防雷擊電磁脈沖第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.1基本規定在舊規范的基本規定中有5條，新規范只有2條，只保留了舊規范中的一條（即6.1.4條），理由如下：舊規范GB50057-94的第六章是在GBJ57-83的基礎上加上去的，沒有與整本規范形成統一的整體。新規范在修訂時是統一考慮的，因此舊規范的6.1.1條就沒有必要了；一個信息系統是否需要防雷擊電磁脈沖，新規范已在第四章的基本規定4.1.3條進行了規定，所以舊規范的6.1.2條也不必重復規定了；由于防雷要采取綜合措施，一個信息系統若要防雷擊電磁脈沖，此建筑物安裝防直擊雷裝置是必須的，沒有必要另行規定，因此，舊規范6.1.3條也沒有必要了。第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.1基本規定6.1.1條：“在工程的設計階段不知道電子系統的規模和具體位置的情況下，若預計將來會有需要防雷擊電磁脈沖的電氣和電子系統，應在設計時將建筑物的金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋等自然構件、金屬管道、配電的保護接地系統等于防雷裝置組成一個接地系統，并應在需要之處預埋等電位連接板?！狈览讚綦姶琶}沖的措施中，建筑物的自然構件和各種金屬物及日后安裝的設備之間的等電位連接是很重要的。許多工程在建設初期甚至建成后，仍不知其用途（有些是供出租用）。若在設計施工階段不做好等電位連接并預埋連接板，待施工完成后，想要實現本條所規定的措施是很難的。并且設計中預先按此規定做并不會給施工增加難度和成本，建筑物投入使用前只要合理選用預埋連接板做好符合要求的等電位連接并安裝SPD，防雷措施就完善了。目前設計上并不注意這一點，圖紙審查和檢測時需要重視并加以糾正。第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.1基本規定新規范中6.1.2條是強制性條款，舊規范也有此條款，但不在基本規定中，在第四節的6.4.1條。

“當電源采用TN系統時，從建筑物總配電箱起供電給本建筑物內的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統?！边@是因為正常的負荷電流只應沿中線N線流回，不應使有的負荷電流沿PE線或與PE線有連接的導體流回，否則，這些電流會干擾正常運行的用電設備。第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.2防雷區和防雷擊電磁脈沖這一節是本章的總則，提出防雷區的概念及劃分方法（6.2.1條），并原則性地規定了各防雷區防雷擊電磁脈沖的措施（6.2.2條和6.2.3條）。6.2.1條以各防雷區交界處的電磁環境有明顯改變作為劃分不同防雷區的特征。防雷區劃分的一般原則如圖所示：第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.2防雷區和防雷擊電磁脈沖防雷區的概念比較簡單，新舊規范的規定基本一致。但防雷區概念的提出很重要：將需要保護的空間劃分為不同的防雷區，以規定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖磁場強度的嚴重程度和指明各區交界處的等電位連接點的位置。防雷擊電磁脈沖的措施都是以防雷區的概念為基礎的，如果沒有防雷區的概念，防雷規范不會這么簡潔有序，技術人員的思路不會這么井井有條。第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.2防雷區和防雷擊電磁脈沖6.2.2條以圖示的方法原則性地提出了四種防雷擊電磁脈沖措施中安裝磁場屏蔽和安裝協調配合好的多組電涌保護器的組合方法。采用大空間屏蔽和協調配合好的電涌保護器保護采用LPZ1的大空間屏蔽和進戶處安裝電涌保護器的保護采用內部線路屏蔽和在進入LPZ1處安裝電涌保護器的保護僅采用協調配合好的電涌保護器的保護第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.2防雷區和防雷擊電磁脈沖（a）采用大空間屏蔽和協調配合好的電涌保護器保護設備得到良好的防導入電涌的保護，U2大大小于U0和I2大大小于I0，以及H2大大小于H0防輻射磁場的保護第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.2防雷區和防雷擊電磁脈沖（b）采用LPZ1的大空間屏蔽和進戶處安裝電涌保護器的保護設備得到防導入電涌的保護，U1小于U0和I1小于I0，以及H1小于H0防輻射磁場的保護第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.2防雷區和防雷擊電磁脈沖（c）采用內部線路屏蔽和進入LPZ1處安裝電涌保護器的保護設備得到防線路導入電涌的保護，U2小于U0和I2小于I0，以及H2小于H0防輻射磁場的保護第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.2防雷區和防雷擊電磁脈沖（d）采用協調配合好的電涌保護器保護設備得到防線路導入電涌的保護，U2小于U0和I2小于I0，但不需防H0輻射磁場的保護第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.2防雷區和防雷擊電磁脈沖6.2.3條規定：“在兩個防雷區的界面上宜將所有通過界面的金屬物做等電位連接。當線路能承受所發生的電涌電壓時，電涌保護器可安裝在被保護設備處，而線路的金屬保護層或屏蔽層宜首先于界面處做一次等電位連接?！边@條規定也是原則性地規定了做等電位的要求和位置。6.3節“屏蔽、接地和等電位連接的要求”及6.4節“安裝和選擇電涌保護器的要求”這兩節的內容是對6.2.2條及6.2.3條規定的具體化和細化。第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.3屏蔽、接地和等電位連接的要求6.3.1條規定：“屏蔽、接地和等電位連接的要求宜聯合采取下列措施：”（這些措施與舊規范基本一致。）6.3.2條規定了在屏蔽效率未做試驗和理論研究時，磁場強度衰減的計算方法。這部分內容變化比較大，原因是舊規范中的計算方法有錯誤，現在予以改正。（專題講解）第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.3屏蔽、接地和等電位連接的要求6.3.3條第1款規定了每幢建筑物本身應采用一個接地系統，具體連接方法如圖6.3.3所示。6.3.3條第2款規定了相鄰建筑物之間有電氣和電子系統的線路連通時，宜將其接地裝置互相連接。這條規定很重要，在實際工作中主要是針對建筑物單體進行設計評價和檢測，基本忽略了相鄰建筑物是否有互相連接的金屬管線。例如在氣象觀測站的防雷設計中，就涉及到這個問題，如果不按這一條的規定進行設計，雷電反擊問題將非常嚴重。第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.3屏蔽、接地和等電位連接的要求6.3.4條詳細規定了“穿過各防雷區界面的金屬物和建筑物內系統以及在一個防雷區內部的金屬物和建筑物內系統”在界面處如何做好等電位連接的具體要求。其中第1、2、3款詳細規定了所有進入建筑物及后續防雷區界面處的外來導電物在界面處做防雷等電位連接的方法和器材的規格；第4款規定了“所有電梯軌道、起重機、金屬地板、金屬門框架、設施管道、電纜橋架等大尺寸的內部導電物”，其等電位連接的方法。第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.3屏蔽、接地和等電位連接的要求第5款對電子系統的等電位連接及接地裝置進行了規定，要求“電子系統的所有外露導電物體應與建筑物的等電位連接網絡做功能性等電位連接。電子系統不應設獨立的接地裝置。向電子系統供電的配電箱的保護地線（PE線）應就近與建筑物的等電位連接網絡作等電位連接”。

這款強調電子系統不應設獨立的接地裝置，其原因：一是按照《民用建筑電氣設計規范》第12.7.1條的規定：“當電子設備接地與防雷接地系統分開時，兩接地網的距離不宜小于10m”。現代建筑物一般都比較密集，難于按照規范要求間隔10m為電子系統設立獨立的接地裝置；二是共用接地裝置可以有效防止地電位反擊。第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.3屏蔽、接地和等電位連接的要求第5款同時強調“向電子系統供電的配電箱的保護地線（PE線）應就近與建筑物的等電位連接網絡作等電位連接。”這一點很重要。如果PE線不就近與建筑物的等電位連接網絡作等電位連接，即使在此安裝了SPD，雷電流要通過PE線泄放，線路太長，阻抗很大，達不到快速泄放雷電流的目的，達不到限制電涌電壓的目的，也達不到與整個建筑物防雷系統等電位的目的。這個問題在實際工作中是普遍存在的，在檢測配電箱時，只測接地電阻，而沒有檢查其是否就近與建筑物的等電位連接網絡作了等電位連接，這個問題應引起我們足夠的重視。第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.3屏蔽、接地和等電位連接的要求規定了S型等電位連接和M型等電位連接的適用范圍，明確規定：“當電子系統為300kHz以下的模擬線路時，可采用S型等電位連接，且所有設施管線和電纜宜從接地基準點（ERP)處附近進入該電子系統。當電子系統為兆赫茲級數字線路時，應采用M型等電位連接,系統的各金屬組件不應與接地系統各組件絕緣。每臺設備的等電位連接線的長度不宜大于0.5m，并宜設兩根等電位連接線安裝于設備的對角處，其長度相差宜為20%”。第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.3屏蔽、接地和等電位連接的要求當功能性接地線的長度l為干擾頻率（干擾波）波長的1/4或其奇數倍時將產生諧振，接地線的阻抗成為無窮大，它成為一根天線，能接收遠磁場的干擾或發射出干擾磁場。所以通常最好是按遠離加于導體的電氣干擾頻率的1/4波長來選擇接地導體的物理長度l，最好是

l≤λ/20。但是現在數字化電子系統的工作頻率越來越高，如普通計算機的時鐘頻率是100MHz，在此頻率下，要做到l≤λ/20=300/（100×20）=0.15m是很困難的。所以推薦每臺設備從基準平面引兩根接地導體接于設備底的對角處，兩根導體一長一短，相差約20%，如一根為0.5m，一根為0.4m。這樣，即使其中一根產生諧振，即阻抗無窮大，另一根是不會的。第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求6.4.1條規定：

“復雜的電氣和電子系統中，除在戶外線路進入建筑物處，LPZ0A或LPZ0B進入LPZ1區，按本規范第4章要求安裝電涌保護器外，在其后的配電和信號線路上應按本規范第6.4.4～6.4.8條確定是否選擇和安裝與其協調配合好的電涌保護器?！?/p>

SPD的安裝準則：安裝的SPD越靠近引來線路入戶處（安裝在總配電箱處），建筑物內將被這處SPD保護到的設備越多（經濟利益）。SPD越靠近需要保護的設備，其保護越有效（技術利益）。第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求IEC62305-4:2010附錄C中有以下規定：

“在以下條件下建筑物內系統得到保護：它們在能量上與上游的SPD配合好。滿足下列條件之一：當SPD與要保護的設備之間的電路長度是很小時(典型的情況是SPD安裝在設備的接線端處)：Up/f≤Uw;當電路長度不大于10m時（典型的情況是SPD安裝在分配電箱處或安裝在插座處）：Up/f≤0.8Uw;當電路長度大于10m時（典型的情況是SPD安裝在線路進入建筑物處或在某些情況安裝在分配電箱處）：Up/f≤(Uw-Ui)/2。當建筑物（或房間）有空間屏蔽、有線路屏蔽（采用有屏蔽的線路或金屬線槽）時，在大多數情況下感應電壓Ui很小，可以略去不計?！?/p>

以下條款均按此原則來規定。第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求6.4.5條：電涌保護器安裝位置和放電電流的選擇，應符合下列規定：戶外線路進入建筑物處，即LPZ0A或LPZ0B進入LPZ1區，所安裝的電涌保護器應按本規范第4章的規定確定?？拷枰Ｗo的設備處，即LPZ2區和更高區的界面處，當需要安裝電涌保護器時，對電氣系統宜選用Ⅱ級或Ⅲ級試驗的電涌保護器，對電子系統宜按具體情況確定，并應符合本規范附錄J的規定，技術參數應按制造商提供的、在能量上與本條第1款所確定的配合好的電涌保護器選用，并應包含多組電涌保護器之間的最小距離要求。舊規范中對電涌保護器的最小距離要求有：

“在一般情況下，當在線路上多處安裝SPD且無準確數據時，電壓開關型SPD與限壓型SPD之間的線路長度不宜小于10m，限壓型SPD之間的線路長度不宜小于5m?！?/p>

新規范中沒有對最小距離要求做具體的規定。第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求電涌保護器應與同一線路上游的電涌保護器在能量上配合，電涌保護器在能量上配合的資料應由制造商提供。若無此資料，Ⅱ級試驗的電涌保護器，其標稱放電電流不應小于5kA；Ⅲ級試驗的電涌保護器，其標稱放電電流不應小于3kA。第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求6.4.6條：電涌保護器的有效電壓保護水平，應符合下列規定：對限制型電涌保護器：對電壓開關型電涌保護器，應取下列公式中的較大者：式中：Up/f——

電涌保護器的有效電壓保護水平（kV）；

Up——電涌保護器的電壓保護水平（kV）；△U——電涌保護器兩端引線的感應電壓降，即L×（di/dt），戶外線路進入建筑物處可按1kV/m計算，在其后面的可按△U=0.2Up計算，僅是感應電涌時可略去不計。為取得較小的電涌保護器有效電壓保護水平，應選用有較小電壓保護水平值的電涌保護器，并應采用合理的接線，同時應縮短連接電涌保護器的導體長度。第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求舊規范中第6.4.4條規定：

“電涌保護器必須能承受預期通過它們的雷電流，并應符合以下兩個附加要求：通過電涌時的最大鉗壓，有能力熄滅在雷電流通過后產生的工頻續流。在建筑物進線處和其它防雷區界面處的最大電涌電壓，即電涌保護器的最大鉗壓加上其兩端引線的感應電壓應與所屬系統的基本絕緣水平和設備允許的最大電涌電壓協調一致。為使最大電涌電壓足夠低，其兩端的引線應做到最短?！毙乱幏秾τ陔娪勘Ｗo器的要求僅保留了能夠通過最大鉗壓，對其有效電壓保護水平作了規定，取消了熄滅工頻續流的要求，其原因是，目前的SPD均有能夠切斷工頻續流能力的設計或裝置。第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求6.4.7確定從戶外沿線路引入雷擊電涌時，電涌保護器的有效電壓保護水平值的選取應符合下列規定：當被保護設備距電涌保護器的距離沿線路的長度小于或等于5m時，或在線路有屏蔽并兩端等電位連接下沿線路的長度小于或等于10m時，應按下式計算

(6.4.7-1)式中：Uw

—被保護設備的設備絕緣耐沖擊電壓額定值(kV)。此條規定主要考慮到雷電波的震蕩反射影響，舊規范第6.4.8條規定：“安裝的SPD所得到的電壓保護水平加上其兩端引線的感應電壓以及反射波效應不足以保護距其較遠處的被保護設備的情況下，尚應在被保護設備處裝設SPD，其標稱放電電流In不宜小于8/20μs3kA。當被保護設備沿線路距安裝的SPD不大于10m時，若該SPD的電壓保護水平加上其兩端引線的感應電壓（有效的電壓保護水平）小于被保護設備耐壓水平的80%，一般情況在被保護設備處可不裝SPD?！钡?6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求震蕩現象對保護距離的影響：當用SPD保護特定設備或當位于總配電箱處的SPD不能對一些設備提供足夠保護時，SPD應安裝在盡可能靠近需要保護的設備處。如果SPD與被保護設備之間的距離過大時，震蕩通常能導致設備端子上的電壓升高到2倍UP，在某些情況下甚至可能還超過這一電壓水平。雖然安裝了SPD，這一電壓可能損壞被保護的設備?？山邮艿木嚯x（稱為保護距離）取決于SPD的形式、系統的形式、所進來電涌的陡度和波形以及所連接的負荷。特別僅在以下情況下才可能將電壓加倍：設備是一高阻抗負荷或設備在內部被斷開。通常，對小于10m的距離可不管震蕩現象。有時，設備設有內部保護元件（如壓敏電阻），這甚至在更長的距離下也將顯著減小震蕩現象。第27頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第六章防雷擊電磁脈沖

6.4安裝和選擇電涌保護器的要求當被保護設備距電涌保護器的距離，沿線路的長度大于10m時，應按下式計算:(6.4.7-2)

式中：U