标准规范下载简介
GB503432012建筑物电子信息系统防雷技术规范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；线路进入建筑 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。
（a）采用空间屏藏和“协调配合的SPD防护”的LPMS
刀来用L乙1空间屏版和L乙1 大口SPD防护的LPMS 对于传导浪涌（U cad出图标准图 4LEMP防护措施系统（LPMS）示例（一） （c）采用内部线路屏鼓和LPZ1入口SPD防护的LPMS 图4LEMP防护措施系统（LPMS）示例（二） MB主配电盘；SB次配电盘；SA靠近设备处电源插孔； 一屏蔽界面：一非屏蔽界面 图4LEMP防护措施系统（LPMS）示例（二） MB主配电盘；SB次配电盘；SA靠近设备处电源插孔； 一屏蔽界面：一非屏蔽界面 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）、屏殿线缆外层、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 位连接的网格形结构。当电子信息系统分布于较大区域，设备之 间有许多线路，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（Ss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； 一设备； 一等电位连接网络的连接点 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； Ss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； M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 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体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十扰频率的1/4 波长或奇数倍，同时要为高频十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， 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7电子信息设备机房等电位连接网络示意图 1一竖井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； 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 对于电子信息系统直流工作接地（信号接地或功能性接地） 的电阻值，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 地电阻值必须按接入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土壤的含水量不低于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、油毡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，官在 建筑物外面四周敷设闭合状的人工水平接地体。该接地体可理设 在建筑物散水坡及灰土基础外约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 包应每隔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1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进入建筑物的金属管线，例如金属管、电力线、信号线 宜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列 部环形接地或内部等电位连接带相互连接（图8、图9），并与总 等电位接地端子板连接。电力线应在LPZ1人口处设置适配的 SPD，使带电导体实现入口外的等电位连接 宜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 部环形接地或内部等电位连接带相互连接（图8、图9），并与 等电位接地端子板连接。电力线应在LPZ1入口处设置适配 SPD，使带电导体实现人口处的等电位连接。 图8外部管线多点进入建筑物时端子板 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。 5.2.10新建的建筑物中含有大量电气、电子信息设备时，在设 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连接，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。 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 小内部系统感应浪涌的幅值。 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简屏 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 (a)在分开建筑物间用SPD将两个LPZ1互连 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米或数百米的建筑物的 情况。这种情况，大部分雷电流会沿着连接线流动，在进人每个 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 电源线路SPD的选择应符合下 Up/f = U, +AU SPD两端连接导线的感应电 式中：L一一为两段导线的电感量（uH）； 当SPD流过部分雷电流时，可假定△U=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 J.。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Lpi。 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： 式中：Uw一 被保护设备的绝缘耐冲击电压额定值（kV）； U:一一雷击建筑物上或附近时，SPD与被保护设备间线 路回路的感应过电压（kV）。 鉴于IEC62305－4第二版在本规范修订完成时尚未成为正 式标准，本规范仍采用已等同采纳为国标的IEC62305－4： 2006中的有关计算方法。 10款：在一条线路上，级联选择和安装两个以上的浪涌保 护器（SPD）时，应当达到多级电源SPD的能量协调配合。 雷电电磁脉冲（LEMP）和操作过电压会危及敏感的电子信 息系统。除了采取第5章其他措施外，为了避免雷电和操作引起 的浪涌通过配电线路损害电子设备，按IEC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 个电源SPD（图12）。这些SPD除了注意接线方式外，还应 该对它们进行精心选择并使之能量配合，以便按照各SPD的能 量耐受能力分摊雷电流，把雷电流导引人地，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装SPD示例 SPD一浪通防护器（例如IⅡ类测试的SPD） 有效的能量配合应考虑各SPD的特性、安装地点的雷电威 胁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 短时雷击陡度虽大，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 能防衡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人地： 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 1）前级SPD1的泄流能力应比后级SPD2的大得多，即通 流量大得多（比如SPD1应泄去80%以上的雷电流）； 2）去耦元件可采用集中元件，也可利用两级SPD之间连接 导线的分布电感（该分布电感的值应足够大）； 3）最后一级SPD的限压应小于被保护设备的耐受电压。 这两种配合不同的特点是： 1）两个限压型SPD的伏安特性都是莲续的（例如MOV或 抑制二极管）。当两个限压型SPD标称导通电压（U.）相同且能 量配合正确时，由于线路自身电感或串联去耦元件LDE的阻流作 用，输入的浪涌上升达到SPD1启动电压并使之导通时，SPD2 不可能同时导通。只有当浪涌电压继续上升，流过SPD1的电流 增大，使SPD1的残压上升，SPD2两端电压随之上升达到SPD2 的启动电压时，SPD2才导通。只要通过各SPD的浪涌能量都不 超过各自的耐受能力，就实现了能量配合。 2）开关型SPD1和限压型SPD2配合时，SPD1的伏安特性 不连续（例如火花间隙（SG）、气体放电管（GDT），半导体闸 流管、可控硅整流器、三端双向可控硅开关元件等），后续 SPD2的伏安特性连续。图14说明了这两种SPD能量配合的基 本原则。当浪涌输入时，由于SPD1（SG）的触发电压较高， SPD2将首先达到启动电压而导通。随着浪涌电压继续上升，流 过SPD2的电流增大，使SPD2的两端电压u2（残压）上升，当 SPD1的两端电压ui（等于SPD2两端的残压u2与去耦元件两端 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 u2十DE≥UsPARK时，SG就会点火导通。只要通过SPD2的浪涌 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 的浪涌电流的陡度、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1μH/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）。 5.5电子信息系统的防雷与接地 5.5.1在总配线架信号线路输入端以及交换机（PABX）的信 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 江来 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。 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LEMP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。 控制线均应在设备侧装设适配的SPD 5.5.6有线电视系统室外的SPD应采用截面积不小于16mm 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 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， 材质的连接也不适合电焊等原因，它们的连接应采用放热熔 。除此种方法外也可采用氧焊连接的方法。 6.3.1接地装置应在不同位置至少引出两根连接导体与室内总 等电位接地端子板相连接。引出两根的主要自的是对长期使用该 接地装置的设备有一个亢余保障。这里的“在不同位置”并不是 指要隔开很远的距离SL 758-2018 水情预警信号，而只是不在同一连接点上连接以避免同时 出故障的可能性。 6.3.2本条和第5.2.2条对接地连接导体截面积的要求为基本 要求当其工实际要求更高时应按实际设计而定 6.3.2本条和第5.2.2条对接地连接导体截面积的要求 3.2本条和第5.2.2条对接地连接导体截面积的要求为基本 求。当某工程实际要求更高时，应按实际设计而定 6.4等电位接地端子板 4.3砖木结构建筑物，宜在其四周理设环形接地装置构成共 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 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 在其四周埋设环形接地装置。 7.3.3防雷施工是按照防雷设计和规范要求进行的，对雷电防 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。凡是检验不合格项目，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埋在土壤中， 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DB45／T 2320-2021 高等级公路环境风险防范措施及应急能力建设管理指南.pdf，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。