電源防雷器在建筑物防雷中標(biāo)稱放電電流
電源防雷器參數(shù)In指的是防雷器的標(biāo)稱放電電流，電源防雷器
（雷電計(jì)數(shù)器校驗(yàn)儀）的選擇除了要知道電壓還應(yīng)該根據(jù)合適的情況選擇放電電流合適的防雷產(chǎn)品，這樣才能更有效的保護(hù)好設(shè)備。在低壓配電系統(tǒng)中，安裝于建筑物入口處，即 LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處的 B 級(jí)電源防雷器主要用于瀉放電源線路遭受直接雷擊或電源線路感應(yīng)雷電時(shí)的雷電流能量，而次級(jí)（C級(jí)或D級(jí)）電源防雷器主要用于鉗制電源線路的過(guò)電壓，防止設(shè)備因過(guò)電壓沖擊而損壞。而在GB50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中僅對(duì) B 級(jí)電源防雷器
（雷電計(jì)數(shù)器校驗(yàn)儀）標(biāo)稱放電電流 In 值的選擇規(guī)定 的較為清楚，而對(duì)次級(jí)（C 級(jí)或者 D 級(jí)）電源防雷器標(biāo)稱放電電流 In 值的選擇規(guī)定的較為模糊， 在新的國(guó)標(biāo) GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》頒布后，關(guān)于次級(jí)電源防雷器標(biāo) 稱放電電流 In 值的選擇存在一些爭(zhēng)議，本文就此提出一些觀點(diǎn)供業(yè)內(nèi)技術(shù)專家進(jìn)行討論。
1 電源防雷器標(biāo)稱放電電流 In 值的選擇原則
對(duì)于在建筑物中所使用的電源防雷器（SPD）設(shè)備 GB 50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計(jì) 規(guī)范》這本國(guó)家強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)做了如下要求：標(biāo)準(zhǔn)第 6.4.4 條規(guī)定“電源防雷器必須能承受預(yù)期通 過(guò)它們的雷電流，并應(yīng)符合以下兩個(gè)附加要求：通過(guò)電涌時(shí)的zui大箝壓，有能力熄滅在雷電流通過(guò) 后產(chǎn)生的工頻續(xù)流。”
在建筑物進(jìn)線處和其它防雷區(qū)界面處的zui大電涌電壓，即電源防雷器
（雷電計(jì)數(shù)器校驗(yàn)儀）的zui大箝壓加上其兩端引 線的感應(yīng)電壓應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的zui大電涌電壓協(xié)調(diào)一致。為使zui大電涌電 壓足夠低，其兩端的引線應(yīng)做到zui短。在不同界面上的各電源防雷器還應(yīng)與其相應(yīng)的能量承受能力 相一致。
GB 50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)的表 6.4.4 同 GB 50343-2004《建筑物電 子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)的表 5.4.1-1 是一樣的，后者引用前者，表中的數(shù)據(jù)都來(lái)自于 IEC 標(biāo)準(zhǔn)。可見(jiàn)二者在對(duì)電源防雷器的選擇和保護(hù)目的上是一致的。都是依據(jù)線路中設(shè)備所能承受的沖 擊過(guò)電壓值來(lái)進(jìn)行選擇。IEC 標(biāo)準(zhǔn)將由電網(wǎng)供電的電氣設(shè)備按其耐雷電脈沖過(guò)電壓水平劃分為四級(jí)， 以便合理地確定不同的防護(hù)措施。雷電脈沖過(guò)電壓可隨雷電傳導(dǎo)方向衰減，但調(diào)查表明這種衰減并 不明顯，更合理和實(shí)用的確定過(guò)電壓水平的方法是概率統(tǒng)計(jì)法。
然而，雖然兩標(biāo)準(zhǔn)在對(duì) 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 值的選擇上都留有一定的“裕度”，并選擇了相同 的依據(jù)，但是卻存在有很大的分歧。主要分歧在于 GB 50057 標(biāo)準(zhǔn)考慮的出發(fā)點(diǎn)是“考慮到雷電流 分配到電源系統(tǒng)的zui惡劣環(huán)境下，后級(jí)線路殘余感應(yīng)電壓為前級(jí) 電源防雷器 殘壓的兩倍的情況下，后級(jí)線 路殘余感應(yīng)電壓應(yīng)小于被保護(hù)設(shè)備耐壓
（程控耐壓測(cè)試儀）水平的 80%。”而 GB 50343 標(biāo)準(zhǔn)建議“從安全和可靠性的角 度考慮，應(yīng)在計(jì)算值的基礎(chǔ)上增大后級(jí) 電源防雷器 耐雷電沖擊電流的裕度”并且給出了“系數(shù)為 5 倍”的參數(shù)。因此在其標(biāo)準(zhǔn)的表 5.4.1-2 中建議“第二級(jí) 電源防雷器 的標(biāo)稱放電電流 In 值為 8/20μs 波形下
40kA，第三級(jí) 電源防雷器 的標(biāo)稱放電電流 In 值為 8/20μs 波形下 20kA。”而我們參看 GB 50057 第 6.4.8 條和第 6.4.9 條的要求的話其對(duì)標(biāo)標(biāo)稱放電電流的要求要小得多，僅僅不小于 8/20μs 波形，3kA
或 5kA（
大電流發(fā)生器）。為什么兩部標(biāo)準(zhǔn)的分歧會(huì)如此之大呢？究竟哪一個(gè)更合理一些呢？GB 50343 標(biāo)準(zhǔn)建議的 5 倍的安全裕度系數(shù)是否合理呢？這有待于行業(yè)內(nèi)的專家進(jìn)行進(jìn)一步的討論。以下是作者關(guān)于次級(jí)電 涌保護(hù)器標(biāo)稱放電電流 In 值的選擇的建議。
A、LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處所選用安裝的 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的計(jì)算
表 1 LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處無(wú)屏蔽線路 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的選擇
| | TT 系統(tǒng) | TN 系統(tǒng) | IT 有中性線 | IT 無(wú)中性線 | 單相電源系統(tǒng) |
| 一類建筑物 | 25kA/25kA | 25kA/25kA | 25kA/25kA | 33.3kA/35kA | 33.3kA/35kA |
| 二類建筑物 | 18.75kA/25kA | 18.75kA/25kA | 18.75kA/25kA | 25kA/25kA | 25kA/25kA |
| 三類建筑物 | 12.5kA/15kA | 12.5kA/15kA | 12.5kA/15kA | 16.5kA/25kA | 16.5kA/25kA |
注：1、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以上計(jì)算為考慮到 50%雷電流分配到電源系統(tǒng)的zui惡劣環(huán)境下的計(jì)算。雷電流參數(shù)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)表
6.1 提供的參數(shù)計(jì)算。
2、數(shù)據(jù)為：計(jì)算值 In 值/所選型號(hào) In 值。此 In 值為 10/350μs 波形 電源防雷器 通流幅值。
表 2 LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處有屏蔽線路 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的選擇
| | TT 系統(tǒng) | TN 系統(tǒng) | IT 有中性線 | IT 無(wú)中性線 | 單相電源系統(tǒng) |
| 一類建筑物 | 15kA/15kA | 15kA/15kA | 15kA/15kA | 20kA/25kA | 20kA/25kA |
| 二類建筑物 | 11.25kA/15kA | 11.25kA/15kA | 11.25kA/15kA | 15kA/15kA | 15kA/15kA |
| 三類建筑物 | 7.5kA/15kA | 7.5kA/15kA | 7.5kA/15kA | 10kA/15kA | 10kA/15kA |
注：1、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以上計(jì)算為考慮到 30%雷電流分配到電源系統(tǒng)的zui惡劣環(huán)境下的計(jì)算。雷電流參數(shù)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)表
6.1 提供的參數(shù)計(jì)算。
2、數(shù)據(jù)為：計(jì)算值 In 值/所選型號(hào) In 值。此 In 值為 10/350μs 波形 電源防雷器 通流幅值。
B、LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處所選用安裝的 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的計(jì)算過(guò)程：
① 按照 GB 50057-94 附表 6.1 確定建筑雷電流幅值。Ⅰ類：200kA；Ⅱ類：150kA；Ⅲ類：100kA。
② 確定所需計(jì)算的配電方式中需保護(hù)的線數(shù)。TT、TN、有中性線的 IT 按需保護(hù)四線計(jì)算。無(wú) 中性線的 IT 和單相電源系統(tǒng)按需保護(hù)三線計(jì)算。對(duì)于單相電源系統(tǒng)按需保護(hù)三線計(jì)算的原因是：1、 目前建筑物配電設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50054 設(shè)計(jì)為三線；2、其前端供電是由三相電源分出的，雷電分流等 效于無(wú)中性線的 IT 系統(tǒng)。
③ 依據(jù) GB 50057-94 標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于無(wú)屏蔽線路和有屏蔽線路分別按 50%、30%雷電流分配到電源 系統(tǒng)計(jì)算。
3 C 級(jí)電源防雷器標(biāo)稱放電電流 In 值的選擇 A、遠(yuǎn)端設(shè)備處所選用安裝的 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的計(jì)算
表 3
遠(yuǎn)端設(shè)備處 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的選擇
| | TT 系統(tǒng) | TN 系統(tǒng) | IT 有中性線 | IT 無(wú)中性線 | 單相電源系統(tǒng) |
| 一類建筑物 | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA | 16.7kA/20kA | 16.7kA/20kA |
| 二類建筑物 | 9.375kA/10kA | 9.375kA/10kA | 9.375kA/10kA | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA |
| 三類建筑物 | 6.25kA/10kA | 6.25kA/10kA | 6.25kA/10kA | 8.35kA/10kA | 8.35kA/10kA |
注：1、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以上計(jì)算為考慮到兩倍發(fā)射波疊加下，線路殘余感應(yīng)電壓小于被保護(hù)設(shè)備耐壓水平的 80%
時(shí)的計(jì)算。雷電流參數(shù)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)表 6.2 提供的參數(shù)計(jì)算。
2、數(shù)據(jù)為：計(jì)算值 In 值/所選型號(hào) In 值。此 In 值為 8/20μs 波形 電源防雷器 通流幅值。
遠(yuǎn)端設(shè)備處所選用安裝的 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的計(jì)算過(guò)程：
①按照 GB 50057-94 附表 6.2 確定建筑雷電流幅值。Ⅰ類：50kA；Ⅱ類：37.5kA；Ⅲ類：25kA。
②確定所需計(jì)算的配電方式中需保護(hù)的線數(shù)。TT、TN、有中性線的 IT 按需保護(hù)四線計(jì)算。無(wú)中性 線的 IT 和單相電源系統(tǒng)按需保護(hù)三線計(jì)算。
③依據(jù) GB 50057-94 標(biāo)準(zhǔn)，按 50%雷電流分配到電源系統(tǒng)計(jì)算。
B、后級(jí)線路安裝的 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的計(jì)算
表 4 線路殘余感應(yīng)電壓小于被保護(hù)設(shè)備耐壓水平的 80%時(shí)后級(jí)無(wú)屏蔽線路 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的選擇
| | TT 系統(tǒng) | TN 系統(tǒng) | IT 有中性線 | IT 無(wú)中性線 | 單相電源系統(tǒng) |
| 一類建筑物 | 14．5kA/20kA | 14．5kA/20kA | 14．5kA/20kA | 18.65kA/20kA | 18.65kA/20kA |
| 二類建筑物 | 11.375kA/20kA | 11.375kA/20kA | 11.375kA/20kA | 14.5kA/20kA | 14.5kA/20kA |
| 三類建筑物 | 8.25kA/10kA | 8.25kA/10kA | 8.25kA/10kA | 10.35kA/20kA | 10.35kA/20kA |
表 5 線路殘余感應(yīng)電壓小于被保護(hù)設(shè)備耐壓水平的 80%時(shí)后級(jí)有屏蔽線路 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的選擇
| | TT 系統(tǒng) | TN 系統(tǒng) | IT 有中性線 | IT 無(wú)中性線 | 單相電源系統(tǒng) |
| 一類建筑物 | 9.5kA/10kA | 9.5kA/10kA | 9.5kA/10kA | 12kA/20kA | 12kA/20kA |
| 二類建筑物 | 6.825kA/10kA | 6.825kA/10kA | 6.825kA/10kA | 9.5kA/10kA | 9.5kA/10kA |
| 三類建筑物 | 5.75kA/10kA | 5.75kA/10kA | 5.75kA/10kA | 7kA/10kA | 7kA/10kA |
注：1、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以上計(jì)算為考慮到兩倍發(fā)射波疊加下，線路殘余感應(yīng)電壓小于被保護(hù)設(shè)備耐壓水平的 80%時(shí) 的計(jì)算。雷電流參數(shù)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)表 6.2 提供的參數(shù)計(jì)算。線路參數(shù)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的引線長(zhǎng)度為 1m 時(shí)（電感為
1μH/m）。
后級(jí)線路安裝的 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的計(jì)算過(guò)程：
①按照 GB 50057-94 附表 6.2 確定建筑雷電流幅值。Ⅰ類：50kA；Ⅱ類：37.5kA；Ⅲ類：25kA。
②確定所需計(jì)算的配電方式中需保護(hù)的線數(shù)。TT、TN、有中性線的 IT 按需保護(hù)四線計(jì)算。無(wú) 中性線的 IT 和單相電源系統(tǒng)按需保護(hù)三線計(jì)算。
③依據(jù) GB 50057-94 標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于無(wú)屏蔽線路和有屏蔽線路分別按 50%、30%雷電流分配到電源 系統(tǒng)計(jì)算。
表 6 I、II 類設(shè)備 電源防雷器 標(biāo)稱放電電流 In 的選擇
| | TT 系統(tǒng) | TN 系統(tǒng) | IT 有中性線 | IT 無(wú)中性線 | 單相電源系統(tǒng) |
| 一類建筑物 | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA | 16.7kA/20kA | 16.7kA/20kA |
| 二類建筑物 | 9.375kA/10kA | 9.375kA/10kA | 9.375kA/10kA | 12.5kA/20kA | 12.5kA/20kA |
| 三類建筑物 | 6.25kA/10kA | 6.25kA/10kA | 6.25kA/10kA | 8.35kA/10kA | 8.35kA/10kA |
注：1、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以上計(jì)算為考慮到兩倍發(fā)射波疊加下，線路殘余感應(yīng)電壓小于被保護(hù)設(shè)備耐壓水平的 80%時(shí)
的計(jì)算。雷電流參數(shù)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)表 6.2 提供的參數(shù)計(jì)算。線路參數(shù)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的引線長(zhǎng)度為 1m 時(shí)（電感為
1μH/m）。
2、數(shù)據(jù)為：計(jì)算值 In 值/所選型號(hào) In 值。此 In 值為 8/20μs 波形 電源防雷器 通流幅值。
①按照 GB 50057-94 附表 6.2 確定建筑雷電流幅值。Ⅰ類：50kA；Ⅱ類：37.5kA；Ⅲ類：25kA。
②確定所需計(jì)算的配電方式中需保護(hù)的線數(shù)。TT、TN、有中性線的 IT 按需保護(hù)四線計(jì)算。無(wú) 中性線的 IT 和單相電源系統(tǒng)按需保護(hù)三線計(jì)算。
③依據(jù) GB 50057-94 標(biāo)準(zhǔn)，按 50%雷電流分配到電源系統(tǒng)計(jì)算。
4 結(jié) 論
1．GB 50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)同 GB 50343-2004《建筑物電子信息 系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)在對(duì)電源防雷器的選擇和保護(hù)目的上是一致的。都是依據(jù) IEC 標(biāo)準(zhǔn)提供的 數(shù)據(jù)，按照線路中設(shè)備所能承受的沖擊過(guò)電壓值來(lái)進(jìn)行選擇。但是兩標(biāo)準(zhǔn)在對(duì)次級(jí)電源防雷器標(biāo)稱 放電電流 In 值的選擇存在一些分歧。
2．建筑物入口處，即 LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處安裝的電源防雷器（電源防雷器）的標(biāo)稱 放電電流 In 值的選擇 GB 50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的較為清楚，對(duì)于次級(jí) 電源防雷器標(biāo)稱放電電流（
大電流發(fā)生器） In 值的選擇，第二級(jí) 電源防雷器 的標(biāo)稱放電電流 In 值宜選擇 8/20μs 波形下 20kA， 第三級(jí) 電源防雷器 的標(biāo)稱放電電流 In 值宜選擇 8/20μs 波形下 10kA。
3.電源防雷需做三級(jí)防雷，三級(jí)防雷中選擇合適的防雷器是要明確的，不能只選放電電流大（
大電流發(fā)生器）的，更不能糊涂亂選。
