新旧《建筑物防雷设计规范》低压配电线路防护措施的区别和理解

来源：职称驿站所属分类：气象学论文
发布时间：2012-12-07浏览：72次

　　摘要:为使规范的表述更加严谨，更符合实际情况，结合近年来的研究成果，《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010在防闪电电涌侵入方面做了诸多修改。为了更全面的掌握新旧规范防闪电电涌侵入措施的区别，本文通过对比新旧规范的相关条文内容，针对低压配电线路，从基本规定、不同类别的防雷建筑物采取的措施、不同敷设方式的要求等方面，分析了低压配电线路防闪电电涌侵入措施的修改内容及区别，最后总结了新规范对此方面的总体变化。防雷技术工作人员需要全面掌握新规范的标准要求，正确采取低压配电线路的防护措施，使之保护更加合理、有效。

　　关键词：规范,对比,低压配电线路,电涌保护器,区别

　　0 引言

　　闪电电涌侵入是指由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波，即闪电电涌，可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备[3]。低压配电线路是采取防闪电电涌侵入措施的主要项目，《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010(以下简称新规范)与GB50057-94(2000年版)(以下简称旧规范)对此方面的规定有比较大的变化，笔者就此部分内容提出自己的一些理解，以供大家参考。

　　1 基本规定

　　旧规范的基本规定：各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。

　　新规范的基本规定：各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置，并应采取防闪电电涌侵入的措施;在建筑物的地下室或地面层处，建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统、进出建筑物的金属管线应与防雷装置做防雷等电位连接。

　　可见，新规范将术语名称由“防雷电波侵入”改为“防闪电电涌侵入”，新旧规范都将该措施作为基本规定，但新规范增加了对建筑物的地下室或地面层处的要求，目的是为了防止在外部防雷装置与上述部件之间(建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统、进出建筑物的金属管线)放生危险的火花放电。具体到低压配电线路，就是要求各类建筑物入户处低压配电线路的金属外皮、钢管等均应与防雷装置做防雷等电位连接。新规范为强制性条文，必须严格执行，要求明显提高。

　　2 第一类防雷建筑物低压配电线路的防闪电电涌侵入措施

　　第一类防雷建筑物分为两种情况，一是在条件允许下应装设独立接闪杆或架空接闪线或网，即防直击雷的接地装置与防闪电感应的接地装置分设;二是特殊情况下难以装设独立的外部防雷装置(如建筑物高度很高)，防直击雷的接地装置与防闪电感应的接地装置合设，即采用共用接地。

　　2.1 分设时采取措施

　　2.1.1 首先对低压配电线路的敷设方式及类型提出要求，为防止雷击线路时高电位侵入建筑物造成危险，新规范规定室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋地敷设，而旧规范则为宜。此时要求入户处将电缆的金属外皮、钢管等接到等电位连接带或防闪电感应接地装置上即可。

　　2.1.2 当难以全线采用电缆时，应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，也就是说，不允许将架空线路直接引入建筑物内。新旧规范架空线与建筑物的距离及电缆埋地长度的要求对比如表1所示。

　　从表1可以看出，新规范增加了架空线与建筑物的距离要求，对电缆埋地长度的要求也有所不同。根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92规定，架空线路与爆炸性气体环境的水平距离不应小于杆塔高度的1.5倍。一般杆高为10m，故新规范要求为15m。规定架空线路与爆炸危险环境的间距，主要是考虑一旦发生架空线断线或杆塔倒塌事故，线路短路或接地电火花(电弧)不会作用到爆炸性气体环境，不会形成电气引燃源。对电缆埋地长度的要求是考虑电缆金属外皮、铠装、钢管等起散流接地体的作用。旧规范要求电缆埋地长度不得小于15m，也是为了满足架空线和建筑物的距离要求，但是在实际操作中，因未做明确规定，会出现架空线距建筑物只有几米，埋地电缆为满足长度要求而环绕建筑物敷设的情况。可见，新规范的规定更为合理、科学。

　　为防止雷击线路时高电位侵入建筑物造成危险，新旧规范规定在电缆与架空线连接处，尚应装设电涌保护器，电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地。电涌保护器的设置及接地措施，起到限压泄流的作用。其冲击接地电阻旧规范要求不应大于10Ω，新规范要求不应大于 30Ω，对接地阻值的要求有所降低。并且新规范对安装电涌保护器的条件、参数等做出了详细的规定，操作性比较强。

　　需要注意的是，当全线埋地或架空转换埋地引入时，入户处总配电箱没有明确要求安装SPD，主要是因为：

　　一、当全线埋地电缆引入时，电缆相当于处于LPZ1区，并且由于防直击雷接地装置和防闪电感应接地装置分设，在两者间隔距离满足规范要求的前提下，当防直击雷装置接闪时，流过防闪电感应接地装置的感应电流数值会很小，且在金属物已普遍等电位连接和接地的情况下，电位分布均匀，雷电流引起的电位差也会很小。

　　二、当架空转埋地引入时，为防止雷击线路时高电位侵入建筑物造成危险，已在转换处应装设SPD，此处装设SPD后，亦相当于形成一个防雷分区界面。

　　2.2 合设时采取措施

　　除按分设时采取相应措施外，旧规范规定在电源引入的总配电箱处宜装设过电压保护器，而新规范明确规定在电源引入的总配电箱处应设置电涌保护器，主要考虑此时接闪器遭受雷击时，感应电流对建筑物有关线路上的影响比外部防雷装置独立设置时要求大得多。

　　新规范对此处装设的电涌保护器的实验类型、电压保护水平明确了具体要求(Ⅰ级试验;Up≤2.5kV)，每一保护模式的冲击电流值，分屏蔽线路和非屏蔽线路两种情况分别按公式进行计算，当无法确定时，应取等于或大于 12.5 kA。而旧规范规定“当线路有屏蔽时，通过每个SPD的雷电流可按上述确定的雷电流的30%考虑”。相比而言，新规范更为合理。

　　3 第二类防雷建筑物低压配电线路的防闪电电涌侵入措施

　　旧规范对于爆炸危险环境的第二类防雷建筑物的低压架空线，当其处于平均雷暴日小于30d/a地区时，才允许直接引入建筑物内，否则应改换一段埋地金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，并且对埋地长度、接地及接地电阻值有相应的要求，并且转换处应装设避雷器。而对于非爆炸危险环境的第二类防雷建筑物，当架空线转换金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入时，其埋地长度应大于或等于15m，其他要求同爆炸危险环境;当架空线直接引入时，要求在入户处装设避雷器。

　　新规范将防闪电电涌侵入措施合并到防高电位反击中。

　　新规范则取消了埋地长度的要求，对低压配电线路的穿钢管等敷设方式也未做明显的要求和区分，也就是说允许架空线缆直接入户，但有强制性条文要求：低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处以及配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处，并在低压侧配电屏的母线上应装设电涌保护器。理论上，安装适配的SPD是可以限制瞬态过电压和分走浪涌的，能够满足防闪电电涌侵入的要求。但从工程实际应用看，采用穿钢管或铠装电缆埋地的方式更为实用、有效，因为如果只安装SPD，在工程上有很多使SPD失效或降低效用的因素，如SPD的质量问题、未明确的参数选择问题、老化问题、安装工艺问题等等，而采用穿钢管或铠装电缆埋地仅在入户处等电位接地即可，不存在SPD的这些问题。

　　另外，新规范取消了旧规范中对低压配电线路相关措施的接地阻值的要求，新规范强调采用共用接地，共用接地装置的接地电阻值在新规范第4.3.6条中作出了规定，因此就没有必要再做规定了。

　　4 第三类防雷建筑物低压配电线路的防闪电电涌侵入措施

　　旧规范对埋地电缆及转换处与第二类相同，对低压架空线允许直接引入，但应在进出处装设避雷器。而新规范与第二类的要求基本一致，只是具体公式上选值的不同，在此不做赘述。

　　5 结论

　　综合分析新旧规范关于低压配电线路防护措施的规定，其主要变化如下：

　　1、明确了各类防雷建筑物(除一类接地装置分设视情况确定)总配电箱处均应装设SPD;

　　2、不同类别的防雷建筑物采取的敷设方式及要求有所区别，尤其是对第二、三类防雷建筑物的引入方式不做要求;

　　3、明确了各类防雷建筑物低压配电线路安装的第一级SPD的类型及参数要求及计算方法。

　　建筑物低压配电线路的防护是整个防雷措施的重要环节，新规范对其做了诸多修改，使规范的表述更加严谨，更有利于实际操作，同时也体现了安全可靠、经济合理的理念。修改后部分低压配电线路采取的措施及要求有所不同，本文所分析的关于新旧规范在此方面的区别及对新规范的理解提供给防雷技术工作人员参考，全面掌握新规范内容，正确采取相应措施，使建筑物低压配电线路采取的防护措施更加符合防雷安全的要求，进一步做好防雷减灾工作。

　　参考文献：

　　[1] 机械工业部.建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)[S].北京.中国计划出版社.2001

　　[2] 化工部.爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92[S].北京.中国计划出版社.1992

　　[3] 机械工业联合会.建筑物防雷设计规范GB50057-2010. 北京.中国计划出版社.2011

《新旧《建筑物防雷设计规范》低压配电线路防护措施的区别和理解》

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