建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343-2012

4.4.1 因雷击导致建筑物的各种损失对应的风险分量R_x可按下式估算：

    式中：N_x——年平均雷击危险事件次数；
              P_x——每次雷击损害概率；
              L_x——每次雷击损失率。
4.4.2 建筑物的雷击损害风险R可按下式估算：

    式中：R_x——建筑物的雷击损害风险涉及的风险分量R_A～R_z，按本规范附录B表B.2.6的规定确定。
4.4.3 根据风险管理的要求，应计算建筑物雷击损害风险R，并与风险容许值比较。当所有风险均小于或等于风险容许值，可不增加防雷措施；当某风险大于风险容许值，应增加防雷措施减小该风险，使其小于或等于风险容许值，并宜评估雷电防护措施的经济合理性。详细评估和计算方法应符合本规范附录B的规定。

 

条文说明
 

4.4 按风险管理要求进行雷击风险评估
4.4.1～4.4.3 按风险管理要求进行雷击风险评估主要依据《雷电防护 第2部分：风险管理》GB／T 21714．2-2008(IEC 62305-2：2006，IDT)。评估防雷措施必要性时涉及的建筑物雷击损害风险包括人身伤亡损失风险R₁、公众服务损失风险R₂以及文化遗产损失风险R₃，应根据建筑物特性和有关管理部门规定确定需计算何种风险。
    评估办公楼是否需防雷(无需评估采取保护措施的成本效益)计算实例：
    需确定人身伤亡损失的风险R₁(计算本规范附录B表B.2.6的各个风险分量)，与容许风险R_T＝10^-5相比较，以决定是否需采取防雷措施，并选择能降低这种风险的保护措施。
    一、有关的数据和特性
    表6～表8分别给出：
    ——建筑物本身及其周围环境的数据和特性；
    ——内部电气系统及入户电力线路的数据和特性；
    ——内部电子系统及入户通信线路的数据和特性。

表6  建筑物特性

表7  内部电气系统以及相连供电线路的特性

表8  内部通信系统以及相连通信线路的特性

    二、办公楼的分区及其特性考虑到：
    ——入口、花园和建筑物内部的地表类型不同；
    ——建筑物和档案室都为防火分区；
    ——没有空间屏蔽；
    ——假定计算机中心内的损失率L_x比办公楼其他地方的损失率小。
    划分以下主要的区域：
    ——Z₁(建筑物的入口处)；
    ——Z₂(花园)；
    ——Z₃(档案室-是防火分区)；
    ——Z₄(办公室)；
    ——Z₅(计算机中心)。
    Z₁～Z₅各区的特性分别在表9～表13中给出。考虑到各区中有潜在危险的人员数与建筑物中总人员数的情况，经防雷设计人员的分析判断，决定与R₁相关的各区的损失率不取表B.5.21-1的数值，而作了适当的减小。

表9  Z₁区的特性

表10  Z₂区的特性

表11  Z₃区的特性

表12  Z₄区的特性

表13  Z₅区的特性

    三、相关量的计算
    表14、表15分别给出截收面积以及预期危险事件次数的计算结果。

表14  建筑物和线路的截收面积

表15  预期的年平均危险事件次数

    四、风险计算
    表16中给出了各区风险分量以及风险R₁的计算结果。

表16  各区风险分量值(数值×10^-5)

    五、结论
    R₁＝4.08×10^-5高于容许值R_T＝10^-5，需增加防雷措施。
    六、保护措施的选择
    表17中给出了风险分量的组合(见本规范附录B.4.2)：

表17  R₁的各风险分量按不同的方式组合得到的各区风险(数值×10^-5)

    其中：

    由表17可看出建筑物的风险主要是损害成因S1及S3在Z₃区中由物理损害产生的风险，占总风险的92％。
    根据表16，Z₃中对风险R₁起主要作用的风险分量有：
    ——分量R_B占54％；
    ——分量R_{v（电力线）}约占9％；
    ——分量R_{v（通信线）}约占29％。
    为了把风险降低到容许值以下，可以采取以下保护措施：
    1 安装符合《雷电防护 第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险》GB／T 21714．3-2008要求的减小物理损害的Ⅳ类LPS，以减少分量R_B；在入户线路上安装LPL为Ⅳ级的SPD。
    前述LPS无格栅形空间屏蔽特性。表6～表8中的参数将有以下变化：
    P_B=0.2；
    P_U=P_V=0.03(由于在入户线路上安装了SPD)。
    2 在档案室(Z₃区)中安装自动灭火(或监测)系统以减少该区的风险R_B和R_V，并在电力和电话线路入户处安装LPL为Ⅳ级的SPD。表7、表8和表11中的参数将有以下变化：
    Z₃区的r_P变为r_P＝0.2；
    P_U＝P_V＝0.03(由于在入户线路上安装了SPD)。
    采用上述措施后各区的风险值见表18。

表18  两种防护方案得出的R₁值(数值×10^-5)

两种方案都把风险降低到了容许值之下，考虑技术可行性与经济合理性后选择最佳解决方案。

5.1.1 建筑物电子信息系统宜进行雷击风险评估并采取相应的防护措施。
5.1.2 需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。
5.1.3 建筑物电子信息系统应根据需要保护的设备数量、类型、重要性、耐冲击电压额定值及所要求的电磁场环境等情况选择下列雷电电磁脉冲的防护措施：
      1 等电位连接和接地；
      2 电磁屏蔽；
      3 合理布线；
      4 能量配合的浪涌保护器防护。
5.1.4 新建工程的防雷设计应收集以下相关资料：
      1 建筑物所在地区的地形、地物状况、气象条件和地质条件；
      2 建筑物或建筑物群的长、宽、高度及位置分布，相邻建筑物的高度、接地等情况；
      3 建筑物内各楼层及楼顶需保护的电子信息系统设备的分布状况；
      4 配置于各楼层工作间或设备机房内需保护设备的类型、功能及性能参数；
      5 电子信息系统的网络结构；
      6 电源线路、信号线路进入建筑物的方式；
      7 供、配电情况及其配电系统接地方式等。
5.1.5 扩、改建工程除应具备上述资料外，还应收集下列相关资料：
      1 防直击雷接闪装置的现状；
      2 引下线的现状及其与电子信息系统设备接地引入线间的距离；
      3 高层建筑物防侧击雷的措施；
      4 电气竖井内线路敷设情况；
      5 电子信息系统设备的安装情况及耐受冲击电压水平；
      6 总等电位连接及各局部等电位连接状况，共用接地装置状况；
      7 电子信息系统的功能性接地导体与等电位连接网络互连情况；
      8 地下管线、隐蔽工程分布情况；
      9 曾经遭受过的雷击灾害的记录等资料。

 

条文说明
 

5.1 一般规定
5.1.2 建筑物上装设的外部防雷装置，能将雷击电流安全泄放入地，保护了建筑物不被雷电直接击坏。但不能保护建筑物内的电气、电子信息系统设备被雷电冲击过电压、雷电感应产生的瞬态过电压击坏。为了避免电子信息设备之间及设备内部出现危险的电位差，采用等电位连接降低其电位差是十分有效的防范措施。接地是分流和泄放直接雷击电流和雷电电磁脉冲能量最有效的手段之一。
    为了确保电子信息系统的正常工作及工作人员的人身安全、抑制电磁干扰，建筑物内电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施。
5.1.3 雷电电磁脉冲(LEMP)会危及电气和电子信息系统，因此应采取LEMP防护措施以避免建筑物内部的电气和电子信息系统失效。
    工程设计时应按照需要保护的设备数量、类型、重要性、耐冲击电压水平及所处雷电环境等情况，选择最适当的LEMP防护措施。例如在防雷区(LPZ)边界采用空间屏蔽、内部线缆屏蔽和设置能量协调配合的浪涌保护器等措施，使内部系统设备得到良好防护，并要考虑技术条件和经济因素。LEMP防护措施系统(LPMS)的示例见图4。
    2款：雷电流及相关的磁场是电子信息系统的主要危害源。就防护而言，雷电电场影响通常较小，所以雷电防护应主要考虑对雷击电流产生的磁场进行屏蔽。
5.1.4、5.1.5 新建、扩建、改建工程应收集相关资料和数据，为防雷工程设计提供现场依据，而且这些资料和数据也是雷击风险评估计算所必需的原始材料。被保护设备的性能参数包括设备工作频率、功率、工作电平、传输速率、特性阻抗、传输介质及接口形式等；电子信息系统的网络结构指电子信息系统各设备之间的电气连接关系等；线路进入建筑物的方式指架空或埋地，屏蔽或非屏蔽；接地装置状况指接地装置位置、接地电阻值等。

图4  LEMP防护措施系统(LPMS)示例(一)


图4  LEMP防护措施系统(LPMS)示例(二)
注：SPD可以位于下列位置：LPZ1边界上(例如主配电盘MB)；LPZ2边界上(例如次配电盘SB)；或者靠近设备处(例如电源插孔SA)。