GB 50057-94(2000 版)《建筑物防雷设计规范》标准的表 6.4.4 同 GB 50343-2004《建筑物电 子信息系统防雷技术规范》标准的表 5.4.1-1 是一样的,后者引用前者,表中的数据都来自于 IEC 标准。可见二者在对电源防雷器的选择和保护目的上是一致的。都是依据线路中设备所能承受的冲 击过电压值来进行选择。IEC 标准将由电网供电的电气设备按其耐雷电脉冲过电压水平划分为四级, 以便合理地确定不同的防护措施。雷电脉冲过电压可随雷电传导方向衰减,但调查表明这种衰减并 不明显,更合理和实用的确定过电压水平的方法是概率统计法。
因此在其标准的表 5.4.1-2 中建议“第二级 电源防雷器 的标称放电电流 In 值为 8/20μs 波形下
40kA,第三级 电源防雷器 的标称放电电流 In 值为 8/20μs 波形下 20kA。”而我们参看 GB 50057 第 6.4.8 条和第 6.4.9 条的要求的话其对标标称放电电流的要求要小得多,仅仅不小于 8/20μs 波形,3kA
或 5kA。为什么两部标准的分歧会如此之大呢?究竟哪一个更合理一些呢?GB 50343 标准建议的 5 倍的安全裕度系数是否合理呢?这有待于行业内的专家进行进一步的讨论。以下是作者关于次级电 涌保护器标称放电电流 In 值的选择的建议。
2 B 级电源防雷器标称放电电流 In 值的选择
A、LPZ0A 或 LPZ0B 区与 LPZ1 区交界处所选用安装的 电源防雷器 标称放电电流 In 的计算
表 1 LPZ0A 或 LPZ0B 区与 LPZ1 区交界处无屏蔽线路 电源防雷器 标称放电电流 In 的选择
| TT 系统 | TN 系统 | IT 有中性线 | IT 无中性线 | 单相电源系统 |
一类建筑物 | 25kA/25kA | 25kA/25kA | 25kA/25kA | 33.3kA/35kA | 33.3kA/35kA |
二类建筑物 | 18.75kA/25kA | 18.75kA/25kA | 18.75kA/25kA | 25kA/25kA | 25kA/25kA |
三类建筑物 | 12.5kA/15kA | 12.5kA/15kA | 12.5kA/15kA | 16.5kA/25kA | 16.5kA/25kA |
注:1、依据标准以上计算为考虑到 50%雷电流分配到电源系统的最恶劣环境下的计算。雷电流参数依据本标准表
6.1 提供的参数计算。
2、数据为:计算值 In 值/所选型号 In 值。此 In 值为 10/350μs 波形 电源防雷器 通流幅值。
表 2 LPZ0A 或 LPZ0B 区与 LPZ1 区交界处有屏蔽线路 电源防雷器 标称放电电流 In 的选择
| TT 系统 | TN 系统 | IT 有中性线 | IT 无中性线 | 单相电源系统 |
一类建筑物 | 15kA/15kA | 15kA/15kA | 15kA/15kA | 20kA/25kA | 20kA/25kA |
二类建筑物 | 11.25kA/15kA | 11.25kA/15kA | 11.25kA/15kA | 15kA/15kA | 15kA/15kA |
三类建筑物 | 7.5kA/15kA | 7.5kA/15kA | 7.5kA/15kA | 10kA/15kA | 10kA/15kA |
注:1、依据标准以上计算为考虑到 30%雷电流分配到电源系统的最恶劣环境下的计算。雷电流参数依据本标准表
6.1 提供的参数计算。
2、数据为:计算值 In 值/所选型号 In 值。此 In 值为 10/350μs 波形 电源防雷器 通流幅值。
B、LPZ0A 或 LPZ0B 区与 LPZ1 区交界处所选用安装的 电源防雷器 标称放电电流 In 的计算过程:
① 按照 GB 50057-94 附表 6.1 确定建筑雷电流幅值。Ⅰ类:200kA;Ⅱ类:150kA;Ⅲ类:100kA。
② 确定所需计算的配电方式中需保护的线数。TT、TN、有中性线的 IT 按需保护四线计算。无 中性线的 IT 和单相电源系统按需保护三线计算。对于单相电源系统按需保护三线计算的原因是:1、 目前建筑物配电设计规范 GB 50054 设计为三线;2、其前端供电是由三相电源分出的,雷电分流等 效于无中性线的 IT 系统。
③ 依据 GB 50057-94 标准,对于无屏蔽线路和有屏蔽线路分别按 50%、30%雷电流分配到电源 系统计算。
3 C 级电源防雷器标称放电电流 In 值的选择 A、远端设备处所选用安装的 电源防雷器 标称放电电流 In 的计算
表 3 远端设备处 电源防雷器 标称放电电流 In 的选择
| TT 系统 | TN 系统 | IT 有中性线 | IT 无中性线 | 单相电源系统 |
一类建筑物 | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA | 16.7kA/20kA | 16.7kA/20kA |
二类建筑物 | 9.375kA/10kA | 9.375kA/10kA | 9.375kA/10kA | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA |
三类建筑物 | 6.25kA/10kA | 6.25kA/10kA | 6.25kA/10kA | 8.35kA/10kA | 8.35kA/10kA |
注:1、依据标准以上计算为考虑到两倍发射波叠加下,线路残余感应电压小于被保护设备耐压水平的 80%
时的计算。雷电流参数依据本标准表 6.2 提供的参数计算。
2、数据为:计算值 In 值/所选型号 In 值。此 In 值为 8/20μs 波形 电源防雷器 通流幅值。
远端设备处所选用安装的 电源防雷器 标称放电电流 In 的计算过程:
①按照 GB 50057-94 附表 6.2 确定建筑雷电流幅值。Ⅰ类:50kA;Ⅱ类:37.5kA;Ⅲ类:25kA。
②确定所需计算的配电方式中需保护的线数。TT、TN、有中性线的 IT 按需保护四线计算。无中性 线的 IT 和单相电源系统按需保护三线计算。
③依据 GB 50057-94 标准,按 50%雷电流分配到电源系统计算。
B、后级线路安装的 电源防雷器 标称放电电流 In 的计算
表 4 线路残余感应电压小于被保护设备耐压水平的 80%时后级无屏蔽线路 电源防雷器 标称放电电流 In 的选择
| TT 系统 | TN 系统 | IT 有中性线 | IT 无中性线 | 单相电源系统 |
一类建筑物 | 14.5kA/20kA | 14.5kA/20kA | 14.5kA/20kA | 18.65kA/20kA | 18.65kA/20kA |
二类建筑物 | 11.375kA/20kA | 11.375kA/20kA | 11.375kA/20kA | 14.5kA/20kA | 14.5kA/20kA |
三类建筑物 | 8.25kA/10kA | 8.25kA/10kA | 8.25kA/10kA | 10.35kA/20kA | 10.35kA/20kA |
表 5 线路残余感应电压小于被保护设备耐压水平的 80%时后级有屏蔽线路 电源防雷器 标称放电电流 In 的选择
| TT 系统 | TN 系统 | IT 有中性线 | IT 无中性线 | 单相电源系统 |
一类建筑物 | 9.5kA/10kA | 9.5kA/10kA | 9.5kA/10kA | 12kA/20kA | 12kA/20kA |
二类建筑物 | 6.825kA/10kA | 6.825kA/10kA | 6.825kA/10kA | 9.5kA/10kA | 9.5kA/10kA |
三类建筑物 | 5.75kA/10kA | 5.75kA/10kA | 5.75kA/10kA | 7kA/10kA | 7kA/10kA |
注:1、依据标准以上计算为考虑到两倍发射波叠加下,线路残余感应电压小于被保护设备耐压水平的 80%时 的计算。雷电流参数依据本标准表 6.2 提供的参数计算。线路参数依据国家标准推荐的引线长度为 1m 时(电感为
1μH/m)。
2、数据为:计算值 In 值/所选型号 In 值。此 In 值为 8/20μs 波形 电源防雷器 通流幅值。
后级线路安装的 电源防雷器 标称放电电流 In 的计算过程:
①按照 GB 50057-94 附表 6.2 确定建筑雷电流幅值。Ⅰ类:50kA;Ⅱ类:37.5kA;Ⅲ类:25kA。
②确定所需计算的配电方式中需保护的线数。TT、TN、有中性线的 IT 按需保护四线计算。无 中性线的 IT 和单相电源系统按需保护三线计算。
③依据 GB 50057-94 标准,对于无屏蔽线路和有屏蔽线路分别按 50%、30%雷电流分配到电源 系统计算。
C、I、II 类设备处所选用安装的 电源防雷器 标称放电电流 In 如下表:
表 6 I、II 类设备 电源防雷器 标称放电电流 In 的选择
| TT 系统 | TN 系统 | IT 有中性线 | IT 无中性线 | 单相电源系统 |
一类建筑物 | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA | 16.7kA/20kA | 16.7kA/20kA |
二类建筑物 | 9.375kA/10kA | 9.375kA/10kA | 9.375kA/10kA | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA |
三类建筑物 | 6.25kA/10kA | 6.25kA/10kA | 6.25kA/10kA | 8.35kA/10kA | 8.35kA/10kA |
注:1、依据标准以上计算为考虑到两倍发射波叠加下,线路残余感应电压小于被保护设备耐压水平的 80%时
的计算。雷电流参数依据本标准表 6.2 提供的参数计算。线路参数依据国家标准推荐的引线长度为 1m 时(电感为
1μH/m)。
2、数据为:计算值 In 值/所选型号 In 值。此 In 值为 8/20μs 波形 电源防雷器 通流幅值。
I、II 类设备处所选用安装的 电源防雷器 标称放电电流 In 的计算过程:
①按照 GB 50057-94 附表 6.2 确定建筑雷电流幅值。Ⅰ类:50kA;Ⅱ类:37.5kA;Ⅲ类:25kA。
②确定所需计算的配电方式中需保护的线数。TT、TN、有中性线的 IT 按需保护四线计算。无 中性线的 IT 和单相电源系统按需保护三线计算。
③依据 GB 50057-94 标准,按 50%雷电流分配到电源系统计算。
4 结 论
1.GB 50057-94(2000 版)《建筑物防雷设计规范》标准同 GB 50343-2004《建筑物电子信息 系统防雷技术规范》标准在对电源防雷器的选择和保护目的上是一致的。都是依据 IEC 标准提供的 数据,按照线路中设备所能承受的冲击过电压值来进行选择。但是两标准在对次级电源防雷器标称 放电电流 In 值的选择存在一些分歧。
2.建筑物入口处,即 LPZ0A 或 LPZ0B 区与 LPZ1 区交界处安装的电源防雷器(电源防雷器)的标称 放电电流 In 值的选择 GB 50057-94(2000 版)《建筑物防雷设计规范》规定的较为清楚,对于次级 电源防雷器标称放电电流 In 值的选择,第二级 电源防雷器 的标称放电电流 In 值宜选择 8/20μs 波形下 20kA, 第三级 电源防雷器 的标称放电电流 In 值宜选择 8/20μs 波形下 10kA。
3.电源防雷需做三级防雷,三级防雷中选择合适的防雷器是要明确的,不能只选放电电流大的,更不能糊涂乱选。