GB/T 21714.4-2008
基本信息
标准号:
GB/T 21714.4-2008
中文名称:雷电防护 第4部分:建筑物内电气和电子系统
标准类别:国家标准(GB)
英文名称:Protection against lightning - Part 4: Electrical and electronic systems within structures
标准状态:已作废
发布日期:2008-04-24
实施日期:2008-11-01
作废日期:2016-04-01
下载格式:pdf zip
相关标签:
雷电
防护
部分
建筑物
电气
电子系统
标准分类号
标准ICS号:
环保、保健与安全>>13.260电击防护
中标分类号:电工>>电工综合>>K09卫生、安全、劳动保护
出版信息
出版社:中国标准出版社
书号:155066·1-32018
页数:【胶订-大印张】67页
标准价格:86.0
出版日期:2008-07-01
相关单位信息
首发日期:2008-04-24
起草人:何金良、邱传睿、胡军、陈水明、曾嵘、黄智慧、谷山强、陈未远、王晶晶、李雨、孙巍巍
起草单位:清华大学、中国铁道科学研究院、广东省防雷中心等
归口单位:全国雷电防护标准化技术委员会
提出单位:全国雷电防护标准化技术委员会
发布部门:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会
主管部门:国家标准化管理委员会
标准简介
GB/T21714《雷电防护》分为4部分,本部分为GB/T21714的第4部分。本部分为首次发布。本标准提供对建筑物内电气和电子系统的雷电电磁脉冲防护系统的设计、安装、检验、维护和测试的资料,以减少由于雷电电磁脉冲产生的永久性失效风险。GB/T21714的本部分起因于雷电电磁作用导致电气和电子系统失效而带来的渐增的费用。其中最重要的是那些用于数据处理和存储的电子系统,以及用于高投资、大规模、高复杂度工厂(出于成本和安全因素,这些工厂不允许生产中断)的流程控制和安全的电子系统。
标准内容
1CS13.260
中华人民共和国国家标准
GB/T21714.4—2008/1EC62305-4:2006雷电防护
第4部分:建筑物内电气和电子系统Protection against lightningPart 4:Electrical and electronic svstems within structures(IEC62305-4:2006.IDT)
2008-04-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局数码防伤
中国国家标准化管理委员会
2008-11-01实施
GB/T21714.4--2008/IEC62305-4.2006前言
规范性小用文件
术语和定义
LEMP防护措施系统(LPMS)的设计和安装t.1
LPMS设计vv99.net
雷电防扩区(IPZ)
LPMS基本防护措施
接地和搭接
接地装置
搭接网络·
搭接持排·
I.PZ边界处的搭接
搭接部件的材料和尺寸
6感房散和勿线
空间尿蔽·
内部线路派·
内部线路伟线
外部线路屏蔽
磁屏激的材料和尺寸.
协调配合的SPD防护
LPMS系统管理·
8.1LPMS管理i划·
8.2LPMS检套
附录A(资料性附表)
I.PZI区内电环境评估基础..
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
既有建筑物内电子系统I.EMP防护措施的实施SPD的协调配合
附录D(资料性附录)
协调配!合SPD保护的选择和安装参考文献
GB/T21711雷电防护》出下列1部分组成:第1部分:总则:
第2部分:风险管理;
第3部分:建筑物的物理损坏和生命危险;第·部分:建筑物内电气和电子系统。言
GB/T21714.4—2008/IEC62305-4:2006本部分为(GBT21714的第1部分,等同采用IEC62305-±:2C06雷电防护第4部分:建筑物内
电气和电子系统(英文版)。
本部分的附录A~附录D均为资料性附录本部分由全国雷电防护标准化技术委员会提出并归口。本部分负责起草单位:清华大学。本部分参加起草单位:中国铁道科学研究院、广东省防销中心、天津市中力防雷技术有限公司本部分主要起草人:何金良、邱传容、胡军、陈水明、曾崃、黄智慧、谷山强、陈未远、王晶晶、李雨、孙巍巍
本部分为首次发布
GB/T21714.4--2008/IEC62305-4:2006引言
雷电作为危害源,是一种高能现象。闪电释放数百兆焦耳的能量。与建筑物内电气和电子系统中的敏感电子设备所能受的毫焦耳数量级的能量相比:无疑很有必要另加防护措施去保护这些设备GB/T21714的本部分起因于雷电电磁作用导致电气和心子系统失效而带来的渐增的费用。其中最重要的是那些用于数据处理和存储的电子系统.以及用于商投资、大规模、高复杂度工厂(出于成本和安全因素·这些工厂不允诈生产中断)的流程控制和安全的电子系统。如(GBT21714.2一2008所规定·需电可能在建筑物内产生不同类型的危害:D1一一由于接触电压和跨步电压引起的对生命的伤害:D2一出于机械、热、化学和爆炸等效应引起的物理损害:D3--一由于电磁作用引起的电气与电子系统的失效。GBT21714.32008播述减少物理损等和命伤害风险的防护措施,假没有包含对电气和电子系统的防扩。
因此GB,T21714的第4部分提供了关于减少建筑物内电气和电子系统永久性失效风险的防护措施的资料。
雷电电磁脉冲(LEMP)可以由以下途径引起电气和电子系统的永久性失效:a)通过连接导线传输给设备的传导和感应浪涌:b)辐射电磁场直接作用于设备上的效应。建筑物外部或内部都可产生浪涌:建筑物外部浪涌由需击入户电线或其附近地面产生·并经电线本身传输到电气和电了统:建筑物内部浪涌山雷击建筑物或其附近地面产生需电电磁耦合的产生可以基于不同的机理:电阻性耦合(例如建筑物接地装置的接地阻抗或电缆屏蔽层电阻):·磁场耦合(例如由于电气和电子系统中线路构成的问路或搭接导体的电感所引起):+
电场耦合(例如由于鞭状天线接受所以起):注:道常电场耦合作用比磁场耦合作用小很多,可不了考辐射电磁场可以由以下方式产生:雷电通道内流过的电流:
在导体中流过的部分雷电流(例如BT21714.32008描述的外部1.PS引下线中.或本部分措述的外部空间犀蔽体中的电流)。1范围
雷电防护
GB/T21714.4—-2008/1EC62305-4:2006第4部分:建筑物内电气和电子系统本部分提供对建筑物内电气和电了系统的雷电电磁脉冲防护系统(I.PMS)的设计、安装、检验、维护和测试的资料,以减少由于雷电电磁脉冲产生的水久性失效风险。本部分不包含对可能导致电了系统故障的雷电电磁「扰的防扩。但附录A的资料也能用于评估这种骚扰。对电磁干扰的防护措施参见IEC60364444IEC61000系列11本部分可以指导电气和电了系统设计者与防护措施设计者之间进行的合作,以达到最优防护效果本部分不涉及电气和电子系统本身的具体设计,2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T21711的本部分的用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括财误的内容)或修订版均不适用于个部分,然而.鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这此文件的最新版本。凡是不注!1期的用文件·具最新版本适用于本部分。
GB16895.22--2001
建筑物电气装置
第3部分:电代设备的选择和安装制设备第534节:过电压保护电器(1EC69364-5-53:2001:11)T)GB T16935.1
GB/T17626.5-1999
GB/T17626.9
GHT17626.101998
4-10:1993)
GR18802.12002
1.1998.IDT
隔离、开关和控
低压系统内设备的绝缘配合第1部分:原理、要求和试验(idtIE66+-1:电磁兼容
电兼容
电脑兼容
试验和测量技术:浪涌(冲出)抗扰度试验(ictIFC61000-4-5:试验和测量技术
脉冲磁场抗扰度试验(id1EC6100049:武验和测量技术:阻尼操荡磁场抗抗度试验(idtIEC61000低压配电系统的电泽保护器(SPD)第1部分:性能要求和试验方法(IEC61643GR/T18802.12-2006
12.2002.IDT)
低压配电系统的电消保护器(SPD)第12部分:选择和使用导则(1EC61643GB/T 18802.21--2004
低压电涌保护器:第21部分:电信和信号网络的电保护器(SPD)性能要求和试验方法(IE61613-21:2000.1DT)GBT 21714.1-2008
GB/T 21714.2—2008
GB T 21714.3--2008
IEC60364-4-44:2001
IEC61643-22:2004
雷电防护第1部分:总则(1EC623031:2006.IDT)第2部分:风险管理(IEC62305-2:2006.IDT)雷电防护
雷电防护
第3部分:建筑物的物理损坏称生合危险(1FC62305-3:2006建筑物电气装置
第4-44部分:安全防护电压骚扰与电骚扰的防护低压电保器
(SPD)一选择和使用导则
[方括号中数字代表参考文献
器必部介:连接电信相隆网络的电保护器1
GB/T21714.42008/EC62305-42006TEC61000-52:1997
电磁兼容(EMC)第部分:安装和调试指南第2节:接地和布线ITK.20:2003电信中心通信设备抗过电和过电流的能力TU1TK.21:2003用户终端通信设备抗过电压和过电流的能力3术语和定义
下列术语和定义适用于(B/T21714的本部分3.1
电气系统electrical system
装有低压供电部件的系统。
电子系统electronic system
装有敏感电了部件的系统,如通信设备、计算机、控制和仪长系统、无线电系统、电力电了设备等。3.3
Einternalsystem
内部系统
建筑物内的电气和电子系统。
lightningelectronagnetieimpulse雷电电磁脉冲
雷电流的电磁效应
注:它也插传导浪涌及销时练冲电磁场辐时作用3.5
surges
由IEMP引起的.以过电压和或过电流形态出现的瞬态波注:由LEP起的浪消可来于岛部在电流,设寄回路的您宝效应.以必信了浪通保护器(SP力下级的我余减胁:
额定冲击耐受电压水平ratedinpulsewithstandvoltageleve山制造商对设备或其集部件认定的冲击耐受电压,表征其规定的时过电用的抗击家能力注:本部分使多惠游电导体和地之问的剪受电医11693,1)3.7
雷电防护水平
lightning protection level
组击电流参数数值其相美的最大和最小设计值不成当超过自然发生的电。可概童和美的
注:根据相关的“祖雷电流参数、用雷电防护水平设计防护措施。3.8
雷电防护区
lightning protection zone
规定雷电电磁场环境的区域。
理:甜电防抗K的区城零准下一适是物理边界(例如墙、地和天花板)3.9
LEMP防护措施系统LEMPproteetionmeasuressystemLPAS
内部系统川来防护LEMP的究防扩措施系统3.10
格栅形空间屏蔽
发grid-like spatial shield
有开孔特征的磁屏蔽
GB/T21714.4—2008/IFC62305-4:2006注:对连筑物或房间·适合用建筑物的自然金属构件相互连接来实现(例如混凝土中的钢筋、金国柜架和金属支猴等)
接地装置earthterminationsystem外部LPS的一部分.用于将雷电流传导和泄放到大地3.12
客bondingnetwork
连接网络
建筑物和内部系统所有导体部件(带电导体除外)与接地装置相互连接的网络:3.13
earthingsystem
接地系统
出接地装置和搭接网络组成的完整系统3.14
浪涌保护器
surge protective device
用于限制瞬态过电压和对浪涌电流进行分流的器件·它至少包含一个非线性元件(GB18802.1)
用Iimp测试的SPDSPDtestedwithlimp耐受典型波形10350us的部分击电流的SPD.要求一个相应的冲击试验电流1:注:对电力线路.合适的满试电流1出GB18802.1的等级1测试序定义3.16
用In测试的SPDSPDtestedwithIn耐受典型波形820us的感应浪涌电流的SPD.要求一个相应的冲击试验电流1.注:对电力线路·台适的测试电流1,由GB318S02.的等级1副试程呼定义3.17
用组合波测试的SPDSPDtestedwithacombinationWare耐受典型波形820S的感应浪涌电流的SPD.要求一个相应的冲击试验电流为1注:对电力线路,合适的组合波测试由GB18832.1的等级山测试程序定义,规定--个内阻2Q的组合波发生器的开路电压为Le波形为1.250s.路电流为1、波形为S2s3.18
电压开关型SPDSPD-voltageswitchingtype无浪涌时呈高阻抗值,任,-日响成电压浪涌时·其阻抗突然变为低值的SPD注1:用作电压开关型装置的常见器件有:放电间障,气体放电管(GI)T)、品闸管(可控硅整流器)和瑞双尚可控陆:有时称这神SPD为“急剧免路型“SPI)注2:电压开关器件有不连续的电压电流持性GB18802.1
限压型SPDSPD-voltagelimitingtype尤浪涌时呈高阻抗值·但随着浪涌电流利浪涌电压的增加·其阻抗会不断减小的SPD注:同件非线性装置的带见器作有,压敏电阳和制二极管,这些SPD有时称为“搭化型“SPD注2:限乐器件有连续的电压电流待性。GB 18802.1
组合型SPDSPD-combinationtype3
GB/T21714.4--2008/1EC62305-4:2006将电压开关型组件和限压型组件组装在一起的SPD.根据外施电压的特性,SPD显示出电压开关特性、限压特性或者同时具有电压开关特性和限压特件。[GB18802.]
协调配合的SPD防护coordinatedSPDprotection一组经过适当选择、配合和安装,用于减少电气和电子系统的SPD。4LEMP防护措施系统(LPMS)的设计和安装雷电电磁脉冲(L.EMP)会危及电气和电子系统,因此应采取LEMP防护措施以避免建筑物内部的电气和电子系统失效。
对LEMP的防护是基于需电防护区(LPZ)概念:包含被保护系统的空间可划分成LPZ。这些区域是理论上指定的空间,某空间的LEMP严重程度和该空间内的内部系统的耐受水平相匹配(见图1)。根据IEMP强度的业著变化划分连贯的区域,LPZ的边界中采用的防护措施来定义(见图2)LPZ0
电力线
搭接点
金属支柱或栅栏
PZ2边界
通信线
进入建筑物的设施直接或通过合适的SPD搭接LPZ1边界
注:本图是一个建筑物划分内部LPZ的示例。所有进人建筑物的金属公共设施采用搭接母排在LPZ1边界做搭接。同时·进入I.PZ2(例如计算机机房)的金属公共设施采用用搭接母排在LPZ2边界做搭接图1划分不同LPZ的基本原则
I.PS+LP7.1屏蔽
LPZ2屏蔽
(受损者)
GB/T21714.4-2008/IEC62305-4:2006LPZO
1/2(SB)
SPD0/1
部分雷电流
)采用空间屏蔽和“协调配合的SPD防护“的LPMS对于传导浪涌(UeU和I)和辐射磁场(H≤H.),设备得到良好的防护LPS-LPZ1屏蔽
(受损者)
SPD0/1
部分雷电流
b)采用LPZ1空间屏蔽和LPZ人口SPD防护的LPMS对于传导浪涌(U:(受摄者)
屏蔽机箱或底盘等
SPD0/1/2
)采用内部线路屏蔽和LPZ1人口SPD防护的LPAS(MB)
部分雷电流
对于传导浪涌(UU利II.)和辐射磁场(H,(受损者)
SPP1/2
d)仅采用协调配合的SPD防护”的LPMSHo
SPD0/1
部分雷电流
对于传导浪涌(U≤U。和I2《L).设备得到防护:但对于辐射磁场(H。)却无防护作用(注:LPZ1实为LPZ0B,H2实为H)注1:SPD可以位十下列位置(见D.1.2):-LPZ1边界上(例如主配电盘MB);-[PZ2边界上(例如次配电盘SB;或者靠近设备处(例如电源插孔SA)。注2:详细的安装规则参阅IEC60364-5-53注3:屏蔽(-
)和非屏蔽(
一)的界面。
图2(续)
使电气和电子设备永久失效的ILEMP可由下列因素产生:通过连接导线传输给设备的传导和感应浪涌:辐射电磁场直接作用于设备上的效应。注1:符合相关EMC产品标准规定的无线频率发射测试和抗扰度测试的仪器设备.电磁场直接作用于设备引起的失效可以忽略:
注2:对于不符合相关EMC产品标准的仪器设备·附录A提供了如何对电磁场直接作用于仪器设备本身进行防护的资料。这些仪器设备对辐射磁场的耐受水平依据CB/T17626.9和GB/T17625.10选取。4.1LPMS设计
通过LPMS设计可以实现设备对于浪涌和辐射电磁场的防护。以图2为例:图2a)所示,一个采用了空间屏蔽和“协调配合的SPD防护”的LPMS,能对辐射电磁场和传导浪涌进行防护。格栅形空间屏蔽和协调配合的SPD可以将磁场和浪涌的威胁减少到较低水平。
图2b)所示.LPL1采用空间屏蔽利和LPZ1人口采用SPD的LPMS,可以使设备对辐射磁场和传导浪涌进行防护
注1:对于磁场保持较高值(出于LPZ1的屏蔽效果差).或者浪涌幅度仍然很高(由于SPD防护水平太高及SPD下级线路上的感应作用)的情况,防护效果将不够充分。图2c)所示,采用屏蔽线路和屏蔽外壳设备的LPMS,可以对辐射磁场进行防护:LPZ1人口SPD将对传导浪涌进行防护。为了使浪涌威胁达到较低水平,可能需要特殊的SPD(例如在6
GB/T21714.4—2008/IEC62305-4:2006内部增加协调配合的级数),以达到足够低的电压防护水平。图2d)所示,使用\协调配合的SPD防护”体系的LPMS.由于SPD只能对传导浪涌进行防护,因此仅适用丁防护对辐射电磁场不敏感的设备。使用协调配合的SPD可以使浪涌威胁达到较低水平。
注2:图2a)~图2c)的解决方案,特别建议用于不符合相关F.MC产品标准规定的仪器设备。注3:根据GBT21714.3—202S规定、仅采用等电位搭接SPD的LPS.不能防止敏感电气和电子系统失效。可以减小网眼尺寸利选择合适的SPD来改进LPS.使其成为LPMS的有效组成部分。4.2雷电防护区(LPZ)
根据雷电威胁程度,定义了如下的雷电防护区LPZ(见GB/T21714.1一2008):外部区域
该区域中,威胁来自于未衰减的雷电电磁场。内部系统可能遭遇全部或部分雷电浪涌电流。LPZ0又分为:
该区域中,威胁来自于直击雷和全部雷电电磁场。内部系统可能遭遇全部雷电浪电流。该区域中,对直击雷进行了防护,但受到全部雷电电磁场威胁。内部系统可能遭遇部分雷电冲击电流。
内部区域(直击雷防护区)
该区域浪涌电流通过边界上的分流和SPD得到限制。空间屏蔽能衰减雷电电磁场。LPZ2n该区域浪涌电流通过边界上的分流和附加SPD得到进一步限制。附加的空间屏蔽能用来进一步衰减雷电电磁场
LPZ由安装LPMS来实现·例如.安装协调配合的SPD和或磁场屏蔽(见图2)。根据被保护设备的编号、类型和耐受水平,可以规定适当的LPZ,包括小的局部区域(例如设备机箱)或者大的完整区域(例如完整的建筑物空间)(见图B.2)。如果两个分开的建筑物由电力线或信号线连接在一起,或者为了减少所需SPD的数目,有必要将相同序号的LPZ互连起来(见图3)。在某些特殊情况下或者为了减少所需SPD的数目,也需要将一个LPZ扩展进另一个LPZ(见图4)。对LPZ的电磁环境的详细计算参见附录A。4.3LPMS基本防护措施
对LEMP的基本防护措施包括:
接地和搭接(见第5章)
接地装置将雷电流传导并泄放到大地。搭接网络将最大程度地降低电位差,减少磁场。磁屏蔽和布线(见第6章)。
空间屏蔽衰减了雷电直击建筑物或其附近而在LPZ内部产生的磁场·并减少了内部浪涌。使用屏蔽电缆或屏蔽电缆管道屏蔽内部线路,最大限度地减少了感应浪涌。内部线路合理布线能够最大限度地减少感应回路,从而减小内部浪涌。注1空间屏蔽、内部线路屏蔽和合理布线可以同时使用,也可以单独使用。进入建筑物的外部线路屏蔽减少了传导到内部系统的浪涌。协调配合的SPD防护(见第7章)。协调配合的SPD防护限制了外部和内部浪涌。应始终确保接地和连接,特别是在进人建筑物的入口处.将每个导电设施直接或通过等电位连接的SPD进行连接。
注2:根据GB/T21714.3—2008的雷电等电位搭接(EB)仪能对危险放电进行防护。根据本部分,内部系统对浪涌进行防护需要协调配合的SPD防护。GB/T21714.4—2008/1EC62305-4:2006SPD
,标·部分雷电流。
注:图3e)表示两个LPZ1用电力线或信号线连接。应特别注意两个LP7.1分别代表有独立接地系统的相距数十米或数百米的建筑物的情况,这种情况·大部分雷电流会沿着连接线流动,未被防护。)采用SPD互连两个LPZ1
t,2部分需电流。
注:图3b)表示该间题可以利用屏蔽电筑或屏蔽电缆管道连接两个LPZ1来解决,前提是屏薪层可以携带部分露电流。若沿屏蔽层的电压降不太大,可以免装SPDb)采用屏蔽电缆或屏蔽电缆管道互连两个LPZ1P2
注:图3c)表示两个LPZ2用电力线或信号线连接。由于线路暴露在LPZ1的威胁水平内,在进人每个LPZ2时需要安装SPD。
C)采用SPD互连两个LPZ2
注:图3d)表示若将两个LPL2用屏蔽电缆或屏蔽电缆管道互连,可以避免干扰并免装SPId)采用屏蔽电缆或屏蔽电缆管道互连两个LPZ2图3雷电防护区互连示例
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