建筑物防雷设计和施工标准简介

建筑物防雷设计和施工标准简介 关象石 IEC/TC81/WG3 中国专家 E—mial:gxs@xingkelei.sina.net

第一部分设计标准 建筑物防雷设计规范 GB 50057 2005年起进行第三次修订 2009年12月召开审定会 2010年报批稿上报

各时期版本 ★ GBJ 57-83：经验总结和参考前苏联标准 ★GB 50057-94：在IEC/TC81 61024基础上修改 ★GB 50057-94 （2000年版）：增加了第六章防雷击电磁脉冲，参考IEC 61312标准 ★ 自2005年起重新修订，以IEC62305系列为主

IEC和IEC/TC81 • IEC-国际电工委员会 • 成立于1906年 • 宗旨：在电学和电子学领域中的标准化及其他事物方面（如认证）促进国际合作，增进国际间的相互了解。通过出版标准来实现这一宗旨。 • 工作范畴：所有电工技术，包括电子、磁学和电磁学、电声学、通讯、能源生产和分配以及相关的一般原则，如术语、符号、测量和性能、可靠性、设计和开发、安全和环境。

IEC/TC81 • TC81－第81技术委员会（防雷） • 成立于1980年 • 目的：制定国际防雷标准和指南 • 协作：与IEC/TC64、 TC37、 TC77　　　　　　　　　　　　与ISO、ITU　与CIGRE（国际大电网）　　　　　　　与各成员单位 • （中国为25个P成员－积极参加工作、承担标准草案投票表决）

原IEC TC81的标准

IEC/TC81新的标准体系

TC81和其他委员会 TC81 TC28 TC37A TC64 TC77 电磁兼容电气装置和防电击电涌保护器及元件绝缘配合雷电防护

TC37A 61643-1:1998 电源SPD测试 61643-311:2001 GDT（气体放电管） 61643-12:1997 电源SPD选用 61643-321:2001 ABD（雪崩二极管） 61643-21:2000 信号SPD测试 61643-331:2003 MOV（压敏电阻） 61643-22:2004 信号SPD选用 61643-341:2001 TSS（晶体闸流管） 61643-1/12/21/22已idt为GB18802.1/12/21/22 61643-311/321/331/341已idtGB18802.311/321/331/341

IEC/TC37A决议 为避免IEC60099-1与IEC61643-1之间的部分重叠，要求TC37采取适当的行动，阐明 IEC60099系列出版物不适用于低压1000V应用的避雷器（arresters）和SPD。 2002年10月

TC64和28标准 电气装置和电击防护建筑物电气装置（IEC 60364系列） • 接地装置和保护导体（5-54：GB16895.3） • 过电流保护（4-43：GB16895.5） • 布线系统（5-52：GB 16895.6） • 数据处理设备用电气装置的接地要求（7-707： GB16895.9） • 低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护（4-442：GB16895.11）

大气过电压或操作过电压保护（4-443：GB16895.12）大气过电压或操作过电压保护（4-443：GB16895.12） • 建筑物电气装置电磁干扰（EMI）防护（4-444： GB16895.16） • 信息技术装置的接地配置和等电位联结（5-548： GB16895.17） • 过电压保护电器（SPD）（5-534：GB16895.22） IEC60664-1 (GB16935.1) (IEC/TC28) 低压系统内设备的绝缘配合

TC77标准 电磁兼容(EMC) 电磁兼容性试验与测量技术(IEC 61000系列) • 浪涌(冲击)抗扰度试验 (4-5:GB17626.5) • 脉冲磁场抗扰度试验 (4-9:GB17626.9) • 阻尼振荡磁场抗扰度试验 (4-10:GB17626.10)

《关于推进采用国际标准的若干意见》 采用国际标准和国外先进标准是我国一项重大技术经济政策，是促进技术进步，提高产品质量，扩大对外开放，加快与国际惯例接轨的重要措施。国家质检总局国家发改委国家经委科技部外贸部（商务部）国家标准化管理委员会 2002年209号文件

1 总则 适用于新建、扩建、改建建筑物的防雷设计。

旧条文中 不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置已删去。

原1.0.1条保留 为使建筑物（含构筑物，下同）防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理。

2 术语 对雷电、防雷装置、被保护系统共作了50条定义

2 术语 电气系统（低压配电系统）由低压供电组合部件构成的一个系统电子系统由敏感电子组合部件（如通信设备、计算机、控制和仪表系统、电力电子装置）构成的一个系统。

2 术语 接闪器用于拦截闪击的接闪杆（避雷针）、接闪导线（避雷带、线、避雷网）以及金属屋面和金属构件等组成的这部分外部防雷装置。

2 术语 插入损耗、回波损耗近端串扰等影响系统传输特性的参数

2 术语 外部防雷装置接闪器、引下线和接地装置内部防雷装置防雷等电位连接和与外部防雷装置的电气绝缘，即间隔距离。

3 建筑物防雷分类 分类原则：根据重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果。分类：第一类（Ⅰ、Ⅱ级）第二类（Ⅲ级）第三类（Ⅳ级）

第一类防雷建筑物 具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物（原为0区或10区）具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花引起爆炸，会造成巨大损失和人身伤亡者（原为1区，不含21区）

爆炸性气体环境危险区 0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境（原定义为0 区） 2区：在正常运行时基本不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。（原1区定义与2区定义的修改）注：正常运行——开车、运转、停车、装卸、密闭盖的开闭等

爆炸性粉尘环境 四种粉尘 ——易爆炸性粉尘：在空气中氧气很少的环境也能着火，呈悬浮状时能产生剧烈的爆炸，如镁、铝、铝青铜等粉尘 ——可燃性导电粉尘：与空气中氧起发热反映而燃烧的导电性粉尘，如石墨、炭黑、焦炭、铁、锌、钛等粉尘 ——可燃性非导电粉尘：与空气中的氧起发热反映而燃烧的非导电性粉尘，如聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、砂糖、可可、木质、米糠、硫磺等粉尘 ——可燃纤维：与空气中的氧起发热反映而燃烧的纤维，如棉花纤维、麻、丝、毛的纤维、木质纤维、人造纤维等。

爆炸性粉尘环境危险区 20区：在正常运行时，空气中的爆炸性粉尘云持续（长期或经常短时频繁）存在的场所，如粉尘容器内、料斗、料仓、施风除尘器和过滤器、粉料传输系统、搅拌机、研磨机、干燥机等。 21区：在正常运行时，空气中的爆炸性粉尘云很可能偶尔出现的场所，如为操作而频繁打开粉尘容器的周围。 22区：在正常运行时，空气中的爆炸性粉尘云不太可能出现的场所，即便出现，持续时间也是短暂的。

第一类与第二类防雷建筑物的区别 易燃液体泵房在地面时为2区，属第二类；当置于地下或半地下时，因其蒸气和空气的混合物的比重大于空气，不易扩散，要划为1区，属第一类防雷建筑物

第二类防雷建筑物 增加：特级和甲级体育馆具有21区爆炸危险场所的建筑物修改：11区改为21和22区省、部级建筑物0.06次改为0.05次住宅0.3次改为0.25次

第三类防雷建筑物 修改：省部级0.012次改为0.01次住宅0.3次改为0.25次一般性工业建筑物0.06次改为0.05次

第三类防雷建筑物 在需要防雷击电磁脉冲（LEMP）时，当：建筑物没有装设直击雷防护装置（LPS）和不处在其他建筑物或物体的保护范围时，宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷措施，在考虑屏蔽的情况下，宜用避雷网。

附录A 建筑物年预计雷击次数 N=k Ng Ae 其中：k： 2：位于山顶和旷野孤立 1.7：没有接地的金属屋面的砖木结构建筑 1.5：河（湖）边、山坡下、山地中ρ小处、地下水露头处、土山顶、山谷风口及特别潮湿的建筑物 1.0：一般情况 Ng=0.1×Td（Ng=0.024Td1.3） Ae=[LW+2(L+W)· H(200-H)+πH（200-H）]·10-6 L、W、H为长、宽、高。（适用于H＜100m）

3 建筑物的防雷分类 第一类防雷建筑物 1. 制造（使用、贮存）炸药（火药、起爆药、火工品等）大量爆炸物的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡 2. 具有0区或10（20）区爆炸危险环境的建筑物 3. 具有1（或21）区爆炸危险环境的建筑物，因电火花引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡

3 建筑物的防雷分类 第二类防雷建筑物 1 国家重点文物保护的建筑物 2 国家级会堂、办公、展览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家档案馆、大城市重要给水水泵房 3 国家级计算中心、国际通讯枢纽等 4 特级和甲级体育馆 4 制造（使用、贮存）爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸 5 具有1区（或21区）爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸 6 具有2区或11（22）区爆炸危险环境的建筑物 7 工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭所罐 8 预计N＞0.06（0.05）次/a的部（省）办公建筑及重要或人员密集的公共建筑物 9 预计N ＞0.3（0.25）次/a的住宅、办公楼等民建

3 建筑物的防雷分类 第三类防雷建筑物 1 省级重点文物保护的建筑物、省级档案馆 2 预计N≥0.012（0.01）次/a，≤0.06（0.05）次/a的部（省）办公建筑及重要或人员密集的公共建筑物 3 预计N≥0.06 （0.05）次/a， ≤0.3 （0.25）次/a的住宅、办公楼等民建 4 预计N≥0.06 （0.05）次/a的一般性工业建筑物 5 综合评估后确定需防雷的21区、22区、23区火灾危险环境 6 Td＞15d/a地区，≥15m的烟囱、水塔等孤立建筑物 Td ≤15d/a地区， ≥20m的烟囱、水塔等孤立建筑物

3 建筑物防雷分类 爆炸火灾危险环境 0区：正常情况下能形成爆炸性混合物（气体或蒸气爆炸性）的爆炸危险场所 1区：在不正常情况下能形成爆炸性混合物的爆炸危险场所 2区：在不正常情况下能形成爆炸性混合物不可能性较小的爆炸危险场所 10区：在正常情况下能形成粉尘或纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所 11区：在不正常情况下能形成粉尘和纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所 21区：在生产（使用、加工贮存、转运）过程中，闪点高于环境温度的燃液体，易引起火灾的场所 22区：在生产过程中，粉尘或纤维可燃物不可能爆炸但能引起火灾危险的场所 23区：固态可燃物，在数量和配置上能引起火灾危险的环境

4 建筑物的防雷措施 防直击雷和闪电电涌侵入：各类防雷建筑物防雷电感应：第一类和第二类中5.6.7款

4 建筑物的防雷措施 设内部防雷装置：（各类防雷建筑物） ——在建筑物的地面层处等电位连接，有建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统、进出建筑物的金属管线 ——外部防雷装置与金属物的间隔距离

4 建筑物的防雷措施 防LEMP（雷击电磁脉冲）第二类中的2.3.4款（会堂、展馆、火车站、机场、水泵房、计算中心、通讯枢纽、特甲级体育馆）及系统所接设备重要、雷击磁场环境和加于设备电涌满足不了要求……

4 建筑物的防雷措施 （1）接地电阻值要求降低（2）绝缘段前后的处理（3）具体规定了SPD的选择

4.1 接地电阻 4.2.1中第8款规定：（第一类防雷建筑物）每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻，但在3000Ωm以下地区，冲击接地电阻不应大于30Ω。

4.1 接地电阻 4.2.2中第3款规定：（第一类防雷建筑物）防雷电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用，其工频接地电阻不宜大于10Ω。

4.1 接地电阻 4.2.3中第5款规定：（第一类防雷建筑物防雷电波侵入）进入建筑物的架空金属管道接地，冲击接地电阻不应大于30Ω。

防雷接地电阻值可不计及的要求 第一类：土壤电阻率ρ≤500Ω·m时 R≥5m时无须补加接地体（ R= A/π）土壤电阻率ρ在500~3000 Ω·m时 11ρ-3600 R≥ 时无须补加接地体 380

防雷接地电阻值可不计及的要求 第二类： ρ≤800Ω·m时，A/π≥5m ρ为800Ω·m至3000Ω·m时， A/π≥（ ρ-550）/50 第三类： ρ≤3000Ω·m时 A/π≥5m或A≥79m2

接地分析（1） IEC62305-3中分： A型（单独的水平/垂直接地体） B型（利用建筑物基础钢筋或围绕建筑物的环型人工接地体）

接地分析 A型 1.不少于2个接地极 2.在土壤电阻率很低，接地电阻很容易低于10Ω时，无其他要求 3.土壤电阻率较高，接地电阻不易达到 10Ω以下时，对各类防雷建筑物的接地体有一长度要求。

接地分析

接地分析 B型 1.第一类防雷建筑物： ——总长度80%与土壤接触 ——环型地网的等效半径re = A/π re ≥l 2.第二类防雷建筑物： ρ≤800Ω·m时，A/π≥5m ρ为800Ω·m至3000Ω·m时， A/π≥（ ρ-550）/50 3. 第三类防雷建筑物： ρ≤3000Ω·m时 A/π≥5m或A≥79m2

接地分析（2） a) b) c) 图 1 典型接地体的三种表示图

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