高电压防雷设计

摘要

根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电所的防雷设计，变电所是电力系统中重要组成部分，而且变电所的电气部分要装设合理的避雷装置和接地装置，因此，它是防雷的重要保护对象。

如果变电所发生雷击事故，将造成大面积的停电，给人民生活和社会生产带来重大不便，还有可能给国家造成大经济损失，这就要求防雷措施必须十分可靠变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护方便，在此前提下，力求经济合理的原则。

本次设计，主要对变电所的主要设备进行选择，重点设计变电所的防雷部分，包括变电所进线段保护、防直击雷、防感应雷以及变电所二次设备的防雷。通过对各种避雷器的性能对比，结合变电所实际情况，确定变电所的避雷器的选择，并考虑变电所控制系统的防雷，提出防雷方案。

氧化锌避雷器以其优越的性能，越来越受到电力行业的关注。本次设计，将结合氧化锌避雷器性能的优点，并结合变电所设计的情况，讨论氧化锌避雷器在变电所中的应用前景。

关键词：变电所避雷器防雷保护

目录

1 引言 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.2 课题研究的意义 (1)

2 系统设计方案的研究 (2)

2.1雷电对变电所的危害 (2)

2.1.1雷的直击和绕击危害 (2)

2.1.2雷电反击危害 (2)

2.1.3 感应雷危害 (3)

2.1.4雷电侵入波危害 (3)

2.2变电所简介 (4)

2.2.1变电所概述 (4)

2.2.2变电所主要任务 (4)

2.2.3变电所主接线 (4)

2.3变电所防雷措施 (5)

2.3.1变电所遭受雷击的来源 (5)

2.3.2变电所防雷具体措施 (6)

2.3.3变电所对直击雷防护 (6)

2.3.4变电所对雷电侵入波的防护 (6)

2.3.5变电站的进线防护 (7)

2.3.6变压器的防护 (7)

2.3.7变电所的防雷接地 (7)

3 防雷保护装置 (7)

3.1避雷针 (7)

3.1.1避雷针原理 (7)

3.1.2避雷针设置原则 (8)

3.1.3避雷针保护范围的计算 (8)

3.2避雷器 (14)

3.2.1避雷器作用原理 (15)

3.2.2氧化锌避雷器的研究与应用 (15)

3.2.3氧化锌避雷器的特性 (15)

3.2.4氧化锌避雷器的优势 (16)

3.2.5氧化锌避雷器在变电所中的发展前景 (17)

3.2.6氧化锌避雷器的安装要求 (17)

3.3主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施 (18)

3.4防雷接地 (18)

4 本设计的防雷方案 (19)

4.1 电工装置的防雷设计 (19)

4.1.1进线段保护 (19)

4.1.2 直击雷的保护 (20)

4.1.3雷电入侵波的保护 (21)

4.1.4 变电所二次设备防雷保护 (23)

4.2 接地装置 (24)

4.2.1 接地网 (24)

4.2.2接地线 (26)

4.2.3防雷接地 (26)

总结 (27)

致谢 ..............................................................................................

参考文献 (28)

1 引言

1.1 课题背景

变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。作为电能传输与控制的枢纽，变电所的防雷保护也越来越得到重视。

本次设计为110kV牵引变电所防雷设计，牵引变电所是指主要向牵引系统供电的变电所。牵引变电所主要应用于工矿企业电气化运输、城市公共交通、市郊电气化铁路、煤矿井下平巷运输和地面工业广场运输，为运输机车提供可靠的供电电源。

1.2 课题研究的意义

随着科学技术的发展，作为现代工业发展的基础和先行官—电力工业，也随之有了很大的发展。电力需求的大大增加，促使电力技术和电力工业进一步向高电压，大机组，大电网的方向发展。 110kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。雷电放电落于电气设备上时,如没有特殊保护,雷云放电能产生数百万伏的过电压电波,这种

过电压足以使任何额定电压的设备发生绝缘闪络或击穿。从而会使设备损坏，甚至危及人身安全，造成不可弥补的损失。电力设备的造价普遍较高，而且建造工期较长，电力设备的损坏，不但会造成发电厂或变电所的巨大损失，更会影响到对用户的供电，造成更大面积、更严重的后果。雷电一直是危害电力系统安全稳定运行的重要因素之一，如果变电所发生雷击事故，将造成大面积停电,给社会生产和人民生活带来不便，这就要求防雷措施必须十分可靠。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。而防雷保护作为变电所设计的一个重要环节，同样会有充分的发展空间。

众所周知，防雷的最有效办法就是架设避雷器。目前氧化锌避雷器(MOA）在电力系统中作为过电压限制措施的应用越来越广泛，其雷电侵入波的保护能，尤其是对电气设备的保护距离，已成为变电所工程设计、施工和运行亟待解决的问题。

2 系统设计方案的研究

2.1雷电对变电所的危害

2.1.1雷的直击和绕击危害

雷云单体浮在大地上空，其所带电荷拖着地表相反电荷犹如一个影子随风移动。如果途经变电所的避雷针或地表其它突出物，地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中。闪电开始之前先是雷云底部的始发先导按间歇分级跃进方式向地表发展，当距地面50～100m时，由避雷针等地表突出物

电场畸变集中的地方产生垂直向上的迎面先导。两者相接，进入直击或绕击的主放电阶段。

通常当地面上突出物的高度为h，雷云正下方的平均电场强度大于和等于580h-0.7kV/m时，则该突出物将容易受到直击雷。原因是高为h的避雷针可影响雷云单体向下的始发先导发展方向的半径，用公式表述为: R=16.3h0.61m 。该式还表明，地表安装独立避雷针后，将会在其附近出现大量的散击，甚至对避雷针进行直击，对受避雷针保护范围内的物体进行绕击。

一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培。瞬间高热和电动力，会造成混凝土杆炸裂，小截面金属熔化，引起火灾和大爆炸，金属导体连接部分断裂破损，建筑物倒坍，电气设备损坏。

2.1.2雷电反击危害

直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流。假如地电阻为10Ω，一个30kA的雷电流将会使地网电位上升至300kV。如果受雷击变电所输电线路来自另一个不同地网的变电所，那么上升的地电位与输电线上的电位将形成巨大反差，导致与输电线路相连的电气设备的损坏。不仅仅是输电线路、动力电缆，凡是引进变电所的金属管线都会引起雷电反击。

另一种雷电反击，对变电所的电子设备危害也不容忽视。雷电流沿变电所的接地网散流，支线上的雷电流和各点电位差异很大。连接在不同等电位地网上的电子设备。如果其间有电信号联系，那么超过其容许承受能力的地电位差将导致设备损坏。

2.1.3 感应雷危害直击雷放电的能量通过电磁感应和静电感应方式向

四周辐射，导致设备过电压放电，则为感应雷。显然，感应雷危害是大面积的，是电子设备的克星。

有资料计算表明，当雷击电流为30kA斜角波，雷云高度为3公里，导线高度为10m，击中距末端匹配的500m长架空线路中点100m处地面时，线路上感应电压为150kV幅值的振荡波。此波为电磁感应和静电感应共同作用的结果。

还有计算显示，一栋由工字钢架构且金属部分连接成法拉第笼的10层（60m×30m×100m，每层高10m）的建筑物，被-2.6/40us，100kA的雷击中楼顶，其各层楼面1m高处的感应电场垂直分量达数kV/m，随楼层降低感应电场强度趋向于均匀，但强度整体上无大的衰减。

事实上，在生产实践中，雷击的静电感应破坏力数倍于电磁感应。静电感应还可用雷击的二次效应理论来解释。带电雷云飘浮在地表上空，地表带上与雷云相反的等量电荷。当雷击过后，雷击点地表变为电荷的相对空穴，周围高电荷区域内与地电位相对绝缘的导体上的电荷，将像受突然击发的水波一样冲向雷击点，导致设备打火，绝缘受损和电子设备失效。特别注意的是电子设备的高阻抗输入回路，信号回路等引线较长，且直接连接的金属体积较大处，虽然已作电磁屏蔽（采用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地）仍会遭受厄运。

2.1.4雷电侵入波危害

远方落雷，通过直击或电磁感应和静电感应方式从高压输电线路、配电线路、低压电源线路、通信线、电缆线、金属管道等途径侵入变电所，由于管线相对较长，且存在着分布电感和电容，使雷电传播速度减慢，这

样一种现象用波传输理论来说明的概念称作雷电波。雷电波在传输过程中通过不同参数的连接线段或线路端点时，波阻抗发生变化会产生反射、折射，可导致波阻抗突变处的电压升高许多，加大了对设备的危害。

2.2变电所简介

2.2.1变电所概述

电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。

牵引变电所的主要电力设备是单机容量为10000千伏安以上的降压变压器,称主变压器或牵引变压器。工矿和城市交通大多采用直流电力牵引，故直流牵引变电所里除降压变压器外，还有把交流电变成直流电的半导体整流器。此外，各类牵引变电所中还有用来接通和开断电力电路的主断路器、为了检修和安全用的隔离开关，以及为了自动、远动控制和保护用的自动控制系统和断电保护系统。

2.2.2变电所主要任务

将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路

的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV(或220kV)降到所需要的电压，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。牵引变电所至分区亭之间的接触网(含馈电线)称供电臂。

2.2.3变电所主接线

电气主接线又称为电气一次接线，变电所主接线是变电所中的重要组成部分，它的连接形式对于防护雷电入侵波有着重要的作用。它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定有较大影响。

通过查找相关资料，以及参考《电力工程电气手册》，结合自己所学。对于本次设计的110kV牵引变电所的主接线设计为110kV侧采用单母分段的连接方式，35kV侧采用单母分段连接，10kV侧采用单母分段连接。此方案设计的优点是：110kV侧采用单母分段的连接方式，供电可靠、调度灵活、扩建方便，35kV、 10kV采用单母分段连线，对重要用户可从不同

段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。此方案电气主接线图如下：

图2.1电气主接线图

2.3变电所防雷措施

2.3.1变电所遭受雷击的来源

由于变电所是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生活。因此要求变电所的防雷措施必须十分可靠。

变电所遭受雷击主要来自两个方面： 1.雷直击于变电所的设备上；

2.架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。

因此直击雷和雷电侵入波对变电站进线及变压器的破坏的防护十分重要。

2.3.2变电所防雷具体措施

变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。

架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所，是导致变电所雷害的主要原因，若不采取防护措施，势必造成变电所电气设备绝缘损坏，引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值，使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的，在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。

2.3.3变电所对直击雷防护

装设避雷针是直击雷防护的主要措施避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接收器。他将雷引到自己的身上，并安全导入大地中从而保护了附近绝缘水平比它低的设备免受雷击。

装设避雷针时对于35kv变电站必须装有独立的避雷针，并满足不发生反击的要求对于110kv及以上的变电所，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平比较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上，因此雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备反击事故。

2.3.4变电所对雷电侵入波的防护

变电站对侵入波防护的主要措施是在其进线上装设阀型避雷器或保护间隙。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻，目前，FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器，主要用来保护中等及大容量变电站的电气设备;FCZ1系列磁吹阀型避雷器，主要用来保护变电所的高压电器设备。

2.3.5变电站的进线防护

对变电站进线实施防雷保护，其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时，将有行波沿着导线向变电站行进，其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压。线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此，在靠近变电所的进线上加装避雷线是防雷的主要措施，如果没有架设避雷线，当靠近变电所的进线上遭受雷击时，流经避雷器的雷电电流幅值可超过5KA，且其陡度也会超过允许值，势必会对电路造成破坏。

2.3.6变压器的防护

变压器的基本保护措施是靠近变压器安装避雷器，这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。

装设避雷器时，要尽量靠近变压器，尽量减少连线的长度，以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时，避雷器的接线应该与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起，这样，当侵入波使避雷器动作时，作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了（不包括接地电阻上的电压压降），就减少了雷电对变压器破坏的机会。

2.3.7变电所的防雷接地

变电所防雷保护在满足要求以后还要根据安全和工作接地的要求敷设一个统一的接地网，然后避雷针和避雷器下面增加接地体以满足防雷的要求，或者在防雷装置下敷设单独的接地体。

3 防雷保护装置

防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击，而引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有:避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防雷接地等装置。

3.1避雷针

3.1.1避雷针原理

避雷针由金属制成，结构简单，安装方便，其保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电,再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。避雷针的设计一般有一下几种类型：（1）单支避雷针的保护（2）两支避雷针的保护（3）多支避雷针的保护。

变电所直击雷保护的基本原则：一是独立避雷针（线）与被保护物之间应有一定的距离，以免雷击针（线）时造成反击。二是独立雷针的接地装置与被保护物之间也应保持一定的距离Sd以免击穿，在一般情况下，不应小于3m。有时由于布置上的困难Sd无法保证，此时可将两个接地装置相联，但为了避免设备反击，该联接点到35kV及以下设备的接地线入地点，沿接地体的地中距离应大于15m，因为当冲击波沿地埋线流动15后，ρ≤500Ω·m时，幅值可衰减到原来的22%左右，一般不会引起事

故了。 3.1.2避雷针设置原则

对于110kV以上的变电所，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上，因而雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。装设避雷针的配电构架，应装设辅助接地装置，该接地装置与变电所接地网的连接点，距主变压器的接地装置与变电所的接地网的连接点的电气距离不应小于15m。其作用是使雷击避雷器时，在避雷器接地装置上产生的高电位，沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减，使侵入的雷电波在达到变压器接地点时，不会造成变压器的反击事故。由于变压器的绝缘较弱同时变压器又是变电所的重要设备，故不应在变压器的门型构架上装设避雷针。 3.1.3避雷针保护范围的计算

避雷针是一种简单的防直击雷的装置。就国际电工委员会（IEC）推荐的滚球法对避雷针的保护范围进行了精确的计算。所谓滚球法是以hr 为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物）或接闪器和地面（包括与大地接触能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。不同类别的防雷建筑物的滚球半径如（表3.1）

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表3.1建筑物防雷的滚球半径

一、1根避雷针的保护范围 1、当避雷针的高度h≤hr时距地面hr 处作一条平行于地面的平行线，以避雷针的针尖为圆心，hr为半径画弧，交水平线于A、B两点，又分别以A、B两点为圆心，hr为半径，从针尖向地面画弧。如图3.1所示，则图中曲线就是避雷针保护范围的边界，保护范围是一个对称的锥体。

图3.1单根避雷针保护范围剖面图

防雷工程设计方案

学校综合防雷工程设计方案 目录 一、前言 二、现代防雷基本知识 三、现场分析 四、设计依据 五、防雷设计思路 六、防雷设计方案 七、产品的安装及说明 八、结束语 九、工程预算

一、前言 雷击已成为大自然的严重自然灾害之一，学校是教书育人，学生聚集的地方，防雷设施尤其重要。近几年来，随着教育事业的快速发展，学校高层建筑物不断增多，电化教育、远程教育等信息技术应用日益普及，雷电隐患也随之增加。2007年5月23日，市开县兴业小学遭受雷击，造成7名学生死亡、39人受伤的重大雷击事故,由此可见，学校做好防雷设施的预防是多么的重要。 为了保证电子设备的正常运行和人员的安全，必须设计完整有效的防雷方案。 二、现代防雷基本知识 根据不同的破坏机理，雷这种特殊的自然放电现象表现为两种形式：直击雷和感应雷。 直击雷是指带电云层与上某一点之间发生迅猛的放电现象。其破坏原理主要是机械破坏作用，体现在楼房顶角被雷击落一块水泥，大树被雷劈开，屋外的人畜被雷打死等；带电云层由于静电感应作用，使某一围带上异种电荷，直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些围由于散流电阻的存在，以至出现局部高电压；或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象，叫做“二次雷”或称“感应雷”，其破坏机理主要是电子设备的过压击穿，造成设备故障或损坏，严重者造成设备整机报废。 “直击雷”是在短时间以脉冲的形式通过强大的电流，它的峰值有几十KA乃至几百KA，峰值时间很短，以us计的；“感应雷”没有直击雷那么猛烈，但它发生的机率远比直击雷高得多。因为直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害，而感应雷则不论雷云对地闪击，或者雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾害。此外，直击雷一次只能袭击一两个小围的目标，而一次雷击可以在比较大围多个小局部同时发生感应雷过电压现象，并且这种感应高电压可以通过电力线、网络线等金属导线传输到很远，致使雷害围扩大。特别是随着大规模集成电路的应用，防雷已由以前的防直击雷为主发展到今天的综合防雷。 直击雷的防护一般采用楼顶安装避雷带、避雷针等，配合引下线、地网以保护建（构）筑物及建（构）筑物人员的安全；感应雷的防护主要采用线路上安装雷击过电压保护器，即防雷器，配以线路屏蔽接地、等电位接地处理等综合运用，以保护设备的安全。因此，只是防直击雷或只防感应雷都是不全面的，而应进行综合防雷。三、现场分析 该学校的建筑物主要有一号楼、二号楼、科技楼、体育馆、食堂、二栋学生宿舍楼组成，其中一号楼是机房所在地，机房有在较多电子设备，需要做为一个重点防感应雷保护。另外在场外还有监控系统的前端设备也在重点防感应雷保护之，七栋建筑物不但需要安装完善的直击雷防护设施，还要做好接地、等电位连接和防感应雷保护措施，从而形成一个完善的综合防雷系统。 四、设计依据 1、GB50057－94《建筑防雷设计规》 2、GB50174－93《电子计算机房设计规》 3、JGJ／T16－92《民用建筑电气设计规》 4、GB9361-88 《计算机场站安全要求》 5、GB7450-87 《电子设备雷击保护导则》

13[1]. 防雷及过电压保护(习题)

13. 防雷及过电压保护 一、单选题 1．下面给出了几组四种雷区平均年雷暴日数，按照标准对雷电活动强弱的分类，其中标准的规定值是( )。 A．少雷区≤10，中雷区10~20，多雷区20~40，特强区≥40： B．少雷区≤12，中雷区12~30，多雷区30~60，特强区≥60； C．少雷区≤15，中雷区15~40，多雷区40～90，特强区≥90； D．少雷区≤20，中雷区20~60，多雷区60~120，特强区~>120。 2．在绝缘配合标准中，送电线路，变电所绝缘子串及空气间隙的绝缘配合公式均按标准气象条件给出。在下列各组气象条件数据中，标准气象条件(气压P、温度T、绝对湿度H)的一组数据是( )。 A．P=8.933kPa，T=10℃，H=8.5g／m3；B．P=8.933kPa，T=15℃，H=10g／m3； C．P=101.325kPa，T=20℃，H=llg／m3；D．P=101.325Da，T=25℃，H=12 g／m3。 注ImmHg=133.322Pa。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- DL/T620—1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 10 绝缘配合 10.1 绝缘配合原则 10.1.1 按系统中出现的各种电压和保护装置的特性来确定设备绝缘水平，即进行绝缘配合时，应全面考虑设备造价、维修费用以及故障损失三个方面，力求取得较高的经济效益。 不同系统，因结构不同以及在不同的发展阶段，可以有不同的绝缘水平。 10.1.2 工频运行电压和暂时过电压下的绝缘配合： a)工频运行电压下电气装置电瓷外绝缘的爬电距离应符合相应环境污秽分级条件下的爬电比距要求。 b)变电所电气设备应能承受一定幅值和时间的工频过电压和谐振过电压。 10.1.3 操作过电压下的绝缘配合： a)范围Ⅱ的架空线路确定其操作过电压要求的绝缘水平时，可用将过电压幅值和绝缘强度作为随机变量的统计法，并且仅考虑空载线路合闸、单相重合闸和成功的三相重合闸(如运行中使用时)过电压。 b)范围Ⅱ的变电所电气设备操作冲击绝缘水平以及变电所绝缘子串、空气间隙的操作冲击绝缘强度，以避雷器相应保护水平为基础，进行绝缘配合。配合时，对非自恢复绝缘采用惯用法；对自恢复绝缘则仅将绝缘强度作为随机变量。 c)范围Ⅰ的架空线路和变电所绝缘子串、空气间隙的操作过电压要求的绝缘水平，以计算用最大操作过电压为基础进行绝缘配合。将绝缘强度作为随机变量处理。 10.1.4 雷电过电压下的绝缘配合。 变电所中电气设备、绝缘子串和空气间隙的雷电冲击强度，以避雷器雷电保护水平为基础进行配合。配合时，对非自恢复绝缘采用惯用法，对自恢复绝缘仅将绝缘强度作为随机变量。 10.1.5 用于操作雷电过电压绝缘配合的波形： a)操作冲击电压波。至最大值时间250μs，波尾2500μs。

机房防雷工程技术方案

机房防雷工程 技 术 方 案 设计单位：***************** 设计时间：2013年1月23日

第一部分雷电概述及破坏性 雷电是由天空中云层间的相互高速运动、剧烈磨擦，使高端云层和低端云层带上相反电荷。此时，低端云层在其下面的大地上也感应出大量的异种电荷，形成一个极大的电容，当其场强达到一定强度时，就会产生对地放电，这就是雷电现象。 在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度。此外，也使用年雷闪频数来评价雷电活动,它是指1000平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数。 我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（<20天）、多雷区（20—40天）、高雷区（40—80天）、强雷区（>80天）。我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。 1．雷电的破坏性 雷电的破坏主要是由于云层间或云和大地之间以及云和空气间的电位差达到一定程度（25—30kV/cm）时，所发生的猛烈放电现象。 通常雷击有三种形式，直击雷、感应雷、球形雷。直击雷是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。感应雷是当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，地面某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压，或在直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压、而发生闪击现象的二次雷。 1）直击雷破坏：当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。 2）感应雷破坏：感应雷破坏也称为二次破坏。它分为静电感应雷和电磁感应雷两种。由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，感应到正在联机的导线上就会对设备产生强烈的破坏性。

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 UDC 中华人民共和国国家标准GB P GB50057-2010 建筑物防雷设计规范 Design code for protection of Structures against lightning 2010-11-03 发布 2011-10-01实施 中华人民共和国住房和城乡建设部 联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准 建筑物防雷设计规范 Design code for protection of Structures against lightningGB 50057-2010 主编部门：中国机械工业联合会 批准部门：中华人民共和国建设部 执行日期：2011年10月1日 2011 北京

中华人民共和国住房和城乡建设部公告 第824号住房和城乡建设部 关于发布国家标准《建筑物防雷设计规范》的公告 现批准《建筑物防雷设计规范》为国家标准，编号为 GB 50057 —2010，自 2011年 10月 1日起实施。其中，第 3.0.2、3.0.3、3.0.4、4.1.1、4.1.2、 4.2.1(2、3)、4.2.3(1、2)、4.2.4(8)、4.3.3、4.3.5(6)、4.3.8(4、5)、4.4.3、4.5.8、 6.1.2条(款)为强制性条文，必须严格执行。原《建筑物防雷设计规范》 GB 50057—94(2000年版)同时废止。 中华人民共和国住房和城乡建设部 二 O一0年十一月三日

前言 本规范是根据中华人民共和国建设部于 2005年 3月 30日以建标函[2005]84号“关 于印发《2005年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）》的通知”的要求，由中 国中元国际工程公司会同相关单位对《建筑物防雷设计规范》GB50057 -95(2000年版) 修订而成的。 本规范修订的主要内容为： 1.增加了术语一章； 2.变更防接触电压和防跨步电压的措施； 3.补充外部防雷装置采用不同金属物的要求； 4.修改防侧击的规定； 5.详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求； 6.简化了雷击大地的年平均密度计算公式,并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。 7.部分条款作了更具体的要求。 本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国机械工业联合会负责日常管理，由中国中元国际工程公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议反馈给中国中元国际工程公司（地址：北京市海淀区西三环北路 5号，邮编 100089）。 本规范组织单位、主编单位、参编单位和主要起草人： 组织单位：中国机械工业勘察设计协会 主编单位：中国中元国际工程公司 参编单位：五洲工程设计研究院 中国气象学会雷电防护委员会 北京市避雷装置安全检测中心 中国石化工程建设公司 中国建筑设计研究院 主要起草人：林维勇黄友根焦兴学陶战驹王素英杨少杰宋平健黄旭张文才徐辉 本规范主要审查人员：张力欣王厚余丁杰方磊欧清礼尹君平 王云福关象石杨维林

电气设计中防雷系统的设计方法和注意事项

电气设计中防雷系统的设计方法和注意事项 发表时间：2018-10-30T10:35:32.647Z 来源：《防护工程》2018年第15期作者：孙野 [导读] 这样才能构成一个完整的安全系统，因此，本文特别介绍了接地装置以及等电位连接。通过通篇的概述，意在将电气设计中防雷系统设计需了解的问题及方法归纳起来，以便今后的防雷系统设计中简单易懂，为电气设计领域提供更加坚实的保障。 孙野 北京中新国能环保科技有限公司北京市 100070 摘要：在社会经济的快速发展的今天，城市化进程也不断加快，人口的住房需求大幅度增加的同时，高层建筑成为了主流模式，而人们在追求物质和精神需求的同时，安全问题也是人们关注的不可或缺的因素。在工业设计领域，安全更是重中之重。在电气设计中，防雷系统设计是关乎安全问题的非常重要的环节，其直接影响着整个建筑物能否安全地使用。本文主要对防雷系统的设计方法和注意事项做了重点概述，在了解清楚建筑物防雷等级的划分标准的同时，对年雷击次数的计算也做了重点介绍，确定了防雷设计的基础后，接闪器和引下线的设计也是防雷设计中重要组成部分，本文不仅概述了接闪器和引下线的设计方法，同样也强调了其设计要求，利用滚球法计算出防雷范围，以保防雷设计的安全性。在防雷设计的前提下，必然会有接地设计的存在，这样才能构成一个完整的安全系统，因此，本文特别介绍了接地装置以及等电位连接。通过通篇的概述，意在将电气设计中防雷系统设计需了解的问题及方法归纳起来，以便今后的防雷系统设计中简单易懂，为电气设计领域提供更加坚实的保障。 关键词：防雷设计；防雷等级；安全系统 绪论：随着科学技术的不断发展，建筑电气的设计要求也在不断提升。在电气设计中的防雷系统设计成为设计领域重要组成部分。如若没有防雷系统设计或者防雷系统设计不够完善，很容易损坏建筑物，重则会威胁到国家和人民的生命财产安全。因此，要想对建筑物各方面的安全进行提高，就必须要做好建筑电气防雷接地的设计工作。 一、建筑物防雷等级的确定 建筑物根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求将防雷等级划分为三类。 1、第一类防雷建筑物：制造、使用或贮存大量爆炸物质的建筑物、长时间或偶尔存在爆炸性气体或粉尘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。 2、第二类防雷建筑物：国家级的建筑物或一些特别重要的建筑物如火车站、大型城市的重要给水泵房等。偶尔存在或基本不存在爆炸性气体或粉尘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。预计雷击次数大于0.05次/a的人员密集的公共建筑物及火灾危险场所。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、第三类防雷建筑物：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的人员密集的公共建筑物及火灾危险场所。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。 通过以上的介绍可以看出对建筑物防雷类别的划分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三类防雷建筑，还取决于建筑物的预计年雷击次数。预计年雷击次数也是防雷计算中重要的一环，下面介绍一下其计算方法。 二、接闪器和引下线的设计 1、第一类防雷建筑物：钢筋混凝土屋应面用镀锌圆钢或镀锌扁钢组成网格尺寸不大于5mx5m或4mx6m的接闪网。接闪网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距沿周长计算不宜大于12m，每根引下线的冲击接地电阻不应大于10 。当建筑物高于30m时，从30 m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平接闪带并与引下线相连；30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。 2、第二类防雷建筑物：钢筋混凝土屋应面用镀锌圆钢或镀锌扁钢组成网格尺寸不大于10mx10m或12mx8m的接闪网。接闪网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距沿周长计算不宜大于18m，每根引下线的冲击接地电阻不应大于10 ，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，引下后与接地装置可靠连接。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，在这部位各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，如阳台、平台等，应按屋顶上的保护措施考虑；在这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；钢筋混凝土内钢筋和建筑物金属框架，当其作为引下线或与引下线连接时均可利用作为接闪器。有爆炸危险的露天钢质封闭气罐，在其高度小于或等于60m的条件下，当其罐顶壁厚不小于4mm时，和在其高度大于60m的条件下，当其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，且接地点不应少于两处，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。这点对于工业设计尤为重要，不只适用于罐体，还适用于其他金属构筑物，一般情况下罐顶和侧壁都大于4mm，对于很高的金属构筑物，如吸收塔、金属烟囱等，除了可以省去吸收塔本身接闪器的设计，还可以对周围很大面积起到防雷保护作用。 3、第三类防雷建筑物：钢筋混凝土屋应面用镀锌圆钢或镀锌扁钢组成网格尺寸不大于20mx20m或24mx16m的接闪网。接闪网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距沿周长计算不宜大于25m，每根引下线的冲击接地电阻不应大于30 ，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，引下后与接地装置可靠连接。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，防侧击方式与二类防雷建筑物相同。 三、滚球法计算保护范围 在工业建筑中，经常有塔或者烟囱一类的高度很高的建筑物。这类建筑物因其高度高所以在发生雷击时会先被击中，其原理类似避雷针。因此可以利用这一特点对其周围一定范围内的低于它的建筑物进行保护，滚球法就是计算其保护范围的常用方法。 保护半径与高度（h）有关，以及与所现的保护半径有关，hr为滚球半径（闪击距离）第一类建筑物为hr＝30米第二类建筑物为hr＝45米第三类建筑物为hr＝60米。 当接闪杆的高度h≤hr时，距地面hr处作一条平行于地面的平行线，以接闪杆的针尖为圆心，hr为半径画弧，交水平线于A、B两点，又分别以A、B两点为圆心，hr为半径，从针尖向地面画弧。所得曲线就是接闪杆保护范围的边界，保护范围是一个对称的锥体。

《防雷工程专业设计、施工资质管理办法》

《防雷工程专业设计、施工资质管理办法》 第一章总则 第一条为了加强防雷工程专业设计、施工资质管理，规范防雷工程专业设计、施工，保护国家利益和人民生命财产安全，依据《中华人民共和国气象法》及《防雷减灾管理办法》有关规定，制定本办法。 第二条防雷工程专业设计、施工范围，包括直击雷防护工程、感应雷（雷电民磁脉冲）防护工程和综合防雷工程等的设计、施工。 第三条国务院气象主管机构负责全国防雷工程专业设计、施工资质管理工作。地方各级气象主管机构负责本行政区域内的防雷专业设计、施工资质管理工作。 第二章等级与范围 第四条防雷工程专业设计、施工资质实行等级管理制度，资质等级分为丙、乙、甲三级。 第五条丙级资质单位只能从事发下防雷工程专业的

设计或者施工： （一）《建筑物防雷设计规范》规定的第三类防雷建筑物，包括建（构）筑物直击雷防护工程、整改工程及新增防直击雷工程项目； （二）可进行的感应雷防护工程项目有：小型计算机网络、小型程控电话、小型自动控制系统，短波、超短通讯站，小型电视台，卫星电视地球接收站，共用天线，闭路电视、有线电视和家用电器等小型防雷工程项目。 第六条乙级资质单位可以从事以下防雷工程 专业的设计或者施工： （一）《建筑物防雷设计规范》规定的第二类、第三类防雷建筑物，包括建（构）筑物直击雷防护工程，整改工程及新增防直击雷工程项目； （二）除可进行丙级感应雷防护工程项目外，还可承担的工程项目有：无线寻呼台，移动通讯中继站，中型电视台，一般雷达站、微波站、导航站，闭路电视监控系统、中型自动控制系统、中型程控电话，中型计算机网络等中型防雷工程项目。

第七条甲级资质单位可以从事以下防 雷工程专业的设计或施工： （一）《建筑物防雷设计规范》规定的第一类、第二类、第三类防雷建筑物，包括建（构）筑物直击雷防护工程，整改工程及新增防直击雷工程项目； （二）除可进行乙级感应雷防护工程项目外，还可承担的工程项目有：大型移动通讯基站，大型电视台，大型程控电话机，大型计算机网络、大型自动控制系统，机场、大型车站、码头，智能大厦及其综合布线，油库、气库、弹药库、化学品仓库等易燃易爆场所，国防设施等大型防雷工程项目。 第三章资质申请 第八条申请防雷工程专业设计、施工资质的单位必须具备以下基本条件： （一）独立承担防雷工程专业设计、施工的企业法人，并遵纪守法，社会信誉好；

防雷设计方案

防雷方案设计 4.1 标准依据： 现场勘察情况 GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》2000 版 GB500174-93<< 计算机机房设计规范>> GA173-1998 《计算机信息系统防雷保安器》 IEC1312-1.2.3 《雷电电磁脉冲的防护》计算机信息系统防雷安全规范（讨论稿） QX3-2000 《气象信息系统雷击雷电电磁脉冲的防护》GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设 计规范》GB/T13615 －92<< 地球站电磁环境保护要求>> YD5078-98 《通信工程电源系统防雷技术规定》<< 无线电管理规则>> GB50058-92 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 GB9361-88 《计算机场地安全要求》 DL/T621-1997<< 交流电器装置的接地>> YD2011-93 微波站防雷与接地设计规范 YD5078-98 通信工程电源系统防雷技术规定 GB50198-94 民用闭路电视系统工程技术规范 4.2 防雷方案设计内容 雷电分为直击雷和雷电电磁脉冲危害。具有高电压、大电流和瞬时性特点，强大的闪电产生静电场、电磁场和电磁辐射，以及雷电波侵入、地电位反击等，统称雷电电磁脉冲，严重干扰无线电通讯和各种电子设备的正常工作，在一定范围内造成许多微电子设备损坏。仅仅依靠避雷针等防直击雷系统是无法保证防雷效果的，需要有一种合理的工程保护方式， 既要防护直接雷击，又要防护雷电电磁脉冲，做到综合保护。

根据国内外最新的防雷技术规范、防雷设备、防雷实践经验，本次贵单位智能化系统 机房综合防雷工程主要包括对智能化系统中弱电设备的综合防雷保护。主要考虑：机房设备电源的浪涌冲击防护、信号及数据线的瞬变防护、地电位反击、完善的等电位低阻地网等 方面。因为从综合防雷的思想除了考虑建筑物直接雷防护还须全面考虑到这些弱电子系统的供电线路、通信信号信线路的感应雷防护并保证良好有效的等电位接地。确保人身、各系统设备稳定运行。 4.3 具体防雷措施 1）直击雷防护（大楼直击雷防护措施已有, 本次不考虑） 2）机房感应雷防雷保护 供电线路防雷保护主要是在机房设备的各配电线路安装多级防雷器，“电源防雷器”并接在电力线路上，可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级，经过逐级限压和放电，逐步消除雷电能量，保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用”防雷箱”、“可插拔模块型”、“端子接线式”和“移动插座式”等品种。 针对机房重要设备及主要的终端设备，可在交换机等设备的电源进线端，串联安装插座式防雷器，其作用是将雷电及其他浪涌电压限制到对设备没有损害的水平，特别是对日常的电源系统操作过电压、电源高次谐波等具有限制和保护作用。 电源系统防雷保护采用多级防护的原理，关于多级保护的要求，主要来源于IEC 中雷电 分区的概念，主要的目的是为了降低残压。因为既满足通流容量大，又要求残压低的避雷器 元器件是不存在的。在IEC 及GB50057-94 中要求，第一级电源避雷器残压小于4KV ，第二级电源避雷器残压小于2.5KV ，第三级电源避雷器残压小于1.5KV 。对于采用220V 的供电设备而言，瞬间耐冲击过电压幅值为1.5KV ，国标中考虑留有余地，要求末端避雷器残压值小 于1.5 X 80%=1.2KV。本方案通过以上三级防护，可以把过电压箝制到1KV以下。对使用UPS 供电的重要设备而言，再通过UPS 滤波整流后，完全可以满足要求。 1.1 机房电源第一级防护 扌措施：①在网络机房电源自切配电柜处，分别并联安装一套一体化三相高能量电源避雷器LAYM-120*4 ，作为机房电源系统的第一级防护，该型产品具有通流量大、残压较低、具有灭弧效应、防爆功能、智能化故障显示功能。计1 套。

防雷接地设计方案(定稿).pdf

××××××机房 防 雷 设 计 方 案 第一章概述

雷击是年复一年的严重自然灾害之一。随着我国现代化建设的不断提高，通信及数据设备越来越多，规模越来越大。一方面大型电子计算机网络，程控交换机组等系统设备耐过电流，耐雷电压的水平越来越低，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波的侵入，致使雷电灾害频频发生。据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达33%，防雷电及过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。 众所周知，雷电具有极大的破坏性，其电压高达数百万伏，瞬间电流可高达 数十万安培。高度200m的雷电闪击电流100KA时，雷电闪电产生的闪电电磁 脉冲电磁辐射半径在2km内，对电力、电子线路产生的感应电流约为800A/米，电磁波变化磁场强度为0.03-0.3高斯，仅0.03高斯能量就会损坏微机及自动控制 的芯片、传感器探头和磁盘存储数据；雷电脉冲电压达到2000伏（8~20us）时，目前现有半导体，集成电路的晶片是无法抗御的，因此非常有必要安装相应的防 雷保护设备。雷击所造成的破坏性后果体现于下列四种层次：1）建筑物毁坏及引起火灾；2）设备损坏，人员伤亡；3）设备或元器件寿命降低；4）传输或储存的信号、数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作而 暂时瘫痪或整个系统停顿。目前，世界上各种建筑、设施大多数仍在使用传统的避雷针防雷，用避雷针防止直接雷击实践证明是经济和有效的。但是，随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用和联网，避雷针对这些电子设备的保护却显得无能为力。避雷针不能阻止感应雷击过电压、操作过电压以及雷电波入侵过电压，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。对于雷雨多发地区，计算机房必须设计、安装防雷系统装置进行保护。 第二章方案设计说明 2-1、雷电的全面防护： 系统防雷是一项综合性工程，其目的主要如下： 1、解决不同系统之间因电磁兼容问题产生的浪涌电压、干扰电压，传输抑 制等问题，提高传输质量； 2、实现供电系统、供电设备防感应雷击，防雷电波入侵，消除短路故障电 流和开关电磁脉冲（SEMP）的危害； 3、实现供配电系统、低压配电系统、UPS电源、微机网络及通信设备的接 地安全，接地装置的等电位联接；

防雷系统设计方案

防雷系统设计方案

防雷系统设计方案 防雷系统发展 电的普遍使用促进了防雷产品的发展，当高压输电网为 千家万户提供动力和照明时，雷电也大量危害高压输变 电设备。高压线架设高、距离长、穿越地形复杂，容易 被雷击中。避雷针的保护范围不足以保护上千公里的输 电线，因此避雷线作为保护高压线的新型接闪器就应运 而生。在高压线获得保护后，与高压线连接的发、配电 设备依然被过电压损坏，人们发现这是由于“感应雷”在 作怪。（感应雷是因为直击雷放电而感应到附近的金属 导体中的，感应雷可经过两种不同的感应方式侵入导 体，一是静电感应：当雷云中的电荷积聚时，附近的导 体也会感应上相反的电荷，当雷击放电时，雷云中的电 荷迅速释放，而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也 会沿导体流动寻找释放通道，就会在电路中形成电脉 冲。二是电磁感应：在雷云放电时，迅速变化的雷电流 在其周围产生强大的瞬变电磁场，在其附近的导体中产 生很高的感生电动势。研究表明：静电感应方式引起的 浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。雷电在高压线上感应 起电涌，并沿导线传播到与之相连的发、配电设备，当 这些设备的耐压较低时就会被感应雷损坏，为抑制导线

中的电涌，人们创造了线路避雷器。 早期的线路避雷器是开放的空气间隙。空气的击穿电压很高，约500kV/m，而当其被高电压击穿后就只有几十伏的低压了。利用空气的这一特性人们设计出了早期的线路避雷器，将一根导线的一端连在输电线上，另一根导线的一端接地，两根导线的另一端相隔一定距离构成空气间隙的两个电极，间隙距离确定了避雷器的击穿电压，击穿电压应略高于输电线的工作电压，这样当电路正常工作时，空气间隙相当于开路，不会影响线路的正常工作。当过电压侵入时，空气间隙被击穿，过电压被箝位到很低的水平，过电流也经过空气间隙泄放入地，实现了避雷器对线路的保护。开放间隙有太多的缺点，如击穿电压受环境影响大；空气放电会氧化电极；空气电弧形成后，需经过多个交流周期才能熄弧，这就可能造成避雷器故障或线路故障。以后研制出的气体放电管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上克服了这些毛病，但她们依然是建立在气体放电的原理上。气体放电型避雷器的固有缺点：冲击击穿电压高；放电时延较长（微秒级）；残压波形陡峭（dV/dt较大）。这些缺点决定了气体放电型避雷器对敏感电气设备的保护能力不强。半导体技术的发展为我们提供了防雷新材料，比如稳压管，其伏安特性是符合线路防雷要求的，只是其经

建筑物防雷设计规范GB完整版

建筑物防雷设计规范G B

《建筑物防雷设计规范》G B50057-2010 UDC 中华人民共和国国家标准GB P GB50057-2010 建筑物防雷设计规范 Design code for protection of Structures against lightning 2010-11-03 发布 2011-10-01实施 中华人民共和国住房和城乡建设部 联合发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准 建筑物防雷设计规范 Design code for protection of Structures against lightningGB 50057-2010 主编部门：中国机械工业联合会 批准部门：中华人民共和国建设部 执行日期：2011年10月1日 2011 北京

中华人民共和国住房和城乡建设部公告 第824号住房和城乡建设部 关于发布国家标准《建筑物防雷设计规范》的公告 现批准《建筑物防雷设计规范》为国家标准，编号为 GB 50057 —2010，自 2011年 10月 1日起实施。其中，第 3.0.2、、、、、、3)、、2)、、、、、5)、、、条(款)为强制性条文，必须严格执行。原《建筑物防雷设计规范》 GB 50057—94(2000年版)同时废止。 中华人民共和国住房和城乡建设部 二 O一0年十一月三日

前言 本规范是根据中华人民共和国建设部于 2005年 3月 30日以建标函[2005]84号 “关于印发《2005年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）》的通知”的要求， 由中国中元国际工程公司会同相关单位对《建筑物防雷设计规范》GB50057 -95(2000年版)修订而成的。 本规范修订的主要内容为： 1.增加了术语一章； 2.变更防接触电压和防跨步电压的措施； 3.补充外部防雷装置采用不同金属物的要求； 4.修改防侧击的规定； 5.详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求； 6.简化了雷击大地的年平均密度计算公式,并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。 7.部分条款作了更具体的要求。 本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国机械工业联合会负责日常管理，由中国中元国际工程公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议反馈给中国中元国际工程公司（地址：北京市海淀区西三环北路 5号，邮编 100089）。 本规范组织单位、主编单位、参编单位和主要起草人： 组织单位：中国机械工业勘察设计协会 主编单位：中国中元国际工程公司 参编单位：五洲工程设计研究院 中国气象学会雷电防护委员会 北京市避雷装置安全检测中心 中国石化工程建设公司

防雷工程设计方案

. 学校综合防雷工程设计方案 目录 一、前言 二、现代防雷基本知识 三、现场分析 四、设计依据 五、防雷设计思路 六、防雷设计方案 七、产品的安装及说明 八、结束语 九、工程预算

一、前言 雷击已成为大自然的严重自然灾害之一，学校是教书育人，学生聚集的地方，防雷设施尤其重要。近几年来，随着教育事业的快速发展，学校高层建筑物不断增多，电化教育、远程教育等信息技术应用日益普及，雷电隐患也随之增加。2007年5月23日，重庆市开县兴业小学遭受雷击，造成7名学生死亡、39人受伤的重大雷击事故,由此可见，学校做好防雷设施的预防是多么的重要。 为了保证电子设备的正常运行和人员的安全，必须设计完整有效的防雷方案。 二、现代防雷基本知识 根据不同的破坏机理，雷这种特殊的自然放电现象表现为两种形式：直击雷和感应雷。 直击雷是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。其破坏原理主要是机械破坏作用，体现在楼房顶角被雷击落一块水泥，大树被雷劈开，屋外的人畜被雷打死等；带电云层由于静电感应作用，使某一范围带上异种电荷，直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻的存在，以至出现局部高电压；或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象，叫做“二次雷”或称“感应雷”，其破坏机理主要是电子设备的过压击穿，造成设备故障或损坏，严重者造成设备整机报废。 “直击雷”是在短时间内以脉冲的形式通过强大的电流，它的峰值有几十KA乃至几百KA，峰值时间很短，以us计的；“感应雷”没有直击雷那么猛烈，但它发生的机率远比直击雷高得多。因为直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害，而感应雷则不论雷云对地闪击，或者雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾害。此外，直击雷一次只能袭击一两个小范围的目标，而一次雷击可以在比较大范围内多个小局部同时发生感应雷过电压现象，并且这种感应高电压可以通过电力线、网络线等金属导线传输到很远，致使雷害范围扩大。特别是随着大规模集成电路的应用，防雷已由以前的防直击雷为主发展到今天的综合防雷。 直击雷的防护一般采用楼顶安装避雷带、避雷针等，配合引下线、地网以保护建（构）筑物及建（构）筑物内人员的安全；感应雷的防护主要采用线路上安装雷击过电压保护器，即防雷器，配以线路屏蔽接地、等电位接地处理等综合运用，以保护设备的安全。因此，只是防直击雷或只防感应雷都是不全面的，而应进行综合防雷。 三、现场分析 该学校的建筑物主要有一号楼、二号楼、科技楼、体育馆、食堂、二栋学生宿舍楼组成，其中一号楼是机房所在地，机房内有在较多电子设备，需要做为一个重点防感应雷保护。另外在场外还有监控系统的前端设备也在重点防感应雷保护之内，七栋建筑物不但需要安装完善的直击雷防护设施，还要做好接地、等电位连接和防感应雷保护措施，从而形成一个完善的综合防雷系统。 四、设计依据 1、GB50057－94《建筑防雷设计规范》 2、GB50174－93《电子计算机房设计规范》 3、JGJ／T16－92《民用建筑电气设计规范》 4、GB9361-88 《计算机场站安全要求》

过电压保护器防雷原理解析

过电压保护器防雷原理解析 防雷器（Surge protection Device）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。防雷器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 防雷器元件从响应特性看，有软硬两种。属于硬响应特性的放电元件有火花间隙（基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙）和气体放电管，属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。这些元件的区别在于放电能力、响应特性和残压，避雷器就是利用它们不同的优缺点，扬长避短，组合成各种避雷器，保护电路。 二、SPD的基本元器件及其工作原理： 放电间隙（又称保护间隙）： 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管： 它是由相互离开的一对伶阴板封装在充有-定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的， 气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up（- -般情况下Up=（2~ 3）Udc;工频而授电流In;冲击而授电流lp;绝缘电阻R（》109）;极间电容（1- 5PF） 气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在

防雷检测技术设计方案

一、施工组织设计 一、检测目的 雷电放电电压高、时间短，整个过程伴随多种物理效应,如:静电感应、高温高热、电磁辐射、光辐射等,这些物理效应的共同作用已严重危害室内弱电设备的安全运行,甚至危及工作人员的安全。因此，确定一个建筑物防雷装置是否合格应进行防雷检测工作。 二、检测依据： 《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T 21431-2015 《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010 《建筑物电子信息系统防雷设计规范》GB50343-2012 《建筑物防雷工程与质量验收规范》GB50601-2010 三、检测内容：

三、检测方法： 1、接闪器 1.1 首次检测时，应查看隐蔽工程记录。 1.2检查接闪器的位置是否正确，焊接固定的焊缝是否饱满吴遗漏，螺栓固定的应备帽等防松零件是否齐全，焊接部分补刷漆是否完整，接闪器截面是否锈蚀1/3以上。检查接闪带是否平整顺直，固定支架间距是否均匀，固定可靠，接闪带固定支架间距和高度是否符合要求。检查每个支持件能否承受49N的垂直拉力。 1.3 首次检测时，应检查接闪网的网格尺寸是否符合要求。 1.4 首次检测时，应用经纬仪和卷尺测量接闪器的高度、长度，建筑物的长、宽、高，并根据建筑物防雷类别应滚球法计算其保护范围。

1.5 首次检测时，检测接闪器的材料、规格和尺寸是否符合要求。 1.6 检查接闪器上有无附着的其他电气线路。 1.7 首次检测时，应检查建筑物的防侧击雷保护措施是否符合规定。 1.8 当底层或多层建筑物利用女儿墙内、防水层内或保温层内的钢筋作暗敷接闪器时，要对该建筑物周围的环境进行检查，防止可能发生的混凝土碎块坠落等事故隐患。除底层和多层建筑物外，其他建筑物不应利用女儿墙内钢筋作为暗敷接闪器。 2、引下线检测 2.1 首次检测时，应检查引下线隐蔽工程记录。 2.2 检查专设引下线位置是否准确，焊接固定的焊缝是否饱满吴遗漏，焊接部分补刷的防锈漆是否完整，专设引下线截面是否腐蚀1/3以上。检查明敷引下线是否平整顺直、无急弯，卡钉是否分段固定。引下线固定支架间距均匀，是否符合水平或垂直直线部分0.5m-1.0m,弯曲部分0.3m-0.5m的要求，每个固定支架应能承受49N的垂直拉力。检查专设引下线、接闪器和接地装置的焊接处是否锈蚀，油漆是否有遗漏及近地面的保护设施。 2.3 首次检测时，用卷尺测量每组相邻两根专设引下线之间的距离，记录专设引下线布置的总根数，每根专设引下线为一个检测点，按顺序编号检测。 2.4 首次检测时，应用游标卡尺测量每根专设引下线的规格尺寸。 2.5 检测每根专设引下线与接闪器的电器连接性能，其过期电阻不应大于0.2Ω。 2.6 检查专设引下线上有无附着的电气和电子线路。测量专设引下线与附近电气和电子线路的距离符合规定。 2.7 检查专设引下线的断接卡的设置是否符合规定。专设引下线与环形接地体连

防雷设计方案

目录 一、雷电防护理论概述 二、防雷工程项目施工现场情况 三、施工方案 四、工程进度表 五、产品售后服务

一、雷电防护理论概述 雷电是自然界一种常见放电现象，自然界每年都有几百万次闪电，每年雷击造成的人员伤亡和财产损失，仅次于水灾而大于其它任何灾害。 雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业，尤其大规模集成电路为核心组件的测量、监控、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用的电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压很可能造成电子设备产生误操作，从而造成更大的经济损失和社会影响，尤其地处山野外的高速公路，水电厂、污水处世理厂极易遭受雷击过电压的侵害。它们的共同特点，电力线路往往要翻山越岭，传输和控制线路往往经常穿越复杂的地质层面，这些都是易遭直接雷击或感应过电压的薄弱点。 防雷是一个很复杂的问题，不可能依靠一两种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电电压的影响，必须针对雷害入侵途径，对各类可能性能产生雷击的因素进行排除，采用综合防治——均压、习屏蔽、分流、接地、保护（包括安装先进的防雷产品、过不去电压保护器、电涌保护器），才能将雷害减少到最低限度。１、雷电的危害 自然界的雷击分为直接雷、雷电感应高电压及雷击电磁脉冲辐射两大类。

a)直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象，它以强大的冲击电 流、炽热的高温、猛烈的冲击波、强烈的电磁脉冲辐射损坏放电通道上的建筑物、输入电线、室外设备等，造成极大的经济损失。 b)雷电感应高电压和雷击电磁脉冲，是由于雷雨云和雷雨云之间及 大地之间放电时，在放电周围产生的电磁感应，雷击电磁脉冲辐射以及雷雨云电场的表面电感应，使建筑物上的金属部件，如屋顶管道，铁塔，水箱，电源线，信号传输线，天馈线等感应出雷电高电压，沿这些金属部件线路通过室内的管道，电缆等进入各种电子电气设备，从而放电并损坏设备。 c)因为直击和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同，其 次是由于被保护系统的屏蔽差，没有采取等电位连接措施，综合布线不合，接地不规范，没有安装电涌保护器或安装电涌保护器不符合规范的要求等，使雷电感应高电压和雷击电磁脉冲入侵概率高，损坏电子电气设备，全国年薪因雷电造成的损失高达数亿元，因此，我们必须有意识到提高对雷灾的防御能力，并提供完善的一体化解决方案。 ２、雷电灾害防治的基本方法 a)直击雷和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同，防护 措施也就不一样，防直击雷主要采用避雷针、避雷带（网、线）等传统装置，只要设计规范，安装合理，这些设施是能够对直击雷进行有效防御。 b)但是无论多么完善的防直击雷装置，对雷电感应和雷击电磁脉冲

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010?UDC 中华人民共和国国家标准GB P GB50057-2010 建筑物防雷设计规范 Design code for protection of Structures against lightning 2010-11-03 发 布 2011-10-01实施 中华人民共和国住房和城乡建设部 联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准 建筑物防雷设计规范 Design code for protection of Structures against lightningGB 50057-2010 主编部门：中国机械工业联合会 批准部门：中华人民共和国建设部

执行日期：2011年10月1日 2011 北京 中华人民共和国住房和城乡建设部公告 第824号住房和城乡建设部 关于发布国家标准《建筑物防雷设计规范》的公告 现批准《建筑物防雷设计规范》为国家标准，编号为 GB 50057 —2010，自 2011年 10月 1日起实施。其中，第 3.0.2、3.0.3、3.0.4、4.1.1、4.1.2、 4.2.1(2、3)、4.2.3(1、2)、4.2.4(8)、4.3.3、4.3.5(6)、4.3.8(4、5)、4.4.3、4.5.8、 6.1.2条(款)为强制性条文，必须严格执行。原《建筑物防雷设计规范》 GB 50057—94(2000年版)同时废止。 中华人民共和国住房和城乡建设部 二 O一0年十一月三日

前言 本规范是根据中华人民共和国建设部于 2005年 3月 30日以建标函[2005]84号“关 于印发《2005年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）》的通知”的要求，由中 国中元国际工程公司会同相关单位对《建筑物防雷设计规范》GB50057 -95(2000年版) 修订而成的。 本规范修订的主要内容为： 1.增加了术语一章； 2.变更防接触电压和防跨步电压的措施； 3.补充外部防雷装置采用不同金属物的要求； 4.修改防侧击的规定； 5.详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求； 6.简化了雷击大地的年平均密度计算公式,并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。 7.部分条款作了更具体的要求。 本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国机械工业联合会负责日常管理，由中国中元国际工程公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议反馈给中国中元国际工程公司（地址：北京市海淀区西三环北路 5号，邮编 100089）。 本规范组织单位、主编单位、参编单位和主要起草人： 组织单位：中国机械工业勘察设计协会 主编单位：中国中元国际工程公司 参编单位：五洲工程设计研究院 中国气象学会雷电防护委员会 北京市避雷装置安全检测中心 中国石化工程建设公司 中国建筑设计研究院 主要起草人：林维勇黄友根焦兴学陶战驹王素英杨少杰宋平健 黄旭张文才徐辉