GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》的解读.docx

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1、对GB500572010建筑物防雷设计规范的解读石健，宋平健(北京市避雷装置安全检测中心，北京IoOo89)摘要：根据GB55H010(三ffi物防雷设掰),结实工作和三雷三fim喇了wsi*fi5f三JS,并5SfiiW三法，从而为建筑物的防雷设计及防雷保护提蟒导。石健(1984)，男，研究方向为防雷检测中图分类号：TU862文献标志码：Bi6:167417(2015)04461-04。引言GB500572010建筑物防雷设计规范作为我国建筑物雷电防护最根本的国家技术标准，是在旧版本规范GB500571994使用多年之后进行修订的，并已于2010年10月1日正式实施。在这期间，国际标准和国内

2、防雷技术都有了很大的变化和发展，所以理解GB500572010对做好现行的防雷工作十分必要。1总则(I)GB50057-2010第1.0.1条中增加了防止或减少雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行的防护。GB500571994仅考虑对雷击建筑物的防护保护。(2)GB500572010第1.0.2条扩大了适用范围，不仅适用于新建建(构)筑物的防雷设计，而且适用于扩建、改建建(构)筑物的防雷设计。这主要是因为在GB500571994之前建筑物的防雷设计是按GBJ571983建筑防雷设计规范(试行)设计的，如使用时间不长，可以不按GB500571994修改，而GB500572010距GBJ

3、571983的废止时间较长,所以增加了扩建、改建，对于实际应用更方便。2术语(I)GB500572010增加了术语一节。(2)GB500572010将原来常用的避雷针、避雷带、避雷网等专业用词修改为接闪杆、接闪带、接闪网。按照避雷针、避雷带、避雷网的字面意思，总认为安装接闪器后就可以避免受到雷击，但实际上安装接闪器是引雷并将其泄放入大地，且安装接闪器并不一定可以避免不受到雷击损坏。仅从直击雷角度考虑，对于第一、二、三类防雷建筑物，按照电气一几何模型(雷闪数学模型)：h=1016(1)式中：h,滚球半径；1得到保护的最小雷电流。将滚球半径30、45、60m分别代入式(1),计算得雷电流分别为5.

4、4、10.1、15.8kAo所以，当雷电流小于上述数值时，闪电有可能穿过接闪器而击于被保护物上。建筑物的雷电防护宋列t(195J),男，酿江程师，从事防装检测方面的研究。是一个系统，而接闪器的功能只是减少实体损害和生命灾害防护中外部防雷装置截取对建筑物的雷电闪击。要最大限度地避免遭受雷电的损害，还要减少内部系统失效的防护和公共设施的防护。3建筑物的防雷分类(I)GB500572010的防雷分类中对第一类防雷建筑物和第二、三类的一部分(如爆炸场所、文物)沿用了GB50057-1994的做法，并没有考虑以风险作为分类的基础，主要是依据IEC62305-2:2010:当预期风险不可避免时，可以不顾风

5、险评估的结果如何而决定提供防雷。(2)GB500572010较GB500571994对建筑物年预计雷击次数做了调整，对于二类防雷建筑物中的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物界定从原来的预计雷击次数大于0.06次/a调整为大于0.05次/a;住宅、办公楼等一般民用建筑物或工业建筑物的年预计雷击次数从大于0.3次/a调整为大于0.25次/a。对于三类防雷建筑的年预计雷击次数也分别从0.012次/aWNW0.06次/a、0.06次aWNW0.3次/a调整为0.Ol次aNO.05次/a、0.05aN0.25次a在GB500571994中三类防雷建筑物，在GB500572010中可能为二

6、类防雷建筑物：在GB500571994中一些不属于防雷建筑物的建筑物，在GB500572010中可能为三类防雷建筑物，建筑物年预计雷击次数的调整扩大了第二、三类防雷建筑物的范围。(3)GB500572010较GB500571994在第一、二、三类防雷建筑物防雷分类中增加了“在可能发生对地闪击的地区”，可依据某一地区多年闪电监测资料和雷击灾害事故统计资料，确定这一地区的初雷日和终雷日。以北京市为例，查阅19932013年雷击灾害事故统计资料和近10a的闪电监测资料，可知初雷日为2009年3月210,终雷日为2004年11月9日。所以，对于在第一年11月9日到第二年3月21日时间段内建造和使用的临

7、时建筑物和构筑物，可不装设防雷装置。此外，建筑物的防雷保护是以发生雷闪为前提的，如果没有雷闪的发生，建筑物也无需防御雷电造成的损坏。(4)GB500571994对爆炸危险环境的划分参照GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范，爆炸性气体危险环境划分为02区，爆炸性粉尘危险环境划分为10ll区，火灾危险区域划分为2123区。GB500572010参照GB1246.32007/IEC6124110:2004可燃性粉尘环境用电设备存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类，爆炸性气体危险环境划分为02区，爆炸性粉尘危险环境划分为2022区，不再对火灾危险环境进行划分。根据雷击的影响和产生的

8、后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境因素，直接确定是否为火灾危险场所。4建筑物的防雷措施(I)GB500571994将防雷分为防直击雷、防雷电感应和防雷电波侵入。GB500572010参照IEC防雷标准，将防雷分为外部防雷、内部防雷和防雷击电磁脉冲，且对内部防雷装置防雷等电位联结和间隔距离做了更明确的规定和要求(强制条文)，界定了需要防雷击电磁脉冲的防雷建筑物的范围，更便于实际应用。(2)GB500572010较GB500571994对接地电阻值做了调整和补充，对于第一类防雷建筑物，增加了对独立接闪器接地装置冲击接地电阻值在土壤电阻率3000-m以下的地区不应大于30Q的要求，将架空线与

9、电缆连接处的冲击接地电阻值从IOQ调整为30。，距离建筑物100m内的架空金属管道冲击接地电阻值从20调整为30o对于第二、三类防雷建筑物，增加了共用接地装置的接地电阻应按50HZ电气装置接地电阻确定，不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。(3)GB500572010对建筑物内电气系统和电子系统电涌保护器(SUrgeProtectiveDevice,SPD)的选择做了更详细的规定，强调了架空线与电缆连接处和电源引入总配电箱处SPD的类型、冲击放电电流、电压保护水平(强制性条文)。对天面用电设备电源SPD应选用11级试验类型和标懒读电压保护水平不应大于25kV也做了要求，但对桶放电电流没有做出明

10、确的规定，提出而应根据具体情况确定。这是因为每个建筑物的防雷装置和配电线路差别大，引下线的数量和配电接系统接地方式导致分流不同。GB50057-2010第6.4.5条第3款规定，II级试验SPD标称放电电流不应小于5kA,强调的是与同一线路上级SPD的能量配合，而不应成为选择SPD标称放电电流的依据，尤其对于建筑物天面设备，配电处若安装标称放电电流为5k的电源SPD,会导致通流容量太小。对于第三类防雷建筑物，首次雷击雷电流幅值为100k,一般情况下接闪器成闭合环状或网状的多根引下线，引下线的分流系数为0.44,且用电设备至配电箱之间的线路采用钢管屏蔽，则流经钢管的冲击雷电流为Im=1000.4

11、4=44kA配电箱与天面钢筋及其他管线做了等电位联结，流入配电箱的雷电流又再分流，流经SPD的分流按(ln)4l考虑，n为引下线根数，设n=10,则流经SPD的雷电流为Im=44(ln)+0.1=8.8kA如果屋顶用电设备配电接地方式为用-S,分流时按5分支路考虑(3根相线、1根N线和1根PE线)，则流经每片SPD的雷电流为ImP=8.8Z5=1.76kA直击雷电流波形为10/350s,通常其与8/20s最大放电电流I、换算可按20倍考虑，则Imax=1.7620=35.2kA一般情况下，LImx=l2,所以标称放电电流为Io=35.2/2=17.6kA对于第二类防雷建筑物，由于首次雷击雷电流

12、幅值为150kA,在同样的情况下相应的标称放电电流会有所提l0(4)GB500572010中第4.3.6、4.4.6条规定，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。GB503432012建筑物电子信息系统防雷技术规范第5.L2条强制性条文规定，对于共用接地装置的接地电阻，要求必须按接入设备中要求的最小值确定。这两个条文的要求有些出入，本文认为接地体不应仅表示为电阻单元，而应表示为复数阻抗。接地线的感抗表示为Xi=2fL对于一根25mrn2铜导体，在IMHZ条件下，当长度为3m时，R1=O.05,X=26;长度为6.Im时，R=0.1,X1

13、=57Q。对于电子信息系统机房内的设备，工作频率为数十至数百赫兹，接地装置在高频电流下电抗值远大于其电阻值，要求很低的直流至工频的接地电阻无意义。所以，当采用共用接力也装置时，满足不大于按人身安全所确定的接地电阻值即可。但从建筑物电子信息系统直流工作接地(信号接地或功能性接地)角度考虑，在直流情况和工频情况下，接地装置的电阻值不能忽略。从我国各行业的实际情况来看，电子信息设备的种类多且用途各不相同，对接地装置电阻值的要求也不相同。因此，为确保人身安全和电气、电子设备的正常工作，电子信息设备的共用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。5防雷装置(I)GB500572010第5.2

14、.5条规定，架空接闪线和架空接闪网宜采用截面不小于5(W的热镀锌钢绞线或铜绞线。相比GB500571994第4.L3条的规定，镀锌钢绞线尺寸有了提高，且增加了材料种类。该条款只是说明了镀锌钢绞线和铜绞线做架空接闪线和架空接闪网时最曦面积取50m112,在条件许可时首先应这样做。GB50057-2010第5.2.1条对架空接闪线和架空接闪网的材料和规格有更全面和具体的要求。如果选用不锈钢绞线作为架空接闪线和架空接闪网，则最小截面积应为70mm2,而不是50m112。(2) GB500572010第5.3.7条保留了GB500571994第4.2.5条中一部分内容，即在易受机械损坏和防人身接触的地

15、方，地面上L7m至地面下0.3m的一段接地线应采取暗敷或镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管等保护措施。规定地标准解读TJ TIJ TJ IJ 口口34面上1.7m,主要是引下线在距地面最高为1.8m处设断接卡，便于拆装断接卡时不破坏保护措施。对于防止人身接触电压，GB500572010第4.5.6条规定，外露引下线距地面2.7m以下的导体用耐1.2/50US冲击电压为100kV的绝缘层隔离，或用至少3m厚的交联聚乙烯层隔离。综合考虑，为防止引下线和接地线被破坏和人身接触电压，直接采用-根满足冲击电压要求的塑料管或橡胶管埋入地下0.3m,地面上2.7m。引下线作为防雷装置的检测项目之一，需定期进行检测。由于断接卡被塑料管保护起来，使套管不能上下移动，因此对引下线的检查和测量变得非常困难。对于明装引下线及接地线保护套管的设计，可以采用两根塑料管或橡胶管，一根为地下0.3m至地面，另一根为地面至2.7m。这样在对明装引下线进行检测时，可以将地面上的那一根向上推，露出断接卡，既起到了保护引下线和防止人身接触电压的作用，又方便定期检测。6防雷击电磁脉冲GB500572010对从户外沿线路引入雷击电