中華人民共和國國家標準建筑物電子信息系統防雷技術規范GB50343-2012條文說明

3雷電防護分區地區雷暴等級劃分3.1.1原3.1.1修改。本條規定了地區雷暴等級的兩種劃分方法。3.1.2原3.1.2修改。地區雷暴日數應以國家公布的當地年平均雷暴日數為準，附錄F提供的我國主要城市地區雷暴日數僅供工程設計參考。3.1.3原3.1.3修改。關于地區雷暴等級劃分，國家還沒有制定出一個統一的標準。本規范參考多數現行標準采用的等級劃分標準，將年平均雷暴日超過90天的地區定為強雷區。雷電定位系統應用日益廣泛，可以直接獲取地閃密度數據，因此本條增加了按地閃密度劃分雷暴等級的要求，地閃密度采用國標《雷電防護第2部分：風險管理》GB/T21714.2-2015（IEC62305-2:2010，IDT）中的計算公式Ng≈0.1Td換算得出。

4雷電防護等級劃分和雷擊風險評估4.1一般規定4.1.2原4.1.2修改。建筑物電子信息系統可按4.2節計算防雷裝置的防護效率或按4.3節查表確定雷電防護等級。按4.4節風險管理要求進行雷擊風險評估時不需要再分級。4.2.3原4.2.3修改。應在原有防雷措施基礎上考慮電子信息系統設備是否需要增加防護措施。4.2.5原4.2.5修改。防護等級劃分從原規定的四級減少為三級，主要是簡化設計，更便于工程應用。相應重新規定了防護等級劃分方法。4.2按電子信息系統的重要性、使用性質確定雷電防護等級4.3.1原4.3.1修改。由于表4.3.1無法列出全部各類電子信息系統，其他電子信息系統可參照本表確定雷電防護等級。4.3按風險管理要求進行雷擊風險評估4.4.1～4.4.3原4.4.1～4.4.3修改。按風險管理要求進行雷擊風險評估主要依據《雷電防護第2部分：風險管理》GB/T21714.2-2015(IEC62305-2:2010，IDT)。評估防雷措施必要性時涉及的建筑物雷擊損害風險包括人員生命損失風險R1、公眾服務損失風險R2以及文化遺產損失風險R3，應根據建筑物特性和有關管理部門規定確定需計算何種風險。風險評估實例參見國標GB/T21714.2-2015。

5防雷設計5.1一般規定5.1.3原5.1.3條修改。雷電電磁脈沖（LEMP）會危及電氣和電子信息系統，因此應采取LEMP防護措施以避免建筑物內部的電氣和電子信息系統失效。工程設計時應按照需要保護的設備數量、類型、重要性、耐沖擊電壓水平及所處雷電環境等情況，選擇最適當的LEMP防護措施。例如在防雷區（LPZ）邊界采用空間屏蔽、內部線纜屏蔽、隔離界面和設置能量協調配合的浪涌保護器等措施，使內部系統設備得到良好防護，并要考慮技術條件和經濟因素。2款：雷電流及相關的磁場是電子信息系統的主要危害源。就防護而言，雷電電場影響通常較小，所以雷電防護應主要考慮對雷擊電流產生的磁場進行屏蔽。5.2等電位連接與共用接地系統設計5.2.1原5.2.1條修改。電氣和電子設備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管（槽）、屏蔽線纜外層、信息設備防靜電接地和安全保護接地及浪涌保護器接地端等均應以最短的距離與局部等電位連接網絡連接。1S型結構一般宜用于電子信息設備相對較少（面積100m2以下）的機房或局部的系統中，如消防、建筑設備監控系統、擴聲等系統。當采用S型結構局部等電位連接網絡時，電子信息設備所有的金屬導體，如機柜、機箱和機架應與共用接地系統獨立，僅通過作為接地參考點（EPR）的唯一等電位連接母排與共用接地系統連接，形成Ss型單點等電位連接的星形結構。采用星形結構時，單個設備的所有連線應與等電位連接導體平行，避免形成感應回路。2采用M型網格形結構時，機房內電氣、電子信息設備等所有的金屬導體，如機柜、機箱和機架不應與接地系統獨立，應通過多個等電位連接點與接地系統連接，形成Mm型網狀等電位連接的網格形結構。當電子信息系統分布于較大區域，設備之間有許多線路，并且通過多點進入該系統內時，適合采用網格形結構，網格大小宜為0.6m～3m。3在一個復雜系統中，可以結合兩種結構（星形和網格形）的優點，構成Ss結合Mm或Ms結合Mm的組合結構。4電子信息系統設備信號接地即功能性接地，所以機房內S型和M型結構形式的等電位連接也是功能性等電位連接。對功能性等電位連接的要求取決于電子信息系統的頻率范圍、電磁環境、以及設備的抗干擾/頻率特性。根據工程中的做法：1）S型星形等電位連接結構適用于1MHz以下低頻率電子信息系統的功能性接地。2）M型網格形等電位連接結構適用于頻率達1MHz以上電子信息系統的功能性接地。每臺電子信息設備宜用兩根不同長度的連接導體與等電位連接網格連接，兩根不同長度的連接導體應避開或遠離干擾頻率的1/4波長或奇數倍，同時要為高頻干擾信號提供一個低阻抗的泄放通道。否則，連接導體的阻抗增大或為無窮大，不能起到等電位連接與接地的作用。5.2.2原5.2.2條修改。各接地端子板應設置在便于安裝和檢查的位置，不得設置在潮濕或有腐蝕性氣體及易受機械損傷的地方。等電位接地端子板的連接點應滿足機械強度和電氣連續性的要求。表5.2.2-1是各類等電位接地端子板之間的連接導體的最小截面積：垂直接地干線采用多股銅芯導線或銅帶，最小截面積50mm2；樓層等電位連接端子板與機房局部等電位連接端子板之間的連接導體，材料為多股銅芯導線或銅帶，最小截面積16mm2；機房局部等電位連接端子板之間的連接導體材料用多股銅芯導線，最小截面積16mm2；機房內設備與等電位連接網格或母排的連接導體用多股銅芯導線，最小截面積6mm2；機房內等電位連接網格材料用銅箔或多股銅芯導體，最小截面積25mm2。這些是根據GB/T21714.4-2015和我國工程實踐及工程安裝圖集綜合編制的。表5.2.2-2各類等電位接地端子板最小截面積是根據我國工程實踐中總結得來的。表中為最小截面積要求，實際截面積應按工程具體情況確定。5.3屏蔽及布線5.3.4原5.3.4條修改。表5.3.4-1“電子信息系統線纜與其他管線的間距”和表5.3.4-2“電子信息系統信號電纜與電力電纜的間距”引自《綜合布線系統工程設計規范》GB50311-2016。5.4隔離界面的選擇5.4.1～5.4.2新增條文。“隔離界面”是雷電浪涌防護的重要措施之一，常見的“隔離界面”防護措施有隔離變壓器、無金屬光纜和光隔離器等，可根據工程實際情況選用。隔離變壓器的主要防浪涌技術指標是自身的耐沖擊電壓額定值，信號線路的隔離變壓器還應滿足用戶對信號傳輸性能的要求。5.5浪涌保護器的選擇5.5.3原5.4.3條修改。1款：表5.5.3-1是根據《建筑物電氣裝置第4-44部分：安全防護電壓騷擾和電磁騷擾防護》GB/T16895.10-2010（idtIEC60364-4-44:2007）中表44B編制的。2款：表5.5.3-2參考《建筑物電氣裝置第5-53部分：電氣設備的選擇和安裝隔離、開關和控制設備第534節：過電壓保護器》GB16895.22-2004（idtIEC60364-5-53:2001A1:2002）表53C。表中系數增加0.05是考慮到浪涌保護器的老化，并與其他標準協調統一。3、4款：圖5.5.3-1為TN-S系統配電線路浪涌保護器分級設置位置與接地的示意圖，SPD的選擇與安裝由工程具體要求確定。SPD的選擇和安裝是個比較復雜的問題。它與當地雷害程度、雷擊點的遠近、低壓和高壓（中壓）電源線路的接地系統類型、電源變電所的接地方式、線纜的屏蔽和長度情況等都有關聯。可能出現雷電沖擊過電壓的建筑物電氣系統內，在LPZ0A或LPZ0B與LPZ1區交界處，其電源線路進線的總配電箱內應設置第一級SPD。用于泄放雷電流并將雷電沖擊過電壓降低，只設一級SPD時其電壓保護水平Up應不大于2.5kV。如果建筑物裝有防直擊雷裝置易遭受直接雷擊，或入戶線路易遭受直接雷擊，此級SPD應是通過10/350μs波形的Ⅰ類試驗SPD。直擊雷風險很低的建筑物也可選擇Ⅱ類試驗SPD作第一級保護。如果這一級SPD未能將電壓保護水平Up限制在被保護設備的Uw以下，則需在下級設置SPD來進一步降低沖擊電壓。后級SPD一般設置在電子信息系統設備機房配電箱內或電源插座內，采用II類或III類試驗SPD，保護水平Up應低于電子信息設備能承受的沖擊電壓的水平。通常是在電源線路進入建筑物的入口（LPZ1邊界）總配電箱內安裝SPD1；要確定內部被保護系統的沖擊耐受電壓Uw，選擇SPD1的保護水平Up1，使有效保護水平Up/f≤Uw，根據本條9款規定檢查或估算振蕩保護距離Lp0/1和感應保護距離Lpi/1。若滿足Up/f≤Uw，而且SPD1與被保護設備間線路長度小于Lp0/1和Lpi/1，則SPD1有效的保護了設備。否則，應設置SPD2。在靠近被保護設備（LPZ2邊界）的分配電箱內設置SPD2；選擇SPD2的保護水平Up2，使有效保護水平Up/f≤Uw，檢查或估算振蕩保護距離Lp0/2和感應保護距離Lpi/2。若滿足有效保護水平Up/f≤Uw，而且SPD2與被保護設備間線路長度小于Lp0/2和Lpi/2，則SPD2有效的保護了設備。否則，應在靠近被保護設備處（機房配電箱內或插座SA）設置SPD3。該SPD應與SPD1和SPD2能量協調配合。5款：（5.5.3-1）式與（5.5.3-2）式是根據GB/T21714.1-2015附錄E編寫的。當無法確定時應取Iimp等于或大于12.5kA是根據GB16895.22-2004的規定。6款：對于開關型SPD1至限壓型SPD2之間的線距應大于10m和SPD2至限壓型SPD3之間的線距應大于5m的規定，其目的主要是在電源線路中安裝了多級電源SPD，由于各級SPD的標稱導通電壓和標稱導通電流不同、安裝方式及接線長短的差異，在設計和安裝時如果能量配合不當，將會出現某級SPD不動作的盲點問題。為了保證雷電高電壓脈沖沿電源線路侵入時，各級SPD都能分級啟動泄流，避免多級SPD間出現盲點，兩級SPD間必須有一定的線距長度（即一定的感抗或加裝退耦元件）來滿足避免盲點的要求。同時規定，末級電源SPD的保護水平必須低于被保護設備對浪涌電壓的耐受能力。各級電源SPD能量配合最終目的是，將威脅設備安全的電壓電流浪涌值減低到被保護設備能耐受的安全范圍內，而各級電源SPD泄放的浪涌電流不超過自身的標稱放電電流。7款：按本規范第4.2節或4.3節確定電源線路雷電浪涌防護等級時，用于建筑物入口處（總配電箱點）的浪涌保護器的沖擊電流Iimp，按本條第5款（5.5.3-1）或（5.5.3-2）式估算確定。當無法確定時根據GB16895.22-2004的規定Iimp值應大于或等于12.5kA。所以表5.5.3-3中在LPZ0與LPZ1邊界處，C級的Iimp參數推薦值為12.5kA。12.5kA這個Iimp值是IEC標準推薦的最小值，本規范考慮到我國幅員遼闊，夏天的雷擊災害多，在雷電防護等級較高的電子信息系統設置的電源線路浪涌保護器能承受的沖擊電流Iimp應適當有所提高，所以A級的Iimp參數推薦值為20kA；B級Iimp推薦值為15kA。建筑物及入戶線路直擊雷風險很小，不需考慮承載直擊雷部分雷電流時，也可在LPZ0與LPZ1邊界處選用安裝Ⅱ類試驗浪涌保護器。不能確定風險時，應選擇安裝I類試驗浪涌保護器。表5.5.3-3中各級浪涌保護器的推薦值是根據電源系統多級SPD的能量協調配合原則和多年來工程的實踐總結確定的。為了提高電子信息系統的電源線路浪涌保護可靠性，建筑物中的浪涌保護通常是多級配置，以防雷區為層次，每級SPD的通流容量足以承受在其位置上的雷電浪涌電流，且對雷電能量逐級減弱；SPD電壓保護水平也要逐級降低，最終使過電壓限制在設備耐沖擊電壓額定值以下。8款：雷電電磁脈沖（LEMP）是敏感電子設備遭受雷害的主要原因。LEMP通過傳導、感應、輻射等方式從不同的渠道侵入建筑物的內部，致使電子設備受損。其中，電源線是LEMP入侵最主要的渠道之一。安裝電源SPD是防御LEMP從配電線這條渠道入侵的重要措施。正確安裝的SPD能把雷電電磁脈沖拒于建筑物或設備之外，使電子設備免受其害。不正確安裝的SPD不僅不能防御入侵的LEMP，連SPD自身也難免受損。SPD有兩個作用：（1）泄流。把入侵的雷電流分流入地，讓雷電的大部分能量泄入大地，使LEMP無法達到或僅極少部分到達電子設備；（2）限壓。在雷電過電壓通過電源線入戶時，在SPD兩端保持一定的電壓（殘壓），而這個限壓又是電子設備所能接受的。這兩個功能是同時獲得的，即在分流過程中達到限壓，使電子設備受到保護。目前，防雷工程中電源SPD的設計和施工不規范的主要問題有兩個：一是SPD接線過長，國內外防雷標準凡涉及電源浪涌保護器（SPD）的安裝時都強調接線要短直，其總長度不超過0.5m，但大多情況接線長度都超過1m，甚至有長達4～5m的；二是多級SPD安裝時的能量配合不當。對這兩個問題的忽視導致有些建筑物內部雖安裝了SPD仍出現其內的電子設備遭雷擊損壞的現象。圖5.5.3-2：當SPD與被保護設備連接時，最終有效保護水平Up/f應考慮連接導線的感應電壓降ΔU。SPD最終的有效電壓保護水平Up/f為：Up/f=Up+ΔU式中：ΔU——SPD兩端連接導線的電感電壓降。式中：L——兩段導線的電感量（μH）。——流入SPD的雷電流陡度。當SPD流過部分雷電流時，可假定ΔU=1kV/m，或者考慮20%的裕量。當SPD僅流過感應電流時，則ΔU可以忽略。也可改進SPD的電路連接，采用凱文接線法如圖1：圖1凱文接線法9款：SPD在工作時，SPD安裝位置處的線對地電壓限制在Up。若SPD和被保護設備間的線路太長，浪涌的傳播將會產生振蕩現象，設備端產生的振蕩電壓值可增至2Up，即使選擇了Up≤Uw，振蕩仍能引起被保護設備失效。保護距離Lpo是SPD和設備間線路的最大長度，在此限度內，SPD有效保護了設備。若線路長度小于10m或者Up/f＜Uw/2時，保護距離可以不考慮。若線路長度大于10m且Up/f＞Uw/2時，保護距離可以由公式估算：Lpo=（Uw-Up/f）/k(m)式中：k=25（V/m）當建筑物或建筑物附近地面遭受雷擊時，會在SPD與被保護設備構成的回路內感應出過電壓，它加于Up上降低了SPD的保護效果。感應過電壓隨線路長度、保護地PE與相線的距離、電源線與信號線間的回路面積的尺寸增加而增大，隨空間屏蔽、線路屏蔽效率的提高而減小。保護距離Lpi是SPD與被保護設備間最大線路長度，在此距離內，SPD對被保護設備的保護才是有效的，因此應考慮感應保護距離Lpi。可采取措施減小磁場強度，如建筑物（LPZ1）或房間（LPZ2等后續防護區域）采用空間屏蔽，使用屏蔽電纜或電纜管道對線路進行屏蔽等，采用了上述屏蔽措施后，可以不考慮感應保護距離Lpi。當SPD與被保護設備間的線路長、線路未屏蔽、回路面積大時，應考慮感應保護距離Lpi，Lpi用下列公式估算：Lpi=（Uw-Up/f）/h(m)式中：h=30000×KS1×KS2×KS3（V/m），因子按附錄B的規定取值。上述公式均引自IEC62305-4:2006，鑒于該計算方法在工程應用中仍有實際意義，本規范仍保留有關計算方法。10款：在一條線路上，級聯選擇和安裝兩個以上的浪涌保護器（SPD）時，應當達到多級電源SPD的能量協調配合。選擇多級SPD時，應按照各SPD的能量耐受能力分攤雷電流，把雷電流導引入地，使雷電威脅值減少到受保護設備的抗擾度之下，達到保護電子系統的效果。有效的能量配合應考慮各SPD的特性、安裝地點的雷電威脅值以及受保護設備的特性。SPD和設備的特性可從產品說明書中獲得。雷電威脅值主要考慮直接雷擊中的首次短雷擊。后續短時雷擊陡度雖大，但其幅值、單位能量和電荷量均較首次短雷擊小。而長雷擊只是SPDⅠ類測試電流的一個附加負荷因素，在SPD的能量配合過程中可以不予考慮。因此，只要SPD系統能防御直接雷擊中的首次短雷擊，其他形式的雷擊將不至于構成威脅。1配合的目的電源SPD能量配合的目的是利用SPD的泄流和限壓作用，把出現在配電線路上的雷電、操作等浪涌電流安全地引導入地，使電子信息系統獲得保護。只要對于預期的浪涌過電壓和過電流，SPD保護系統中任何一個SPD所耗散的能量不超出各自的耐受能力，就實現了能量配合。2能量配合的方法SPD之間可以采用下列方法之一進行配合：1）伏安特性配合這種方法基于SPD的靜態伏安特性，適用于限壓型SPD的配合。該法對電流波形不是特別敏感，也不需要去耦元件，線路上的分布阻抗本身就有一定的去耦作用。2）使用專門的去耦元件配合為了達到配合的目的，可以使用具有足夠的浪涌耐受能力的集中元件作去耦元件（其中，電阻元件主要用于信息系統中，而電感元件主要用于電源系統中）。如果采用電感去耦，電流陡度是決定性的參數。電感值和電流陡度越大越易實現能量配合。3）用觸發型的SPD配合觸發型的SPD可以用來實現SPD的配合。觸發型SPD的電子觸發電路應當保證被配合的后續SPD的能量耐受能力不會被超出。這個方法也不需要去耦元件。3去耦元件的選擇如果電源SPD系統采用線路的分布電感進行能量配合，其電感大小與線路布設和長度有關。線路單位長度分布電感可以用下述方法近似估算：兩根導線（相線和地線）在同一個電纜中，電感大約為0.5到1μH/m（取決于導線的截面積）；兩根分開的導線，應當假定單位長度導線有更大的電感值（取決于兩根導線之間的距離），則去耦電感為單位長度分布電感與長度的積。因此，為了配合，必須有最小線路長度要求。如不滿足要求就須加去耦元件（電感或電阻）。11款符合國標《低壓電涌保護器（SPD）第11部分：低壓配電源系統的電涌保護器性能要求和試驗方法》GB/T18802.11的SPD產品已將SPD可能失效短路的風險大大降低。由于SPD支路的短路電流與配電系統接地型式、接地電阻值、以及SPD自身結構及失效方式等多種因素有關，SPD自身可能無法確保安全分斷支路中可能出現的工頻失效電流或短路電流，設置外部脫離器有助于失效的SPD安全脫離，避免因故障擴大而影響被保護設備安全。理想的外部脫離器要滿足以下要求：1耐受安裝電路中SPD的沖擊電流或標稱放電電流不斷開；2安全分斷SPD安裝電路的預期短路電流，包括內部脫離器不能分斷的工頻電流。這兩類要求有時是相互矛盾的，在實際工程應用中可能需要全面考慮，有所取舍。因此選擇SPD的外部脫離器時應根據本條款的要求，同時考慮用戶需求、應用環境和成本效益因素，選擇適用的熔斷器、斷路器或SPD專用保護裝置等作為外部脫離器。12款傳統的SPD在運維過程中存在安裝分散、損壞不易被發現等問題，如果SPD損壞沒有及時發現，再次出現雷擊時將有可能對設備造成重大損失，因此針對一些重要性較高的建筑物可以采用SPD智能監測裝置，做到實時監測實時告警，及時維護更換，確保設備安全。同時，采用智能監測裝置對積累數據，改進防雷設計也有重要意義。5.5.4原5.4.4條修改。2款：根據《低壓電涌保護器第22部分：電信和信號網絡的電涌保護器（SPD）選擇和使用導則》GB/T18802.22-2019（IEC61643-22:2015，IDT）的7.3.1.2條編寫,圖5.5.4根據GB/T18802.22-2019圖4編寫。3款：表5.5.4根據GB/T18802.22-2019標準的7.3.1.3條表3編寫。5.5.5原5.4.5條修改。由于天饋線路種類較多，適配的天饋浪涌保護器規格差別很大，接地線最小截面積要求不宜過大，因此接地線最小截面積從原規范要求的6mm2減小到4mm2。5.6電子信息系統的防雷與接地5.6.2原5.6.2條修改。由于信息網絡系統線路種類較多，適配的信號浪涌保護器規格差別很大，接地線最小截面積要求不宜過大，因此接地線最小截面積從原規范要求的1.5mm2減小到1mm2。5.6.3原5.6.3條修改。4款：監控系統的戶外供電線路、視頻信號線路、控制信號線路應有金屬屏蔽層并穿鋼管埋地敷設。因為戶外架空線路難以做到防直接雷擊和防御空間LEMP的侵害，從實際很多工程的案例來看，凡是采用架空線路，在雷雨季節都難逃系統受到損害。因此，在初建時應按本款規定采用屏蔽線纜并穿鋼管埋地敷設。視頻圖象信號最好采用光纖線路傳回信號，以免攝像機受損，這是防直接雷擊和防LEMP的最佳方法。6防雷施工6.1一般規定6.1.3原6.1.4修改。測試儀表、量具的檢定或校準以及有效期應符合有關國家法規標準的規定。6.2接地裝置6.2.3原6.2.3修改。土壤腐蝕性較強地區可采用銅材或石墨材料等耐腐蝕性較好的接地材料。6.2.4原6.2.4修改。鋼質接地體連接常采用電弧焊，也可以采用熱熔焊接。本條是鋼質接地體采用電弧焊時的要求。6.2.5原6.2.5修改。考慮到焊接后強度的要求，銅材不適合于錫焊，同時異性材質的連接也不適合電焊等原因，它們的連接應采用熱熔焊。除此種方法外也可采用氧焊連接的方法。6.3接地線6.3.1原6.3.1修改。接地裝置應在不同位置至少引出兩根連接導體與室內總等電位接地端子板相連接。引出兩根的主要目的是對長期使用該接地裝置的設備有一個冗余保障。這里的“在不同位置”并不是指要隔開很遠的距離，而只是不在同一連接點上連接以避免同時出故障的可能性。焊接方式應根據材料性質選擇熱熔焊、電弧焊、氧焊等。6.4等電位接地端子板（等電位連接帶）6.4.4原6.4.4