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对建筑物和防雷分类问题的认识.doc

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对建筑物防雷分类若干问题的认识

引言

《中国防雷》2009No.4中刊出了两篇文章,文献[1]提出是否应设第四类防雷建筑物,文献[2]在古建筑防雷设计中,分析了古建筑的防雷类别确定方法。本文将结合这些问题,谈谈对建筑物防雷分类若干问题的认识。

1是否有必要对建筑物进行防雷分类

过去,不少人对《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000年版)中的一些技术问题提出质疑。但尚无一人提出这样的问题,是否有必要对建筑物进行防雷分类?

查阅了国际电工委员会自1990年起公布的一系列标准,从IEC61024-1990到IEC62305-2006,没有看到对建筑物进行防雷分类的内容,只有“雷电防护水平”或过去译为“雷电防护等级”(Lightningprotectionlevel-LPL)与GB50057中“防雷类别”有相似的技术内容。在GB/T21714.1-2008/IEC62305-1:2006中对LPL定义为“与一组雷电流参数值有关的序数,该组参数值与自然界发生雷电时最大和最小设计值不被超出的概率有关”[3]。注为:“LPL用于根据雷电流的一组相关参数值设计防雷措施”。

文献[3]中表5规定了各LPL对应的雷电流参数最大值见表1。

表1各LPL对应的雷电流参数最大值

首次短时间雷击

LPL

电流参数

符号

单位

Ⅲ~Ⅳ

峰值电流

I

kA

200

150

100

短时间雷击电荷

Qshort

C

100

75

50

单位能量

W/R

MJ/Ω

10

5.6

2.5

时间参数

T1/T2

μs/μs

10/350

后续短时间雷击

LPL

电流参数

符号

单位

Ⅲ~Ⅳ

峰值电流

I

kA

50

37.5

25

平均陡度

di/dt

kA/μs

200

150

100

时间参数

T1/T2

μs/μs

0.25/100

长时间雷击

LPL

电流参数

符号

单位

Ⅲ~Ⅳ

长时间雷击电荷

Qlong

C

200

150

100

时间参数

Tlong

s

0.5

雷闪

LPL

电流参数

符号

单位

Ⅲ~Ⅳ

雷闪电荷

Qflash

C

300

225

150

文献[3]中表6规定了各类LPL对应的雷电流参数最小值见表2。

表2各LPL雷电参数的最小值及其对应的滚球半径

参数

符号

单位

LPL

最小峰值电流

I

kA

3

5

10

16

滚球半径

r

m

20

30

45

60

熟悉GB50057-1994(2000年版)的同仁们会发现,表1与GB50057中附表6.1~6.3的内容基本一致,只不过将IEC标准中的LPL(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)改成“防雷建筑物类别”的一类、二类和三类,并将表1中Ⅰ级对应一类、Ⅱ级对应二类,Ⅲ~Ⅳ级对应三类。表2中Ⅰ级3kA及对应的滚球半径20m在GB50057中被弃用,Ⅱ级5kA(30m)对应第一类防雷建筑物的滚球半径30m,Ⅲ级10kA(45m)对应第二类防雷建筑物的滚球半径45m,Ⅳ级16kA(60m)对应第三类防雷建筑物的滚球半径60m,并在条文说明中说明按简化的雷击电气几何模型hr=10.I0.65(第5.2.1条说明),hr=30m时,I为5.4kA;hr=45m时,I为10.1kA;hr=60m时,I为15.8kA。由于有如此相同和相似,能否把IEC的雷电防护等级(或水平)LPL中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级与GB50057中第一、二、三类划等号呢?可否认为GB50057中对建筑物防雷分类是引自国际标准或国外先进标准呢?认为不是这样。

在IEC/TC81的标准中,没有对建筑物进行防雷分类,而是采取了雷击风险评估方法,见GB/T21714.2-2008/IEC62305-2:2006。当建筑物(含建筑物内的电气系统和电子系统)存在雷击风险,且评估出的风险R大于风险容限(即风险在业主能够承受的限度内)RT时,即R>RT时,采用一定的防护措施是必要的。同时提出尚需兼顾经济合理性,即:在没有采取防护措施时可能的损失价值CL大于采取防护措施后仍可能产生的损失价值CRL与防雷措施的成本(含维护费用)CPM之和时,此时在经济上是合理的,公式为CRL+CPM<CL。当上述两条件均满足时,需要采取一定的防雷措施,雷电防护水平可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共四个等级。并采取相应的LPS要求,如:滚球半径在20~60m、网格尺寸从5m×5m到20m×20m、引下线间距从10m到20m,雷电流参数见表1等。

查阅了一些地区或国外标准,许多标准均等同采用IEC标准,如:欧盟标准ENV61024-1:1995;英国标准BSDDENV61024-1:1995;德国标准DINVENV61024-1:1996;日本标准JISC0367-1:2003;法国标

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