无水印).pdf5.2.1表5.2.1是根据IEC62305一3：2010第30页的表6及 其2006年第1版标准的表6制定的。 5.2.2本条接闪杆所采用的尺寸沿用习惯采用的数值。按热稳 定检验，只要很小的截面就够了。所采用的尺寸主要是考虑机械 强度和防腐蚀问题。在同样的风压和长度下,本条采用的钢管所
产生的挠度比圆钢的小。经计算，如果允许挠度采用1/50，则各 尺寸的允许风压可达表9所示的数值。
天一实验学校文景校区礼堂模板支撑架专项施工方案（2020）表9接闪杆允许的风压
5.2.7本条是参照IEC62305一3：2010第20页的5.2.5制定
已证实，铁板遭雷击时，仅当其厚度小于4mm时才有可能与 闪击通道接触处由于熔化而烧穿。 雷击电流的电荷Q一dt，对直接在闪电雷击点的能量转换 W，以及对雷电流继续以电弧的形式越过所有绝缘间隙之处的能
量转换W起看决定性的作用。例如，接闪杆顶端接闪处的熔化， 或者引起飞机铝外壳的熔化，以及保护间隙电极的熔化就是这电 荷引起的。 金属体与闪击通道接触处的能量转换过程极为复杂，而且不 好准确计算。当这一现象用简化的模型表示时可假定，接触处即 电弧根部的能量转换由电荷与发生于微米级范围内的阳极或阴极 电压降ua,c的乘积产生，即W=」ua,cidt=ua,cJidt=ua,c×Q,在所 要考虑的雷电流范围内ua.c几乎是个常数，其值为数十伏（在以下 的计算中取其值为30V）。考虑全部能量用于加热金属体，这样的 计算偏于安全侧，可按下式计算：
式中：V 被熔化金属的体积（m3） ua,c 阳极或阴极表面的电压降（V），采用30V； Q 雷电流的电荷(C)； Y 被熔化金属的密度（kg/m²）; Cw 热容量[J/(kg·K)J; 熔化温度(℃）; u 环境温度（℃）; 熔化潜热(J/kg)。 Cs
表10四种金属物的物理特性参
注：不锈钢为非磁性的奥氏体不锈钢。
2.9敷设在混凝土内的金属体，由于受到混凝土的保 采取防腐措施。但金属体从混凝土内向外引出处要适当 措施。
5.2.12滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部 位滚动，当球体只触及接闪器，包括被利用作为接闪器的金属体 或只触及接闪器和地面包括与大地接触并能承受雷击的金属物 而不触及需要保护的部位时，则该部位就得到接闪器的保护。滚 球法确定接闪器保护范围应符合本规范附录D的规定。
表5.2.12是参考1EC62305一3：2010第18页5.2.2的规 定及其表2，并结合我国具体情况和以往的习惯做法而制定的。 “5.2.2布置：安装在建筑物上的接闪器，应按照以下方法之 一或多种方法组合将其布置在各个角上、各突出点上和各边沿上 （特别是各立面的上水平线上）。在确定接闪器的布置位置时所采 用的可接受的方法包括保护角法、滚球法、网格法。滚球法适合于 所有情况。网格法适合于保护平的表面。表2对每一防雷级 别给出这三种方法的相应值。” 上述引文中的“表2”即下面的表11。
表11与防雷装置级别对应的滚球半径、 网格尺寸和保护角的最小值
h. =10 : 10. 65
滚球半径），这给设计工作带来种种方便之处，使两种接闪器形式 任意组合成为可能。 本条表5.2.12并列两种方法。它们是各自独立的，不管这两 种方法所限定的被保护空间可能出现的差别。在同一场合下，可 以同时出现两种形式的保护方法。例如，在建筑物屋顶上首先采 用接闪网保护方法布置完成后，有一突出物高出接闪网，保护该突 出物的方法之一是采用接闪杆，并用滚球法确定其是否处于接闪 汗的保护范围内，但此时可以将屋面作为地面看待，因为前面已指 出，屋面已用接闪网方法保护了；反之也一样。文如，同前例，屋顶 已用接闪网保护，为保护低于建筑物的物体，可用上述接闪网处于 四周的导体作为接闪线，用滚球法确定其保护范围是否保护到低 处的物体。再如，在矩形平屋面的周边有女儿墙，其上安装有接闪 带，在这种情况下屋面上是否需要敷设接闪网？当女儿墙上接闪 带距屋面的垂直距离S（m）满足下式时，屋面上可不敷设接闪网。
式中：h,——按本条表 5.2.12 选用的滚球半径(m); d一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（23）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。
5.3.4为了减小引下线的电感量，故引下线应沿最短接地路径敷
对于建筑外观要求较高的建筑物，引下线可采用暗敷，但截面 要加大，这主要是考维修困难。 5.3.7由于引下线在距地面最高为1.8m处设断接卡，为便于拆 装断接卡以及拆装时不破坏保护设施，故规定“地面上1.7m”。改
对于建筑外观要求较高的建筑物，弓引下线可采用暗敷，但截面 要加大，这主要是考虑维修困难。
装断接卡以及拆装时不破坏保护设施，故规定“地面上1.7m”。己 性塑料管为耐阳光晒的塑料管。
5.3.8本茶是根据许多实际建筑物的情况而制定的。关于防接 触电压和跨步电压的措施见本规范第4.5.6条。关于分流系数kc 的确定按本规范附录E。
其2006年第1版标准的表7制定的。 5.4.2为便于施工和一致性（埋地导体截面相同），故规定“接地 线应与水平接地体的截面相同”。 5.4.3当接地装置由多根水平或垂直接地体组成时，为了减小相 邻接地体的屏蔽作用，接地体的间距一般为5m，相应的利用系数 约为0.75～0.85。当接地装置的敷设地方受到限制时，上述距离 可以根据实际情况适当减小，但一般不小于垂直接地体的长度。 5.4.4“人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m，其 距墙或基础不宜小于1m”是根据IEC62305一3：2010第26页 的5.4.3制定的。1m的距离是考虑便于维修，维修时不会损坏到 基础、墙，可以敷设在散水坡之外，通常散水坡的宽度是距墙 0.8m。“并宜敷设在当地冻土层以下”是根据征求的意见而加的。 将人工接地体埋设在混凝土基础内（一般位于底部靠近室外 处，混凝土保护层的厚度大于或等于50mm），因得到混凝土的防 菌保护，日后无需维修。但如果将人工接地体直接放在基础坑底 与土壤接触，由于受土壤腐蚀，日后无法维修，不推荐采用这种方 法。若基础有良好的防水层，可将水平人工接地体敷设在下方的 素混凝土垫层内。为使日后维修方便，理在土壤中的人工接地体 距墙或基础不宜小于1m，以前有的单位按大于或等于3m做，无 此必要。
5.4.5根据 IEC 62305一3 : 2010 第 130 页“E. 5.4. 3. 2 基础换
还应记住，混凝土内的钢筋产生与铜导体在土壤中产
电池电位的相同数值。这点给钢筋混凝土建筑物设计接地装置提 供了一个良好的工程解决方法。 另外的问题是由于化学电池的电流引发的电气化学腐蚀。混 凝土中的钢产生化学电池的电位在电气化学系列中接近于铜在土 囊中的数值。所以，当混凝土基础中的钢材与土壤镶中的钢材连接 在一起时，会产生约1V的化学电池电压，它将引发腐蚀电流从地 中钢材经土壤流到潮湿混凝土内的钢材，而使土壤中的钢材溶解 到土壤中产生腐蚀作用。 在土壤中的接地体连接到混凝土基础内的钢材的情况下，土 中的接地体宜采用铜质、外表面镀铜的钢或不锈钢导体。” 另外，在IEC623053：2010第141页“E.5.6.2.2.2混凝 土中的金属”中指出：“由于钢材在混凝土中的自然电位，在混凝土 外面添加的接地体宜采用铜或不锈钢接地体。” 5.4.6本条说明如下： 1IEC的TC81（Secretariat）13/1984年1月的文件（Pro gress of WG 4 of TC81，TC81第 4 工作组的进展报告），在其附 件（防雷接地体的有效长度）中提及：“由于电脉冲在地中的速度是 有限的，而且由于冲击雷电流的陡度是高的，一接地装置仅有一定 的最大延伸长度有效地将冲击电流散流入地”。在该附件的附图 中画出两条线，其一是接地体延伸最大值max，它对应于长波头， 即对应于闪击对大地的第一次雷击；另一个是最小值1min，它对应 于短波头，即对应于闪击对天地在第一次雷击以后的雷击。将 max和Imin这两条线以计算式表示，则可得出：max=4Vp和min= 0.7Vp,取其平均值,得（lmax十lmin）/2=2.35Vp～2Vp。 本款参考以上及其他资料，并考虑便于计算，故规定了“外引 长度不应大于有效长度”，即2√o 当水平接地体敷设于不同土壤电阻率时，可分段计算。例如， 外引接地体先经50m长的20002m土壤电阻率，以后为
1000Qm。先按20002m算出有效长度为22000=89.4（m），减 去50m后余39.4m，但它是敷设在10002m而不是20002m的士 P 1000 将以上数值代入，得l1=39.4， =27.9(m)。因此,有效长 V2000 度为50十27.9=77.9(m),而不是89.4m。其他情况类推。
5.4.7本条是根据本规范第4.5.6条的规定而制定。 5.4.8放热焊接的英语为 exothermic weld
5.4.7本条是根据本规范第4.5.6条的规定而制定。
6.2防雷区和防雷击电磁脉冲
5.2.1将需要保护的空间划分为不同的防雷区，以规定各部分空 间不同的雷击脉冲磁场强度的严重程度和指明各区交界处的等电 立连接点的位置。 各区以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷 区的特征。 通常，防雷区的数越高，其电磁场强度越小。 一建筑物内电磁场会受到如窗户这样的洞的影响和金属导体 （如等电位连接带、电缆屏蔽层、管子）上电流的影响以及电缆路径 的影响。 将需要保护的空间划分成不同防雷区的一般原则见图15。
6.3屏蔽、接地和等电位连接的要求
6.3.1一钢筋混凝土建筑物等电位连接的例子见图16。对一 办公建筑物设计防雷区、屏蔽、等电位连接和接地的例子见图 17。 屏蔽是减少电磁十扰的基本措施。 屏蔽层仅一端做等电位连接和另一端悬浮时，它只能防静电
感应，防不了磁场强度变化所感应的电压。为减小屏蔽芯线的感 应电压，在屏蔽层仅一端做等电位连接的情况下，应采用有绝缘隔 开的双层屏蔽，外层屏蔽应至少在两端做等电位连接。在这种情 兑下，外屏蔽层与其他同样做了等电位连接的导体构成环路，感应 出一电流，因此产生减低源磁场强度的磁通，从而基本上抵消掉无 外屏蔽层时所感应的电压。
图17对一办公建筑物设计防雷区、屏蔽、等电位连接和接地的例于 6.3.2本条是根据IEC62305一4：2010的附录A编写并引入 负极性首次雷击电流的参数。形状系数kH中的(1/√m）为其计 量单位。
式中： Iresonance 导体产生谐振的长度（m）； n一h 任一奇数值（1，3，5）； 自由空间的光速（3×10°m/s）； 使导体产生谐振的频率（Hz）。
图18同一波长下不同接地或等电位连接线长度d与其阻抗1Z/的关系 图19为约7m长的1根25mm²铜导体产生谐振的例子。其 生谐振的频率接近于10MHz、30MHz、50MHz.
Y 1根长约7m截面25mm²的铜导体产生谐振的条件
实际上，设计者必须考虑一接地（等电位连接）导体在n二1时 将产生谐振的最高干扰频率。所以通常最好是按远离加于导体的 电气干扰频率的1/4波长来选择接地（等电位连接）导体的物理长 度1，从图18可以看出，最好是1<入/20。但是，现在数学化电子系 统的工作频率越来越高，如普通计算机的时钟频率是100MHz，在 此频率下要做到l<入/20=300/（100×20）=0.15（m）是很难的 所以推荐每台设备从基准平面引两根接地（等电位连接）导体接于 备底的对角处，两根导体一长一短，相差约20%，如一根为
0.5m，另一根为0.4m。这样，其中一根产生谐振，即阻抗无穷大， 另一根是不会的。
6.4安装和选择电涌保护器的要求
的线路或金属线槽）时，在大多数情况下感应电压U：很小，可略去 不计。” 闪电击到建筑物上或附近，能在SPD与被保护设备之间的电 路环路中感应出过电压U:，它加到了U/f上，所以降低了SPD的 保护效率。当建筑物（或房间）无空间屏蔽、线路无屏蔽时，SPLD 与被保护设备之间电路环路的感应电压U：随环路的尺寸增大而 加大，该环路的大小取决于线路路径、电路长度、带电体与PE线 之间的距离、电力线与信号线之间的环路面积等。U的计算见本 规范附录G。 《低压配电系统的电涌保护器一一第12部分：选择和使用导 则》1EC61643一12：2008第43页、第44页6.1.2的规定和说 明： “6.1.2振荡现象对保护距离（某些国家叫分开距离）的影响： 当用SPD保护特定设备或当位于总配电箱处的SPD不能对一些 设备提供足够保护时，SPD应安装在尽可能靠近需要保护的设备 处。如果SPD与被保护设备之间的距离过大时，振荡通常能导致 设备端子上的电压升高到2倍U。，在某些情况下甚至可能还超过 这一电压水平。虽然安装了SPD，这一电压可能损坏被保护的设 备。可接受的距离（称为保护距离）取决于SPD的形式、系统的形 式、所进来电涌的陡度和波形以及所连接的负荷。特别仅在以下 情况下才可能将电压加倍：设备是一高阻抗负荷或设备在内部被 断开。通常，对小于10m的距离可不管振荡现象。有时，设备设 有内部保护元件（如压敏电阻），这甚至在更长的距离下也将显者 减小振荡现象。” IEC6164312：2008第136页、第137页附录M： “附录M设备的抗扰度和耐绝缘强度：1EC61000一4一5是 试验标准，其试验在于确定电子设备和系统对电压和电流电涯 的抗扰度。被试验的设备或系统被看作是一一黑盒子，由以下标准 判定试验的结果：1）运行正常；2）不需要维修的功能暂时受到破坏
A.0.1校正系数k的取值是在原k值的基础上参考IEC 62305一2：2010第39页的表A.1编写的，该表见表12：
表 12 位置系数 C
A.0.2式A.0.2)引自IEC623052：2010第34页附录A中 的式(A. 1) 。
附录 C接地装置冲击接地电阻与
C.0.1式(C.0.1)中的A值,实际上是冲击系数α的倒数。在原 始规范的编制过程中，曾以表13作为基础，经研究提出表14作为 原始规范的附录，供冲击接地电阻与工频接地电阻的换算。但由 于存在不足之处，即对于范围延伸大的接地体如何处理，提不出， 种有效合理的方法，后来取消了该附录。
表14接地装量工频接地电阻与冲击接地电阻的比值
注：1本表适用于引下线接地点至接地体最远端不大于20m的情况； 2如土壤电阻率在表列两个数值之间时,用插人法求得相应的比值
本条是在表14的基础上，引入接地体的有效长度： 20 提出图 C. 0. 1 的。
图20在20kA雷电流条件下水平接地体（20mm~40m 宽扁钢或直径10mm~20mm圆钢）的冲击系数
对图C.0.1的两点说明： 1当接地体达有效长度时，A二1（即冲击系数等于1）；因再 长就不合理，α>1。 2从图20可看出，当p=5002m时，α=0.67（即A=1.5）， 相对应的接地体长度为13.5m，其l。=2p=44.7m。所以l/l。= 13.5/44.7=0. 3。 从图20可看出，α值儿乎随长度的增加而线性增大。所以其 A值在l/。为0.3与1之间的变化从1.5下降到1也采用线性变 化。p=10002m和2000Qm时，A值曲线的取得与上述方法相 司。当p=10002m、α=0.5即A=2时l的长度为13m，le= 2/1000=63(m),所以,l/l。=13/63=0.2。当p=2000Ωm、α= 0.33即A=3时，从图20估计出l值约为8m，l=2√2000=89 (m），所以l/le=8/89=0.1。 C.0.2有关接地体的有效长度另参见本规范第5.4.6条的条文 说明。
C.0.4混凝土在土壤中的电阻率取1002m，接地体在混凝土中 的有效长度为2p=20m。所以对基础接地体取20m半球体范围 内的钢筋体的工频接地电阻等于冲击接地电阻
附录D滚球法确定接闪器的保护范围
本附录是根据本规范第5.2.12条的规定，采用滚球法并根据 立体儿何和平面儿何的原理，再用图解法并列出计算式解算而得 出的。 两支接闪杆之间的保护范围是按两个滚球在地面上从两侧滚 向接闪杆，并与其接触后两球体的相交线而得出的。 绘制接闪器的保护范围时，将已知的数值代入计算式得出有 关的数值后，用一把尺子和一支圆规就可按比例绘出所需要的保 护范围。 图D.0.5a)（即2hr>h>hr时）仅适用于保护范围最高点到 接闪线之间的延长弧线（h为半径的保护范围延长弧线）不触及 其他物体的情况，不适用于接闪线设于建筑物外墙上方的屋檐、女 儿墙上。 图D.0.5（b）（即当h 附录 E 分流系数 k 表 15分流系数 k.的近似值 平原和低建筑物典型的向下闪击，其可能的四种组合见 T／CHTS 10028-2020 公路混凝土斜拉桥预应力锚固式锚拉板技术指南.pdf图21向下闪击可能的雷击组合 图221 向上闪击可能的雷击组合 附录G环路中感应电压和电流的计算 用于电气系统的电通保护 对10/350μs波形：I²t=256.3×（Icrest） 对 8/20μus波形：I?t=14.01X(Icrest)2 式中： Icrest 电涌电流峰值（kA）； I’t单位为 A² · s。 举例如下： 为能耐受一次9kA、8/20us电电流，后备熔丝的最小预燃 弧值必须大于I²t=14.01×9²=1134.8（A²·s）（gG型号32A圆 柱形熔丝的典型预燃弧值是1300A²s）。 为能耐受一次5kA、10/350us电涌电流，后备熔丝的最小预 燃弧值必须大于I²t=256.3×5²=6407.5（A²·s）（gG型号63A、 NH型熔丝的典型预燃弧值是6500A?s）。 山西地标12D1.pdf用于电子系统的电涌保护：