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建筑物的防雷分類與防雷器設(shè)置

1、建筑物的防雷分類

根據(jù)國標(biāo)GB50057-2010 的要求，建筑物應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類，具體如下：

(1) 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第一類防雷建筑：

a、凡是制造、使用、貯存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會引起巨大破壞和人身傷亡者。

b、具有0區(qū)或者20區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物。

c、具有1區(qū)或者21區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物，因電火花引起的爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。

(2) 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第二類防雷建筑：

a、國家級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物。

b、國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機(jī)場(不包含露天場所和跑道)、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水泵房等特別重要的建筑物。

c、國家級計(jì)算中心、國際通信樞紐等對國民經(jīng)濟(jì)有重要意義的建筑物。

d、國家特級和甲級大型體育館。

e、制造、使用和貯存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)建筑物，且電火花不易引起爆炸或者不至于造成巨大破壞和人身傷亡者。

f、具有1區(qū)或者21區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物，且電火花不易引起爆炸和不至于造成巨大破壞和人身傷亡者。

g、具有2區(qū)或22區(qū)爆炸危險(xiǎn)場所的建筑物。

h、有爆炸危險(xiǎn)的露天鋼制封閉氣罐。

i、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要對或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所。

j、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑或一般性工業(yè)建筑。

(3) 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第三類防雷建筑：

a、省級重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物及省級檔案館。

b、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或者等于0.01次/a，且小于或者等于0.05次/a的部、省級辦公建筑和其他重要或者人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場所。

c、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或者等于0.05次/a且小于或者等于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑或一般性工業(yè)建筑。

d、在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)。高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或者等于15d/a的地區(qū)，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。

2、雷擊進(jìn)入建筑的沖擊電流的確定及防雷器選擇

依據(jù)GB50057-2010第三章第8條規(guī)定，在建筑物引入電源的總配電箱處應(yīng)裝設(shè)I級實(shí)驗(yàn)的電涌保護(hù)器。電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平應(yīng)小于或者等于2.5KV。每一保護(hù)模式的沖擊電流值，當(dāng)無法確定時(shí)，沖擊電流應(yīng)取大于或者等于12.5KA。依據(jù)GB50057-2010第三章第9條規(guī)定，對于建筑物引入電源的總配電箱處，根據(jù)電源線路有無屏蔽層情況，采取不同計(jì)算方式。當(dāng)電源引線無屏蔽層時(shí)，采用式2-1計(jì)算沖擊電流值，當(dāng)電源引線有屏蔽層時(shí)，采取式2-2計(jì)算沖擊電流。

Iimp=0.5*I/(n*m) (2-1)

Iimp=0.5*I*Rs/[n(m*Rs+Rc)] (2-2)

式中：

I——雷電流(KA)，I類建筑取200KA，II類建筑取150KA，III類建筑取100KA。

n——地下和架空引入的外來金屬管道和線路的總數(shù)。

m——需要確定的那一回線路內(nèi)導(dǎo)體芯線的總根數(shù)。

Rs——屏蔽層或鋼管每公里電阻(Ω/km)。

Rc——芯線每公里電阻(Ω/km)。

例如：某I類建筑物采用銅芯紙絕緣裸鉛包電力電纜ZQ3*120引入電源，設(shè)電纜絕緣層電阻率10¹³ Ω/m，建筑物供水、供電、通信管道為3。

電纜芯線電阻0.1530Ω/km，則根據(jù)式2-2計(jì)算雷擊時(shí)的沖擊電流為：

Iimp=(0.5*200*10¹³*10³)/[3*(3*10¹³*10³)+0.1530]KA≈10.582KA

故單相防雷器Iimp選用15KA即可。

但是，多數(shù)情況下建筑物進(jìn)線為三相四線或者三相五線形式，故對于防雷器選擇還需要根據(jù)實(shí)際進(jìn)線形式與防護(hù)形式進(jìn)行篩選。

以杭州易造科技有限公司的EPO系列SPD為例，公司研發(fā)設(shè)計(jì)的EPO-20AL系列防雷器根據(jù)建筑物進(jìn)線形式設(shè)計(jì)了兩種防護(hù)形式，以滿足不同客戶的防雷需求。杭州易造科技有限公司的EPO-20AL系列防雷器設(shè)計(jì)有4P和3PN兩種方案。滿足TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)的不同接線防護(hù)要求。當(dāng)用戶采用4P形式對線路和設(shè)備進(jìn)行防護(hù)時(shí)，僅需考慮每一單獨(dú)相和零相的沖擊電流即可，無論哪一相遭受雷擊，都可以將雷電流順利導(dǎo)入大地。當(dāng)用戶采取3PN形式對線路和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)時(shí)，除了需要考慮每一相的沖擊電流外，還需要考慮所有線路的總放電電流，這種方式，在考慮N-PE間共模保護(hù)時(shí)，防雷器沖擊電流必須為4-5倍單相沖擊電流才能保證設(shè)備和線路不致受雷擊而損壞。