Embed Size (px)
Citation preview
雷击类型、损害和损失类型雷击类型、损害和损失类型建筑物 公共设施
雷击点 损害来源
损害类型
损失类型 损害类型
损失类型
S1
D1
D2
D3
L1 ， L4b
L1 ， L2 ， L3 ，L4
L1 ， L2 ， L4
D2
D3
S2 D3 L1a ， L2 ， L4
S3
D1
D2
D3
L1 ， L4a
L1 ， L2 ， L3 ，L4
L1a ， L2 ， L4
D2
D3
L2 ， L4
L2 ， L4
S4 D3 L1a ， L2 ， L4 D3 L2 ， L4
L2L2 ，， LL44
L2L2 ，， LL44
根据雷击点位置划分的损害来源损害类型
D1 ：接触和跨步电压导致的人员伤亡（人 和牲畜）；D2 ：实体损害；D3 ：过电压导致的电气和电子系统的失效。
损失类型
L1 ：生命损失；L2 ：向大众服务的公共设施的损失；L3 ：文化遗产损失；L4 ：经济损失。
雷电防护系统
外部防雷
接闪器
引下线
接地装置
内部防雷
等电位连接
防闪络措施
电涌保护器
屏蔽（法拉弟
笼）
综合防雷系统综合防雷系统
相关标准相关标准GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范GB 50057-200X 建筑物防雷设计规范GB/T 21714.4-2008 雷电防护 第 4 部分： 建筑物内电气和电 子系统GB 16895.22-2004 建筑物电气装置 第 534 节： SPD
GB/T 18802.12-2006 低压配电系统的 SPD 第 12 部分：选择和 使用原则QT/T 10.3-2007 SPD 第 3 部分：在电子系统信号网络中的选 择和使用原则
在建筑物人口处的等电位连接在建筑物人口处的等电位连接
GasGas Z
Tank Pipe Cathodically Protected
Foundation Earth Electrode
Lightning Protection Equipotential Bonding
EBBEBB
Ext
ern
al L
igh
tnin
g P
rote
ctio
n
PSC
ZWater
组成 组成 SPD SPD 的元件的元件
Components / 元器件
Arc Choppingspark gap
Arc Chopping火花隙
gas-filledsurge arrester
充气放电器
VDR
压敏电阻
suppressordiode
抑制二极管
TT 019 CN 18.11.98
SPDSPD 元件标准元件标准GB/T 18802.311-2007 气体放电管 GDT
GB/T 18802.321-2007 雪崩二极管 ABD
GB/T 18802.311-2007 压敏电阻 MOV
GB/T 18802.311-2007 晶闸管 TSS
放电间隙 Spark-gap SG
SPD SPD 定义定义
电涌保护器——目的在于限制瞬态过电压和分走电涌 电流的器件，它至少含有一非线性元
件。电源 SPD—— 连接到低压配电系统的 SPD 。电信 SPD—— 连接到电信和信号网络的 SPD 。适用电压：直流 1500V
交流 1000V （ r·m·s ）（ 50Hz ）
低压配电系统用 低压配电系统用 SPD SPD 分类分类T1 （ I 级分类试验）
用标称放电电流 In 、 1.2/50μs 冲击电压和 10/350
μs 冲击电流 Iimp 做的试验，对应为电压开关型 SPD
T2 （Ⅱ级分类试验） 用标称放电电流 In 、 1.2/50μs 冲击电压和 8/20
μs 最大放电电流 Imax 做的试验，对应为限压型 SPD 。T3 （Ⅲ级分类试验） 用混合波（ 1.2/50μs 和 8/20 μs ）做的试验，对 应为组合型 SPD 。
电信信号网络用 电信信号网络用 SPDSPD 分类 分类 分类 小类别 开路电压 短路电流
非常低的上升速率
AC
A1 ≥1kV
0.1 ～ 100kV/s
10A 0.1 ～ 2A/ μs
≥1000 μs （持续时间）A2 由交流负载试验的规定决定
低上升速率 B1 1kV(10/1000) 100A(10/1000)
B2 1kV 至 4kV(10/700 ）
25 至 100A （ 5/300 ）
B3 ≥1kV(100V/ μs ） 10 至 100A(10/1000)
快上升速率 C1 0.5 至 1kV(1.2/50 ） 0.25 至 1kA （ 8/20 ）C2 2 至 10kV(1.2/50 ） 1 至 5kA(8/20 ）C3 ≥1kV(1kV/ μs ） 10 至 100A(10/1000)
高能量 D1 ≥1kV 0.5 至 2.5kA(10/350)
D2 ≥1kV 0.6 至 2kA(10/250)
建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范
第 6.4.4 条
SPD 必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。
使用安装使用安装 SPDSPD 的三项基本要求的三项基本要求
★ 安装 SPD 之后，在无电涌发生时， SPD 不应 对电气（电子）系统正常运行产生影响。 ★ 安装 SPD 之后，在有电涌发生的情况下， SPD
能承受预期通过的雷电流而不损坏，并能箝制 电涌电压和分走电涌电流★ 在电涌电流通过后， SPD 应迅速恢复高阻状态， 切断工频续流。
Uc—— 最大持续运行电压
可以持续加在 SPD 上而不导致 SPD 动作的最大交流电压（ r·m·s ）或直流电压为 SPD 的动作阈值，也是 SPD 的额定电压值。
GB 50057-94 （ 2000 年版）规 定
GB50057 给定值与 IEC 给出的系数值相比偏大，原因是考虑我国供电系统的电压偏差较大，适当增加了系数值，给定值为： TT 系统中 SPD 安装在剩余电流保护器的负荷侧 Uc≥1.55Uo
SPD 安装在剩余电流保护器的电源侧 Uc≥1.15Uo
TN 系统中 Uc≥1.15U o
IT 系统中 Uc≥1.15U
（ U 为线间电压， U = 3 Uo ）
UUcc （电信和信号中（电信和信号中 SPDSPD ））原则上 Uc≥1.2Un
通信类型 Un （ V ） Uc（ V ）
DDN/X·25 6 或 40 ～ 60 18 或 80
ISDN 40 80
百兆以太网 5 6.5
RS232 12 18
视频线 6 6.5
现场控制线 24 29
I I 放电电流放电电流
SPD 必须能承受通过它们的电流
Ⅰ级 SPD —— Iimp 冲击电流（ 10/350 ）
Ⅱ、Ⅲ级 SPD —— In 标称放电电流（ 8/20 ）
IIimpimp （冲击电流）（冲击电流）
方法一：
按 GB50057 中雷电流分配计算
方法二：
按 GB16895.22 中 S1 和 S2 的规定选取
外部防雷装置
进入建筑物的各服务性管线
等电位连接带
ii
建筑物
100%
50% 50%
接地装置
ii
ii
is
雷电流在建筑物内的分配
SPD IimpSPD Iimp 值计算值计算
条件：一属第二类防雷建筑物，引入水管、 电力线和信息线。电力线为 TN-C- S ， 需安 3 台 SPD ：
150kA/2=75kA （ LPS 分流） 75kA/3=25kA （入户三线分流） 25kA/3=8.3kA （三个 SPD ）
Iimp 为 8.3kA （ 10/350μs ）
在 LPZ0 ～ LPZ1区的 MB处， SPD1 ：★UC ： 1.15UO 、 1.55UO 或 1.15U
★UP≤2.5kV
★Iimp≥12.5kA （Ⅰ级），适用于 S1 和 S2 及 S3 和S4 中架空线为木杆
★In≥5kA （Ⅱ级），适用于 S3 和 S4 中架空线为金属杆
★ 可不装： S3 和 S4 型中金属杆（＜ 25d/a ）、埋地引入（ l＞ 2ρ ）
电源电源 SPD1SPD1 的选择的选择
电信及信号网络中电信及信号网络中 SPD1SPD1 选择选择
瞬态源对建筑物的直接
雷击（ S1 ）
对建筑物附近的雷击
（ S2 ）
对连接线路的雷击
（ S3 ）
对连接线路附近的雷击（ S4 ） b
交流的影响
耦合电阻性（ 1
）
感应（ 2
）感应 a
（ 2 ）电阻性
（ 1 ， 5 ）感应
（ 3 ）电阻性（ 4 ）
电压波形（ μs） —
1.2/50
1.2/50 — 10/70050/60
Hz
电流波形（ μs）
10/350
8/20 8/2010/350d ，
10/2505/300 —
优选的测试类别 C D1 C2 C2 D1 ， D2 B2 A2
在各在各 LPZLPZ 交界处交界处 SPDSPD 选择选择防雷区 LPZ 0/1 LPZ 1/2 LPZ 2/3
电涌值范围
10/350μs10/250μs
0.5-2.5kA —— ——
1.2/50μs8/20μs
——0.5-10kA0.25-5kA
0.5-1kV0.25-0.5kA
10/700μs5/300μs
4kV100A
0.5-4kV25-100A
——
SPDs 的 要 求（ 引自 QX10.1表 15 ）
SPD （ j） * D1 ， D2B2
——与建筑物外部无电阻性连接
SPD （ k） * —— C2/B2 ——
SPD （ i） * —— —— C1
* SPD （ j， k， i），见图 2 、图 3 。注： LPZ2/3栏下电涌值范围包括了典型的最低耐受能力要求并可安装于信息技术设备内部。
图 2 SPD 安装在防雷区交界处的配置示例
SPDSPD 安装级数两种观点安装级数两种观点
两种相反的观点
★ 因 SPD 后期工作量大，不维护比不装 SPD 的危害更大，
一般情况下住宅不宜安装 SPD
★ 电源上安 4 级（或 3 、 2 级） SPD
信息线上安 3 级（或 2 、 1 级） SPD
是否需要是否需要 SPD2SPD2
如果 Up1×k < 0.8×UW ，仅需要 SPDNo.1 （安装在装置入口处）。如果 Up1×k > 0.8×UW ，除了 SPDNo.1还应该安装 SPD No.2 （ Up2 < 0.8UW ）。Eq 是电压耐受能力为 UW 的设备，如 IEC 60664-1 中所定义。k 是考虑到可能的振荡得出的系数（ 1 < k < 2 ，见 6.1.2 ）。
图 4 是否需要附加保护的图例
IEC 345/02
Eq
Uw
Up2
No.2
Up1
No.1
SPD
SPD
需加需加 SPD2SPD2 、、 SPD3SPD3 的条件的条件
★UP ＞ 0.8UW
★SPD与受保护设备距离太长
★ 建筑物内有雷击放电和内部干扰源产生的电磁
感应场
Up Up 电压保护水平电压保护水平
由生产厂提供的一个表征 SPD 限制电压的性能参数。
Up ＜ 设备的耐受电压 UW
Up ＞ Uc
Up Up 的选择的选择电气装置标称电压 /V 各种设备额定耐冲击电压值 /KV
三相系统 带中性点的单相系统
电气装置电源进线端的设备
配电装置和末级电路设备 用电器具 特殊需要
保护设备
耐冲击过电压类别 IV III II I
120 ～ 240 4 2.5 1.5 0.8
220/380 6 4 2.5 1.5
注： I 类 —— 需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备； II 类 —— 如家用电器、手提电工工具或类似负荷； Ⅲ 类—— 如配电盘、断路器、包括电缆、母线、分线盒、开关、插座等的布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等的一些其它设备； IV 类 —— 如电气计量仪表、一次线过流保护设备、波纹控制设备。
Insulation coordination Insulation coordination 绝缘区域协调绝缘区域协调acc. to DIN VDE 0110 part 1acc. to DIN VDE 0110 part 1
主配电 6 kV 二次配电 4 kV
2,5 kV用电器 1,5 kV绝缘区域的抗冲击电压强度
kWhZ
L1L2L3PEN
雷击放电器 过电压放电器 仪器保护
SPDSPD 在在 TN-C-STN-C-S 系统中安装系统中安装TN-C-S-System
电力公司 主配电 二次配电 用电器L1L2L3NPE
仪器保护
FLASHTRAB VALVETRAB
SPDSPD 在在 TN-STN-S 系统中安装系统中安装
L1L2L3NPE
主配电 二次配电 用电器
RC
D
pro
tect
ion
sw
itch
TN-S-System
FLASHTRAB VALVETRAB
电力公司
仪器保护
SPDSPD 在在 TTTT 系统中安装系统中安装（（ 3+13+1 形式）形式）
供电系统 主配电 二次配电 用电器L1L2L3
NPE
FLASHTRAB
仪器保护
VALVETRAB
Fi-S
chut
zsch
alte
r
VAL-MSVAL-MS
F-MS 12-TT
FLT 100-TT
FLT 25-400FLT 60-400
SPDSPD 在在 ITIT 系统中安装系统中安装
电力公司 主配电 二次配电 用电器L1L2L3PE
FLASHTRAB
仪器保护
带有绝缘监测装置的 IT-System
Z <
VALVETRAB
SPDSPD 在在 TTTT 中安装中安装
电涌保护器（ SPD ）安装在 TT 系统中剩余电流保护器（ RCD ）的负荷侧
电涌保护 器接于
电涌保护器安装点的系统型式
TT 系统
TN-C系统
TN-S 系统 引出中性线的 IT 系统 不引出
中性线的 IT系统
装设依据 装设依据 装设依据 接线
形式 1 接线
形式 2 接线
形式 1 接线
形式 2 接线
形式 1 接线
形式 2
每一相线和中性线间 + · 不适用 + · + ·
不适用
每一相线和PE 线间 · 不适用 不适用 · 不适用 · 不适用 ·
中性线和PE 线间 · · 不适用 · · · · 不适用
每一相线和PEN 线间 不适用 不适用 · 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用
相线间（ L-L 间） + + + + + + + +
按系统特征确定的电涌保护器的连接形式
接线形式接线形式 22 的要求的要求
三相系统中： L-N 为 12.5kA 时 N-PE 为 50kA （ Iimp ）
单相系统中： L-N 为 12.5kA 时 N-PE 为 25kA （ Iimp ）
同样 In 值也要求为 4倍或 2倍 Up需考虑 SPD串连后的值之和
SPDSPD 和和 RCDRCD 的组合的组合
重点保证供电连续性
PD
SPD
E/1
SPDSPD 和和 RCDRCD 的组合的组合
重点保证保护连续性
PD
SPD
E/1
SPDSPD 和和 RCDRCD 的组合的组合
供电连续性和保护连续性的结合
E/1
PD1
SPD1
PD2
SPD2
凯文接线方式凯文接线方式
b
b≤0.5m 总接地端子或保护母线
电涌保护器（ SPD ）安装在或靠近电气装置电源进线端的示例
SP
D
E/1
避免二次污染的方式避免二次污染的方式Separate line conduit to minimize
interference signals
谢 谢谢 谢
