防雷接地工程里的术语搞不清?来看看这篇文章简析

转自 建筑电气杂志 | 韩帅 王林辉

机电人脉编辑

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国内防雷与接地工程相关的标准较多:

由住房和城乡建设部组织制定的标准GB 50057《建筑物防雷设计规范》、GB 50343《建筑物电子信息系统防雷技术规范》、GB 50952《农村民居雷电防护工程技术规范》、GB/T 50065《交流电气装置的接地设计规范》等标准已在全国范围内得到了较广泛的使用,也取得了较好的使用效果;

由IEC等国际标准转化的GB/T 21714《雷电防护》、GB/T 33588《雷电防护系统部件》、GB/T 16895《低压电气装置》等系列标准也同时成为行业主流标准;

同时还有中国气象行业QX系列标准等部委标准。

这些不同管理部门编制的标准适用范围互相覆盖,内容也有较多冲突之处。而且由于国际上行业发展速度较快,也造成新概念的产生和既有术语含义的变化。

下面选择部分术语加以浅析。

#1专用引下线、专设引下线

“专设引下线”在标准中出现较早,GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》也采纳了“专设引下线”术语。

“专设”指专门敷设,区别于利用建筑物的金属体。

规范中明确区分了利用建筑物钢筋和不利用或无钢筋时的两种处理措施。

根据GB 50057-2010第5.3.8条要求:

第二类防雷建筑物或第三类防雷建筑物为钢结构或钢筋混凝土建筑物时,在其钢构件或钢筋之间的连接满足本规范规定并利用其作为引下线的条件下,当其垂直支柱均起到引下线的作用时,可不要求满足专设引下线之间的间距。

此时应利用建筑物互相连接的钢筋在电气上贯通的柱子作为“自然引下线”。

此处的“自然引下线”属于LPS的自然部件,指的是通过结构的绑扎、焊接等工艺,雷击产生时,不管设计本意如何,雷电流都会自然将这些柱子的钢筋导通,传播雷电流至接地装置。

但此要求在工程中争议较大,主要是因为根据建筑施工定额,如果全部柱子都作为引下线加以特殊加工,施工费用会有较大的增加。

因此在执行阶段一般采用建筑物周边的柱子与屋顶接闪器相连接,与内部的柱子可不连接。这些与接闪器连接的引下线,则被称为“专用引下线”。

GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》补充和明确了这个概念,11.3.2条条文说明:

“专用引下线”是用作防雷检测的引下线。建筑物所有的钢筋混凝土中的钢筋或钢结构柱均推荐作为防雷引下线,但这些防雷引下线都按防雷检测的要求进行检测的话,一来工作量太大、经济上不可取,二来也没有必要。因此只要求部分防雷引下线按防雷检测要求检测,这部分防雷引下线称为“专用引下线”。

“专设引下线”仅当无建筑物钢筋混凝土中的钢筋或钢结构柱可作为防雷装置的引下线时,才需要设置”。

因此本次《建筑设备术语》编写时,将其术语定义为:

—— 专用引下线:用作防雷检测的引下线。

—— 专设引下线:当无建筑物钢筋混凝土中的钢筋或钢结构柱可作为防雷装置的引下线时,专门设置的引下线。

这两个术语的补充将标准的定义、技术实现措施及施工要求等内容更加明确和容易理解。

#2电涌保护器

电涌保护器的定义为:

“用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流的电器。它至少包含一个非线性的元件。”

电涌(surge)在部分标准中称为“浪涌”,如GB/T 21714-2015《雷电防护 第1部分:总则》在SPD术语中编者注:

“浪涌保护器又称电涌保护器、防雷器等”,

反映出行业标准中术语不统一的现状。

电涌是雷击电磁脉冲引起的过电压或过电流形式出现的瞬态电冲击,可用电流源或电压源描述。

无论如何,其特征皆为电的波形瞬变,因此考虑其语义,应采用“电涌”;且“电涌”一词与现有防雷行业较多主流标准一致,应予统一。

#3装置

许多术语含有“装置”一词,如

防雷装置 lightning protection system

(防雷的)接地装置 earth‑termination system

等,在其英文术语中“system”直译似乎应为“系统”。

GB/T 2900.83-2008《电工术语 电的和磁的器件》对“系统”的定义为:在规定的含义上看成是一个整体并与其环境分开的相互关联的所有元件的集合。

系统一般是着眼于它能达到的给定目的而定义的,例如执行某项确定的功能。

因此“系统”一词重点在于其所需要执行的功能,但在防雷术语中,“system”本意表达的含义却实质为电气的设备的组合使用。

“装置”术语含义为相关电气设备的组合,具有为实现特定目的所需的相互协调的特性。

国内标准多采用“装置”,个别标准中采用的“综合防雷系统 synthetic lightning protection system”、“共用接地系统 common earthing system”,其内涵也为装置的集合,根据其所指代含义,也应统一称为“综合防雷装置”、“共用接地装置”。

#4接地干线

“接地干线”是目前设计行业常见名词,在GB 50303-2015《建筑电气工程施工质量验收规范》中的术语定义为:“与总接地母线(端子)、接地极或接地网直接连接的保护导体。”

接地干线的用途很多,最主要的应用是作为总接地端子板的延伸,为多个电气设备外露可导电部分集中设置的保护导体,能实现电击防护和等电位联结。

GB 50303-2015“接地干线”术语定义中的保护导体很多读者认为只是PE导体。

根据GB/T 16895.3-2017《低压电气装置 第5-54部分:电气设备的选择和安装 接地配置和保护导体》541.3.6条,

用于电击防护时,保护导体示例包括保护联结导体、保护接地导体和接地导体。

因此GB 50303-2015“接地干线”术语定义范围是完备的,也即接地干线除可做保护接地导体(PE)外,可兼作等电位联结导体或接地导体。

竖井内敷设的接地干线截面如不需当作保护接地导体时,可按保护等电位联结线最大截面选择。

但需注意的是,当有功能接地要求时,对于低频运行的设备,按保护等电位联结线截面选择即可。对10 MHz以下频率时,需考虑其路由和采用导体的阻抗,对容量为每相电流大于200 A的装置,接地干线截面应不小于50 mm2铜。

因此在使用“接地干线”术语时,尚应考虑其用途、功能等因素,方可确定其导体截面要求。

#5重复接地

“重复接地”一直不是正式的电工术语。在建国之初,重复接地就是低压配电中的重要安全措施,解决的是在当时采用的“接零”系统中,因“零线”断线问题导致的接地故障时接触电压升高以及“断零”时降低中性点偏移的风险问题。

但随着“接零”等老旧概念的淘汰,“重复接地”这一现今仍然非常重要的措施需要在接地相关标准中给出必要的规定。

根据规定:“低压线路在引入建筑物处,PE或PEN应重复接地”。

但考虑各种标准中对于PE的附加接地要求较多,导致PE线与各场所的地皆有一处或多处可靠连接,无需特殊强调PE导体的重复接地。但PEN线因含有保护导体功能,如果配线距离较远,不采用重复接地措施将会导致事故隐患。

根据以上原理,目前在编的《建筑设备术语标准》将“重复接地”定义为:“保护中性导体上一处或多处通过接地装置与大地再次连接的接地”,也即PEN线的一处或多处再次接地的措施。

有观点认为重复接地是TN-C-S系统中,PEN分为PE和N导体的手段,这是对本概念的误解。

TN-C-S系统作为常见的接地系统型式,虽然目前工程项目中常见在建筑的电气装置受电点处完成在配电系统的接地,也即重复接地,并同时将PEN分离成PE和N导体,但也允许采用在装置非受电点的某处将PEN分离成PE和N导体的情况。

在此分离的情况中,PEN的重复接地并不与PE和N导体的分离同处发生。

防雷与接地工程在电气专业中涉及概念广泛,涵盖基础物理理论、工程应用、产品制造等范围。在长期以来的标准编制中,基于编制人员的行业特性,导致从业人员对同一电器称谓不同,同一措施名称各异,甚至影响到正常建设工程项目的理解和标准执行。因此统一名词术语势在必行。本文简要分析部分常见防雷与接地术语,希望大家能够重视基础术语的使用,为行业的技术沟通畅通打下坚实基础。


文章分类: 电气
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