GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范(完整正版、清晰无水印).pdf

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GB 50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范(完整正版、清晰无水印).pdf

据,为防雷工程设计提供现场依据,而且这些资料和数据

是雷击风险评估计算所必需的原始材料。被保护设备的性能 参数包括设备工作频率、功率、工作电平、传输速率、特性 阻抗、传输介质及接口形式等;电子信息系统的网络结构指 电子信息系统各设备之间的电气连接关系等;线路进人建筑 物的方式指架空或埋地,屏蔽或非屏蔽;接地装置状况指接 地装置位置、接地电阻值等

(b)采用LPZ1空间屏蔽和LPZ1入口SPD防护的LPMS 对于传导浪涌(UGTCC-016-2018 铁路混凝土桥梁梁端防水装置,设备得到防护

图4LEMP防护措施系统(LPMS)示例(一)

(c)采用内部线路屏蔽和LPZ1入口SPD防护的LPMS

传导浪涌(U,<

注:SPD可以位于下列位置:LPZ1边界上(例如主配电盘MB);LPZ2边界上 (例如次配电盘SB);或者靠近设备处(例如电源插孔SA)

5.2等电位连接与共用接地系统设计

5.2.1电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管 (槽)、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地和安全保护接地及浪 涌保护器接地端等均应以最短的距离与局部等电位连接网络 连接。 1S型结构一般宜用于电子信息设备相对较少(面积 100m²以下)的机房或局部的系统中,如消防、建筑设备监控系 统、扩声等系统。当采用S型结构局部等电位连接网络时,电子 信息设备所有的金属导体,如机柜、机箱和机架应与共用接地系 统独立,仅通过作为接地参考点(EPR)的唯一等电位连接母排 与共用接地系统连接,形成Ss型单点等电位连接的星形结构。 采用星形结构时,单个设备的所有连线应与等电位连接导体平 行,避免形成感应回路。 2采用M型网格形结构时,机房内电气、电子信息设备等 所有的金属导体,如机柜、机箱和机架不应与接地系统独立,应 通过多个等电位连接点与接地系统连接,形成Mm型网状等电 立连接的网格形结构。当电子信息系统分布于较大区域,设备之 可有许多线路,并且通过多点进入该系统内时,适合采用网格形 结构,网格大小宜为0.6m~3m。 3在一个复杂系统中,可以结合两种结构(星形和网格形) 的优点,如图5所示,构成组合1型(S结合Mm)和组合2型 (Ms结合Mm)。 4电子信息系统设备信号接地即功能性接地,所以机房内 S型和M型结构形式的等电位连接也是功能性等电位连接。对 功能性等电位连接的要求取决于电子信息系统的频率范围、电磁 环境以及设备的抗十扰/频率特性。 根据工程中的做法: 1)S型星形等电位连接结构适用于1MHz以下低频率电 子信息系统的功能性接地

共用接地系统; 等电位连接导体:

一等电位连接网络的连接点:

图5电子信息系统等电位连接方法的组合

ERP一接地参考点; S.一单点等电位连接的星形结构; Mm一网状等电位连接的网格形结构; Ms一单点等电位连接的网格形结构。

2)M型网格形等电位连接结构适用于频率达1MHz以上 电子信息系统的功能性接地。每台电子信息设备宜用 两根不同长度的连接导休与等电位连接网格连接,两 根不同长度的连接导体应避开或远离干扰频率的1/4 波长或奇数倍,同时要为高频干扰信号提供一个低阻 抗的泄放通道。否则,连接导体的阻抗增大或为无穷 大,不能起到等电位连接与接地的作用。 各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置,不得设 湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。等电位接地端 连接点应满足机械强度和电气连续性的要求。 5.2.2-1是各类等电位接地端子板之问的连接导体的最

5.2.2各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置,

5.2.5防雷接地:指建筑物防直击雷系统接闪装置、引下线的

图6建筑物等电位连接及共用接地系统示意图 一配电箱;一楼层等电位接地端子板; PE一保护接地线:MEB一总等电位接地端子板

图6建筑物等电位连接及共用接地系统示意图

6建筑物等电位连接及共用接地系统示意图 一配电箱;一楼层等电位接地端子板; PE一保护接地线;MEB一总等电位接地端子板

牛内楼层等电位接地端子板;2一设备机房内等电位接地端子板; 电地板接地线,4一全属线等由位连接线:5一建筑物全扇构似

3一防静电地板接地线;4一金属线槽等电位连接线:5一建筑物金属构件

于电子信息系统直流工作接地(信号接地或功能性接地) 1值,从我国各行业的实际情况来看,电子信息设备的种类

很多,用途各不相同,它们对接地装置的电阻值要求不相同。 因此,当建筑物电子信息系统防雷接地与交流工作接地、直 流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时,接地装置的接 地电阻值必须按接人设备中要求的最小值确定,以确保人身安全 和电气、电子信息设备正常工作

1当基础采用硅酸盐水泥和周围七壤的含水量不低干4%: 基础外表面无防水层时,应优先利用基础内的钢筋作为接地装 置。但如果基础被塑料、橡胶、油钻等防水材料包裹或涂有沥青 质的防水层时,不宜利用基础内的钢筋作为接地装置 2当有防水油毡、防水橡胶或防水沥青层的情况下,宣在 建筑物外面四周敷设闭合状的人工水平接地体。该接地体可埋设 在建筑物散水坡及灰土基础外药1m处的基础槽边。人工水平接 地体应与建筑物基础内的钢筋多处相连接。 3在设有多种电子信息系统的建筑物内,增加人工接地体 应采用环形接地极比较理想。建筑物周围或者在建筑物地基周围 混凝土中的环形接地极,应与建筑物下方和周围的网格形接地网 相连接,网格的典型宽度为5m。这将大大改善接地装置的性能 如果建筑物地下室/地面中的钢筋混凝土构成了相互连接的网格 也应每隔5m和接地装置相连接。 4当建筑物基础接地体的接地电阻值满足接地要求时,不 需另设人工接地体。 5.2.7机房设备接地引入线不能从接闪带、铁塔脚和防雷装置 引下线上直接引入。直接引入将导致雷电流进人室内电子设备 造成严重损害。 5.2.8进人建筑物的金属管线,例如金属管、电力线、信号线 云 EAMTA

就近连接到等电位连接端子板上,端子板应与基础中钢筋及 环形接地或内部等电位连接带相互莲接(图8、图9),并与 电位接地端子板连接。电力线应在LPZ1入口处设置适配 PD,使带电导体实现入口处的等电位连接,

图8外部管线多点进人建筑物时端子板

5.2.9将相邻建筑物接地装置相互连通是为了减小各

5.2.9将相邻建筑物接地装置相互连通是为了减小各建筑物内 部系统间的电位差。采用两根水平接地体是考虑到一根导体发生 断裂时,另一根还可以起到连接作用。如果相邻建筑物间的线缆 敷设在密封金属管道内,也可利用金属管道互连。使用屏蔽电缆 屏蔽层互联时,屏蔽层截面积应足够大。

计和施工阶段,应考虑在施工时按现行国家有关标准的规定将混 凝土中的主钢筋、框架及其他金属部件在外部及内部实现良好电 气连通,以确保金属部件的电气连续性。满足此条件时,应在各 楼层及机房内墙结构柱主钢筋上引出和预留数个等电位连接的接 地端子,可为建筑物内的电源系统、电子信息系统提供等电位连 接点,以实现内部系统的等电位莲接,既方便又可靠,几乎不付 出额外投资即可实现

5.3.1磁场屏蔽能够减小电磁场及内部系统感应浪涌的幅值。

5.3.1磁场屏蔽能够减小电磁场及内部系统感应浪涌的幅值。 磁场屏蔽有空间屏蔽、设备屏蔽和线缆屏蔽。空间屏蔽有建筑物 外部钢结构墙体的初级屏蔽和机房的屏蔽1见本条文说明图4 (a)所示」。 内部线缆屏蔽和合理布线(使感应回路面积为最小)可以减 小内部系统感应浪的幅值。 磁屏蔽、合理布线这两种措施都可以有效地减小感应浪涌 防止内部系统的永久失效。因此,应综合使用。 5.3.21款:空间屏蔽应当利用建筑物自然金属部件本身固有 的屏蔽特性。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,在施工时次完成。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。 2款:在通常情况下,利用建筑物自然金属部件作为空间屏 蔽、内部线缆屏蔽等措施,能使内部系统得到良好保护。但是对

5.3.21款:空间屏蔽应当利用建筑物目然金属部件本身固有 的屏蔽特性。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,在施工时一次完成。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。 2款:在通常情况下,利用建筑物自然金属部件作为空间屏 蔽、内部线缆屏蔽等措施,能使内部系统得到良好保护。但是对 于电磁环境要求严格的电子信息系统,当建筑物自然金属部件构

宽物间用屏蔽电纸或屏蔽电继管道将两个I

图10两个LPZ1的互联

注:1i1、i2为部分雷电流。 2图(a)表示两个LPZ1用电力线或信号线连接。应特别注意两个 LPZ1分别代表有独立接地系统的相距数十来或数百来的建筑物的 情况。这种情况,大部分雷电流会沿着连接线流动,在进入每个 LPZ1时需要安装SPD。 3图(b)表示该问题可以利用屏蔽电缆或屏蔽电缆管道连接两个 LPZ1来解决,前提是屏蔽层可以携带部分雷电流。若沿屏蔽层的 电压降不太大,可以免装SPD。

5.4浪涌保护器的选择

5.4.3电源线路SPD的选择应符合下列规定:

U/f = U, + AU

dt 机导线的威县(山)

式中:L 为两段导线的电感量(μH); di 为流入SPD雷电流陡度。 dt 当SPD流过部分雷电流时,可假定AU=1kV/m,或者考 虑20%的裕量。 当SPD仅流过感应电流时,则△U可以忽略。 也可改进SPD的电路连接,采用凯文接线法见图11: 9款:SPD在工作时,SPD安装位置处的线对地电压限制在

图 11 凯文接线法

Up。若SPD和被保护设备间的线路太长,浪涌的传播将会产生 振荡现象,设备端产生的振荡电压值会增至2U,,即使选择了 J.

缆管道对线路进行屏蔽等。 当采用了上述屏蔽措施后,可以不考虑感应保护距离Lpic 当SPD与被保护设备间的线路长、线路未屏蔽、回路面积 大时,应考虑感应保护距离Lpi,Lpi用下列公式估算:

的浪涌通过配电线路损害电子设备,按1EC防雷分区的观点, 通常在配电线穿越防雷区域(LPZ)界面处安装浪涌保护器 (SPD)。如果线路穿越多个防雷区域,宜在每个区域界面处安装 一个电源SPD(图12)。这些SPD除了注意接线方式外,还应 孩对它们进行精心选择并使之能量配合,以便按照各SPD的能 量受能力分摊雷电流,把雷电流导弓人地,使雷电威胁值减少 到受保护设备的抗扰度之下,达到保护电子系统的效果。这就是 多级电源SPD的能量配合

图12低压配电线路穿越两个防雷区域时在边界安 SPD一浪涌防护器(例如Ⅱ类测试的SPD)

m一去元件或电缆长度

有效的能量配合应考虑各SPD的特性、安装地点的雷电威 协值以及受保护设备的特性。SPD和设备的特性可从产品说明 书中获得。雷电威胁值主要考虑直接雷击中的首次短雷击。后续 短时雷击陡度虽人,但其幅值、单位能量和电荷量均较首次短雷 击小。而长雷击只是SPDI类测试电流的一个附加负荷因素, 在SPD的能量配合过程中可以不予考虑。因此,只要SPD系统 能防御直接雷击中的首次短雷击,其他形式的雷击将不至于构成

威胁。 1配合的目的 电源SPD能量配合的自的是利用SPD的泄流和限压作用 把出现在配电线路上的雷电、操作等浪涌电流安全地引导入地 使电子信息系统获得保护。只要对于所有的浪涌过电压和过电 流,SPD保护系统中任何一个SPD所耗散的能量不超出各自的 耐受能力,就实现了能量配合。 2能量配合的方法 SPD之间可以采用下列方法之一进行配合: 1)伏安特性配合 这种方法基于SPD的静态伏安特性,适用于限压型SPD的 配合。该法对电流波形不是特别敏感,也不需要去耦元件,线路 上的分布阻抗本身就有一定的去耦作用。 2)使用专门的去耦元件配合 为了达到配合的目的,可以使用具有足够的浪涌耐受能 力的集中元件作去耦元件(其中,电阻元件主要用于信息系 统中,而电感元件主要用于电源系统中)。如果采用电感去 耦,电流陡度是决定性的参数。电感值和电流陡度越大越易 实现能量配合。 3)用触发型的SPD配合 触发型的SPD可以用来实现SPD的配合。触发型SPD的电 子触发电路应当保证被配合的后续SPD的能量耐受能力不会被 超出。这个方法也不需要去耦元件 3SPD配合的基本模型和原理 SPD配合的基本模型见图13。图中以两级SPD为例说明 SPD配合的原理。配电系统中两级SPD的两种配合方式介绍 如下: ·两个限压型SPD的配合; ·开关型SPD和限压型SPD的配合。 这两种配合共同的特点是:

图13SPD能量配合电路模型

图14SG和MOV的能量配合原理

动态压降UDE之和)超过SG的动态火花放电电压UsPARK,即ui一 12十uDE≥uSPARK时,SG就会点火导通。只要通过SPD2的浪 电流能量未超出其耐受能力之前SG触发导通,就实现了能量配 合。否则,没实现能量配合。这一切取决于MOV的特性和人侵 的浪电流的陡度、幅度和去耦元件的大小。此外,这种配合还 通过SPD1的开关特性,缩短10/350uS的初始冲击电流的半值 时间,大大减小了后续SPD的负荷。值得注意的是:SPD1点火 导通之前,SPD2将承受全部雷电流。 4去耦元件的选择 如果电源SPD系统采用线路的分布电感进行能量配合,其 电感大小与线路布设和长度有关。线路单位长度分布电感可以用 下述方法近似估算:两根导线(相线和地线)在同一个电缆中 电感大约为0.5到1uH/m(取决于导线的截面积);两根分开的 导线,应当假定单位长度导线有更大的电感值(取决于两根导线 之间的距离),则去耦电感为单位长度分布电感与长度的积。因 此,为了配合,必须有最小线路长度要求。如不满足要求就须加 去耦元件(电感或电阻)

:5:我来 号线路输出端,分别安装信号线路SPD。 5.5.2适配是指安装浪涌保护器的性能参数,例如工作频率、 工作电平、传输速率、特性阻抗、传输介质、及接口形式等应符 合传输线路的性质和要求。

工作电平、传输速率、特性阻抗、传输介质、及接口形式等应符 合传输线路的性质和要求。 5.5.34款:监控系统的户外供电线路、视频信号线路、控 制信号线路应有金属屏蔽层并穿钢管埋地敷设。因为户外 架空线路难以做到防直接雷击和防御空间IEMP的侵害, 从实际很多工程的案例来看,凡是采用架空线路,在雷雨 季节都难逃系统受到损害。因此,在初建时应按本款规定 采用屏蔽线缆并穿钢管埋地敷设。视频图像信号最好采用 光纤线路传回信号,以免摄像机受损,这是防直接雷击和 防LEMP的最佳方法。

5.5.34款:监控系统的户外供电线路、视频信号

控制线均应在设备侧装设适配的SPD。

的多股铜线接地。信号电缆吊线的钢绞绳分段敷设时,在分段处 将前、后段连接起来,接头处应作防腐处理,吊线钢绞绳两端均 应接地。

本条第 4、5、6 款参考示意

图15移动通信基站的接地

6.2.44款:扁钢和圆钢与钢管、角钢互相焊接时,除应在接 触部位两侧施焊外,还应增加圆钢搭接件:此处增加圆钢搭接件 的自的是为了满足搭接头搭接长度的要求,考虑到个别施工现场 制作搭接件的难度,圆钢制作更为方便。当然采用扁钢也是可以 的。一般搭接件形状为“一”字形或“L”形,“L”形边长以满 足要求为准

6.2.5考虑到焊接后强度的要求,铜材不适合于锡焊,同时另

生材质的连接也不适合电焊等原因,它们的连接应采用放 妾。除此种方法外也可采用氧焊连接的方法。

6.4等电位接地端子板

6.4.3砖木结构建筑物,宜在其四周埋设环形接地装置构成共 用接地系统,并在机房内设总等电位连接带,等电位连接带采用 绝缘铜芯导线穿钢管与环形接地装置连接。因为砖木结构建筑物

自然接地装置的接地效果远没有框架结构的接地效果好,所以宜 在其四周理设环形接地装置

在施工阶段,应对在竣工后无法进行检测的所有防雷装置关键部 位进行检测;《雷电防护第3部分:建筑物的物理损坏和生命 危险》GB/T21714.3-2008中规定,在防雷装置的安装过程 中,特别是安装隐蔽在建筑内、且以后无法接触的组件时06煤炭开采和洗选业行业系数手册,应完 成防雷装置的检查;在验收阶段,应对防雷装置作最后的测量 并编制最终的测试文件,

7.3.3防雷施工是按照防雷设计和规范要求进行的,对雷电际

护作了周密的考虑和计算,哪怕有一个小部位施工质量不合格, 都将会形成隐患,遭受严重损失。因此规定本条作为强制性条 款,必须执行。凡是检验不合格项自,应提交施工单位进行整 改,直到满足验收要求为止。

8.1.5防雷装置在整个使用期限内,应完全保持防雷装置的机

防雷装置的部件,一般完全暴露在空气中或深理在土壤中, 由于不同的自然污染或工业污染,诸如潮湿、温度变化、空气中 的二氧化硫、溶解的盐分等,金属部件将会很快出现腐蚀和锈 蚀,金属部件的截面积不断减小,机械强度不断降低,部件易失 去防雷有效性。 为了保证人员和设备安全,当金属部件损伤、腐蚀的部位超 过原截面积的三分之一时,应及时修复或更换。

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