3 建筑物的防雷分类
3.0.1 建筑物应根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。
3.0.2 在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第一类防雷建筑物:
1 凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,因电火花而引起爆炸、爆轰,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
2 具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。
3 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
3.0.3 在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第二类防雷建筑物:
1 国家级重点文物保护的建筑物。
2 国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆,国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。
注:飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。
3 国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。
4 国家特级和甲级大型体育馆。
5 制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
6 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
7 具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。
8 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。
9 预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。
10 预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
3.0.4 在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第三类防雷建筑物:
1 省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
2 预计雷击次数大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物,以及火灾危险场所。
3 预计雷击次数大于或等于0.05次/a,且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
4 在平均雷暴日大于15d/a的地区,高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区,高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。
4 建筑物的防雷措施
4.1 基本规定
4.1.1 各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置,并应采取防闪电电涌侵入的措施。
第一类防雷建筑物和本规范第3.0.3条第5~7款所规定的第二类防雷建筑物,尚应采取防闪电感应的措施。
4.1.2 各类防雷建筑物应设内部防雷装置,并应符合下列规定:
1 在建筑物的地下室或地面层处,下列物体应与防雷装置做防雷等电位连接:
1)建筑物金属体。
2)金属装置。
3)建筑物内系统。
4)进出建筑物的金属管线。
2 除本条第1款的措施外,外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间,尚应满足间隔距离的要求。
4.1.3 本规范第3.0.3条第2~4款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷击电磁脉冲的措施。其他各类防雷建筑物,当其建筑物内系统所接设备的重要性高,以及所处雷击磁场环境和加于设备的闪电电涌无法满足要求时,也应采取防雷击电磁脉冲的措施。防雷击电磁脉冲的措施应符合本规范第6章的规定。
4.2 第一类防雷建筑物的防雷措施
4.2.1 第一类防雷建筑物防直击雷的措施应符合下列规定:
1 应装设接闪杆或架空接闪线或网。架空接闪网的网格尺寸不应大于5m×5m或6m×4m。
2 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的下列空间应处于接闪器的保护范围内:
1)当有管帽时应按表4.2.1的规定确定。
2)当无管帽时,应为管口上方半径5m的半球体。
3)接闪器与雷闪的接触点应设在本款第1项或第2项所规定的空间之外。
注:相对密度小于或等于0.75的爆炸性气体规定为轻于空气的气体;相对密度大于0.75的爆炸性气体规定为重于空气的气体。
3 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等,当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧,以及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀,接闪器的保护范围应保护到管帽,无管帽时应保护到管口。
4 接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的每根支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱,宜利用金属杆塔或钢筋网作为引下线。
5 接闪杆和架空接闪线或网的支柱及其接地装置与被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离(图4.2.1),应按下列公式计算,且不得小于3m:
1)地上部分:
当hx<5Ri时:Sa1≥0.4(Ri+0.1hx) (4.2.1-1)
当hx≥5Ri时:Sa1≥0.1(Ri+hx) (4.2.1-2)
2)地下部分:
Sel≥0.4Ri (4.2.1-3)
式中:Sa1——空气中的间隔距离(m);
Sel——地中的间隔距离(m);
Ri——接闪杆,架空接闪线或网支柱处接地装置的冲击接地电阻(Ω);
hx——被保护建筑物或计算点的高度(m)。
6 架空接闪线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的间隔距离(图4.2.1),应按下列公式计算,且不应小于3m:
式中:Sa2——接闪线至被保护物在空气中的间隔距离(m);
h——接闪线的支柱高度(m);
——接闪线的水平长度(m)。
7 架空接闪网至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的间隔距离,应按下列公式计算,且不应小于3m:
式中:Sa2——接闪网至被保护物在空气中的间隔距离(m);
l——从接闪网中间最低点沿导体至最近支柱的距离(m);
n——从接闪网中间最低点沿导体至最近不同支柱并有同一距离1的个数。
8 接闪杆、架空接闪线或架空接闪网应设的接地装置,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以下的地区,冲击接地电阻不应大于30Ω。
4.2.2 第一类防雷建筑物防闪电感应应符合下列规定:
1 建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物,均应接到防闪电感应的接地装置上。
金属屋面周边每隔18m~24m应采用引下线接地一次。
现场浇灌或用预制构件组成的钢筋混凝土屋面,其钢筋网的交叉点应绑扎或焊接,并应每隔18m~24m采用引下线接地一次。
2 平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物,其净距小于100mm时,应采用金属线跨接,跨接点的间距不应大于30m;交叉净距小于100mm时,其交叉处也应跨接。
当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时,连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘,在非腐蚀环境下,可不跨接。
3 防闪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。防闪电感应的接地装置与接闪杆、架空接闪线或架空接闪网的接地装置之间的间隔距离,应符合本规范第4.2.1条第5款的规定。
当屋内设有等电位连接的接地干线时,其与防闪电感应接地装置的连接不应少于2处。
4.2.3 第一类防雷建筑物防闪电电涌侵入的措施应符合下列规定:
1 室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋地敷设,在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。
2 当全线采用电缆有困难时,应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线,并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。架空线与建筑物的距离不应小于15m。
在电缆与架空线连接处,尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不应大于30Ω。所装设的电涌保护器应选用Ⅰ级试验产品,其电压保护水平应小于或等于2.5kV,其每一保护模式应选冲击电流等于或大于10kA;若无户外型电涌保护器,应选用户内型电涌保护器,其使用温度应满足安装处的环境温度,并应安装在防护等级IP54的箱内。
当电涌保护器的接线形式为本规范表J.1.2中的接线形式2时,接在中性线和PE线间电涌保护器的冲击电流,当为三相系统时不应小于40kA,当为单相系统时不应小于20kA。
3 当架空线转换成一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入时,其埋地长度可按下式计算:
式中:——电缆铠装或穿电缆的钢管埋地直接与土壤接触的长度(m);
ρ——埋电缆处的土壤电阻率(Ωm)。
4 在入户处的总配电箱内是否装设电涌保护器应按本规范第6章的规定确定。当需要安装电涌保护器时,电涌保护器的最大持续运行电压值和接线形式应按本规范附录J的规定确定;连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值。
5 电子系统的室外金属导体线路宜全线采用有屏蔽层的电缆埋地或架空敷设,其两端的屏蔽层、加强钢线、钢管等应等电位连接到入户处的终端箱体上,在终端箱内是否装设电涌保护器应按本规范第6章的规定确定。
6 当通信线路采用钢筋混凝土杆的架空线时,应使用一段护套电缆穿钢管直接埋地引入,其埋地长度可按本规范式(4.2.3)计算,且不应小于15m。在电缆与架空线连接处,尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不应大于30Ω。所装设的电涌保护器应选用D1类高能量试验的产品,其电压保护水平和最大持续运行电压值应按本规范附录J的规定确定,连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值,每台电涌保护器的短路电流应等于或大于2kA;若无户外型电涌保护器,可选用户内型电涌保护器,但其使用温度应满足安装处的环境温度,并应安装在防护等级IP54的箱内。在入户处的终端箱内是否装设电涌保护器应按本规范第6章的规定确定。
7 架空金属管道,在进出建筑物处,应与防闪电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道,宜每隔25m接地一次,其冲击接地电阻不应大于30Ω,并应利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线,其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。
埋地或地沟内的金属管道,在进出建筑物处应等电位连接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。
4.2.4 当难以装设的外部防雷装置时,可将接闪杆或网格不大于5m×5m或6m×4m的接闪网或由其混合组成的接闪器直接装在建筑物上,接闪网应按本规范附录B的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设;当建筑物高度超过30m时,首先应沿屋顶周边敷设接闪带,接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上,也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外,并应符合下列规定:
1 接闪器之间应互相连接。
2 引下线不应少于2根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀或对称布置,其间距沿周长计算不宜大于12m。
3 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的管道应符合本规范第4.2.1条第2、3款的规定。
4 建筑物应装设等电位连接环,环间垂直距离不应大于12m,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。等电位连接环可利用电气设备的等电位连接干线环路。
5 外部防雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω,并应和电气和电子系统等接地装置及所有进入建筑物的金属管道相连,此接地装置可兼作防闪电感应接地之用。
6 当每根引下线的冲击接地电阻大于10Ω时,外部防雷的环形接地体宜按下列方法敷设:
1)当土壤电阻率小于或等于500Ωm时,对环形接地体所包围面积的等效圆半径小于5m的情况,每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体。
2)本款第1项补加水平接地体时,其最小长度应按下式计算:
式中:——环形接地体所包围面积的等效圆半径(m);
——补加水平接地体的最小长度(m);
A——环形接地体所包围的面积(m2)。
3)本款第1项补加垂直接地体时,其最小长度应按下式计算:
式中:v——补加垂直接地体的最小长度(m)。
4)当土壤电阻率大于500Ωm、小于或等于3000Ωm,且对环形接地体所包围面积的等效圆半径符合下式的计算时,每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体:
5)本款第4项补加水平接地体时,其最小总长度应按下式计算:
6)本款第4项补加垂直接地体时,其最小总长度应按下式计算:
注:按本款方法敷设接地体以及环形接地体所包围的面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时,每根引下线的冲击接地电阻可不作规定。共用接地装置的接地电阻按50Hz电气装置的接地电阻确定,应为不大于按人身安全所确定的接地电阻值。
7 当建筑物高于30m时,尚应采取下列防侧击的措施:
1)应从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平接闪带并应与引下线相连。
2)30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物应与防雷装置连接。
8 在电源引入的总配电箱处应装设Ⅰ级试验的电涌保护器。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。每一保护模式的冲击电流值,当无法确定时,冲击电流应取等于或大于12.5kA。
9 电源总配电箱处所装设的电涌保护器,其每一保护模式的冲击电流值,当电源线路无屏蔽层时宜按式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层或穿钢管时宜按式(4.2.4-7)计算:
式中:I——雷电流(kA),取200kA;
n——地下和架空引入的外来金属管道和线路的总数;
m——需要确定的那一回线路内导体芯线的总根数;
Rs——屏蔽层或钢管每公里的电阻(Ω/km);
Rc——芯线每公里的电阻(Ω/km)。
10 电源总配电箱处所装设的电涌保护器,其连接的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值,其最大持续运行电压值和接线形式应按本规范附录J的规定确定。
注:当电涌保护器的接线形式为本规范表J.1.2中的接线形式2时,接在中性线和PE线间电涌保护器的冲击电流,当为三相系统时不应小于本条第9款规定值的4倍,当为单相系统时不应小于2倍。
11 当电子系统的室外线路采用金属线时,在其引入的终端箱处应安装D1类高能量试验类型的电涌保护器,其短路电流当无屏蔽层时,宜按式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层时宜按式(4.2.4-7)计算;当无法确定时应选用2kA。选取电涌保护器的其他参数应符合本规范第J.2节的规定,连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值。
12 当电子系统的室外线路采用光缆时,在其引入的终端箱处的电子系统侧,当无金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置的设备时,可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器,其短路电流应按本规范表J.2.1的规定确定,宜选用100A。
13 输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道,当其从室外进入户内处设有绝缘段时,应在绝缘段处跨接符合下列要求的电压开关型电涌保护器或隔离放电间隙:
1)选用Ⅰ级试验的密封型电涌保护器。
2)电涌保护器能承受的冲击电流按式(4.2.4-6)计算,取m=1。
3)电涌保护器的电压保护水平应小于绝缘段的耐冲击电压水平,无法确定时,应取其等于或大于1.5kV和等于或小于2.5kV。
4)输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道在进入建筑物处的防雷等电位连接,应在绝缘段之后管道进入室内处进行,可将电涌保护器的上端头接到等电位连接带。
14 具有阴极保护的埋地金属管道,在其从室外进入户内处宜设绝缘段,应在绝缘段处跨接符合下列要求的电压开关型电涌保护器或隔离放电间隙:
1)选用Ⅰ级试验的密封型电涌保护器。
2)电涌保护器能承受的冲击电流按式(4.2.4-6)计算,取m=1。
3)电涌保护器的电压保护水平应小于绝缘段的耐冲击电压水平,并应大于阴极保护电源的最大端电压。
4)具有阴极保护的埋地金属管道在进入建筑物处的防雷等电位连接,应在绝缘段之后管道进入室内处进行,可将电涌保护器的上端头接到等电位连接带。
4.2.5 当树木邻近建筑物且不在接闪器保护范围之内时,树木与建筑物之间的净距不应小于5m。
4.3 第二类防雷建筑物的防雷措施
4.3.1 第二类防雷建筑物外部防雷的措施,宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应按本规范附录B的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格;当建筑物高度超过45m时,首先应沿屋顶周边敷设接闪带,接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上,也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互相连接。
4.3.2 突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体,应按下列方式保护:
1 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合本规范第4.2.1条第2款的规定。
2 排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱,1区、21区、2区和22区爆炸危险场所的自然通风管,0区和20区爆炸危险场所的装有阻火器的放散管、呼吸阀、排风管,以及本规范第4.2.1条第3款所规定的管、阀及煤气和天然气放散管等,其防雷保护应符合下列规定:
1)金属物体可不装接闪器,但应和屋面防雷装置相连。
2)除符合本规范第4.5.7条的规定情况外,在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器,并应和屋面防雷装置相连。
4.3.3 专设引下线不应少于2根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不应大于18m。当建筑物的跨度较大,无法在跨距中间设引下线时,应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距,专设引下线的平均间距不应大于18m。
4.3.4 外部防雷装置的接地应和防闪电感应、内部防雷装置、电气和电子系统等接地共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。
4.3.5 利用建筑物的钢筋作为防雷装置时,应符合下列规定:
1 建筑物宜利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。本规范第3.0.3条第2~4款、第9款、第10款的建筑物,当其女儿墙以内的屋顶钢筋网以上的防水和混凝土层允许不保护时,宜利用屋顶钢筋网作为接闪器;本规范第3.0.3条第2~4款、第9款、第10款的建筑物为多层建筑,且周围很少有人停留时,宜利用女儿墙压顶板内或檐口内的钢筋作为接闪器。
2 当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质防腐层时,宜利用基础内的钢筋作为接地装置。当基础的外表面有其他类的防腐层且无桩基可利用时,宜在基础防腐层下面的混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体。
3 敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢,当仅为一根时,其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋时,其截面积总和不应小于一根直径10mm钢筋的截面积。
4 利用基础内钢筋网作为接地体时,在周围地面以下距地面不应小于0.5m,每根引下线所连接的钢筋表面积总和应按下式计算:
式中:S——钢筋表面积总和(m2);
——分流系数,按本规范附录E的规定取值。
5 当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时,接地体的规格尺寸应按表4.3.5的规定确定。
注:1 当长度相同、截面相同时,宜选用扁钢;
2 采用多根圆钢时,其敷设净距不小于直径的2倍;
3 利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验,除主筋外,可计入箍筋的表面积。
6 构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋,其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建施工的绑扎法、螺丝、对焊或搭焊连接。单根钢筋、圆钢或外引预埋连接板、线与构件内钢筋应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。
4.3.6 共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定,不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。在土壤电阻率小于或等于3000Ωm时,外部防雷装置的接地体符合下列规定之一以及环形接地体所包围面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时,可不计及冲击接地电阻;但当每根专设引下线的冲击接地电阻不大于10Ω时,可不按本条第1、2款敷设接地体:
1 当土壤电阻率小于或等于800Ωm时,对环形接地体所包围面积的等效圆半径小于5m的情况,每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体。当补加水平接地体时,其最小长度应按本规范式(4.2.4-1)计算;当补加垂直接地体时,其最小长度应按本规范式(4.2.4-2)计算。
2 当土壤电阻率大于800Ωm、小于或等于3000Ωm,且对环形接地体所包围的面积的等效圆半径小于按下式的计算值时,每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体:
(4.3.6-1)
3 本条第2款补加水平接地体时,其最小总长度应按下式计算:
4 本条第2款补加垂直接地体时,其最小总长度应按下式计算:
5 在符合本规范第4.3.5条规定的条件下,利用槽形、板形或条形基础的钢筋作为接地体或在基础下面混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体,当槽形、板形基础钢筋网在水平面的投影面积或成环的条形基础钢筋或人工环形基础接地体所包围的面积符合下列规定时,可不补加接地体:
1)当土壤电阻率小于或等于800Ωm时,所包围的面积应大于或等于79m2。
2)当土壤电阻率大于800Ωm且小于或等于3000Ωm时,所包围的面积应大于或等于按下式计算的值:
6 在符合本规范第4.3.5条规定的条件下,对6m柱距或大多数柱距为6m的单层工业建筑物,当利用柱子基础的钢筋作为外部防雷装置的接地体并同时符合下列规定时,可不另加接地体:
1)利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体。
2)柱子基础的钢筋网通过钢柱,钢屋架,钢筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊车梁等构件的钢筋或防雷装置互相连成整体。
3)在周围地面以下距地面不小于0.5m,每一柱子基础内所连接的钢筋表面积总和大于或等于0.82m2。
4.3.7 本规范第3.0.3条第5~7款所规定的建筑物,其防闪电感应的措施应符合下列规定:
1 建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物,应就近接到防雷装置或共用接地装置上。
2 除本规范第3.0.3条第7款所规定的建筑物外,平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合本规范第4.2.2条第2款的规定,但长金属物连接处可不跨接。
3 建筑物内防闪电感应的接地干线与接地装置的连接,不应少于2处。
4.3.8 防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气和电子系统线路的反击,应符合下列规定:
1 在金属框架的建筑物中,或在钢筋连接在一起、电气贯通的钢筋混凝土框架的建筑物中,金属物或线路与引下线之间的间隔距离可无要求;在其他情况下,金属物或线路与引下线之间的间隔距离应按下式计算:
式中:Sa3——空气中的间隔距离(m);
x——引下线计算点到连接点的长度(m),连接点即金属物或电气和电子系统线路与防雷装置之间直接或通过电涌保护器相连之点。
2 当金属物或线路与引下线之间有自然或人工接地的钢筋混凝土构件、金属板、金属网等静电屏蔽物隔开时,金属物或线路与引下线之间的间隔距离可无要求。
3 当金属物或线路与引下线之间有混凝土墙、砖墙隔开时,其击穿强度应为空气击穿强度的1/2。当间隔距离不能满足本条第1款的规定时,金属物应与引下线直接相连,带电线路应通过电涌保护器与引下线相连。
4 在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下,应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验的电涌保护器。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。每一保护模式的冲击电流值,当无法确定时应取等于或大于12.5kA。
5 当Yyn0型或Dyn11型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时,应在变压器高压侧装设避雷器;在低压侧的配电屏上,当有线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时,应在母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器,电涌保护器每一保护模式的冲击电流值,当无法确定时冲击电流应取等于或大于12.5kA;当无线路引出本建筑物时,应在母线上装设Ⅱ级试验的电涌保护器,电涌保护器每一保护模式的标称放电电流值应等于或大于5kA。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。
6 低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验的电涌保护器,以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处,并在低压侧配电屏的母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器时,电涌保护器每一保护模式的冲击电流值,当电源线路无屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-7)计算,式中的雷电流应取等于150kA。
7 在电子系统的室外线路采用金属线时,其引入的终端箱处应安装D1类高能量试验类型的电涌保护器,其短路电流当无屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-7)计算,式中的雷电流应取等于150kA;当无法确定时应选用1.5kA。
8 在电子系统的室外线路采用光缆时,其引入的终端箱处的电子系统侧,当无金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置设备时可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器,其短路电流宜选用75A。
9 输送火灾爆炸危险物质和具有阴极保护的埋地金属管道,当其从室外进入户内处设有绝缘段时应符合本规范第4.2.4条第13款和第14款的规定,在按本规范式(4.2.4-6)计算时,式中的雷电流应取等于150kA。
4.3.9 高度超过45m的建筑物,除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4.3.1条的规定外,尚应符合下列规定:
1 对水平突出外墙的物体,当滚球半径45m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时,应采取相应的防雷措施。
2 高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击,防侧击应符合下列规定:
1)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体,应按屋顶上的保护措施处理。
2)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求,接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。
3)外部金属物,当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时,可利用其作为接闪器,还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。
4)符合本规范第4.3.5条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架,当作为引下线或与引下线连接时,均可利用其作为接闪器。
3 外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端,应与防雷装置等电位连接。
4.3.10 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐,当其高度小于或等于60m、罐顶壁厚不小于4mm时,或当其高度大于60m、罐顶壁厚和侧壁壁厚均不小于4mm时,可不装设接闪器,但应接地,且接地点不应少于2处,两接地点间距离不宜大于30m,每处接地点的冲击接地电阻不应大于30Ω。当防雷的接地装置符合本规范第4.3.6条的规定时,可不计及其接地电阻值,但本规范第4.3.6条所规定的10Ω可改为30Ω。放散管和呼吸阀的保护应符合本规范第4.3.2条的规定。
4.4 第三类防雷建筑物的防雷措施
4.4.1 第三类防雷建筑物外部防雷的措施宜采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也可采用由接闪网、接闪带和接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应按本规范附录B的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×16m的网格;当建筑物高度超过60m时,首先应沿屋顶周边敷设接闪带,接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上,也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外。接闪器之间应互相连接。
4.4.2 突出屋面物体的保护措施应符合本规范第4.3.2条的规定。
4.4.3 专设引下线不应少于2根,并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不应大于25m。当建筑物的跨度较大,无法在跨距中间设引下线时,应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距,专设引下线的平均间距不应大于25m。
4.4.4 防雷装置的接地应与电气和电子系统等接地共用接地装置,并应与引入的金属管线做等电位连接。外部防雷装置的专设接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。
4.4.5 建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线和接地装置,当其女儿墙以内的屋顶钢筋网以上的防水和混凝土层允许不保护时,宜利用屋顶钢筋网作为接闪器,以及当建筑物为多层建筑,其女儿墙压顶板内或檐口内有钢筋且周围除保安人员巡逻外通常无人停留时,宜利用女儿墙压顶板内或檐口内的钢筋作为接闪器,并应符合本规范第4.3.5条第2款、第3款、第6款规定,同时应符合下列规定:
1 利用基础内钢筋网作为接地体时,在周围地面以下距地面不小于0.5m深,每根引下线所连接的钢筋表面积总和应按下式计算:
2 当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时,接地体的规格尺寸应按表4.4.5的规定确定。
注:1 当长度相同、截面相同时,宜选用扁钢;
2 采用多根圆钢时,其敷设净距不小于直径的2倍;
3 利用闭合条形基础内的钢筋作接地体时可按本表校验,除主筋外,可计入箍筋的表面积。
4.4.6 共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定,不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。在土壤电阻率小于或等于3000Ωm时,外部防雷装置的接地体当符合下列规定之一以及环形接地体所包围面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时可不计及冲击接地电阻;当每根专设引下线的冲击接地电阻不大于30Ω,但对本规范第3.0.4条第2款所规定的建筑物则不大于10Ω时,可不按本条第1款敷设接地体:
1 对环形接地体所包围面积的等效圆半径小于5m时,每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体。当补加水平接地体时,其最小长度应按本规范式(4.2.4-1)计算;当补加垂直接地体时,其最小长度应按本规范式(4.2.4-2)计算。
2 在符合本规范第4.4.5条规定的条件下,利用槽形、板形或条形基础的钢筋作为接地体或在基础下面混凝土垫层内敷设人工环形基础接地体,当槽形、板形基础钢筋网在水平面的投影面积或成环的条形基础钢筋或人工环形基础接地体所包围的面积大于或等于79m2时,可不补加接地体。
3 在符合本规范第4.4.5条规定的条件下,对6m柱距或大多数柱距为6m的单层工业建筑物,当利用柱子基础的钢筋作为外部防雷装置的接地体并同时符合下列规定时,可不另加接地体:
1)利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体。
2)柱子基础的钢筋网通过钢柱,钢屋架,钢筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊车梁等构件的钢筋或防雷装置互相连成整体。
3)在周围地面以下距地面不小于0.5m深,每一柱子基础内所连接的钢筋表面积总和大于或等于0.37m2。
4.4.7 防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气和电子系统线路的反击,应符合下列规定:
1 应符合本规范第4.3.第1~5款的规定,并应按下式计算:
2 低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验的电涌保护器,以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处,并在低压侧配电屏的母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器时,电涌保护器每一保护模式的冲击电流值,当电源线路无屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-7)计算,式中的雷电流应取等于100kA。
3 在电子系统的室外线路采用金属线时,在其引入的终端箱处应安装D1类高能量试验类型的电涌保护器,其短路电流当无屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-6)计算,当有屏蔽层时可按本规范式(4.2.4-7)计算,式中的雷电流应取等于100kA;当无法确定时应选用1.0kA。
4 在电子系统的室外线路采用光缆时,其引入的终端箱处的电气线路侧,当无金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置的设备时,可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器,其短路电流宜选用50A。
5 输送火灾爆炸危险物质和具有阴极保护的埋地金属管道,当其从室外进入户内处设有绝缘段时,应符合本规范第4.2.4条第13款和第14款的规定,当按本规范式(4.2.4-6)计算时,雷电流应取等于100kA。
4.4.8 高度超过60m的建筑物,除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4.4.1条的规定外,尚应符合下列规定:
1 对水平突出外墙的物体,当滚球半径60m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时,应采取相应的防雷措施。
2 高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击,防侧击应符合下列规定:
1)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体,应按屋顶的保护措施处理。
2)在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位,布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求,接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。
3)外部金属物,当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时,可利用其作为接闪器,还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。
4)符合本规范第4.4.5条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架,当其作为引下线或与引下线连接时均可利用作为接闪器。
3 外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端,应与防雷装置等电位连接。
4.4.9 砖烟囱、钢筋混凝土烟囱,宜在烟囱上装设接闪杆或接闪环保护。多支接闪杆应连接在闭合环上。
当非金属烟囱无法采用单支或双支接闪杆保护时,应在烟囱口装设环形接闪带,并应对称布置三支高出烟囱口不低于0.5m的接闪杆。
钢筋混凝土烟囱的钢筋应在其顶部和底部与引下线和贯通连接的金属爬梯相连。当符合本规范第4.4.5条的规定时,宜利用钢筋作为引下线和接地装置,可不另设专用引下线。
高度不超过40m的烟囱,可只设一根引下线,超过40m时应设两根引下线。可利用螺栓或焊接连接的一座金属爬梯作为两根引下线用。
金属烟囱应作为接闪器和引下线。
4.5 其他防雷措施
4.5.1 当一座防雷建筑物中兼有第一、二、三类防雷建筑物时,其防雷分类和防雷措施宜符合下列规定:
1 当第一类防雷建筑物部分的面积占建筑物总面积的30%及以上时,该建筑物宜确定为第一类防雷建筑物。
2 当第一类防雷建筑物部分的面积占建筑物总面积的30%以下,且第二类防雷建筑物部分的面积占建筑物总面积的30%及以上时,或当这两部分防雷建筑物的面积均小于建筑物总面积的30%,但其面积之和又大于30%时,该建筑物宜确定为第二类防雷建筑物。但对第一类防雷建筑物部分的防闪电感应和防闪电电涌侵入,应采取第一类防雷建筑物的保护措施。
3 当第一、二类防雷建筑物部分的面积之和小于建筑物总面积的30%,且不可能遭直接雷击时,该建筑物可确定为第三类防雷建筑物;但对第一、二类防雷建筑物部分的防闪电感应和防闪电电涌侵入,应采取各自类别的保护措施;当可能遭直接雷击时,宜按各自类别采取防雷措施。
4.5.2 当一座建筑物中仅有一部分为第一、二、三类防雷建筑物时,其防雷措施宜符合下列规定:
1 当防雷建筑物部分可能遭直接雷击时,宜按各自类别采取防雷措施。
2 当防雷建筑物部分不可能遭直接雷击时,可不采取防直击雷措施,可仅按各自类别采取防闪电感应和防闪电电涌侵入的措施。
3 当防雷建筑物部分的面积占建筑物总面积的50%以上时,该建筑物宜按本规范第4.5.1条的规定采取防雷措施。
4.5.3 当采用接闪器保护建筑物、封闭气罐时,其外表面外的2区爆炸危险场所可不在滚球法确定的保护范围内。
4.5.4 固定在建筑物上的节日彩灯、航空障碍信号灯及其他用电设备和线路应根据建筑物的防雷类别采取相应的防止闪电电涌侵入的措施,并应符合下列规定:
1 无金属外壳或保护网罩的用电设备应处在接闪器的保护范围内。
2 从配电箱引出的配电线路应穿钢管。钢管的一端应与配电箱和PE线相连;另一端应与用电设备外壳、保护罩相连,并应就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时应设跨接线。
3 在配电箱内应在开关的电源侧装设Ⅱ级试验的电涌保护器,其电压保护水平不应大于2.5kV,标称放电电流值应根据具体情况确定。
4.5.5 粮、棉及易燃物大量集中的露天堆场,当其年预计雷击次数大于或等于0.05时,应采用接闪杆或架空接闪线防直击雷。接闪杆和架空接闪线保护范围的滚球半径可取100m。
在计算雷击次数时,建筑物的高度可按可能堆放的高度计算,其长度和宽度可按可能堆放面积的长度和宽度计算。
4.5.6 在建筑物引下线附近保护人身安全需采取的防接触电压和跨步电压的措施,应符合下列规定:
1 防接触电压应符合下列规定之一:
1)利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线,作为自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内的。
2)引下线3m范围内地表层的电阻率不小于50kΩm,或敷设5cm厚沥青层或15cm厚砾石层。
3)外露引下线,其距地面2.7m以下的导体用耐1.2/50μs冲击电压100kV的绝缘层隔离,或用至少3mm厚的交联聚乙烯层隔离。
4)用护栏、警告牌使接触引下线的可能性降至最低限度。
2 防跨步电压应符合下列规定之一:
1)利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线,作为自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内的。
2)引下线3m范围内地表层的电阻率不小于50kΩm,或敷设5cm厚沥青层或15cm厚砾石层。
3)用网状接地装置对地面做均衡电位处理。
4)用护栏、警告牌使进入距引下线3m范围内地面的可能性减小到最低限度。
4.5.7 对第二类和第三类防雷建筑物,应符合下列规定:
1 没有得到接闪器保护的屋顶孤立金属物的尺寸不超过下列数值时,可不要求附加的保护措施:
1)高出屋顶平面不超过0.3m。
2)上层表面总面积不超过1.0m2。
3)上层表面的长度不超过2.0m。
2 不处在接闪器保护范围内的非导电性屋顶物体,当它没有突出由接闪器形成的平面0.5m以上时,可不要求附加增设接闪器的保护措施。
4.5.8 在接闪杆、架空接闪线、架空接闪网的支柱上,严禁悬挂电话线、广播线、电视接收天线及低压架空线等。下载本文