建筑物防雷设计规范 GB50057-2010

4.2.1 第一类防雷建筑物防直击雷的措施应符合下列规定：
      1 应装设独立接闪杆或架空接闪线或网。架空接闪网的网格尺寸不应大于5m×5m或6m×4m。
      2 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的下列空间应处于接闪器的保护范围内：
        1)当有管帽时应按表4.2.1的规定确定。
        2)当无管帽时，应为管口上方半径5m的半球体。
        3)接闪器与雷闪的接触点应设在本款第1项或第2项所规定的空间之外。

表4.2.1  有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间

 注：相对密度小于或等于0.75的爆炸性气体规定为轻于空气的气体；
相对密度大于0.75的爆炸性气体规定为重于空气的气体。

      3 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等，当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧，以及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀，接闪器的保护范围应保护到管帽，无管帽时应保护到管口。
      4 独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的每根支柱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，宜利用金属杆塔或钢筋网作为引下线。
      5 独立接闪杆和架空接闪线或网的支柱及其接地装置与被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的间隔距离(图4.2.1)，应按下列公式计算，且不得小于3m：

图4.2.1  防雷装置至被保护物的间隔距离
  1—被保护建筑物；2—金属管道 

        1）地上部分：

        2）地下部分：

式中：S_al——空气中的间隔距离（m）；
          S_el——地中的间隔距离（m）；
           R_i——独立接闪杆、架空接闪线或网支柱处接地装置的冲击接地电阻（Ω）；
           h_x——被保护建筑物或计算点的高度（m）。

      6 架空接闪线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的间隔距离(图4.2.1)，应按下列公式计算，且不应小于3m：

式中：S_a2——接闪线至被保护物在空气中的间隔距离(m)；
              h——接闪线的支柱高度(m)；
             ——接闪线的水平长度(m)。

      7 架空接闪网至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的间隔距离，应按下列公式计算，且不应小于3m：

式中：S_a2——接闪网至被保护物在空气中的间隔距离(m)；
             ——从接闪网中间最低点沿导体至最近支柱的距离（m）；
               n——从接闪网中间最低点沿导体至最近不同支柱并有同一距离的个数。

      8 独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网应设独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻，但在3000Ωm以下的地区，冲击接地电阻不应大于30Ω。
4.2.2 第一类防雷建筑物防闪电感应应符合下列规定：
      1 建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防闪电感应的接地装置上。
金属屋面周边每隔18m～24m应采用引下线接地一次。
现场浇灌或用预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋网的交叉点应绑扎或焊接，并应每隔18m～24m采用引下线接地一次。
      2 平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时，应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处也应跨接。
当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时，连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接。
      3 防闪电感应的接地装置应与电气和电子系统的接地装置共用，其工频接地电阻不宜大于10Ω。防闪电感应的接地装置与独立接闪杆、架空接闪线或架空接闪网的接地装置之间的间隔距离，应符合本规范第4.2.1条第5款的规定。
当屋内设有等电位连接的接地干线时，其与防闪电感应接地装置的连接不应少于2处。
4.2.3 第一类防雷建筑物防闪电电涌侵入的措施应符合下列规定：
      1 室外低压配电线路应全线采用电缆直接埋地敷设，在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。
      2 当全线采用电缆有困难时，应采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线，并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。架空线与建筑物的距离不应小于15m。
在电缆与架空线连接处，尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于30Ω。所装设的电涌保护器应选用Ⅰ级试验产品，其电压保护水平应小于或等于2.5kV，其每一保护模式应选冲击电流等于或大于10kA；若无户外型电涌保护器，应选用户内型电涌保护器，其使用温度应满足安装处的环境温度，并应安装在防护等级IP54的箱内。
当电涌保护器的接线形式为本规范表J.1.2中的接线形式2时，接在中性线和PE线间电涌保护器的冲击电流，当为三相系统时不应小于40kA，当为单相系统时不应小于20kA。
      3 当架空线转换成一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入时，其埋地长度可按下式计算：

式中：——电缆铠装或穿电缆的钢管埋地直接与土壤接触的长度（m）；
         ——埋电缆处的土壤电阻率（Ωm）。

      4 在入户处的总配电箱内是否装设电涌保护器应按本规范第6章的规定确定。当需要安装电涌保护器时，电涌保护器的最大持续运行电压值和接线形式应按本规范附录J的规定确定；连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值。
      5 电子系统的室外金属导体线路宜全线采用有屏蔽层的电缆埋地或架空敷设，其两端的屏蔽层、加强钢线、钢管等应等电位连接到入户处的终端箱体上，在终端箱内是否装设电涌保护器应按本规范第6章的规定确定。
      6 当通信线路采用钢筋混凝土杆的架空线时，应使用一段护套电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度可按本规范式(4.2.3)计算，且不应小于15m。在电缆与架空线连接处，尚应装设户外型电涌保护器。电涌保护器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不应大于30Ω。所装设的电涌保护器应选用D1类高能量试验的产品，其电压保护水平和最大持续运行电压值应按本规范附录J的规定确定，连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值，每台电涌保护器的短路电流应等于或大于2kA；若无户外型电涌保护器，可选用户内型电涌保护器，但其使用温度应满足安装处的环境温度，并应安装在防护等级IP54的箱内。在入户处的终端箱内是否装设电涌保护器应按本规范第6章的规定确定。
      7 架空金属管道，在进出建筑物处，应与防闪电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道，宜每隔25m接地一次，其冲击接地电阻不应大于30Ω，并应利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。
埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处应等电位连接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。
4.2.4 当难以装设独立的外部防雷装置时，可将接闪杆或网格不大于5m×5m或6m×4m的接闪网或由其混合组成的接闪器直接装在建筑物上，接闪网应按本规范附录B的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设；当建筑物高度超过30m时，首先应沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应设在外墙外表面或屋檐边垂直面上，也可设在外墙外表面或屋檐边垂直面外，并应符合下列规定：
      1 接闪器之间应互相连接。
      2 引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀或对称布置，其间距沿周长计算不宜大于12m。
      3 排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的管道应符合本规范第4.2.1条第2、3款的规定。
      4 建筑物应装设等电位连接环，环间垂直距离不应大于12m，所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。等电位连接环可利用电气设备的等电位连接干线环路。
      5 外部防雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体，每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω，并应和电气和电子系统等接地装置及所有进入建筑物的金属管道相连，此接地装置可兼作防雷电感应接地之用。
      6 当每根引下线的冲击接地电阻大于10Ω时，外部防雷的环形接地体宜按下列方法敷设：
        1)当土壤电阻率小于或等于500Ωm时，对环形接地体所包围面积的等效圆半径小于5m的情况，每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体。
        2)本款第1项补加水平接地体时，其最小长度应按下式计算：

式中：——环形接地体所包围面积的等效圆半径（m）；
                ——补加水平接地体的最小长度（m）；
                  A——环形接地体所包围的面积（m²）。

        3)本款第1项补加垂直接地体时，其最小长度应按下式计算：

式中：——补加垂直接地体的最小长度（m）；

        4)当土壤电阻率大于500Ωm、小于或等于3000Ωm，且对环形接地体所包围面积的等效圆半径符合下式的计算时，每一引下线处应补加水平接地体或垂直接地体：

        5)本款第4项补加水平接地体时，其最小总长度应按下式计算：

        6)本款第4项补加垂直接地体时，其最小总长度应按下式计算：

注：按本款方法敷设接地体以及环形接地体所包围的面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时，每根引下线的冲击接地电阻可不作规定。共用接地装置的接地电阻按50Hz电气装置的接地电阻确定，应为不大于按人身安全所确定的接地电阻值。
      7 当建筑物高于30m时，尚应采取下列防侧击的措施：
        1)应从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平接闪带并应与引下线相连。
        2)30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物应与防雷装置连接。
      8 在电源引入的总配电箱处应装设 Ⅰ级试验的电涌保护器。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时，冲击电流应取等于或大于12.5kA。
      9 电源总配电箱处所装设的电涌保护器，其每一保护模式的冲击电流值，当电源线路无屏蔽层时宜按式(4.2.4-6)计算，当有屏蔽层时宜按式(4.2.4-7)计算：

式中：Ⅰ——雷电流（kA），取200kA；
            n——地下和架空引入的外来金属管道和线路的总数；
           m——每一线路内导体芯线的总根数；
         R_s——屏蔽层每公里的电阻（Ω/km）；
         R_c——芯线每公里的电阻（Ω/km）。

      10 电源总配电箱处所装设的电涌保护器，其连接的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值，其最大持续运行电压值和接线形式应按本规范附录J的规定确定。
注：当电涌保护器的接线形式为本规范表J.1.2中的接线形式2时，接在中性线和PE线间电涌保护器的冲声电流，当为三相系统时不应小于本条第9款规定值的4倍，当为单相系统时不应小于2倍。
      11 当电子系统的室外线路采用金属线时，在其引入的终端箱处应安装D1类高能量试验类型的电涌保护器，其短路电流当无屏蔽层时，宜按式(4.2.4-6)计算，当有屏蔽层时宜按式(4.2.4-7)计算；当无法确定时应选用2kA。选取电涌保护器的其他参数应符合本规范第J.2节的规定，连接电涌保护器的导体截面应按本规范表5.1.2的规定取值。
      12 当电子系统的室外线路采用光缆时，在其引入的终端箱处的电气线路侧时，当无金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置的设备时，可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器，其短路电流应按本规范表J.2.1的规定确定，宜选用100A。
      13 输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道，当其从室外进入户内处设有绝缘段时，应在绝缘段处跨接符合下列要求的电压开关型电涌保护器或隔离放电间隙：
        1)选用Ⅰ级试验的密封型电涌保护器。
        2)电涌保护器能承受的冲击电流按式(4.2.4-6)计算，取m＝1。
        3)电涌保护器的电压保护水平应小于绝缘段的耐冲击电压水平，无法确定时，应取其等于或大于1.5kV和等于或小于2.5kV。
        4)输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道在进入建筑物处的防雷等电位连接，应在绝缘段之后管道进入室内处进行，可将电涌保护器的上端头接到等电位连接带。
      14 具有阴极保护的埋地金属管道，在其从室外进入户内处宜设绝缘段，应在绝缘段处跨接符合下列要求的电压开关型电涌保护器或隔离放电间隙：
        1)选用Ⅰ级试验的密封型电涌保护器。
        2)电涌保护器能承受的冲击电流按式(4.2.4-6)计算，取m＝1。
        3)电涌保护器的电压保护水平应小于绝缘段的耐冲击电压水平，并应大于阴极保护电源的最大端电压。
        4)具有阴极保护的埋地金属管道在进入建筑物处的防雷等电位连接，应在绝缘段之后管道进入室内处进行，可将电涌保护器的上端头接到等电位连接带。
4.2.5 当树木邻近建筑物且不在接闪器保护范围之内时，树木与建筑物之间的净距不应小于5m。

 

条文说明
 

4.2 第一类防雷建筑物的防雷措施
4.2.1 外部防雷装置完全与被保护的建筑物脱离者称为独立的外部防雷装置，其接闪器称为独立接闪器。
      1 本款规定是为了使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。
      2 从安全的角度考虑，作了本款规定。本款为强制性条款。压力单位用Pa或kPa，它们是法定计量单位。标准大气为非法定计量单位。因此，表4.2.1中的压力单位采用kPa。一个标准大气压＝1.01325×10⁵Pa＝1.01325×10²kPa。
“接闪器与雷闪的接触点应设在本款第1项或第2项所规定的空间之外”，接触点处于该空间的正上方之外也属于此规定。
      3 本款规定是为了保证安全。本款为强制性条款。
      4 在“支柱”之前增加了“每根”。
      5 为了防止雷击电流流过防雷装置时所产生的高电位对被保护的建筑物或与其有联系的金属物发生反击，应使防雷装置与这些物体之间保持一定的间隔距离。
防雷装置地上高度h_x处的电位为：

由于没有更合理的方法，间隔距离仍按电阻电压降和电感电压降相应求出的距离相加而得。因此，相应的间隔距离为：

式中：U_R——雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降（kV）；
           U_L——雷电流流过防雷装置时引下线上的电感电压降（kV）；
            R_i——接地装置的冲击接地电阻（Ω）；
         di/dt——雷电流陡度（kA/μs）；
               I——雷电流幅值（kA）；
            L₀——引下线的单位长度电感（μH/m），取1.5μH/m；
           E_R——电阻电压降的空气击穿强度（kV/m），取500kV/m；
            E_L——电感电压降的空气击穿强度（kV/m）。

本规范各类防雷建筑物所采用的雷电流参量见本规范附录F的表F.0.1-1～表F.0.1-4。
根据对雷电所测量的参数得知，雷电流最大幅值出现于第一次正极性雷击，雷电流最大陡度出现于第一次雷击以后的负雷击。正极性雷击通常仅出现一次，无重复雷击。
IEC-TC81的81(Secretariat)19：1985-08(Progress of WG 3 of TC 81，TC 81第3工作组的进展报告)文件的附录2提出电感电压降的空气击穿强度为E_L＝600×(1+1／T₁)(kV／m)，它是根据作者K．Ragaller的书《Surges in high-voltage networks》(1980，Plenum Press，NewYork)。因此，根据表F.0.1-1，当T₁=10μs时，E_L＝600×(1+1／10）=660（KV／m）；根据表F.0.1-3，当T₁=0.25μs，E_L＝600×(1+1／0.25）=3000（KV／m）。
将表F.0.1-1的有关参量和上述有关数值代入式(9)，其中，得，考虑计算简化，取作。因此，

上式即本规范式(4.2.1-1)。
同理，改用表F.0.1-3及其他有关数值代入式(9)，其中di／dt=50／0.25=200(kA／μs),得S_a1=50R_i／500+(1.5× h_x× 200 )／3000=0.1R_i+0.1h_x。因此，

上式即本规范式(4.2.1-2)。
式(10)和式(11)相等的条件为0.4R_i+0.04h_x=0.1R_i+0.1h_x，即h_x=5R_i，因此，当h_x<5R_i时，式(10)的计算值大于式(11)的计算值；当h_x>5R_i时，式(11)的计算值大于式(10)的计算值；当h_x＝5R_i时，两值相等。
根据《雷电》一书下卷第87页(1983年，李文恩等译，水利电力出版社出版，该书译自英文版《Lightning》第2卷，R．H．Golde主编，1977年版)，土壤的冲击击穿场强为200kV／m～1000kV／m，其平均值为600kV／m，取与空气击穿强度一样的数值，即500kV／m。根据表F.0.1-1，第一类防雷建筑物取I＝200kA。因此，地中的间隔距离为

上式即本规范式(4.2.1-3)。
根据计算，在接闪线立杆高度为20m、接闪线长度为50m～150m、冲击接地电阻为3Ω～10Ω 的条件下，当接闪线立杆顶点受雷击时，流经该立杆的雷电流为全部雷电流的63％～90％，S_a1和S_e1可相应减小，但计算起来很繁杂，为了简化计算，故本规范规定S_a1和S_e1仍按照独立接闪杆的方法进行计算。
6 按雷击于架空接闪线档距中央考虑S_a2,由于两端分流，对于任一端可近似地将雷电流幅值和陡度减半计算。因此，架空接闪线档距中央的电位为：U＝U_R+U_L1+U_L2。由此，得S_a2＝U_R／E_R+(U_L1+U_L2)／E_L，因此，

式中：U_L1——雷电流流经防雷装置时引下线上的电感压降（kV）；
           U_L2——雷电流流经防雷装置时接闪线上的电感压降（kV）；
           L₀₁——垂直敷设的引下线的单位长度电感（μH/m）。按引下线直径8mm、高20m时的平均值L₀₁=1.69μH/m计算；
           L₀₂——水平接闪线的单位长度电感（μH/m）。按接闪线截面50mm²、高20m时的值L₀₂=1.89μH/m计算。
I、U_R、di/dt、E_R、E_L的意义及所取的数值同本条5款的说明。
与本条第5款说明类同，以表F.0.1-1和上述有关的数值代入式（13），得

上式即本规范式（4.2.1-4）。
再以表F.0.1-3和上述有关的数值代入式（13），得，因此

上式即本规范式（4.2.1-5）。
令式（14）等于式（15），得，则。其余的道理类同于本条第5款。

      7 将式(14)和式(15)中的系数以两支路并联还原，即乘以2，并以1代替／2，再除以有同一距离₁的个数，则得出本规范式；(4.2.1-6)和式(4.2.1-7)。
架空接闪网的一个例子见图1。

图1  架空接闪网的例子

      8 一般情况下，规定冲击接地电阻不宜大于10Ω是适宜的，但在高土壤电阻率地区，要求低于10Ω,可能给施工带来很大的困难。故本款规定为，在满足间隔距离的前提下，允许提高接地电阻值。此时，虽然支柱距建筑物远一点，接闪器的高度也相应增高，但可以给施工带来很大方便而仍保证安全。在高土壤电阻率地区，这是一个因地制宜而定的数值，它应综合接闪器增加的安装费用和可能做到的电阻值来考虑。3012的规定参考本规范第4.2.4条第6款的条文说明。
4.2.2 本条说明如下：
      1 被保护建筑物内的金属物接地，是防闪电感应的主要措施。本款还规定了不同类型屋面的处理。金属屋面或钢筋混凝土屋面内的钢筋进行接地，有良好的防闪电感应和一定的屏蔽作用。对于钢筋混凝土预制构件组成的屋面，要求其钢筋接地有时会遇到困难，但希望施工时密切配合，以达到接地要求。
      2 本款规定距离小于100mm的平行长金属物，每隔不大于30m互相连接一次，是考虑到电磁感应所造成的电位差只能将几厘米的空隙击穿(计算结果如下)。当管道间距超过100mm时，就不会发生危险。交叉管道也做同样处理。
两根间距300mm的平行管道，与引下线平行敷设，距引下线3m并与其处于同一个平面上。如果将引下线视作无限长，这时在管道环路内的感应电压U(kV)为U＝M··(di／dt)，它可能击穿的空气间隙距离d为：

式中：l——平行管道成环路的长度（m），取30m计算；
    di/dt——流经引下线的雷电流的陡度（kA/μs），根据表F.0.1-3的参量取200kA/μs计算；
        M——1m长两根间距300mm平行管道与引下线之间的互感（μH/m），经计算得M=0.0191μH/m；
       E_L——电感电压的空气击穿强度（kV/m），与本章第4.2.1条第5款说明相同，取3000kV/m计算。
将上述有关数值代入式（16），得

即使在管道间距增大到300mm的情况下，所感应的电压仅可能击穿0.038m的空气间隙。若间距减小到100mm，所感应的电压就更小了(由于M值减小)。
连接处过渡电阻不大于0.03Ω时，以及对有不少于5根螺栓连接的法兰盘可不跨接的规定，是参考国外资料和国内的实践经验确定的。天津某单位安技科做过测试，一些记录见表4，这些实测值是在三处罐站测量的。

表4  连接处过渡电阻的实测值
 

续表4

      3 由于已设有独立接闪器，因此，流过防闪电感应接地装置的只是数值很小的感应电流。在金属物已普遍等电位连接和接地的情况下，电位分布均匀。因此，本款规定工频接地电阻不大于10Ω，根据修订意见，将“不应”改为“不宜”。在共用接地装置的场合下，工频接地电阻只要满足50Hz电气装置从人身安全，即从接触电压和跨步电压要求所确定的电阻值。(另见本章第4.2.4条的条文说明。)
4.2.3 本条说明如下：
      1 为防止雷击线路时高电位侵入建筑物造成危险，低压线路应全线采用电缆直接埋地引入。本款为强制性条款。
      2 当难于全线采用电缆时，不得将架空线路直接引入屋内，允许从架空线上换接一段有金属铠装(埋地部分的金属铠装要直接与周围土壤接触)的电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。需要强调的是，电缆首端必须装设SPD并与绝缘子铁脚、金具、电缆外皮等共同接地，入户端的电缆外皮、钢管必须接到防闪电感应接地装置上。
因规定架空线距爆炸危险场所至少为杆高的1.5倍，设杆高一般为10m，1.5倍就是15m。
在电缆与架空线连接处所安装的SPD，其U_P应小于或等于2.5kV是根据IEC 62305—1:2010的规定，选用Ⅰ级试验产品和选I_imp等于或大于10kA是根据IEC 62305—1:2010第64、65页表E.2和表E.3，将其转换为本规范建筑物防雷类别后见表5。本款为强制性条款。

表5  预期雷击的电涌电流^①

注：①表中所有值均指线路中每一导体的预期电涌电流；
②所列数值属于闪电击在线路靠近用户的最后一根电杆上，并且线路为多根导体（三相+中性线）；
③所列数值属于架空线路，对埋地线路所列数值可减半；
④环状导体的路径和距起感应作用的电流的距离影响预期电通过电流的值。
表5的值参照在大型建筑物内有不同路径、无屏蔽的一短路环状导体所感应的值（环状面积约50m²，宽约5m），
距建筑物墙1m，在无屏蔽的建筑物内或装有LPS的建筑物内（=0.5）；
⑤环路的电感和电阻影响所感应电流的波形。当略去环路电阻时，
宜采用10/350μs波形。在被感应电路中安装开关型SPD就是这类情况；
⑥所列数值属于有多对线的无屏蔽线路。对击于无屏蔽的入户线，可取5倍所列数值；
⑦更多的信息参见ITU-T建议标准K.67。

      3 本款规定铠装电缆或钢管埋地部分的长度不小于(m)是考虑电缆金属外皮、铠装、钢管等起散流接地体的作用。接地体在冲击电流下，其有效长度为(m)。关于采用的理由参见本规范第5.4.6条的条文说明。当土壤电阻率过高，电缆埋地过长时，可采用换土措施，使值降低来缩短埋地电缆的长度。
      6 金属线电子系统架空线转换电缆处所安装的SPD，选用D1类高能量试验产品和短路电流等于或大于2kA是根据本规范条文说明表5和本规范表J.2.1确定的。
4.2.4 正如本章第4.2.1条所述，第一类防雷建筑物的防直击雷措施，首先应采用独立接闪杆或架空接闪线或网。本条只适用于特殊情况，即可能由于建筑物太高或其他原因，不能或无法装设独立接闪杆或架空接闪线或网时，才允许采用附设于建筑物上的防雷装置进行保护。
      2 从法拉第笼的原理看，网格尺寸和引下线间距越小，对闪电感应的屏蔽越好，可降低屏蔽空间内的磁场强度和减小引下线的分流系数。
雷电流通过引下线入地，当引下线数量较多且间距较小时，雷电流在局部区域分布也较均匀，引下线上的电压降减小，反击危险也相应减小。
对引下线间距，本规范向IEC 62305防雷标准靠拢。如果完全采用该标准，则本规范的第一类、第二类、第三类防雷建筑物的引下线间距相应应为10m、15m、25m。但考虑到我国工业建筑物的柱距一般均为6m，因此，按不小于6m的倍数考虑，故本规范对引下线间距相应定为12m、18m、25m。
      4 对于较高的建筑物，引下线很长，雷电流的电感压降将达到很大的数值，需要在每隔不大于12m之处，用均压环将各条引下线在同一高度处连接起来，并接到同一高度的屋内金属物体上，以减小其间的电位差，避免发生火花放电。
由于要求将直接安装在建筑物上的防雷装置与各种金属物互相连接，并采取了若干等电位措施，故不必考虑防止反击的间隔距离。
      5 关于共用接地装置，由于防雷装置直接安装在建筑物上，要保持防雷装置与各种金属物体之间的间隔距离，通常这一间隔距离在运行中很难保证不会改变，即间隔距离减小了。因此，对于第一类防雷建筑物，应将屋内各种金属物体及进出建筑物的各种金属管线进行严格的等电位连接和接地，而且所有接地装置都必须共用或直接互相连接起来，使防雷装置与邻近的金属物体之间电位相等或降低其间的电位差，防止发生火花放电。
一般来说，接地电阻越低，防雷得到的改善越多。但是，不能由于要达到某一很低的接地电阻而花费过大。出现火花放电危险可从基本计算公式U＝IR+(di／dt)来评价，IR项对于建筑物内某一小范围中互相连接在一起的金属物(包括防雷装置)来说都是一样的，它们之间的电位差与防雷装置的接地电阻无关。此外，考虑到已采取严格的各种金属物与防雷装置之间的连接和均压措施，故不必要求很低的接地电阻。
现在IEC的有关标准和美国的国家标准都规定，一栋建筑物的所有接地体应直接等电位连接在一起。
      6 为了将雷电流散入大地而不会产生危险的过电压，接地装置的布置和尺寸比接地装置的特定值更重要。然而，通常建议采用低的接地电阻。本款的规定完全采用IEC 62305—3:2010第26页5.4.2.2的规定(接地体的B型布置)。
下面的图2系根据该规定的相应图换成本规范的防雷建筑物类别的图。该规定对接地体B型布置的规定是：对于环形接地体(或基础接地体)，其所包围的面积的平均几何半径r不应小于
 ₁,即r≥₁，₁示于图2；当₁大于r时，则必须增加附加的水平放射形或垂直(或斜形)导体，其长度_r(水平)为_r＝₁－r或其长度_v(垂直)为。

图2  按防雷建筑物类别确定的接地体最小长度
环形接地体（或基础接地体），其所包围的面积A的平均几何
半径r为：πr²=A，所以r=。根据图2，对于第一类防雷建筑
物，当＜500Ωm时，l₁为5m，因此，导出本款第2、3项的规定；当
=500Ωm~3000Ωm时，l₁与的关系是一根斜线，从该斜线上
找出方便的任意两点的坐标，则可求出l₁与的关系式为l₁=
，所以，导出本款第5、6项的规定。

由于接地体通常靠近墙、基础敷设，所以补加的水平接地体一般都是从引下线与环形接地体的连接点向外延伸，可为一根，也可为多根。
由于本条采用了若干等电位措施，本款的接地电阻值不是起主要作用，因此，没有提出接地电阻值的具体要求。
本款所要求的环形接地体的工频接地电阻R，在其半径r等于₁的场合下，当＝500Ωm～30000Ωm时，大约处于13Ω～33Ω；当<500Ωm时，R＝0.067(Ω)。
环形接地体的工频接地电阻的计算式为R＝2／3d(Ω)，d=。其中为土壤电阻率(Ωm)，A为环形接地体所包围的面积(m²)。当＝500Ωm、d＝10m时，R＝2×500／(3X10)＝33(Ω)。
当＝500Ωm～30000Ωm时，R＝（2×3000×380）／[3×2×（11×3000－3600）]=（3000×380）／（3×29400）=12.9≈13(Ω)。
      10 关于本款的注，说明如下(以下有的资料摘自IEEE Std1100—2005：IEEE Recommended practice for powering and grounding electronic equipment．美国标准，电子设备接地和供电的推荐实用标准)：
通常，设计者对接地体的连接，其最普通的技术看法如图3中的图(b)，这里仅有一电阻单元。这一观点显然得到了许多有关测试接地体接地电阻的技术文献和市场上用于这类测试而仅显示电阻欧姆值的可应用产品的支持。
然而，对一接地体的真实表示更多地应如图3中的图(c)，它清楚地表示为一复数阻抗。除了提供有关接地连接的电阻值外，还示出接地体连接的无功(电抗)特性，这是重要的。

图3  典型接地体的三种表示
注：所示接地体可能是复杂埋地接地网的一部分（以下同）

通常，设计者要求的功能性接地电阻为工频接地电阻，市场上销售的绝大多数测量仪表仅供测量直流至工频的接地电阻之用，而电子系统的功能性接地是要流过直流至高频的电流。在高频条件下，接地阻抗大大增加。例如，一个61m长的水平接地体，在小于10kHz频率下的阻抗约为6Ω～7Ω，当频率增大至1MHz时，其阻抗将加大到52Ω，见图4中的A接地体。当频率再增大，从图中曲线的走向，可推测其阻抗将大大增加。

图4  接地体的阻抗与频率的关系

其次，接地线的感抗为X_L＝2πfL，一根25mm²铜导体和一根107mm²铜导体，其在自由空间的一些有关数值见表6和表7。从表中可以看出，在不同频率下，感抗都大大地大于电阻，因此，导体的阻抗可略去电阻，看作等于感抗；将导体的截面从25mm²加大到107mm²，即截面加大约三倍，而感抗减小的比例却很小，例如，30.5m长的导体，在100MHz下仅减小(35—31.4)／35＝3.6／35=0.1=10%，，因此，由于流过的电流很小，功能性接地／等电位连接线的截面无需选的很大。

表6  25mm²铜导体在空气中的电阻和感抗

表7  107mm²铜导体在空气中的电阻和感抗

现代电子系统绝大多数为数字化，其怕干扰的频率为数十乃至数百兆赫兹。因此，上述所指出的接地阻抗和接地线感抗将会增至很大。所以，功能性接地电阻要求很低的直流至工频的接地电阻(如0.5Ω～1Ω)是毫无意义的，而且浪费了人力和财力。当为共用接地装置时，工频接地电阻应取决于50Hz供电系统对人身安全的合理要求值。
一栋建筑物设有独立接地体的情况如图5所示。其与建筑物共用接地体之间在地中的土壤可以看作是一阻抗Z_earth，见图6。当有一电流I_earth流过土壤阻抗Z_earth时，U＝I_earth× Z_earth，这一压降就是独立接地体与共用接地体之间的共模电位差。当I_earth为雷击电流或50Hz短路电流时，在电子系统与PE线或其周围共用接地系统之间将会产生跳击而损坏设备；当I_earth为干扰电流时，将对电子系统产生干扰。因此，美国的国家电气法规NEC和国际电工委员会IEC的一些标准都规定，每一建筑物(每一装置)的所有接地体都应等电位直接连接在一起，通常是在总等电位连接带处，见图7。这样就消除了上述的共模电位差U。

图5  典型分开的接地

图6  独立接地体与共用接地体之间的共模电位差

图7  IEC和美国NEC要求在各组接地体之间做等位连接

在一栋建筑物中设置了独立接地体，在动态条件下实际上是把人身安全和设备安全放在第二位，这是不对的；应将人身安全放在第一位来处理接地和等电位连接。
对本款的注，不能简单提出几个接地电阻的具体数值，因为它们取决于供电变压器是否设在本建筑物内，高压是采用不接地系统还是小电阻接地系统，低压是采用TN-C-S、TN-S、TT还是IT系统等因素。请参见IEC 60364—4—44:2007 Ed．2．0(Low-voltage electrical installations — Part 4 —44:Protection for safety Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances．低压电气装置——第4—44部分：安全防护——防电压扰动和电磁干扰)中的第442节(低压装置防高压系统接地故障和低压系统故障引发的暂态过电压)和《工业与民用配电设计手册》(中国电力出版社出版，第三版)第877～879页(四、电气装置 保护接地的接地电阻)以及其他相关资料。
      7 对第一类防雷建筑物，由于滚球规定为30m(见本规范的 表5.2.12)和危险性大，所以30m以上要考虑防侧击，本款1项中的“每隔不大于6m”是从本条规定屋顶接闪器采用接闪网时其网格尺寸不大于5m×5m或6m×4m考虑的。由于侧击的概率和雷击电流都很小，网格的横向距离不采用4m，而按引下线的位置 (其距离不大于12m)考虑。
      8 本款为强制性条款。“在电源引入的总配电箱处应装设Ⅰ级试验的电涌保护器”的规定是根据IEC-TC81和IEC-TC37A的有关标准制定的。“电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV”和“当无法确定时，冲击电流应取等于或大于12.5kA”是 根据现行国家标准《建筑物电气装置 第5—53部分：电气设备的选择和安装，隔离、开关和控制设备 第534节：过电压保护电器》GB 16895．22—2004／IEC 60364—5—53:2001:A1:2002的规定制定的。
      9 式(4.2.4-6)和式(4.2.4-7)系根据IEC 62305—1:2010第63页上的式(E.4)～(E.6)编成的。
      11 “当电子系统的室外线路采用金属线时，在其引入的终端箱处应安装D1类高能量试验类型的电涌保护器”的规定是根据IEC 61643——22:2004 Ed．1．0(Low-voltage surge protective devices Part 22：Surge protective devices connected to telecommu-nications and signaling networks—Selection and application principles．低压电涌保护器——第22部分：电信和信号网络的电涌保护器——选择和使用导则)的表2制定的，2kA是根据本规范条文说明的表5制定的。
      12 “当电子系统的室外线路采用光缆时，在其引入的终端箱处的电气线路侧，当五金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置的设备时，可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器”的规定是根据IEC 61643—22:2004的表3制定的，100A短路电流的规定是根据本规范表J.2.1制定的。
      13、14 这两款是根据IEC的有关要求制定的。
4.2.5 根据原《建筑防雷设计规范》GBJ 57—83编写组调查的几个案例，雷击树木引起的反击，其距离均未超过2m，例如，重庆某结核病医院、南宁某矿山机械厂、广东花县某学校及海南岛某中学等由于雷击树木而产生的反击，其距离均未超过2m。考虑安全系数后，现规定净距不应小于5m。