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摘要:笔者在学习过程中发现了新版与老版之间存在着几点很明显的不同,将其提炼出来进行比对,希望有助于广大设计师们能够尽快地熟悉和掌握新规范。
关键词:总则 术语
引言
新版GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》已经开始在我国全面实施,由于该规范为强制性国家标准,涉及各行各业,尤其与我们建筑电气设计行业紧密相关,需要我们加强学习、深刻领会、努力贯彻,笔者在学习过程中,对比了新、老版《防雷规范》之间存在的不同,与业内同行一起分享。
总则的变化
2.1第1.0.1条中在保护范围的内容中增加了“雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行”这部分内容。这源于近年来现代化建筑的迅速发展,精密且昂贵的电气和电子设备也不断涌入,因此增加这部分的保护,显得至关重要。
2.2 第1.0.2条中在适用范围内扩大至“扩建、改建”建筑物,并取消“本规范不适用于天线塔、公用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置的防雷设计”这部分内容,实际上,新版《防雷规范》是扩大了防雷设计的设计范围。
增加了术语章节
新版《防雷规范》增加了本章节,在该章节中,对雷击等五十条词条定义。
增加了防接触电压和跨步电压的内容
新版《防雷规范》在第4章节“建筑物的防雷措施”内新增了4.5.6小节,要求“在建筑物外引下线附近保护人身安全而要防接触电压和跨步电压的措施”,其内容主要由以下两部分组成。
4.1 防接触电压
具体措施详见新版《防雷规范》中的3.1、3.1.1、3.1.2、3.1.3、3.1.4条文,本文在此不做累述。
接触电压是指人站在发生接地短路故障设备旁边,距设备水平距离0.8米,这时人手触及设备外壳,手与脚两点之间呈现的电位差。
接触电位差:Ut=(174+0.174ρt)/√t
式中 Ut—接触电压差,U; ρt—人脚站立处地面的土壤电阻率,Ω;
t—接地短路电流的持续时间,s
接触电位差主要产生于电力系统的短路电流,而用在此处,接触电位差则来自雷击电流。为了避免雷电流产生的接触电压对人身的伤害,特在降低接地电阻Rd等方面制定了上述几点要求。
4.2防跨步电压
具体措施详见新版《防雷规范》中的3.2、3.2.1、3.2.2、3.2.3、3.2.4条文,本文在此不做累述。
跨步电位差是指地面水平距离0.8m的两点间的电位差,而人体两脚接触该两点时承受的电压,称为跨步电压。主要由于外力的原因,电气设备、接闪器的接地点,或者断落导线着地点,将有大量的扩散电流向大地流入,而使得周围地面上分布着不同电位,若人体的两脚分的很开,分别接触相距远的两点,则形成较大的电位差,有强电流通过人体,从而造成伤害。
跨步电位差:Us=(174+0.7ρt)/√t
式中Us—跨步电压差,U; ρt—人脚站立处地面的土壤电阻率,Ω;
t—接地短路电流的持续时间,s
针对上述两部分的内容,笔者认为,设计人员在具体工程设计时应根据不同的情况在上述接触电压和跨步电压两部分各自的规定中选择其中一条作为设计方案,还是比较容易实施的。但是需要注意的是:如果采用“利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于1 0 根柱子组成的自然引下线,这些柱子包括位于建筑物四周和建筑物内”的方式来设计防接触电压和跨步电压,为了满足10根柱子的要求,有些规模较小的工程则有可能需要选择建筑物内的柱子。这就与多年来设计师们习惯性设计将防雷引下线均设置在建筑物四周有所不同。但是这又是一条简单而有效的设计方式,只需要稍加留意,既可以满足防直击雷的要求,又可以防接触电压和跨步电压,可谓实现一举多得。
此外,条文说明中还补充,雷击条件下接触电压和跨步电压的安全性不能用50HZ交流电的计算式来判断。
修改防侧击雷的规定
在新版《防雷规范》4.3.9、4.4.8中,对第一类、第二类、第三类防雷建筑的防雷措施中防侧击雷部分在老版《防雷规范》的基础上做了较为多的修改,具体对比见表1
详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求
电气系统和电子系统的定义见本文的1.1章。
电涌保护器:用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。它至少应包含一个非线性电压限制元件,也称浪涌保护器。
新版《防雷规范》在第6.4章中,对电气系统和电子系统内电涌保护器的设置和上下级配合作了详尽的描述,需要设计师通篇细读,笔者大概总结了以下几点,供大家参考。
6.1 首先应在上述两个系统中的户外线路进入建筑物处,LPZ0A或LPZ0B进入LPZ1区处,设置电涌保护器。其次在其后的配电和信号线路上按照6.4.4~6.4.8条文中的相关规范考虑是否选择和安装与其协调配合好的电涌保护器。
6.2 用于电气系统的电涌保护器
电涌保护器的最大持续运行电压不应小于表2所规定的最小值;在电涌保护安装处的供电电压偏差超过所规定的10%以及谐波使电压复职加大的情况下,应根据具体情况对限压型电涌保护器提高表所规定的最大持续运行电压最小值。
6.3 用于电子系统的电涌保护器
电信和信號线路上所接入的电涌保护器的类别与其冲击限制电压试验用的电压波形和电流波形应符合表3。
简化了雷击大地的年平均密度计算公式
建筑物年预计雷击次数应按此式确定:N=kNgAe ,
式中,N—建筑物预计雷击次数(次/a) k—较正系数
Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度(次/km²/a)
Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km²)
上式与老版规范相同,只是此式中的Ng的定义及其公式发生了很大的变化,老规范:Ng=0.024Td1.3 新规范:Ng=0.1Td,比较两者,我们不难发现,新规范简化了该参数的计算。同时,新规范还提出,雷击大地的年平均密度,首先应按当地气象台、站的资料确定,若无此资料,再按上述公式计算。
结束语
笔者粗略地将新、老版的《防雷规范》做了一些比对,总的来说,防雷建筑设计的范围以及要求比以前提高了。希望能够对设计师们的防雷设计工作有所帮助,同时非常欢迎各位的同行提出批评意见,以期对这些电气问题达成一致认识,进一步做好我们的建筑电气设计工作,确保人身安全和电气系统、电子系统安全、可靠。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:总则 术语
引言
新版GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》已经开始在我国全面实施,由于该规范为强制性国家标准,涉及各行各业,尤其与我们建筑电气设计行业紧密相关,需要我们加强学习、深刻领会、努力贯彻,笔者在学习过程中,对比了新、老版《防雷规范》之间存在的不同,与业内同行一起分享。
总则的变化
2.1第1.0.1条中在保护范围的内容中增加了“雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行”这部分内容。这源于近年来现代化建筑的迅速发展,精密且昂贵的电气和电子设备也不断涌入,因此增加这部分的保护,显得至关重要。
2.2 第1.0.2条中在适用范围内扩大至“扩建、改建”建筑物,并取消“本规范不适用于天线塔、公用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置的防雷设计”这部分内容,实际上,新版《防雷规范》是扩大了防雷设计的设计范围。
增加了术语章节
新版《防雷规范》增加了本章节,在该章节中,对雷击等五十条词条定义。
增加了防接触电压和跨步电压的内容
新版《防雷规范》在第4章节“建筑物的防雷措施”内新增了4.5.6小节,要求“在建筑物外引下线附近保护人身安全而要防接触电压和跨步电压的措施”,其内容主要由以下两部分组成。
4.1 防接触电压
具体措施详见新版《防雷规范》中的3.1、3.1.1、3.1.2、3.1.3、3.1.4条文,本文在此不做累述。
接触电压是指人站在发生接地短路故障设备旁边,距设备水平距离0.8米,这时人手触及设备外壳,手与脚两点之间呈现的电位差。
接触电位差:Ut=(174+0.174ρt)/√t
式中 Ut—接触电压差,U; ρt—人脚站立处地面的土壤电阻率,Ω;
t—接地短路电流的持续时间,s
接触电位差主要产生于电力系统的短路电流,而用在此处,接触电位差则来自雷击电流。为了避免雷电流产生的接触电压对人身的伤害,特在降低接地电阻Rd等方面制定了上述几点要求。
4.2防跨步电压
具体措施详见新版《防雷规范》中的3.2、3.2.1、3.2.2、3.2.3、3.2.4条文,本文在此不做累述。
跨步电位差是指地面水平距离0.8m的两点间的电位差,而人体两脚接触该两点时承受的电压,称为跨步电压。主要由于外力的原因,电气设备、接闪器的接地点,或者断落导线着地点,将有大量的扩散电流向大地流入,而使得周围地面上分布着不同电位,若人体的两脚分的很开,分别接触相距远的两点,则形成较大的电位差,有强电流通过人体,从而造成伤害。
跨步电位差:Us=(174+0.7ρt)/√t
式中Us—跨步电压差,U; ρt—人脚站立处地面的土壤电阻率,Ω;
t—接地短路电流的持续时间,s
针对上述两部分的内容,笔者认为,设计人员在具体工程设计时应根据不同的情况在上述接触电压和跨步电压两部分各自的规定中选择其中一条作为设计方案,还是比较容易实施的。但是需要注意的是:如果采用“利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于1 0 根柱子组成的自然引下线,这些柱子包括位于建筑物四周和建筑物内”的方式来设计防接触电压和跨步电压,为了满足10根柱子的要求,有些规模较小的工程则有可能需要选择建筑物内的柱子。这就与多年来设计师们习惯性设计将防雷引下线均设置在建筑物四周有所不同。但是这又是一条简单而有效的设计方式,只需要稍加留意,既可以满足防直击雷的要求,又可以防接触电压和跨步电压,可谓实现一举多得。
此外,条文说明中还补充,雷击条件下接触电压和跨步电压的安全性不能用50HZ交流电的计算式来判断。
修改防侧击雷的规定
在新版《防雷规范》4.3.9、4.4.8中,对第一类、第二类、第三类防雷建筑的防雷措施中防侧击雷部分在老版《防雷规范》的基础上做了较为多的修改,具体对比见表1
详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求
电气系统和电子系统的定义见本文的1.1章。
电涌保护器:用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。它至少应包含一个非线性电压限制元件,也称浪涌保护器。
新版《防雷规范》在第6.4章中,对电气系统和电子系统内电涌保护器的设置和上下级配合作了详尽的描述,需要设计师通篇细读,笔者大概总结了以下几点,供大家参考。
6.1 首先应在上述两个系统中的户外线路进入建筑物处,LPZ0A或LPZ0B进入LPZ1区处,设置电涌保护器。其次在其后的配电和信号线路上按照6.4.4~6.4.8条文中的相关规范考虑是否选择和安装与其协调配合好的电涌保护器。
6.2 用于电气系统的电涌保护器
电涌保护器的最大持续运行电压不应小于表2所规定的最小值;在电涌保护安装处的供电电压偏差超过所规定的10%以及谐波使电压复职加大的情况下,应根据具体情况对限压型电涌保护器提高表所规定的最大持续运行电压最小值。
6.3 用于电子系统的电涌保护器
电信和信號线路上所接入的电涌保护器的类别与其冲击限制电压试验用的电压波形和电流波形应符合表3。
简化了雷击大地的年平均密度计算公式
建筑物年预计雷击次数应按此式确定:N=kNgAe ,
式中,N—建筑物预计雷击次数(次/a) k—较正系数
Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度(次/km²/a)
Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km²)
上式与老版规范相同,只是此式中的Ng的定义及其公式发生了很大的变化,老规范:Ng=0.024Td1.3 新规范:Ng=0.1Td,比较两者,我们不难发现,新规范简化了该参数的计算。同时,新规范还提出,雷击大地的年平均密度,首先应按当地气象台、站的资料确定,若无此资料,再按上述公式计算。
结束语
笔者粗略地将新、老版的《防雷规范》做了一些比对,总的来说,防雷建筑设计的范围以及要求比以前提高了。希望能够对设计师们的防雷设计工作有所帮助,同时非常欢迎各位的同行提出批评意见,以期对这些电气问题达成一致认识,进一步做好我们的建筑电气设计工作,确保人身安全和电气系统、电子系统安全、可靠。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。