GB50057-2010防雷规范.doc

1、中华人民共和国国家标准 GB50057-2010建筑物防雷设计规范Design code for protection ofStructures against lightning2010-11-03 发布 2011-10-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合发布中华人民共和国国家标准建筑物防雷设计规范Design code for protection ofStructures against lightningGB 50057-2010主编部门：中国机械工业联合会批准部门：中华人民共和国建设部执行日期：2011年10月1日2011 北京中华人民

2、共和国住房和城乡建设部公告第824号住房和城乡建设部关于发布国家标准 建筑物防雷设计规范的公告 现批准建筑物防雷设计规范为国家标准，编号为 GB 50057 2010，自 2011年 10月 1日起实施。其中，第 3.0.2、3.0.3、3.0.4、4.1.1、4.1.2、 4.2.1(2、3)、4.2.3(1、2)、4.2.4(8)、4.3.3、4.3.5(6)、4.3.8(4、5)、4.4.3、4.5.8、 6.1.2条(款)为强制性条文，必须严格执行。原建筑物防雷设计规范 GB 5005794(2000年版)同时废止。中华人民共和国住房和城乡建设部 二 O一0年 十一月 三日前 言本规范

3、是根据中华人民共和国建设部于 2005年 3月 30日以建标函200584号“关于印发2005年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）的通知”的要求，由中国中元国际工程公司会同相关单位对建筑物防雷设计规范GB50057 -95(2000年版)修订而成的。本规范修订的主要内容为： 1.增加了术语一章； 2.变更防接触电压和防跨步电压的措施；3.补充外部防雷装置采用不同金属物的要求；4.修改防侧击的规定；5.详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求； 6.简化了雷击大地的年平均密度计算公式,并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。7.部分条款作了更具体的要求。本规范中以黑体字标

4、志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国机械工业联合会负责日常管理，由中国中元国际工程公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议反馈给中国中元国际工程公司（地址：北京市海淀区西三环北路 5号，邮编 100089）。 本规范组织单位、主编单位、参编单位和主要起草人： 组织单位：中国机械工业勘察设计协会主编单位：中国中元国际工程公司参编单位：五洲工程设计研究院中国气象学会雷电防护委员会北京市避雷装置安全检测中心中国石化工程建设公司中国建筑设计研究院

5、主要起草人：林维勇 黄友根 焦兴学 陶战驹 王素英 杨少杰 宋平健 黄旭 张文才 徐辉 本规范主要审查人员：张力欣 王厚余 丁杰 方磊 欧清礼 尹君平 王云福 关象石 杨维林 目 次1 总 则12 术 语23 建筑物的防雷分类94建筑物的防雷措施114.1基本规定114.2 第一类防雷建筑物的防雷措施124.3第二类防雷建筑物的防雷措施224.4第三类防雷建筑物的防雷措施304.5其他防雷措施355防雷装置395.1 防雷装置使用的材料395.2接闪器405.3引下线445.4 接地装置456防雷击电磁脉冲486.1基本规定486.2 防雷区和防雷击电磁脉冲48附录 A建筑物年预计雷击次数66

6、附录 B 建筑物易受雷击的部位69附录 C接地装置冲击接地电阻与71附录 D滚球法确定接闪器的保护范围(略)73附录 E 分流系数 kc73附录F雷电流75附录 G环路中感应电压和电流的计算78附录 H电缆从户外进入户内的屏蔽层截面积81附录J电涌保护器83J.1 用于电气系统的电涌保护器83J.2 用于电子系统的电涌保护器88921 总 则1.0.1为使建（构）筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建（构）筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。 1.0.2本规范适用于新建、扩建、改建

7、建（构）筑物的防雷设计。 1.0.3建（构）筑物防雷设计，应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点等的基础上，详细研究并确定防雷装置的形式及其布置。 1.0.4建（构）筑物防雷设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术 语2.0.1 对地闪击 lightning flash to earth雷云与大地（含地上的突出物）之间的一次或多次放电。 2.0.2雷击 lightning stroke对地闪击中的一次放电。 2.0.3雷击点 point of strike闪击击在大地或其上突出物上的那一点。一次闪击可能有多个雷击点。 2.0.4

8、雷电流 lightning current 流经雷击点的电流。 2.0.5防雷装置 lightning protection system (LPS)用于减少闪击击于建（构）筑物上或建（构）筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。 2.0.6外部防雷装置 external lightning protection system由接闪器、引下线和接地装置组成。2.0.7内部防雷装置 internal lightning protection system由防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成。 2.0.8接闪器 air-termination system由

9、拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。2.0.9引下线 down-conductor system用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体。 2.0.10接地装置 earth-termination system接地体和接地线的总合，用于传导雷电流并将其流散入大地。 2.0.11接地体 earth electrode 埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。 2.0.12 接地线 earthing conductor从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体；或从接地端子、等电位连接带至接地体的连接导体。 2.0.13直击雷 direct lightning fl

10、ash 闪击直接击于建（构）筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。 2.0.14闪电静电感应 lightning electrostatic induction 由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如没有就近泄入地中就会产生很高的电位。 2.0.15闪电电磁感应 lightning electromagnetic induction由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。 2.0.16闪电感应 lightning induction闪电

11、放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。 2.0.17闪电电涌 lightning surge闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应或雷击电磁脉冲引发，表现为过电压、过电流的瞬态波。 2.0.18闪电电涌侵入 lightning surge on incoming services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。 2.0.19防雷等电位连接 lightning equipotential bonding (LEB) 将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护

12、器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。 2.0.20等电位连接带 bonding bar将金属装置、外来导电物、电力线路、电信线路及其他线路连于其上以能与防雷装置做等电位连接的金属带。 2.0.21等电位连接导体 bonding conductor将分开的诸导电性物体连接到防雷装置的导体。 2.0.22等电位连接网络 bonding network (BN)将建（构）筑物和建（构）筑物内系统（带电导体除外）的所有导电性物体互相连接组成的一个网。 2.0.23接地系统 earthing system将等电位连接网络和接地装置连在一起的整个系统。 2.0.24防雷区 lightning pr

13、otection zone (LPZ)划分雷击电磁环境的区，一个防雷区的区界面不一定要有实物界面，例如不一定要有墙壁、地板或天花板作为区界面。2.0.25雷击电磁脉冲 lightning electromagnetic impulse (LEMP) 雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌和辐射电磁场。 2.0.26电气系统 electrical system由低压供电组合部件构成的系统。也称低压配电系统或低压配电线路。 2.0.27 电子系统 electronic system由敏感电子组合部件构成的系统。2.0.28建（构）筑物内系统 internal system建（构）

14、筑物内的电气系统和电子系统。 2.0.29电涌保护器 surge protective device (SPD) 用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。 2.0.30 保护模式 modes of protection电气系统电涌保护器的保护部件可连接在相对相、相对地、相对中性线、中性线对地及其组合，以及电子系统电涌保护器的保护部件连接在线与线、线与地及其组合。 2.0.31 最大持续运行电压 maximum continuous operating voltage (Uc) 可持续加于电气系统电涌保护器保护模式的最大方均根电压或直流电压；可持续加于电子系统电涌保护器

15、端子上，且不致引起电涌保护器传输特性减低的最大方均根电压或直流电压。 2.0.32标称放电电流 nominal discharge current (In) 流过电涌保护器 8/20s电流波的峰值。 2.0.33 冲击电流 impulse current (Iimp) 由电流幅值 Ipeak、电荷 Q和单位能量 W /R所限定。 2.0.34以 Iimp试验的电涌保护器 SPD tested with Iimp耐得起 10/350s典型波形的部分雷电流的电涌保护器需要用 Iimp电流做相应的冲击试验。 2.0.35 级试验 class test电气系统中采用级试验的电涌保护器要用标称放电电流

16、In、 1.2/50s冲击电压和最大冲击电流 Iimp做试验。级试验也可用 T1外加方框表示，即 T1。2.0.36以 In试验的电涌保护器 SPD tested with I n耐得起 8/20s典型波形的感应电涌电流的电涌保护器需要用 In电流做相应的冲击试验。 2.0.37级试验 class test电气系统中采用级试验的电涌保护器要用标称放电电流 In、 1.2/50s冲击电压和 8/20s电流波最大放电电流 Imax做试验。级试验也可用 T2外加方框表示，即 T2。 2.0.38以组合波试验的电涌保护器 SPD tested with a combination wave耐得起 8/

17、20s典型波形的感应电涌电流的电涌保护器需要用 Isc短路电流做相应的冲击试验。 2.0.39 级试验 class test电气系统中采用级试验的电涌保护器要用组合波做试验。组合波定义为由 2组合波发生器产生 1.2/50s开路电压 Uoc和8/20s短路电流 Isc。级试验也可用 T3外加方框表示，即 T3。 2.0.40电压开关型电涌保护器 voltage switching type SPD无电涌出现时为高阻抗，当出现电压电涌时突变为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、硅可控整流器或三端双向可控硅元件做这类电涌保护器的组件。也称“克罗巴型”电涌保护器。具有不连续的电压、电流特性。 2.

18、0.41限压型电涌保护器 voltage limiting type SPD无电涌出现时为高阻抗，随着电涌电流和电压的增加，阻抗连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管做限压型电涌保护器的组件。也称“箝压型”电涌保护器。具有连续的电压、电流特性。 2.0.42 组合型电涌保护器 combination type SPD 由电压开关型元件和限压型元件组合而成的电涌保护器，其特性随所加电压的特性可以表现为电压开关型、限压型或电压开关型和限压型皆有。 2.0.43测量的限制电压 measured limiting voltage施加规定波形和幅值的冲击波时，在电涌保护器接线端子间测得的最大电压值。 2

19、.0.44 电压保护水平 voltage protection level (Up) 表征电涌保护器限制接线端子间电压的性能参数，其值可从优先值的列表中选择。电压保护水平值应大于所测量的限制电压的最高值。 2.0.45 1.2/50s冲击电压 1.2/50 svoltage impulse 规定的波头时间 T 1为 1.2s、半值时间 T 2为50s的冲击电压。 2.0.468/20s冲击电流 8/20 scurrent impulse规定的波头时间 T 1为 8s、半值时间 T 2为 20s的冲击电流。 2.0.47设备耐冲击电压额定值 rated impulse withstand vol

20、tage of equipment (Uw) 设备制造商给予的设备耐冲击电压额定值，表征其绝缘防过电压的耐受能力。 2.0.48插入损耗 insertion loss 在电气系统中：在给定频率下，连接到给定电源系统的电涌保护器的插入损耗为电源线上紧靠电涌保护器接入点之后，在被试电涌保护器接入前后的电压比，结果用 dB表示。电子系统中，由于在传输系统中插入一个电涌保护器所引起的损耗，它是在电涌保护器插入前传递到后面的系统部分的功率与电涌保护器插入后传递到同一部分的功率之比。通常用 dB表示。 2.0.49回波损耗 return loss 反射系数倒数的模。一般以分贝 (dB)表示。 2.0.50

21、 近端串扰 near-end crosstalk (NEXT)串扰在被干扰的通道中传输，其方向与产生干扰的通道中电流传输的方向相反。在被干扰的通道中产生的近端串扰，其端口通常靠近产生干扰的通道的供能端，或与供能端重合。3 建筑物的防雷分类3.0.1 建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。 3.0.2在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物： 1凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 2 具有 0区或 20区爆炸危险场所的建筑物。 3 具有 1区或 21区爆炸危险

22、场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 3.0.3在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物： 1国家级重点文物保护的建筑物。 2国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。注：飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。 3国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。 4国家特级和甲级大型体育馆。 5制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 6具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不

23、易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 7 具有 2区或 22区爆炸危险场所的建筑物。 8 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。 9 预计雷击次数大于 0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他 重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 10预计雷击次数大于 0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 3.0.4 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物： 1省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。2 预计雷击次数大于或等于 0.01次/a，且小于或等于 0.05次/a 的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物，以及火灾危险场所。 3

24、预计雷击次数大于或等于 0.05次/a，且小于或等于 0.25次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 4 在平均雷暴日大于 15d/a的地区，高度在 15 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于 15 d/a的地区，高度在 20 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。4建筑物的防雷措施4.1基本规定4.1.1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。第一类防雷建筑物和本规范第 3.0.3条 57款所规定的第二类防雷建筑物，尚应采取防闪电感应的措施。 4.1.2 各类防雷建筑物应设内部防雷装置，并应符合下列规定： 1

25、在建筑物的地下室或地面层处，以下物体应与防雷装置做防雷等电位连接：1） 建筑物金属体。2） 金属装置。3） 建筑物内系统。4） 进出建筑物的金属管线。 2除本条 1款的措施外，外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间，尚应满足间隔距离的要求。 4.1.3本规范第 3.0.3条 24款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷击电磁脉冲的措施。其他各类防雷建筑物，当其建筑物内系统所接设备的重要性高，以及所处雷击磁场环境和加于设备的闪电电涌无法满足要求时，也应采取防雷击电磁脉冲的措施。防雷击电磁脉冲的措施应符合本规范第 6章的规定。 4.2 第一类防雷建筑物的防雷措施4.2.1 第一类防雷

26、建筑物防直击雷的措施应符合下列规定： 1应装设独立接闪杆或架空接闪线或网。架空接闪网的网格尺寸不应大于 5 m5 m或 6 m4 m。 2排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内：1） 当有管帽时应按表 4.2.1的规定确定。2） 当无管帽时，应为管口上方半径 5 m的半球体。3） 接闪器与雷闪的接触点应设在本款第1项或第2项所规定的空间之外。 表 4.2.1有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间装置内的压力与周围空气压力的压力差 (kPa)排放物对比于空气管帽以上的垂直距离 (m)距管口处的水平距离 (m)5重于空气12525重于空气

27、2.5525轻于空气2.5525重或轻于空气55注：相对密度小于或等于 0.75的爆炸性气体规定为轻于空气的气体；相对密度大于 0.75的爆炸性气体规定为重于空气的气体。3 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等，当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧，以及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀，接闪器的保护范围可仅保护到管帽，无管帽时可仅保护到管口。4独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的每根支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用金属杆塔或钢筋网作为引下线。5独立接闪杆和架空接闪线或网的支柱及其接

28、地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离（图 4.2.1），应按下列公式计算，但不得小于 3 m。图 4.2.1 防雷装置至被保护物的间隔距离1被保护建筑物；2金属管道1)地上部分：当 hx5Ri时： Sa10.4(Ri 0.1hx) (4.2.1- 1) 当 hx5Ri时：Sa10.1(Rihx) (4.2.1- 2) 2)地下部分： Se10.4Ri (4.2.1- 3) 式中： Sa1空气中的间隔距离 (m)； Se1地中的间隔距离 (m)； Ri 独立接闪杆、架空接闪线或网支柱处接地装置的冲击接地电阻 ()；hx 被保护建筑物或计算点的高度(m)。 6 架空接

29、闪线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的间隔距离（图 4.2.1），应按下列公式计算，但不应小于 3 m。 1)当(hl/2)5Ri时，Sa20.2Ri0.03(hl/2 ) (4.2.1-4)2)当(hl/2)5Ri时， Sa20.05Ri0.06(hl/2) (4.2.1-5) 式中： Sa2接闪线至被保护物在空气中的间隔距离(m)； h接闪线的支柱高度(m)； l接闪线的水平长度(m)。 7 架空接闪网至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的间隔距离，应按下列公式计算，但不应小于 3 m。 1)当(hl1)5Ri时， 0.4Ri0.06 (hl1) (4.2.1-6) 2)当(hl1)5Ri时， 0.1Ri0.12 (hl1) (4.2.1-7) 式中： Sa2接闪网至被保护物在空气中的间隔距离(m)； l1 从接闪网中间最低点沿导体至最近支柱的距离 (m)； n 从接闪网中间最低点沿导体至最近不同支柱并有同一距离 l1的个数。 8 独立