工厂适用防雷标准调研.docx

工厂适用防雷标准调研.docx

《工厂适用防雷标准调研.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工厂适用防雷标准调研.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

工厂适用防雷标准调研

工厂适用防雷标准调研文档（企业标准准备文档）

V1,2014-4-16

1.背景

工厂防雷，包括二部分，一部分是避免建筑物损伤的防范直击雷（俗称外部防雷，防直击雷），第二部分是避免信号感应损伤电子设备的感应雷，（俗称信号防雷，防范电磁感应雷击）。

两者都有国家标准，推荐的器件。

但是标准多是经验条款，量化衡量较少；施工供应商从经济利益出发，总是推荐选择贵的技术方案。

如标准里面有简单的用自来水管（镀锌钢管）焊接钢筋就可当避雷针，价格在300元左右；供应商非要构造5000元的避雷塔，再花6000元吊装到屋顶。

按照其推荐的标准构造的系统，验收后还会出现雷击损伤问题。

再加上工厂变化多，不可能每次都找人设计，专人建造，验收。

所有的消防系统都是国家认证产品，构造验收都是消防队，但是SSL还是出现了二次感应雷击伤器件的问题，XN工厂出现配电房高压变压器的浪涌抑制器型号、质量问题的电弧击穿，跳闸停电问题。

因此用国标设计、构造、验收不能满足实际，我们要自己内部分析和改进，完善企业内部标准。

本文是准备制定企业内部标准的支持文档，类似调研资料，制定方法是选择已经有的标准条款组合，给出内部要求的实践，高性价比，适用，易掌握。

当前的标准有：

ØGB50057-2010《建筑物防雷设计规范》

ØGB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

（GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第1.1.6条，电子信息系统采用外部防雷（防直击雷）和内部防雷（防雷电电磁脉冲）等措施进行综合防护）

2.三家工厂消防系统防雷措施的差别

对比三家工厂。

只有S有两次被雷击损伤消防系统的历史，对比看差别在于：

a）无线传输遭雷击：

只有S一期的B6采取了和B1之间，用无线信号传输模式，两次都是这部分损伤。

于是改为有线信号，且采取了雷雨时刻断电避雷措施，再未见雷击损伤。

b）未穿金属线管的线路易遭雷击：

BM和ND都是穿线管，金属线管易接地，实现良好的屏蔽。

只有SSL采取是隐蔽接线，即将线路直接密封在墙壁里面，价廉，合法，但是屏蔽不好，事实上易遭受雷击。

c）电源装浪涌保护器。

DG和ND的工配电房的电源，都安装有浪涌保护器。

ND的消防系统的220V交流和24V低压电源，都安装有浪涌保护器。

DG的消防电源都没有安装浪涌保护器，但是采取了用带有雷电高压电阻旁通的防雷接线排，也可达到效果。

d）主机质量的也有差异。

BM的消防主机为澳洲产品，运行了14年没有雷击损坏，SSL的一期用深圳赋安产品，现在已经停产，未整改前8年被雷击损伤2次。

ND用青岛港湾产品，产品说明书有防雷设计，运行3年无雷击损伤历史。

消防系统电气寿命为8年，BM的进口产品差不多超了一倍寿命还在正常使用。

e）建筑物防雷都合格，即外部防雷合格。

DG采取了简易的模式，如用直径40毫米的自来水管焊接直径10毫米的钢筋单避雷针（300元）取代避雷塔（5000元），用长度2.5米直径10毫米的钢筋当人工接地体插入草地，取代挖沟埋铜球法的接地体等。

f）DG的建筑物类电子信息系统防雷不到位。

首先未依照标准来设计、验收。

实际检查基本没有建筑物等电位、楼层等电位、不同防雷保护区界面的等电位等设计，这是需要重点补充的地方。

g）ATL未确定FE部分担当建筑物防雷和电子设备防雷的体系。

设计只遵循了建筑物防雷的规范，未遵循电子信息系统防雷的规范；没有保养维护系统，没有要求的检查表、检查记录。

3.要解决的问题的思路

a）参考现有的两个标准，选择我们成本可接受、性能也满足的解决方式。

b）减少所谓的“专业防雷公司”、“专门认证产品”的“鲍汁白菜”方案，减少浪费。

c）用法规精神，创造性用我们的简易方法、简易器材，来达到满足的效果。

d）只对核心、关键的地方，才使用专业的器材。

e）除了源头技术评审，之后运行要完善管理保养制度。

4.推荐的解决措施（可后期完善为企业内部标准）

4.1确定我们的防雷等级和防雷分区

1）我们的建筑物防雷，国标为第三类来报批准（参考GB50057-2010第3.0.4条第3项和第4项）；但是我们内部却在有溶剂、气体、实验室等场所的屋顶用第1类的防雷来使用（参考GB50057-2010第3.0.2条第3项）。

具体而言主要是网格从第三类的20米方格（参考GB50057-2010第4.4.1条），变成了第1类的5米方格（参考GB50057-2010第4.2.1条）。

2）当建筑物同时有第一，二，三类建筑物在一起，判断到底属于哪种建筑物的依据是：

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。

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雷电感应和防雷电波侵入，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雷电感应和防雷电波侵入，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。

（GB50057-2010第4.5.1条）

3）我们建筑物内的电子信息系统防雷，按照建筑物重要性为第D级别（参考GB50343-2012第4.3.1条）。

但是按照每年雷暴天气次数，东莞每年77天为多雷区，参考GB50343-2012的附录F《全国主要城市年平均雷暴日数统计表》，广州是73.1天/年（多雷区），福州是49.3天/年（多雷区），西宁是29.6天/年（中雷区），北京是35.2天/年（中雷区），上海是23.7天/年（少雷区）。

4）电子信息系统防雷分区，从外到内，依次分为直击雷非防护区（LPZOa）、直击雷防护区（LPZOb）、第一防护区（LPZ1）、第二防护区（LPZ2）、后续防护区（LPZn）。

（参考GB50343-2012第3.2.1条,3.2.2条）其中在避雷针保护以外，是直击雷非防护区，在室外的避雷针保护范围内为直击雷防护区。

第一防护区，第二防护区和后续防护区都在室内。

（参考GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范）

5）室外建筑物外部防雷的引下线到人工接地体，和室内设备的电气信息系统的电磁防雷分开。

即室外用直径40毫米的自来水管（热镀锌钢管）和直径10毫米的钢筋，构造的简易接闪器（避雷针），用直径10毫米的钢筋做引下线，接入屋顶的金属网格后，继续有至少2根引下线接入地面的人工接地体，人工接地体用2.5米长直径10毫米的钢筋插入草地担当，引下线沿建筑物周长每25米有一个人工接地体。

2.5米长的人工接地体可以间隔5米再一根来降低接地电阻（GB50057-2010第5.4.3条）。

而建筑物混凝土内部的钢筋网格，每层都有至少二个引出线，构造室内的横截面积25毫米的楼层铜带连接的楼层等电位接地端子排，再通过横截面积50毫米的干线铜带将各层等电位端子排连接起来，形成整个建筑物的金属笼子，再接入沿建筑物周边每25米一个的人工接地体（即2.5米长直径10毫米的钢筋插入草地），构成电磁信号防雷网络。

留意铜带和钢铁的两种金属焊接处，要采取防潮反腐措施，如沥青包覆，绝缘胶包覆等。

6）要做防雷保护的电子信息设备包括：

计算机网络和机房（GB50343-2012第5.2.1条,第5.5.1条。

第5.5.2条。

）、程控电话系统（第5.5.1条）、监控中心的视频监控系统（第5.5.3条，第5.5.6条）、消防火灾报警系统（第5.5.4条）、消防栓水泵控制系统（第5.5.4条）、考勤系统（第5.4.6条）、电源能源分配和管理系统（参考GB50343-2012的第5.4.1条）、涂布车间的无线数据传输系统（第5.5.1条和第5.5.7条）、通讯基站（第5.5.7条）等。

要使用信号线路浪涌保护器和电源线路浪涌保护器，设备外壳和金属外壳的局部接地，建筑物金属部分等电位接地。

金属线管、金属线槽、屏蔽线，室内建筑物钢筋网格、甚至特别增加的室内铜箔或者室内金属网格的电磁屏蔽。

信号线和电源线保持合适距离，或者用屏蔽方式分隔。

且建筑物外部防雷的引下线，不要直接和电子信息系统的接地共用。

7）室外设备电气管线和金属支架（LPZ0B区）进入室内（LPZ1区）的防雷分区交界处，和室内普通电子设备管线和支架（LPZ1区）进入要重点的电子信息系统（LPZ2区）的防雷交界交界处，要接“总等电位接地端子板”，且接地不少于2处，（GB50343-2012的第5.2.2条），推荐为地面环绕每25米一根人工接地体。

每层楼房宜设置“楼层等电位接地端子板”，电子信息系统设备应设置“局部等电位接地端子板”。

室内的等电位接地导线，宜采用多股铜芯导线或铜带。

接地连接导线的横截面积，垂直接地干线的铜带或者多股铜芯导线不小于50平方毫米；楼层端子板和机房端子板的连接铜带或者多股铜芯导线不小于25平方毫米；机房局部端子板的多股铜芯导线不小于16平方毫米；设备和机房等电位连接网络之间的连接用多股同芯导线不小于6平方毫米；机房网格的铜箔或者多股铜芯导体不小于25平方毫米。

总等电位接地端子排用铜带的横截面积不小于150平方毫米；楼层等电位接地端子排的铜带的横截面积不小于100平方毫米；机房局部等电位接地端子排的铜牌横截面积不小于50平方毫米。

（GB50343-2012第5.2.2条）

8）等电位连接网络应利用建筑物内部或其上的金属部件多重互连，组成网格状低阻抗等电位连接网络，并与接地装置构成一个接地系统（图5.2.3）。

电子信息设备机房的等电位连接网络可直接利用机房内墙结构柱主钢筋引出的预留接地端子接地。

（GB50343-2012第5.2.3条）我们要在检查建筑物伸缩缝分开的两部分，有金属连接，将网格连接起来，构成类似铁笼子接地效果。

9）某些特殊重要的建筑物电子信息系统可设专用垂直接地干线。

垂直接地干线由总等电位接地端子板引出，同时与建筑物各层钢筋或均压带连通。

各楼层设置的接地端子板应与垂直接地干线连接。

垂直接地干线宜在竖井内敷设，通过连接导体引人设备机房与机房局部等电位接地端子板连接。

音、视频等专用设备工艺接地干线应通过专用等电位接地端子板独立引至设备机房。

（GB50343-2012的5.2.4条）。

10）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。

（GB50343-2012第5.2.5条）。

11）接地装置应优先利用建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时应增加人工接地体。

（GB50343-2012第5.2.6条）

12）机房设备接地线不应从接闪带、铁塔、防雷引下线直接引人。

（GB50343-2012第5.2.7条）

13）进入建筑物的金属管线（含金属管、电力线、信号线）应在人口处就近连接到等电位连接端子板上。

在LPZl人口处应分别设置适配的电源和信号浪涌保护器，使电子信息系统的带电导体实现等电位连接。

（GB50343-2012第5.2.8条）

14）电子信息系统涉及多个相邻建筑物时，宜采用两根水平=接地体将各建筑物的接地装置相互连通。

（GB50343-2012第5.2.9条）

15）新建建筑物的电子信息系统在设计、施工时，宜在各楼层、机房内墙结构柱主钢筋处引出和预留等电位接地端子。

（GB50343-2012第5.2.10条）

4.2确定的廉价、使用的防雷器材和方法来实现外部防雷

1）用直径40毫米自来水管（即热镀锌钢管）焊接直径12毫米的钢筋当接闪器（即避雷针），不用昂贵的避雷塔，（参考GB50057-2010第5.2.2条和5.2.1条）。

2）用直径8毫米，或者横截面积48毫米厚4毫米的扁平钢带的钢筋当引下线，（参考GB50057-2010第5.3.1条）。

3）用直径8毫米圆钢或者横截面积48毫米厚4毫米的扁平钢带当避雷带，公司建筑物外部报备是三级防雷（参考GB50057-2010第2.0.4条第6项），构成的网格是20米的方格（参考GB50057-2010第3.4.1条）；但是内部局部加严为一级防雷，网格是5米方格的网格（参考GB50057-2010第3.2.4条）。

4）用2.5米长，直径10毫米的钢筋插入草地当人工接地体，（参考GB50057-2010第5.4.1条和5.4.3条）；可边沿间隔25米以内（参考GB50057-2010第4.4.3条）。

人工接地体最好距离人行道或者出口距离不低于3米；如果距离不到3米，则采取在接地体上面铺设包绝缘物，可采用50～80mm厚的沥青层或者深埋地下1米，或者地面铺设一层砖头或者碎石头来提升绝缘。

（参考GB50057-2010第5.4.7条）。

5）充分使用自然接地体接地，但是注意不可混入内部防雷系统。

（参考GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第2.0.10自然接地体：

具有兼作接地功能的但不是为此目的而专门设置的与大地有良好接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土中的钢筋、埋地金属管道和设施等的统称。

在公司里面：

埋入地下的金属柱子如地基金属部分，；雨棚或者走廊的金属部分；地下室、地下停车场和地下水池的金属部分；金属天桥的金属地基；路灯和旗竿的地基金属部分；地下的非装易燃易爆和可燃物质的容器和金属管道如消防水管、自来水管、蒸汽输送管道。

）

6）外部防雷，容许引下线的冲击接地电阻为不大于30欧姆（参考GB50057-2010第3.4.2条）。

防雷和电气共用接地装置，工频接地电阻不超过30欧姆。

4.3充分使用廉价有效的方法来实现建筑物内的电子信息系统防雷

1）套磁环或包磁条方式到信号线和小设备的电源线。

到电子信息系统的信号线、电源线来减少电磁干扰。

a）通常将信号线、电源线穿过磁环绕一圈；或者用2到3个长度在20毫米以上磁条包围信号线、电源线后紧固的方式，来减少电磁干扰。

b）可选择在两个建筑物进出的信号线、电源线的两端；或者总线市信号线进出每个楼层起点和终点；或者长度超过100米的长的信号线、电源线，来套磁环或者包裹磁条。

2）电源配置浪涌抑制器，包括配电房、电子信息系统的配电部分等，分为电源浪涌保护器、天馈浪涌保护器和信号浪涌保护器。

在防雷分区交界处安装。

除了专业公司提供的浪涌保护器（成本300元，另外加施工安装费用x元）；还可购买市面上销售的带防雷作用的插座，该插座配有高压敏感泄流电路，（不到200元一个）。

（参考GB50343-2012第2.0.16条浪涌保护器的定义，第5.4.条电源线路的防雷）。

a）进、出电子信息系统机房的电源线路不宜采用架空线路。

（GB50343-2012第5.4.1条）

b）电子信息系统设备采用TN交流配电系统时，配电线路和分支线路必须采用TN—S系统的接地方式。

（GB50343-2012第5.4.2条）

c）配电线路设备的耐冲击过电压额定值应符合表5.4.3-1规定。

浪涌保护器的最大持续工作电压Uc不低于表5.4.3-2规定的值。

d）进入建筑物的交流供电线路，在线路的总配电箱等LPZOA或LPZOB与LPZ1区交界处，应设置I类试验的浪涌保护器或E类试验的浪涌保护器作为第一级保护;在配电线路分配电箱、电子设备机房配电箱等后续防护区交界处，可设置E类或皿类试验的浪涌保护器作为后级保护;特殊重要的电子信息设备电源端口可安装H类或皿类试验的浪涌保护器作为精细保护（图5.4.3-1）。

使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，宜安装适配的直流电源线路浪涌保护器。

e）浪涌保护器设置级数应综合考虑保护距离、浪涌保护器连接导线长度、被保护设备耐冲击电压额定值Uw等因素。

各级浪涌保护器应能承受在安装点上预计的放电电流，其有效保护水平Up/f应小于相应类别设备的Uw。

f）LPZO和LPZ1界面处每条电源线路的浪涌保护器的冲击电流Iimp，当采用非屏蔽线缆时按公式（5.4.3-1）估算确定;当采用屏蔽线缆时按公式（5.4.3-2）估算确定;当无法计算确定时选择不小于12.5kA.

g）当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之间应加装退娟装置。

当浪涌保护器具有能量自动配合功能时，浪涌保护器之间的线路长度不受限制。

浪涌保护器应有过电流保护装置和劣化显示功能。

h）按本规范第4.2节或4.3节确定雷电防护等级时，用于电源线路的浪涌保护器的冲击电流和标称放电电流参数推荐值宜符合表5.4.3-3规定。

i）电源线路浪涌保护器在各个位置安装时，浪涌保护器的连接导线应短直，其总长度不宜大于O.5m。

有效保护水平Up/f应小于设备耐冲击电压额定值Uw（图5.4.3-2）。

j）电源线路浪涌保护器安装位置与被保护设备间的线路长度大于10m且有效保护水平大于Uw/2时，应按公式（5.4.3-3）和公式（5.4.3-4）估算振荡保护距离Lpo;当建筑物位于多雷区或强雷区且没有线路屏蔽措施时，应按公式（5.4.3-5）和公式（5.4.3-6）估算感应保护距离Lpi。

Lpo=（Uw–Up/f）/K（m）（式5.4.3-3）

K=25（V/m）（式5.4.3-4）

Lpi=（Uw–Up/f）/H（m）（式5.4.3-5）

H=30000*Ks1*Ks2*Ks3（V/m）（式5.4.3-6）

其中：

Uw是设备来冲击电压额定值，Up/f是有效保护水平，即连接导线的感应电压降与浪涌保护器的Up自和。

Ks1,Ks2,Ks3是附录B第B.5.14中给出的因子。

k）人户处第一级电源浪涌保护器与被保护设备间的线路长度大于L阳或Lpi值时，应在配电线路的分配电箱处或在被保护设备处增设浪涌保护器。

当分配电箱处电源浪涌保护器与被保护设备间的线路长度大于Lpo或」值时，应在被保护设备处增设浪涌保护器。

被保护的电子信息设备处增设浪涌保护器时，Up应小于设备耐冲击电压额定值Uw'宜留有20%裕量。

在一条线路上设置多级浪涌保护器时应考虑他们之间的能量协调配合。

3）信号线路浪涌保护器的选择应符合下列规定（GB50343-2012第5.4.4条）。

a）电子信息系统信号线路浪涌保护器应根据线路的工作频率、传输速率、传输带宽、工作电压、接口形式和特性阻抗等参数，选择插入损耗小、分布电容小、并与纵向平衡、近端串扰指标适配的浪涌保护器。

Uc应大于线路上的最大工作电压1.2倍，Up应低于被保护设备的耐冲击电压额定值Uw。

b）电子信息系统信号线路浪涌保护器宜设置在雷电防护区界面处（图5.4.4）。

根据雷电过电压、过电流幅值和设备端口耐冲击电压额定值，可设单级浪涌保护器，也可设能量配合的多级浪涌保护器。

c）信号线路浪涌保护器的参数宜符合表5.4.4的规定。

4.4接地。

1）接地电阻值，依照分级类型有不同值。

a）厂房等建筑物的外部防雷，防雷三级厂房的接地体的防雷引下线，接地电阻不超过30欧姆。

（GB50057-2010的第4.4.6条）.

b）厂房三级防雷。

专设引下线不应少于两根，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宜大于25m。

当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，宜使专设引下线的平均间距不大于25m。

（GB50057-2010第4.4.3）

c）厂房第三类防雷等级，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，以不大于其按人身安全所确定的接地电阻值为准。

在土壤电阻率小于或等于3000Ω.m的条件下，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。

（参考GB50057-2010的第4.4.6条）。

d）建筑物的第一类防雷，防雷引下线的接地电阻不超过10欧姆，在高电阻率区域不超过30欧姆。

（GB50057-2010第4.2.1第8条）

e）防雷第一类的厂房，防范雷电电磁波的接地和电子系统接地装置共用，其工频接地电阻不超过10欧姆。

（GB50057-2010第4.2.2条）。

防雷第一类的厂房，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，其冲击接地电阻不宜大于30欧姆。

架空金属管道，在进出建筑物处，应与防雷电感应的接地装置相连。

距离建筑物100m内的管道，应每隔25m左右接地一次，其冲击接地电阻不应大于30Ω。

（GB50057-2010第4.2.3条）。

f）GB/T21714-2008第3部分中规定"将雷电流（高频特性）分散人地时，为使任何潜在的过电压降到最小，接地装置的形状和尺寸很重要。

一般来说，建议采用较小的接地电阻（如果可能，低频测量时小于10Ω）。

"

g）我国电力部门DL/T621规定"低压系统由单独的低压电源供电时，其电源接地点接地装置的接地电阻不宜超过4Ω。

"

2）充分使用就近的自然接地体。

参考4.2.5。

3）使用廉价的人工接地体。

参考4.2.4

4）外墙的建筑物的金属网格接地实现电磁屏蔽。

a）以建筑物的外墙的伸缩缝分界，对每面外墙的金属网格，至少找到两根露出的金属部分，如门、窗、孔洞、地基等露出的钢筋，焊接到直径为10毫米的钢筋当引下线，连接到人工接地体或者自然接地体。

（参考5.2.1和5.2.2）

b）室外的雨棚。

走廊下如果有电线穿过，则要将雨棚的金属支架、金属柱子、金属线槽等部分接入人工接地体或者自然接地体。

（参考5.2.1和5.2.2条）

5）对每层楼层、室外（LPZO）进入室内（LPZ1）的防雷分区交界点、重点电子信息系统（LPZ2到LPZn）和普通用电系统（LPZ1）的防雷分区交界点,要使用等电位接地。

（参考GB50343-2012的第5.2条）。

包括：

a）电子信息系统的机房应设等电位连接网络。

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、安全保护接地、浪涌保护器（SPD）接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。

等电位连接网络的结构形式有：

S型和M型或两种结构形式的组合。

（第5.2.1条）。

b）室外（LPZO）进入室内（LPZ1）的防雷分区交界点，用“总等电位接地端子板”；每层楼房，用“楼层等电位接地端子板”；重点电子信息系统（LPZ2到LPZn）和普通用电系统（LPZ1）的防雷分区交界点，用“局部等电位接地端子板”,要使用等电位接地。

各接地端子板应设置在便于安装和检查的位置，不得设置在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。

等电位接地端子板的连接点应满足机械强度和电气