雷电防护新标准评述

雷雷 电电 防防 护护 新新 标标 准准 评评 述述 GB 50057-2010、GB 50343-2012与与 IEC 62305:2010的比较的比较1、IEC62305-2010与与GB50057-2010、GB50343-2012的架构的架构 IEC62305-1雷电威胁雷电威胁IEC62305-2雷电风险雷电风险 LPLPSSPM雷电防护雷电防护 IEC62305-3IEC62305-4防护措施防护措施GB50057GB50343LPZ1LPZ1直击雷防护系统（LPS）接闪器（针、网、带）引 下 线共 用 接 地 装 置雷电防护(LP)LEMP防护措施（SPM）外部LPS内部LPS电气绝缘雷电均压搭接SPD合理布线隔离界面连接网络-接地GB50057GB503431、IEC62305-2010与与GB50057-2010、GB50343-2012的架构的架构 接地系统三维磁屏蔽线缆磁屏蔽LPZ0LPZ0A/BA/B注注1：连接网络（等电位连接网络）：连接网络（等电位连接网络）bonding network 一个低阻抗的网络与接地装置共同组成完善的接地系统，能够最大限度一个低阻抗的网络与接地装置共同组成完善的接地系统，能够最大限度地降低电位差，减少磁场。地降低电位差，减少磁场。搭接（连接、等电位连接）搭接（连接、等电位连接）bonding用来形成导电通路，以确保金属部件之间的导电连续性并具有足够的通用来形成导电通路，以确保金属部件之间的导电连续性并具有足够的通流能力的金属部件之间的可靠连接（如焊接等）。流能力的金属部件之间的可靠连接（如焊接等）。注注2：隔离界面：隔离界面 isolating interfaces能够减小进入能够减小进入LPZ的线路中传导浪涌的装置。的线路中传导浪涌的装置。注注3：雷电均压搭接包括：直接用导体搭接和通过：雷电均压搭接包括：直接用导体搭接和通过SPD搭接。搭接。1、IEC62305-2010与与GB50057-2010、GB50343-2012的架构的架构 n50057缺少雷电威胁中LPL的概念n50057缺少风险评估n50057的4、5章增加了防闪电感应措施 防闪电感应的定义应该探讨n50057第6章缺少了隔离界面和合理布线。n50343缺少雷电威胁中LPL的概念n50343缺少了隔离界面 SPM 不是内部防雷 LPS 不能缺少内部LPS1、IEC62305-2010与与GB50057-2010、GB50343-2012的架构不同点的架构不同点 n50057引入标准名录中未列入引入标准名录中未列入IEC62305-2010，但正文和条文说明中几乎每一章都，但正文和条文说明中几乎每一章都引用了引用了IEC62305-2010,Ed2.0的内容。的内容。nGB50057-2010发布于发布于2010年年11月月3日；日；IEC62305：2010发布于发布于2010年年12月月2、GB50057-2010、GB50343-2010引用了不同版本的 IEC62305雷电防护系列标准 n50343引用了GB/T21714-2008/IEC62305-2006版本，应引用IEC62305-2010版本。62305-2010在整体框架不变的情况下，进行了修改和整合，增加了新概念、新术语和计算公式，初步统计共修改内容1500条。已发布两年。风险评估是建立在LPL的基础上的，但50343没有引用LPL的概念。2、GB50057-2010、GB50343-2010引用了不同版本的 IEC62305雷电防护系列标准 n3.1 术语 雷击事件损害源主要雷击事件损害源主要:-雷电流脉冲雷电流脉冲 -伴随的雷电电磁脉冲（伴随的雷电电磁脉冲（LEMP）。）。LEMP是一个关键术语。是一个关键术语。3、GB50057-2010、GB50343-2012引用IEC62305有关内容的讨论 差别：差别：create surge 产生的浪涌产生的浪涌 lightning surges 闪电电涌闪电电涌 3、GB50057-2010、GB50343-2012引用IEC62305有关内容的讨论 IEC62305-1:20103.34英文英文lightning electromagnetic impulse LEMP all electromagnetic effects of lightning current via resistive,inductive and capacitive coupling that create surges and radiated electromagnetic fields 中文中文雷电电磁脉冲lightning electromagnetic impulse LEMP雷电流经电阻、电感和电容耦合形成的电磁效应，它产生浪涌产生浪涌和辐射电磁场。GB50343-20122.0.3雷电电磁脉冲 lightning electromagnetic impulse(LEMP)雷电流的电磁效应。（引用62305-2006版）GB/T21714.1-20083.33雷电流的电磁效应。注：包括传导浪涌以及辐射脉冲电磁场效应。GB50057-20102.0.25雷击电磁脉冲 lightning electromagnetic impulse(LEMP)雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌闪电电涌和辐射电磁场。n浪涌和闪电电涌的定义不同。浪涌和闪电电涌的定义不同。可见可见62305与与50057对对LEMP的定义有较大差别。的定义有较大差别。3、GB50057-2010、GB50343-2012引用IEC62305有关内容的讨论 IEC62305-2010 3.35英文英文surge transient created by LEMP that appears as an overvoltage and/or an overcurrent 中文中文浪涌 surge由LEMP引起的以过电压和/或过电流形式出现的瞬态波。GB50057-20102.0.17闪电电涌闪电电涌 lightning surges闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应或雷击电磁脉冲引发，表现为过电压、过电流的瞬态波。n许多术语英文原文是一致的，但在不同标准中汉语称谓却不同。例如：nSPD有浪涌保护器、电涌保护器、防雷器、避雷器、浪涌抑制器、防雷保安器等多种称谓，通常认为在低压系统中称浪涌保护器较为普遍。n三个标准中还有很多术语应统一。（bonding、impuse等）n术语和定义应和国际标准接轨。3、GB50057-2010、GB50343-2012引用IEC62305有关内容的讨论 IEC62305-1surge protective device(SPD)3.53GB/T21714.1浪涌保护器 (SPD)3.51GB50057电涌保护器 (SPD)2.0.29GB50343浪涌保护器 (SPD)2.0.16GB50689防雷器 (SPD)2.0.40n3.2 雷电防护的基本准则雷电防护的基本准则:雷电防护等级雷电防护等级LPL 雷电防护区雷电防护区LPZn3.2.1 雷电防护等级雷电防护等级LPL LPL是风险评估的依据，也是设计雷电防护是风险评估的依据，也是设计雷电防护措施的依据。措施的依据。62305介绍四种雷电防护等级（介绍四种雷电防护等级（LPL I至至IV），），对每种对每种LPL规定了规定了一组雷电流参数值，该组一组雷电流参数值，该组参数值与在自然界发生雷电时最大和最小值参数值与在自然界发生雷电时最大和最小值不被超出的概率有关。不被超出的概率有关。3、GB50057-2010、GB50343-2012引用IEC62305有关内容的讨论 首次正极性脉冲LPL电流参数符号单位峰值电流IkA200150100脉冲电荷QSHORTC1007550单位能量W/RMJ/105.62.5时间参数T1/T2s/s10/350首次负极性脉冲aLPL电流参数符号单位峰值电流IkA1007550平均陡度di/dtkA/s1007550时间参数T1/T2s/s1/200后续脉冲LPL电流参数符号单位峰值电流IkA5037.525平均陡度di/dtkA/s200150100时间参数T1/T2s/s0.25/100长时间雷击LPL电流参数符号单位长时间雷击电荷QLONGC200150100时间参数TLONGs0.5雷闪LPL电流参数符号单位雷闪电荷QFLASHC300225150a这种电流波形仅用于计算而非测试。表表1各各LPL对对应应的的雷雷电电流流参参数数最最大大值值 参数参数符号单位LPLI IIIIIIV最小峰值电流最小峰值电流 I kA351016滚球半径滚球半径 r m20304560表表2 各各LPL雷电流参数的雷电流参数的最小值最小值及其对应的滚球半径及其对应的滚球半径雷电流参数在雷电流参数在LPLI IIIIIIV0.990.980.950.950.990.970.910.84下类范围内的概率下类范围内的概率小于表小于表1所示的最大值所示的最大值大于表大于表2所示的最小值所示的最小值表表3 雷电流参数雷电流参数上下限值对应的概率上下限值对应的概率LPL具有从具有从3kA到到200kA的防护跨度，其防护概率是的防护跨度，其防护概率是98%；LPL具有从具有从5kA到到150kA的防护跨度，其防护概率是的防护跨度，其防护概率是95%；LPL具有从具有从10kA到到100kA的防护跨度，其防护概率是的防护跨度，其防护概率是86%；LPL具有从具有从16kA到到100kA的防护跨度，其防护概率是的防护跨度，其防护概率是79%。可见可见LPL决定了防护概率，反之亦然。决定了防护概率，反之亦然。5 100 150 200LPLIIIIIIVI(99%)200kA3kA(99%)5kA(97%)10kA(91%)16kA(84%)(98%)150kA(95%)100kA(95%)100kAI(kA)3、GB50057-2010、GB50343-2012引用IEC62305有关内容的讨论 标准LPL依据依据IEC 62305根据LPL定义的一组雷电流参数和发生的概率。峰值电流I；电荷量Q；波形T1/T2：平均陡度di/dt。标准建筑物防雷分类依据依据GB 50057-2010一一建筑物重要性，使用性质，发生雷击的可能性和后果；二、三类：预计年平均雷击次数 N=K*0.1Td*Ae二二三三标准雷电防护等级依据依据GB 50343-2012A1.重要性、使用性质和价值2.拦截效率E=1-Nc/NN=N1+N2Nc=5.8*10-1/C(次/年)BC表表4 IEC 62305与与GB 50057及及GB50343防雷分类的比较防雷分类的比较3.2.2 雷电防护分类比较雷电防护分类比较（三者最大的差别：依据不同）（三者最大的差别：依据不同）雷电风险评估雷电风险评估风险评估的目的就是通过选择合适的防护措施把风险减少到风险容限值（RT）之下。1、雷电防护必要性 RRX 注1：RXNXPXLX 注2：风险可分为RA、RB、RC、RM、RU、RV、RW、RZ RRT 必须防护，采取雷电防护措施使RRT2、雷电防护经济合理性 价值：CRL+CPM CL 则防护措施合理 CL 无防护总损失价值 CRL 防护后的剩余损失价值 CPM 防护措施费用 风险评估是风险评估是LPS、SPM设计选择的量化和优选的依据，也是不必进设计选择的量化和优选的依据，也是不必进行雷电防护措施的依据。行雷电防护措施的依据。概率论是雷电防护决策的科学工具。概率论是雷电防护决策的科学工具。LPLLPL是设计防雷措施（是设计防雷措施（LPSLPS、SPMSPM）和风险评估的依据，也是决定防护概）和风险评估的依据，也是决定防护概率的依据。率的依据。如：如：LPSLPS的滚球半径、接闪网格的尺寸、引下线根数和隔距、接地极长度和类的滚球半径、接闪网格的尺寸、