GB∕T 21714.1-2015 雷电保护第1部分：总则.pdf

犐 犆犛 犓 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准犌犅犜 犐 犈犆 ：代替 雷电防护第部分：总则犘 狉 狅 狋 犲 犮 狋 犻 狅 狀犪 犵 犪 犻 狀 狊 狋犾 犻 犵 犺 狋 狀 犻 狀 犵犘 犪 狉 狋：犌犲 狀 犲 狉 犪 犾狆 狉 犻 狀 犮 犻 狆 犾 犲 狊（：，）发布 实施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 会发 布目次前言引言范围规范性引用文件术语和定义雷电流参数雷电损害雷电防护的必要性和经济合理性 防护措施 建筑物雷电防护的基本准则 附录（资料性附录）雷电流参数 附录（资料性附录）用于分析的雷电流时间函数 附录（资料性附录）用于测试的雷电流模拟 附录（资料性附录）模拟雷电对部件影响的测试参数 附录（资料性附录）不同安装点的雷电浪涌 参考文献 图 各部分的关系图不同损害类型产生的损失类型和风险 图确定的（）图确定的（）图 冲击电流参数的定义（典型值犜）图 长时间雷击参数的定义（典型值犜）图 下行雷闪的可能组成成分（通常是对平地和低矮建筑物的雷击）图 上行雷闪的可能组成成分（通常为对暴露和或较高建筑物的雷击）图 雷电流参数的累积频率分布（曲线通过概率 到的值）图 首次正极性短时间雷击电流的上升沿波形 图 首次正极性短时间雷击电流的下降沿波形 图 首次负极性短时间雷击电流的上升沿波形 图 首次负极性短时间雷击电流的下降沿波形 图 后续负极性短时间雷击电流的上升沿波形 图 后续负极性短时间雷击电流的下降沿波形 图 按参数得出的雷电流幅频密度曲线 图 模拟首次正极性短时间雷击单位能量和长时间雷击电荷的试验发生器 图 根据表 定义的雷电流陡度 犌犅犜 犐 犈犆 ：图 用于大试品的模拟首次正极性短时间雷击波头陡度的试验发生器 图 用于大试品的模拟后续负极性短时间雷击波头陡度的试验发生器 图 用于计算两导线电动力的示意图 图 的导体典型布置图 图 图 结构应力犉的应力图 图 沿图 中水平导线单位长度上的力犉 表雷电对典型建筑物的影响表不同雷击点导致建筑物的损害和损失表各对应的雷电流参数最大值 表各雷电参数的最小值及其对应的滚球半径 表雷电流参数上下限值对应的概率 表 摘自（或），的雷电流参数值 表 雷电流参数的对数正态分布摘自（或），从概率 到的数值计算得出的雷电流参数的均值以及标准差 表 概率犘与雷电流犐的关系 表 式（）的参数 表 首次正极性短时间雷击的测试参数 表 长时间雷击测试参数 表 短时间雷击的测试参数 表 在计算不同的部件和不同的下的测试值时应考虑的雷电威胁参数 表 部件常用材料的物理特性 表 截面积不同的导体温升与犠犚的关系 表 不同土壤电阻率下冲击接地阻抗犣和犣的值 表 雷击导致的低压系统浪涌过电流预期值 表 雷击导致的通信系统浪涌过电流预期值 犌犅犜 犐 犈犆 ：前言 雷电防护由以下部分组成：第部分：总则；第部分：风险管理；第部分：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。本部分为 的第部分。本部分按照 给出的规则起草。本部分代替 雷电防护第部分：总则，与 相比，主要技术变化如下：删除了原标准中服务设施的有关部分（见 版的、）；修改了低压系统和通信系统的雷电浪涌过电流预期值（见表、表）；减少电气和电子系统失效的防护措施中增加了隔离界面（见 、）；增加了首次负极性短时间雷击的雷电流参数（见表）；修改统一了部分术语解释。本部分使用翻译法等同采用 ：雷电防护第部分：总则。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。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：四川中光防雷科技股份有限公司。本部分参加起草单位：上海市防雷中心、天津市中力防雷技术有限公司。本部分主要起草人：王德言、张红文、黄晓虹、周歧斌、薛文安、高鑫。本部分的历次版本发布情况为：。犌犅犜 犐 犈犆 ：引言迄今尚无设备和方法能够改变自然界的天气现象，以阻止雷电的发生。雷电击中建筑物或建筑物附近（或击中连接至建筑物的线路）对人、建筑物本身、其内部物体、设备以及线路都是危险的，因此应考虑采取雷电防护措施。是否需要采取雷电防护措施、安装雷电防护措施的经济效益和适当雷电防护措施的选用应由风险管理来确定。风险管理在 中介绍。各部分中提出的防护措施可以有效降低风险。所有雷电防护措施构成综合防雷体系。从实用性考虑，雷电防护设计、安装和维护的标准分为两部分：减少建筑物内物理损害以及人和动物伤害的雷电防护措施在 中介绍。减少建筑物内电气和电子系统失效的雷电防护措施在 中介绍。各部分关系如图所示。图犌犅犜 各部分的关系犌犅犜 犐 犈犆 ：雷电防护第部分：总则范围 的本部分提供了建筑物（包括其设施、内部物体以及人员）雷电防护所应遵循的一般原则。以下情况不属于本部分的范围：铁路系统；车辆、船舶、飞行器、离岸设施；地下高压管道；设置在建筑物外的管道、供电线路和通信线路。注：通常这些系统由各专业权威部门制定的专业规范管辖。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。雷电防护第部分：风险管理（：，）雷电防护第部分：建筑物的物理损坏和生命危险（：，）雷电防护第部分：建筑物内电气和电子系统（：，）术语和定义下列术语和定义适用于本文件。对地雷闪犾 犻 犵 犺 狋 狀 犻 狀 犵犳 犾 犪 狊 犺狋 狅犲 犪 狉 狋 犺云地间的大气放电，由一个或多个雷击组成。下行雷闪犱 狅狑狀狑犪 狉 犱犳 犾 犪 狊 犺始于云到地一个向下先导的雷闪。注：下行雷闪由一个首次短时间雷击构成，其后可能跟随几个后续短时间雷击。一个或多个短时间雷击之后，还可能跟随一个长时间雷击。上行雷闪狌 狆狑犪 狉 犱犳 犾 犪 狊 犺始于地面建筑物到云端一个向上先导的雷闪。注：上行雷闪由一个首次长时间雷击构成，其上会叠加或不叠加多个短时间雷击。一个或多个短时间雷击之后，还可能跟随一个长时间雷击。犌犅犜 犐 犈犆 ：雷击犾 犻 犵 犺 狋 狀 犻 狀 犵狊 狋 狉 狅 犽 犲对地雷闪中的单次放电。短时间雷击狊 犺 狅 狉 狋狊 狋 狉 狅 犽 犲雷闪的组成部分，它对应于一个冲击电流。注：该电流的半峰值时间犜通常小于（见图）。长时间雷击犾 狅 狀 犵狊 狋 狉 狅 犽 犲雷闪的组成部分，它对应于一个连续电流。注：该连续电流的持续时间犜（从波头 电流峰值处到波尾 电流峰值处的时间间隔）通常大于小于（见图）。多重雷击犿狌 犾 狋 犻 狆 犾 犲狊 狋 狉 狅 犽 犲 狊平均由个雷击组成的雷闪，两个雷击的时间间隔通常约为。注：已记录到时间间隔范围在 并包含几十个雷击的雷闪。雷击点狆 狅 犻 狀 狋狅 犳狊 狋 狉 犻 犽 犲雷电击中大地或突出物体（如建筑物、线路、树等）的点。注：一个雷闪可以有不只一个雷击点。雷电流犾 犻 犵 犺 狋 狀 犻 狀 犵犮 狌 狉 狉 犲 狀 狋犻流经雷击点的电流。电流峰值犮 狌 狉 狉 犲 狀 狋狆 犲 犪 犽狏 犪 犾 狌 犲犐雷电流的最大值。冲击电流波头的平均陡度犪 狏 犲 狉 犪 犵 犲狊 狋 犲 犲 狆 狀 犲 狊 狊狅 犳狋 犺 犲犳 狉 狅 狀 狋狅 犳犻 犿狆 狌 犾 狊 犲犮 狌 狉 狉 犲 狀 狋数值上等于在时间间隔狋狋狋内雷电流的平均变化率。注：它表示为该时间间隔的末端和始端的电流差犻犻（狋）犻（狋）除以狋狋狋（见图）。注：波头也称波前。）冲击电流的波头时间犳 狉 狅 狀 狋狋 犻 犿犲狅 犳犻 犿狆 狌 犾 狊 犲犮 狌 狉 狉 犲 狀 狋犜它是一个虚拟参数，定义为雷电流波头达到 峰值到 峰值时间间隔的 倍（见图）。注：波头也称波前。）编者注。）编者注。冲击电流的视在原点狏 犻 狉 狋 狌 犪 犾狅 狉 犻 犵 犻 狀狅 犳犻 犿狆 狌 犾 狊 犲犮 狌 狉 狉 犲 狀 狋连接雷电流波头 和 峰值两参考点的直线与时间轴的交点（见图）。它位于雷电流达犌犅犜 犐 犈犆 ：到 峰值时刻之前 犜处。冲击电流波尾半峰值时间狋 犻 犿犲狋 狅犺 犪 犾 犳狏 犪 犾 狌 犲狅 狀狋 犺 犲狋 犪 犻 犾狅 犳犻 犿狆 狌 犾 狊 犲犮 狌 狉 狉 犲 狀 狋犜它是一个虚拟参数，定义为视在原点到雷电流下降至峰值一半时的时间间隔（见图）。雷闪持续时间犳 犾 犪 狊 犺犱 狌 狉 犪 狋 犻 狅 狀犜雷电流流过雷击点的时间。长时间雷击电流的持续时间犱 狌 狉 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳犾 狅 狀 犵狊 狋 狉 狅 犽 犲犮 狌 狉 狉 犲 狀 狋犜长时间雷击电流的持续时间是连续电流在上升沿升到峰值的 时至下降沿连续电流降到峰值 时的时间间隔（见图）。雷闪电荷犳 犾 犪 狊 犺犮 犺 犪 狉 犵 犲犙整个雷闪持续期间雷电流对时间的积分。短时间雷击电荷犻 犿狆 狌 犾 狊 犲犮 犺 犪 狉 犵 犲犙一次短时间雷击中雷电流对时间的积分。长时间雷击电荷犾 狅 狀 犵狊 狋 狉 狅 犽 犲犮 犺 犪 狉 犵 犲犙一次长时间雷击中雷电流对时间的积分。单位能量狊 狆 犲 犮 犻 犳 犻 犮犲 狀 犲 狉 犵 狔犠犚雷电流的平方在整个雷闪持续期内对时间的积分。）编者注。注：它表示雷电流在单位电阻上耗散的能量。注：单位能量也称比能量。）冲击电流的单位能量狊 狆 犲 犮 犻 犳 犻 犮犲 狀 犲 狉 犵 狔狅 犳犻 犿狆 狌 犾 狊 犲犮 狌 狉 狉 犲 狀 狋雷电流的平方在短时间雷击持续期内对时间的积分。注：长时间雷击电流的单位能量可以忽略。需保护建筑物狊 狋 狉 狌 犮 狋 狌 狉 犲狋 狅犫 犲狆 狉 狅 狋 犲 犮 狋 犲 犱需按 进行雷电保护的建筑物。注：需保护建筑物可以是较大建筑物的一部分。线路犾 犻 狀 犲连接到需保护建筑物的供电或通信线路。犌犅犜 犐 犈犆 ：通信线路狋 犲 犾 犲 犮 狅犿犿狌 狀 犻 犮 犪 狋 犻 狅 狀犾 犻 狀 犲 狊用于各建筑物中设备间通信的线路，如电话线路和数据线路。供电线路狆 狅狑 犲 狉犾 犻 狀 犲 狊为建筑物内的电气或电子设备供电的配电线路，如低压（）电源线和高压（）电源线。雷击建筑物犾 犻 犵 犺 狋 狀 犻 狀 犵犳 犾 犪 狊 犺狋 狅犪狊 狋 狉 狌 犮 狋 狌 狉 犲雷闪击中需保护建筑物。雷击建筑物附近犾 犻 犵 犺 狋 狀 犻 狀 犵犳 犾 犪 狊 犺狀 犲 犪 狉犪狊 狋 狉 狌 犮 狋 狌 狉 犲雷闪击中需保护建筑物附近且可能产生危险过电压。电气系统犲 犾 犲 犮 狋 狉 犻 犮 犪 犾狊 狔 狊 狋 犲犿低压配电各部件构成的系统。电子系统犲 犾 犲 犮 狋 狉 狅 狀 犻 犮狊 狔 狊 狋 犲犿含有敏感的电子部件，如通信设备、计算机、控制和仪表系统、无线电系统、电力电子装置的系统。内部系统犻 狀 狋 犲 狉 狀 犪 犾狊 狔 狊 狋 犲犿建筑物内的电气和电子系统。物理损害狆 犺 狔 狊 犻 犮 犪 犾犱 犪犿犪 犵 犲由于雷电的机械、热、化学或爆炸等效应对建筑物（或其内物体）所造成的损害。人和动物伤害犻 狀 犼 狌 狉 犻 犲 狊狅 犳犾 犻 狏 犻 狀 犵犫 犲 犻 狀 犵 狊雷电引起的接触电压和跨步电压通过电击造成的人和动物永久性伤害，包括死亡。注：尽管人和动物还可能因其他原因受到伤害，本部分中术语“人和动物伤害”仅限于电击威胁（损害类型）。电气和电子系统失效犳 犪 犻 犾 狌 狉 犲狅 犳犲 犾 犲 犮 狋 狉 犻 犮 犪 犾犪 狀 犱犲 犾 犲 犮 狋 狉 狅 狀 犻 犮狊 狔 狊 狋 犲犿由于雷电电磁脉冲（）导致电气和电子系统的永久性损害。雷电电磁脉冲犾 犻 犵 犺 狋 狀 犻 狀 犵犲 犾 犲 犮 狋 狉 狅犿犪 犵 狀 犲 狋 犻 犮犻 犿狆 狌 犾 狊 犲；犔犈犕犘雷电流通过电阻性、电感性和电容性耦合产生的各种电磁效应，包括浪涌和辐射电磁场。浪涌狊 狌 狉 犵 犲引起的以过电压或过电流形式出现的瞬变现象。）编者注。注：浪涌也称电涌。）雷电防护区犾 犻 犵 犺 狋