GBT 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范正式版.doc

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1、ICs33.100M04中华人民共和国国家标准GB/T 214312008建筑物防雷装置检测技术规范Technical specifications for inspection oflightning protection system in building2OO8-02-23 发布2008-1O-01 实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发 布中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会目次前 言.21 范围.32 规范性引用文件.33 术语和定义.44 检测项目.85 检测要求和方法.95.1建筑物的防雷分类.95.2接闪器.95.2.1要求.95.2.2接闪器的检查.95.

2、3引下线.95.3.1要求.95.3.2引下线的检查.105.4接地装置.105.4.1要求.105.4.2接地装置的检测.115.5防雷区的检查.125.6雷电电磁脉冲屏蔽.135.6.1建筑物和线路的屏蔽要求.135.6.2电磁屏蔽的检测方法.135.7等电位连接.135.7.1等电位连接的基本要求.135.7.2等电位连接的检查和测试.145.8电涌保护器(SPD).145.8.1要求.145.8.2SPD 的检查.175.8.3电源 SPD 的测试.175.9检测作业要求.186 检测周期.187 检测程序.188 检测数据整理.19附录 A(规范性附录)爆炸火灾危险环境分区和防雷分类

3、.20附录 B(规范性附录)接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻的换算.27附录 C(资料性附录)磁场强度的测量和屏蔽效率的计算.29附录 D(规范性附录)土壤电阻率的测量.34附录 E(资料性附录)部分检测仪器的主要性能和参数指标.37附录 F (资料性附录) 防雷装置检测业务表格式样.40附录 G(资料性附录)检测中常见问题处理.52附录 H(规范性附录)本规范用词说明.531前言本标准主要采用了 GB50057建筑物防雷设计规范和 GB/T17949.1-2000接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第 1 部分 常规测量的规范性技术要素内容。同时参考了 IEC61024-1-

4、2:1998建筑物防雷 第 l 部分:通则 第 2 分部分:指南 B防雷装置的设计、施工、维护和检查(英文版)和 IEC62305 系列防雷标准的规范性技术要素内容。其中与 IEC61024-1-2 的主要差异为：IEC61024-1-2 的检测周期在表 8 中规定保护级别 I 的检测间隔时间为 6 个月；保护级别、的检测间隔时间为 12 个月。本标准第 6 章规定固定检测周期“第一类防雷建筑物,要求严格的系统的检测间隔时间为 6 个月,第二、三类防雷建筑物检测间隔时间为 12 个月”。IEC61021-2 第 2.1 规定“不管使用了任何一种宣称能提供增强的防护功能的装置或系统,仍应完全遵守

5、本标准对接闪器系统、引下线、接地装置,连接和各种部件等在材料、范围及尺寸等方面的规定”。本标准中规定:防雷装置即接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体为本标准的检测主体,对任何一种宣称能提供增强的防护功能的防雷装置,首先应符合本标准在材料、尺寸和范围等方面的规定,对生产厂宣称的特有功能,本标准不做认证。本标准的附录 A、附录 B、附录 D、附录 H 为规范性附录,附录 C、附录 E、附录 F、附录 G 为资料性附录。本标准由中国气象局提出。本标准由全国雷电防护标准化技术委员会归口。本标准起草单位:上海市气象局、广东省气象局、湖北省气象局、北京市气象局、四川省气象局、天津市气象局、广

6、东省质量技术监督局、浙江省气象局、总装各部工程设计研究院、上海电器科学研究所(集团)有限公司、长沙三益电磁股份有限公司。本标准主要起草人:曹和生、吴少丰、匡本贺、关象石、刘寿先、周锦程、刘穗鲁、胡春良、蔡振新、侯柳、丁海芳、张力欣、蒋容兴、李冬根。本标准为首次发布。2GB/T21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范1 范围本标准规定了建筑物防雷装置的检测项目、检测要求和方法、检测周期、检测程序和检测数据整理。本标准适用于建筑物防雷装置的检测。以下情况不属于本标准的范围:a) 铁路系统；b) 车辆、船舶、飞机及离岸装置；c) 地下高压管道;与建筑物不相连的管道、电力线和通信线。2 规范性引

7、用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修订单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB16895,304 建筑物电气装置第 5-54 部分:电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体(IEC6036 554:02,IDT)GB16895.41997 建筑物电气装置第 5 部分:电气设备的选择和安装第 53 章:开关设备和控制设备(t IEC60364553:1994)GB/T16895.92000 建筑物电气

8、装置第 7 部分:特殊装置或场所的要求 第 707 节:数据处理设各用电气装置的接地要求(idt IEC6036 7-707:1984)GB16895.122001 建筑物电气装置 第 4 部分:安全防护 第 44 章:过电压保护 第 443 节 大气过电压或操作过电压保护(idt IEC60364-4-443:1995)GB/T16895.16-2002 建筑物电气装置 第 4 部分:安全防护 第 44 章:过电压保护 第 444 节:建筑物电气装置电磁干扰(EMI)防护(IEC6036 444:1996,IDT)GB/T16895.172O02 建筑物电气装置第 5 部分:电气设备的选择和

9、安装第 548 节:信息技术装置的接地配置和等电位联结(IEC60364-5-548:1996,IDT)GB16895.222004 建筑物电气装置 第 553 部分:电气设备的选择和安装隔离、开关和控制设备第534 节:过电压保护器(IEC60364-5-534:2001A1:2002,IDT)GB/T17949.100 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第 1 部分:常规测量. (idt ANSI/IEEE81d983)GB18802.12002 低压配电系统的电涌保护器 (SPD) 第 1 部分:性能要求和试验方法 (IEC61643-1:1998,IDT)GB/T1880

10、2.21-2004 低压电涌保护器第 21 部分:电信和信号网络的电涌保护器(SPD)性能要求和试验方法(IEC61643-21:2000,IDT)GB/T19271.12003 雷电电磁脉冲的防护 第 1 部分:通则(IEC61312-1:1995,IDT)GB/T196632005信息系统雷电防护术语GB500571994建筑物防雷设计规范GB50174-93电子计算机机房设计规范GB503032002建筑电气工程施工质量验收规范.GB/T50312-2000建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范.IEC61024-1:1990建筑物防雷第 1 部分:通则3IEC61024-1-2：1998

11、 建筑物防雷 第 1 部分：通则 第 2 分部分:指南 B防雷装置的设计、安装、维护和检查IEC61643-12:2002 低压配电系统电涌保护器(SPD) 第 12 部分:选择和使用导则IEC61643-22:2004 低压电涌保护器(SPD) 第 22 部分:电信和信号网络的电涌保护器一选择和使用导则IEC62305-1:2005 雷电防护 第 1 部分：总则IEC62305-2:2005 雷电防护 第 2 部分：风险管理IEC62305-3:2005 雷电防护 第 3 部分：建筑物的物理损坏和生命危险IEC62305-4:2005 雷电防护 第 4 部分：建筑物内的电气和电子系统3 术语

12、和定义本标准采用下列,本标准未特别给出的通用性定义参见 GB50057、GB/T17949.1、GB18802.1 和相关标准的定义。3.1防雷装置 lightning protection system LPS用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部防雷装置、内部防雷装置两部分组成。在特定情况下，防雷装置可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置也称雷电防护系统。注：改写 GB/T 19663-2005，定义 7.323.2外部防雷装置 external lightning protection system由接闪器、引下线和接地装置组成，主要用于防护直击雷击的防雷装置。GB/T19663

13、-2005，定义 7.41。3.3内部防雷装置除外部防雷装雷外，所有其他附加设施均为内部防雷装雷，主要用于减小和防护雷电流在需要防护空间内所产生的电磁效应。GB/T 196632002 定义 7.363.4接地 earth；ground一种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的某种较大的导电体。注:接地的目的是：a.使连接到地的导体具有等于或近似于大地（大或代替大地的导电体)的电位；b.引导入地电流流人和流出大地(或代替大地的导电体)。GB/T 17949.1-2003，定义 4.13.5自然接地极 naturaI earthing ectrodes具

14、有兼作接地功能的但不是为此目的而专门设置的各种金属构件、钢筋混凝土中的钢筋、埋地金属管道和设备等统称为自然接地极。GB/T 19663-2005,定义 5.443.6人工接地体 made earth e1eCtrode为接地需要而埋设的接地体。人工接地体可分为人工垂直接地体和人工水平接地体。3.7共用接地系统 common earthing system将各部分防雷装置、建筑物金属构件、低压配电保护线(PE)、设备保护地,屏蔽体接地、防静电接地和4信息设各逻辑地等连接在一起的接地装置。GB/T 196632O05,定义 5.193.8等电位连接 equipotential bonding将分开

15、的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减少雷电流在它们之间产生的电位差。GB/T196632005,定义 5.83.9电涌保护器 surge protection deviceSPD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。注:改写 GB/T196632005,定义 7.31。3.10过电流保护器 overcurrent protection位于 SPD 外部的前端,作为电气装置的一部分的电流装置(如,断路器或熔断器)。GB18802.1 一 2002,定义 3.363.11剩余电流动作保护器 residual current

16、 deViceRCD在规定的条件下,当剩余电流或不平衡电流达到给定值时能使触头断开的机械开关电器或组合电器。GB18802.1-2002,定义 3.373.12退耦元件 decoupl 血 g eIements在被保护线路中并联接人多级 SPD 时,如果开关型 SPD 与限压型 SPD 之间的线路长度小于 10m 或限压型 SPD 之间的线路长度小于 5m 时,为实现多级 SPD 间的能量配合,应在 SPD 之间的线路上串接适当的电阻或电感,这些电阻或电感元件称为退耦元仵。注:电感多用于低压配电系统,电阻多用于信息线路中多级 SPD 之间的能量配合。3.13SPD 的脱离器 SPD dissc

17、onnector把 SPD 从电路中脱开所需要的装置(内部的和/或外部的)。注:这种断开装置不需要具有隔离能力,它防止系统持续故障并可用来给出 sPD 故障的指示。除了具有脱离功能外,还可具有其他功能,例如过电流保护功能和热保护功能。这些功能可以组合在一个装置中或几个装置来完成。GB18802.1 2002,定义 3.293.14低压电源电涌保护器(SPD)冲击试验分类 impuIse test classification 3.14.1I 级分类试验 class I tests用标称放电电流 In、1.2/50us 冲击电压和冲击电流 Iimp 做的试验。Iimp 在 lO ms 内通过的电

18、荷 Q(As) 的数值等于电流幅值 Ipeak (kA)的二分之一。注:IEC/TC81 文件规定:I 级分类试验的 SPD 由 Iimp、Q 和 W/R 参数决定,冲击试验电流应在 50us 内达到 Ipeak，应在 10ms 内输送电荷 Q 和应在 10ms 内达到单位能量 W/R。冲击试验符合上述参数的可能方法之一是 10/350us 波形。53.14.2 级分类试验class tests用标称放电电流n，1.2/50us 冲击电压和最大放电电流 Imax 进行的试验。3.14.3 级分类试验 class tests用复合波(1.2/50us 冲击电压和 8/20us 冲击电流)做的试验

19、。注:改写 GB/T18802.1 2002, 定义 3.35。3.15信号系统电涌保护（SPD）冲击试验分类 impuIse test classification类别试验类型开路电压短路电流A1很慢的上升速率1kV10A上升率0.1A/s2A/s0.1kV/s100kV/s1000us（持续时间）A2ACGB/T18802.212004 表 5 中选择B1慢的上升速率1kV100A10/1000 us10/1000usB21kV 或 4kV25A 或 100A，5/300us10/700us1kV10A、25A 或 100AB3100V/us10/1000usC1快的上升速率0.1kV 或

20、 1kV0.25kA 或 0.5kA1.2/50 us8/20usC22kV、4kV 或 10kV1kA、2kA 或 5kA1.2/50 us8/20usC31kV10A、25A 或 100A1kV/us10/1000usD1高能量1kV0.5kA、1kA 或 0.5kA10/350usD21kV1kA 或 2.5kA10/250us3.16插入损耗 insertion loss由于在传输系统中插人了一个 SPD 所引起的损耗。它是在 SPD 插人前传递到后面的系统部分的功率与 SPD 插入后传递到同一部分的功率之比。插人损耗通常用 dB(分贝)表示。注:改写 GB/T 14733.21993

21、 中定义 06-07。3.17回波损耗 return Ioss反射系数倒数的模。一般以分贝(dB)来表示。注：当阻抗可以确定时，回波损耗(单位：dB)由下式给出：20lgMOD(z1+z2)/(z1 一 z2)式中：zl阻抗不连续点之前传输线的特性阻抗，即源阻抗。Z2不连续点之后的特性阻抗或从源和负载间的结合点所测到的负载阻抗。3.18比特差错率Bit error ration BERBER在给定时间内,误码数与所传递的总码数之比。63.19近端串扰 near-end crosstalkNEXT串扰在被干扰的通道中传输,其方向与该通道中电流传输的方向相反。被干扰通道的端部基本上靠近产生干扰的通

22、道的激励端,或与之重合。3.20纵向平衡 1ongitudinaI balance3.20.1纵向平衡(模拟音频电路) (anaIogue voice frequency circuits)IongitudinaI baIance组成一个线对的两根导线在电气上的对地对称。3.20.2纵向平衡(数据传输电路) (data transmission)Iongitudinal baIance一对平衡电路中两个及两个以上导线的对地(或公共点)阻抗相似性的量度。该术语用于表示对共模干扰的敏感度。3.20.3纵向平衡(通信和控制电缆) (communication and controI cabIes)l

23、ongitudinaI baIance骚扰的对地共模电压(纵向的)Vs(r.m.s)与受试 SPD 的合成差模电压(金属线的)Vm(r.m.s)之比,以分贝(dB)来表示。注:以 dB 表示的纵向平衡值由下式给出:20lg(Vs/Vm),式中: Vs、Vm 是以同一频率测量的。3.20.4纵向平衡(电信线路的) (teIecommunications)longitudinaI baIance骚扰的共模电压(纵向的)Vs 与受试 SPD 的合成差模电压(金属线的)Vm 之比,以分贝(dB)来表示。3.21最大持续运行电压 maximum continuous operating voItage

24、Uc允许持久地施加在 SPD 上的最大交流电压有效值或直流电压。其值等于额定电压。GB18802.1-2002,定义 3.113.22残压 residual voltageUres放电电流流过 SPD 时,在其端子间的电压峰值。GB18802.1-2002,定义 3.173.23(实测)限制电压 measured limiting voltageUm在 SPD 试验中施加规定波形和辐值的冲击电压时,在 SPD 接线端子间测得的最大电压峰值。GB 18802.1 02,定义 3.163.24开关型 SPD 的放电电压 sparkover voItage of a voItage switchin

25、g SPD在 SPD 的间隙电极之间,发生击穿放电前的最大电压值。GB18802.12002,定义 3.383.25电压保护水平 vc,Itage protection IeveIUP表征 SPD 限制接线端子间电压的性能参数,其值可从优选值的列表中选择。该值应大于限制电压的最高值。GB18802.12002,定义 3.1573.26SPD 的直流参考电压 direct - current reference voltage of SPD Ures(1mA)当 SPD 上通过规定的直流参考电流时,从其两端测得的电压值。一般将通过 1mA 直流电流时的参考电压称为压敏电压 Um(1mA)。3.2

26、7泄漏电流 Ieakage currentIie除放电间隙外，SPD 在并联接入线路后所通过的微安级电流。在测试中常用 0.75 倍的直流参考电压进行。注 1:泄漏电流值是限压型 SPD 劣化程度的重要参数指标。注 2:改写 GB11032-2o00 定义 2.36。3.28多极 SPD multipole SPD多于一种保护模式的 SPD，或者电气上相互连接的作为一个单元供货的 SPD 组件。3.29总放电电流 totaI curretITotal多极 SPD 生产厂在产品上标注的多极 SPD 放电电流之和。此值用于在型式试验中流过多极(如 L1、L2、L3、N)SPD 到 PE 线的电流之

27、和的检验。3.30耐冲击过电压额定值 Rated impulse withstand voltage level Uw由生产厂给出的设各或设备主要部件的耐受冲击过电压的额定值 ,该值规定了设各或设备主要部件的绝缘对过电压的耐受能力特性。IEC62305-4:2005,定义 3.63.31防雷装置检查 Iightning protection system cheCk up对防雷装置的外观部分进行目测检查,对隐蔽部分利用原设计资料或质量监督资料核实的过程。3.32防雷装置检测 Iightning protection system cheCk and measure按照建筑物防雷装置的设计标准确

28、定防雷装置满足标准要求而进行的检查、测量及信息综合分析处理全过程。4 检测项目以下检测项目内容应按检测程序中对首次检测和后续检测的规定来选取。a) 建筑物的防雷分类；b) 接闪器；c) 引下线；d) 接地装置；e) 防雷区的划分；f) 电磁屏蔽；g) 等电位连接；h) 电涌保护器(SPD)。85 检测要求和方法5.1 建筑物的防雷分类应按 GB500571994 中第 2 章、第 3.5.1 条、第 3.5.2 条及附录一的规定对建筑物进行防雷分类。在设有低压电气系统和电子系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下,当该建筑物不属于第一类、第二类和第三类防雷建筑物和不处于其他建筑物或物体的保护范围内

29、时,宜将其划属第三类防雷建筑物。5.2 接闪器5.2.1 要求5.2.1.1 接闪器的布置,应符合表 1 的规定。表 1各类防霄建筑物接闪器的布置要求建筑物防雷类别避雷针滚球半径/m避雷网网格尺寸/mm第一类防雷建筑物3055 或 6 4第二类防雷建筑物451010 或 128第三类防雷建筑物602020 或 2416避雷带、均压环和架空避雷线应按. GB500571994 中的规定布置。5.2.1.2 接闪器的材料规格应符合 GB500571994 中第 4 章第 1 节的要求。5.2.2 接闪器的检查5.2.2.1 检查接闪器与建筑物顶部外露的其他金属物的电气连接、与避雷引下线电气连接,天

30、面设施等电位连接。5.2.2.2 检查接闪器的位置是否正确,焊接固定的焊缝是否饱满无遗漏,螺栓固定的应备帽等防松零件是否齐全,焊接部分补刷的防腐油漆是否完整,接闪器是否锈蚀 1/3 以上。避雷带是否平正顺直,固定点支持件是否间距均匀,固定可靠,避雷带支持件间距是否符合水平直线距离为 0.5m1.5m 的要求。每个支持件能否承受 49N(5kgf)的垂直拉力。.5.2.2.3 首次检测时应检查避雷网的网格尺寸是否符合本标准表 1 的要求,第一类防雷建筑物的接闪器(网、线)与风帽、放散管之间的距离应符合 GB500571994 中第 3.2.1 条中的规定。5.2.2.4 首次检测时应用经纬仪或测

31、高仪和卷尺测量接闪器的高度、长度,建筑物的长、宽、高,然后根据建筑物防雷类别用滚球法计算其保护范围。5.2.2.5 首次检测时应测量接闪器的规格尺寸,应符合 GB500571994 中第 4 章的要求。5.2.2.6 检查接闪器上有无附着的其他电气线路。如果接闪器上有附着的其他电气线路则应按 GB501691992 中第 2.5.3 条规定检查，即“装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线，必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿人金属管的导线。电缆的金属护层或金属管必须接地,埋人土壤中的长度应在 10m 以上，方可与配电装置的接地相连或与电源线、低压配电装置相连接”。5.2.2.7 首次检

32、测时应检查建筑物高于所选滚球半径对应高度以上时，防侧击保护措施，应符合 GB50057-1994 中第 3.2.4 条第七款，第 3.3.10 条和第 3.4.10 条的要求。5.2.2.8 当低层或多层建筑物利用屋顶女儿墙内或防水层内、保温层内的钢筋作暗敷接闪器时，要对该建筑物周围的环境进行检查，防止可能发生的混凝土碎块坠落等事故隐患。高层建筑物不应利用建筑物女儿墙内钢筋作为暗敷避雷带。5.3 引下线5.3.1 要求5.3.1.1 引下线的布置:引下线一般采用明敷、暗敷或利用建筑物内主钢筋或其他金属构件敷设。引下线可沿建筑物最易受雷击的屋角外墙明敷,建筑艺术要求较高者可暗敷。建筑物的消防梯、

33、钢柱等金属构件宜作为引下线的一部分,其各部件之间均应连成电气通路。例如,采用铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、缝接、螺9钉或螺栓连接。注:各金属构件可被覆有绝缘材料。5.3.1.2 引下线的材料规格应符合 GB50057-1994 中第 4.2.1 条和第 4.2.2 条的规定。5,3.1.3 对各类防雷建筑物引下线的具体要求。5.3.1.3.1 各类防雷建筑物引下线间距见表 2。表 2 各类防雷建筑物引下线间距的具体要求建筑物防雷类别引下线间距/m第一类防雷建筑物12第二类防雷建筑物18第三类防雷建筑物255.3.1.3.2 第一类防雷建筑物的独立避雷针的杆塔、架空避雷线的端部和架空避雷网的各支柱

34、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,宜利用其作为引下线。5.3.1.3.3 第一类防雷建筑物的金属屋面周边每隔. 18mm 应采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构架组成的钢筋混凝土屋面,其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路,并应每隔 18m24m 采用引下线接地一次。5.3.1.3.4 第二类防雷建筑物的引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱内钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线平均间距不应大于 18m。5.3.1.3.5 第三类防雷建筑物的引下线不应少于两根,但周长不超过 25m，且高度不超过 40m 的建筑物可只设一根引下线。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱内钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于 25m。5.3.1.3.6 烟囱的引下线应符合 GB50057-1994 中第 3.4.6 条的要求。5.3.2 引下线的检查5.3.2.1 首次检测应检查引下线隐蔽工程纪录。5.3.2.2 检查明敷引下线是否平直,无急弯。卡钉是否分段固定,且能承受 49N(5kgf)的垂直拉力。引下线支持件间距是否符合水平直线部分 0.5m1.5m，垂直直线部分 1.5m3m，弯曲部分。3m0.