试论建筑物内电气设备防雷的设计
作者:王凯民 温彦春
评论: 更新日期:2011年08月08日
根据国家标准《建筑物防雷设计规》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。
现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。
一类防雷建筑物,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为200×50%/3/3=11.11KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50×50%/3/3=2.78KA;如果电缆已经进行屏蔽处理,每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即11.11KA×30%=3.33KA及2.78KA×30%=0.83KA,且电涌保护器承受10/350 us的雷电波能量相当于8/20 us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20 us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11×8=88.9KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA。
二类防雷建筑物,其首次雷击电流幅值为150KA,波头10us;二次雷击电流幅值为37.5KA,波头0.25us;根据图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150×50%/3/3=8.33KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5×50%/3/3=2.08KA;如果电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即 8.33KA×30%=2.5KA及2.08KA×30%=0.62KA,且电涌保护器承受10/350 us的雷电波能量相当于8/20 us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20 us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33×8=66.6KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA。
三类防雷建筑物,其首次雷击电流幅值为100KA,波头10us;二次雷击电流幅值为25KA,波头0.25us;根据附图1,全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计;首次雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100×50%/3/3=5.55KA;后续雷击:总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25×50%/3/3=1.39KA;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即 5.55KA×30%=1.66KA及1.39KA×30%=0.42KA,而在电涌保护器承受10/350 us的雷电波能量相当于8/20 us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20 us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55×8=44.4KA;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA。
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
上述各类防雷建筑,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9条规定,应在分配电箱处,即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器,其额定放电电流不宜小于5KA(8/20 us),故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA,额定放电电流为10KA。