4.2.1 第一類防雷建筑物防直擊雷的措施應符合下列規(guī)定：
      1 應裝設獨立接閃桿或架空接閃線或網(wǎng)。架空接閃網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應大于5m×5m或6m×4m。
      2 排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等的管口外的下列空間應處于接閃器的保護范圍內(nèi)：
        1)當有管帽時應按表4.2.1的規(guī)定確定。
        2)當無管帽時，應為管口上方半徑5m的半球體。
        3)接閃器與雷閃的接觸點應設在本款第1項或第2項所規(guī)定的空間之外。

表4.2.1  有管帽的管口外處于接閃器保護范圍內(nèi)的空間

 注：相對密度小于或等于0.75的爆炸性氣體規(guī)定為輕于空氣的氣體；
相對密度大于0.75的爆炸性氣體規(guī)定為重于空氣的氣體。

      3 排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等，當其排放物達不到爆炸濃度、長期點火燃燒、一排放就點火燃燒，以及發(fā)生事故時排放物才達到爆炸濃度的通風管、安全閥，接閃器的保護范圍應保護到管帽，無管帽時應保護到管口。
      4 獨立接閃桿的桿塔、架空接閃線的端部和架空接閃網(wǎng)的每根支柱處應至少設一根引下線。對用金屬制成或有焊接、綁扎連接鋼筋網(wǎng)的桿塔、支柱，宜利用金屬桿塔或鋼筋網(wǎng)作為引下線。
      5 獨立接閃桿和架空接閃線或網(wǎng)的支柱及其接地裝置與被保護建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的間隔距離(圖4.2.1)，應按下列公式計算，且不得小于3m：

圖4.2.1  防雷裝置至被保護物的間隔距離
  1—被保護建筑物；2—金屬管道 

        1）地上部分：

        2）地下部分：

式中：S_al——空氣中的間隔距離（m）；
          S_el——地中的間隔距離（m）；
           R_i——獨立接閃桿、架空接閃線或網(wǎng)支柱處接地裝置的沖擊接地電阻（Ω）；
           h_x——被保護建筑物或計算點的高度（m）。

      6 架空接閃線至屋面和各種突出屋面的風帽、放散管等物體之間的間隔距離(圖4.2.1)，應按下列公式計算，且不應小于3m：

式中：S_a2——接閃線至被保護物在空氣中的間隔距離(m)；
              h——接閃線的支柱高度(m)；
             ——接閃線的水平長度(m)。

      7 架空接閃網(wǎng)至屋面和各種突出屋面的風帽、放散管等物體之間的間隔距離，應按下列公式計算，且不應小于3m：

式中：S_a2——接閃網(wǎng)至被保護物在空氣中的間隔距離(m)；
             ——從接閃網(wǎng)中間最低點沿導體至最近支柱的距離（m）；
               n——從接閃網(wǎng)中間最低點沿導體至最近不同支柱并有同一距離的個數(shù)。

      8 獨立接閃桿、架空接閃線或架空接閃網(wǎng)應設獨立的接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10Ω。在土壤電阻率高的地區(qū)，可適當增大沖擊接地電阻，但在3000Ωm以下的地區(qū)，沖擊接地電阻不應大于30Ω。
4.2.2 第一類防雷建筑物防閃電感應應符合下列規(guī)定：
      1 建筑物內(nèi)的設備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物和突出屋面的放散管、風管等金屬物，均應接到防閃電感應的接地裝置上。
金屬屋面周邊每隔18m～24m應采用引下線接地一次。
現(xiàn)場澆灌或用預制構(gòu)件組成的鋼筋混凝土屋面，其鋼筋網(wǎng)的交叉點應綁扎或焊接，并應每隔18m～24m采用引下線接地一次。
      2 平行敷設的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于100mm時，應采用金屬線跨接，跨接點的間距不應大于30m；交叉凈距小于100mm時，其交叉處也應跨接。
當長金屬物的彎頭、閥門、法蘭盤等連接處的過渡電阻大于0.03Ω時，連接處應用金屬線跨接。對有不少于5根螺栓連接的法蘭盤，在非腐蝕環(huán)境下，可不跨接。
      3 防閃電感應的接地裝置應與電氣和電子系統(tǒng)的接地裝置共用，其工頻接地電阻不宜大于10Ω。防閃電感應的接地裝置與獨立接閃桿、架空接閃線或架空接閃網(wǎng)的接地裝置之間的間隔距離，應符合本規(guī)范第4.2.1條第5款的規(guī)定。
當屋內(nèi)設有等電位連接的接地干線時，其與防閃電感應接地裝置的連接不應少于2處。
4.2.3 第一類防雷建筑物防閃電電涌侵入的措施應符合下列規(guī)定：
      1 室外低壓配電線路應全線采用電纜直接埋地敷設，在入戶處應將電纜的金屬外皮、鋼管接到等電位連接帶或防閃電感應的接地裝置上。
      2 當全線采用電纜有困難時，應采用鋼筋混凝土桿和鐵橫擔的架空線，并應使用一段金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入。架空線與建筑物的距離不應小于15m。
在電纜與架空線連接處，尚應裝設戶外型電涌保護器。電涌保護器、電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳、金具等應連在一起接地，其沖擊接地電阻不應大于30Ω。所裝設的電涌保護器應選用Ⅰ級試驗產(chǎn)品，其電壓保護水平應小于或等于2.5kV，其每一保護模式應選沖擊電流等于或大于10kA；若無戶外型電涌保護器，應選用戶內(nèi)型電涌保護器，其使用溫度應滿足安裝處的環(huán)境溫度，并應安裝在防護等級IP54的箱內(nèi)。
當電涌保護器的接線形式為本規(guī)范表J.1.2中的接線形式2時，接在中性線和PE線間電涌保護器的沖擊電流，當為三相系統(tǒng)時不應小于40kA，當為單相系統(tǒng)時不應小于20kA。
      3 當架空線轉(zhuǎn)換成一段金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入時，其埋地長度可按下式計算：

式中：——電纜鎧裝或穿電纜的鋼管埋地直接與土壤接觸的長度（m）；
         ——埋電纜處的土壤電阻率（Ωm）。

      4 在入戶處的總配電箱內(nèi)是否裝設電涌保護器應按本規(guī)范第6章的規(guī)定確定。當需要安裝電涌保護器時，電涌保護器的最大持續(xù)運行電壓值和接線形式應按本規(guī)范附錄J的規(guī)定確定；連接電涌保護器的導體截面應按本規(guī)范表5.1.2的規(guī)定取值。
      5 電子系統(tǒng)的室外金屬導體線路宜全線采用有屏蔽層的電纜埋地或架空敷設，其兩端的屏蔽層、加強鋼線、鋼管等應等電位連接到入戶處的終端箱體上，在終端箱內(nèi)是否裝設電涌保護器應按本規(guī)范第6章的規(guī)定確定。
      6 當通信線路采用鋼筋混凝土桿的架空線時，應使用一段護套電纜穿鋼管直接埋地引入，其埋地長度可按本規(guī)范式(4.2.3)計算，且不應小于15m。在電纜與架空線連接處，尚應裝設戶外型電涌保護器。電涌保護器、電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳、金具等應連在一起接地，其沖擊接地電阻不應大于30Ω。所裝設的電涌保護器應選用D1類高能量試驗的產(chǎn)品，其電壓保護水平和最大持續(xù)運行電壓值應按本規(guī)范附錄J的規(guī)定確定，連接電涌保護器的導體截面應按本規(guī)范表5.1.2的規(guī)定取值，每臺電涌保護器的短路電流應等于或大于2kA；若無戶外型電涌保護器，可選用戶內(nèi)型電涌保護器，但其使用溫度應滿足安裝處的環(huán)境溫度，并應安裝在防護等級IP54的箱內(nèi)。在入戶處的終端箱內(nèi)是否裝設電涌保護器應按本規(guī)范第6章的規(guī)定確定。
      7 架空金屬管道，在進出建筑物處，應與防閃電感應的接地裝置相連。距離建筑物100m內(nèi)的管道，宜每隔25m接地一次，其沖擊接地電阻不應大于30Ω，并應利用金屬支架或鋼筋混凝土支架的焊接、綁扎鋼筋網(wǎng)作為引下線，其鋼筋混凝土基礎宜作為接地裝置。
埋地或地溝內(nèi)的金屬管道，在進出建筑物處應等電位連接到等電位連接帶或防閃電感應的接地裝置上。
4.2.4 當難以裝設獨立的外部防雷裝置時，可將接閃桿或網(wǎng)格不大于5m×5m或6m×4m的接閃網(wǎng)或由其混合組成的接閃器直接裝在建筑物上，接閃網(wǎng)應按本規(guī)范附錄B的規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設；當建筑物高度超過30m時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐邊垂直面外，并應符合下列規(guī)定：
      1 接閃器之間應互相連接。
      2 引下線不應少于2根，并應沿建筑物四周和內(nèi)庭院四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距沿周長計算不宜大于12m。
      3 排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的管道應符合本規(guī)范第4.2.1條第2、3款的規(guī)定。
      4 建筑物應裝設等電位連接環(huán)，環(huán)間垂直距離不應大于12m，所有引下線、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和金屬設備均應連到環(huán)上。等電位連接環(huán)可利用電氣設備的等電位連接干線環(huán)路。
      5 外部防雷的接地裝置應圍繞建筑物敷設成環(huán)形接地體，每根引下線的沖擊接地電阻不應大于10Ω，并應和電氣和電子系統(tǒng)等接地裝置及所有進入建筑物的金屬管道相連，此接地裝置可兼作防雷電感應接地之用。
      6 當每根引下線的沖擊接地電阻大于10Ω時，外部防雷的環(huán)形接地體宜按下列方法敷設：
        1)當土壤電阻率小于或等于500Ωm時，對環(huán)形接地體所包圍面積的等效圓半徑小于5m的情況，每一引下線處應補加水平接地體或垂直接地體。
        2)本款第1項補加水平接地體時，其最小長度應按下式計算：

式中：——環(huán)形接地體所包圍面積的等效圓半徑（m）；
                ——補加水平接地體的最小長度（m）；
                  A——環(huán)形接地體所包圍的面積（m²）。

        3)本款第1項補加垂直接地體時，其最小長度應按下式計算：

式中：——補加垂直接地體的最小長度（m）；

        4)當土壤電阻率大于500Ωm、小于或等于3000Ωm，且對環(huán)形接地體所包圍面積的等效圓半徑符合下式的計算時，每一引下線處應補加水平接地體或垂直接地體：

        5)本款第4項補加水平接地體時，其最小總長度應按下式計算：

        6)本款第4項補加垂直接地體時，其最小總長度應按下式計算：

注：按本款方法敷設接地體以及環(huán)形接地體所包圍的面積的等效圓半徑等于或大于所規(guī)定的值時，每根引下線的沖擊接地電阻可不作規(guī)定。共用接地裝置的接地電阻按50Hz電氣裝置的接地電阻確定，應為不大于按人身安全所確定的接地電阻值。
      7 當建筑物高于30m時，尚應采取下列防側(cè)擊的措施：
        1)應從30m起每隔不大于6m沿建筑物四周設水平接閃帶并應與引下線相連。
        2)30m及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物應與防雷裝置連接。
      8 在電源引入的總配電箱處應裝設 Ⅰ級試驗的電涌保護器。電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2.5kV。每一保護模式的沖擊電流值，當無法確定時，沖擊電流應取等于或大于12.5kA。
      9 電源總配電箱處所裝設的電涌保護器，其每一保護模式的沖擊電流值，當電源線路無屏蔽層時宜按式(4.2.4-6)計算，當有屏蔽層時宜按式(4.2.4-7)計算：

式中：Ⅰ——雷電流（kA），取200kA；
            n——地下和架空引入的外來金屬管道和線路的總數(shù)；
           m——每一線路內(nèi)導體芯線的總根數(shù)；
         R_s——屏蔽層每公里的電阻（Ω/km）；
         R_c——芯線每公里的電阻（Ω/km）。

      10 電源總配電箱處所裝設的電涌保護器，其連接的導體截面應按本規(guī)范表5.1.2的規(guī)定取值，其最大持續(xù)運行電壓值和接線形式應按本規(guī)范附錄J的規(guī)定確定。
注：當電涌保護器的接線形式為本規(guī)范表J.1.2中的接線形式2時，接在中性線和PE線間電涌保護器的沖聲電流，當為三相系統(tǒng)時不應小于本條第9款規(guī)定值的4倍，當為單相系統(tǒng)時不應小于2倍。
      11 當電子系統(tǒng)的室外線路采用金屬線時，在其引入的終端箱處應安裝D1類高能量試驗類型的電涌保護器，其短路電流當無屏蔽層時，宜按式(4.2.4-6)計算，當有屏蔽層時宜按式(4.2.4-7)計算；當無法確定時應選用2kA。選取電涌保護器的其他參數(shù)應符合本規(guī)范第J.2節(jié)的規(guī)定，連接電涌保護器的導體截面應按本規(guī)范表5.1.2的規(guī)定取值。
      12 當電子系統(tǒng)的室外線路采用光纜時，在其引入的終端箱處的電氣線路側(cè)時，當無金屬線路引出本建筑物至其他有自己接地裝置的設備時，可安裝B2類慢上升率試驗類型的電涌保護器，其短路電流應按本規(guī)范表J.2.1的規(guī)定確定，宜選用100A。
      13 輸送火災爆炸危險物質(zhì)的埋地金屬管道，當其從室外進入戶內(nèi)處設有絕緣段時，應在絕緣段處跨接符合下列要求的電壓開關(guān)型電涌保護器或隔離放電間隙：
        1)選用Ⅰ級試驗的密封型電涌保護器。
        2)電涌保護器能承受的沖擊電流按式(4.2.4-6)計算，取m＝1。
        3)電涌保護器的電壓保護水平應小于絕緣段的耐沖擊電壓水平，無法確定時，應取其等于或大于1.5kV和等于或小于2.5kV。
        4)輸送火災爆炸危險物質(zhì)的埋地金屬管道在進入建筑物處的防雷等電位連接，應在絕緣段之后管道進入室內(nèi)處進行，可將電涌保護器的上端頭接到等電位連接帶。
      14 具有陰極保護的埋地金屬管道，在其從室外進入戶內(nèi)處宜設絕緣段，應在絕緣段處跨接符合下列要求的電壓開關(guān)型電涌保護器或隔離放電間隙：
        1)選用Ⅰ級試驗的密封型電涌保護器。
        2)電涌保護器能承受的沖擊電流按式(4.2.4-6)計算，取m＝1。
        3)電涌保護器的電壓保護水平應小于絕緣段的耐沖擊電壓水平，并應大于陰極保護電源的最大端電壓。
        4)具有陰極保護的埋地金屬管道在進入建筑物處的防雷等電位連接，應在絕緣段之后管道進入室內(nèi)處進行，可將電涌保護器的上端頭接到等電位連接帶。
4.2.5 當樹木鄰近建筑物且不在接閃器保護范圍之內(nèi)時，樹木與建筑物之間的凈距不應小于5m。

 

條文說明
 

4.2 第一類防雷建筑物的防雷措施
4.2.1 外部防雷裝置完全與被保護的建筑物脫離者稱為獨立的外部防雷裝置，其接閃器稱為獨立接閃器。
      1 本款規(guī)定是為了使被保護的建筑物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護范圍內(nèi)。
      2 從安全的角度考慮，作了本款規(guī)定。本款為強制性條款。壓力單位用Pa或kPa，它們是法定計量單位。標準大氣為非法定計量單位。因此，表4.2.1中的壓力單位采用kPa。一個標準大氣壓＝1.01325×10⁵Pa＝1.01325×10²kPa。
“接閃器與雷閃的接觸點應設在本款第1項或第2項所規(guī)定的空間之外”，接觸點處于該空間的正上方之外也屬于此規(guī)定。
      3 本款規(guī)定是為了保證安全。本款為強制性條款。
      4 在“支柱”之前增加了“每根”。
      5 為了防止雷擊電流流過防雷裝置時所產(chǎn)生的高電位對被保護的建筑物或與其有聯(lián)系的金屬物發(fā)生反擊，應使防雷裝置與這些物體之間保持一定的間隔距離。
防雷裝置地上高度h_x處的電位為：

由于沒有更合理的方法，間隔距離仍按電阻電壓降和電感電壓降相應求出的距離相加而得。因此，相應的間隔距離為：

式中：U_R——雷電流流過防雷裝置時接地裝置上的電阻電壓降（kV）；
           U_L——雷電流流過防雷裝置時引下線上的電感電壓降（kV）；
            R_i——接地裝置的沖擊接地電阻（Ω）；
         di/dt——雷電流陡度（kA/μs）；
               I——雷電流幅值（kA）；
            L₀——引下線的單位長度電感（μH/m），取1.5μH/m；
           E_R——電阻電壓降的空氣擊穿強度（kV/m），取500kV/m；
            E_L——電感電壓降的空氣擊穿強度（kV/m）。

本規(guī)范各類防雷建筑物所采用的雷電流參量見本規(guī)范附錄F的表F.0.1-1～表F.0.1-4。
根據(jù)對雷電所測量的參數(shù)得知，雷電流最大幅值出現(xiàn)于第一次正極性雷擊，雷電流最大陡度出現(xiàn)于第一次雷擊以后的負雷擊。正極性雷擊通常僅出現(xiàn)一次，無重復雷擊。
IEC-TC81的81(Secretariat)19：1985-08(Progress of WG 3 of TC 81，TC 81第3工作組的進展報告)文件的附錄2提出電感電壓降的空氣擊穿強度為E_L＝600×(1+1／T₁)(kV／m)，它是根據(jù)作者K．Ragaller的書《Surges in high-voltage networks》(1980，Plenum Press，NewYork)。因此，根據(jù)表F.0.1-1，當T₁=10μs時，E_L＝600×(1+1／10）=660（KV／m）；根據(jù)表F.0.1-3，當T₁=0.25μs，E_L＝600×(1+1／0.25）=3000（KV／m）。
將表F.0.1-1的有關(guān)參量和上述有關(guān)數(shù)值代入式(9)，其中，得，考慮計算簡化，取作。因此，

上式即本規(guī)范式(4.2.1-1)。
同理，改用表F.0.1-3及其他有關(guān)數(shù)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，

上式即本規(guī)范式(4.2.1-2)。
式(10)和式(11)相等的條件為0.4R_i+0.04h_x=0.1R_i+0.1h_x，即h_x=5R_i，因此，當h_x<5R_i時，式(10)的計算值大于式(11)的計算值；當h_x>5R_i時，式(11)的計算值大于式(10)的計算值；當h_x＝5R_i時，兩值相等。
根據(jù)《雷電》一書下卷第87頁(1983年，李文恩等譯，水利電力出版社出版，該書譯自英文版《Lightning》第2卷，R．H．Golde主編，1977年版)，土壤的沖擊擊穿場強為200kV／m～1000kV／m，其平均值為600kV／m，取與空氣擊穿強度一樣的數(shù)值，即500kV／m。根據(jù)表F.0.1-1，第一類防雷建筑物取I＝200kA。因此，地中的間隔距離為

上式即本規(guī)范式(4.2.1-3)。
根據(jù)計算，在接閃線立桿高度為20m、接閃線長度為50m～150m、沖擊接地電阻為3Ω～10Ω 的條件下，當接閃線立桿頂點受雷擊時，流經(jīng)該立桿的雷電流為全部雷電流的63％～90％，S_a1和S_e1可相應減小，但計算起來很繁雜，為了簡化計算，故本規(guī)范規(guī)定S_a1和S_e1仍按照獨立接閃桿的方法進行計算。
6 按雷擊于架空接閃線檔距中央考慮S_a2,由于兩端分流，對于任一端可近似地將雷電流幅值和陡度減半計算。因此，架空接閃線檔距中央的電位為：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——雷電流流經(jīng)防雷裝置時引下線上的電感壓降（kV）；
           U_L2——雷電流流經(jīng)防雷裝置時接閃線上的電感壓降（kV）；
           L₀₁——垂直敷設的引下線的單位長度電感（μH/m）。按引下線直徑8mm、高20m時的平均值L₀₁=1.69μH/m計算；
           L₀₂——水平接閃線的單位長度電感（μH/m）。按接閃線截面50mm²、高20m時的值L₀₂=1.89μH/m計算。
I、U_R、di/dt、E_R、E_L的意義及所取的數(shù)值同本條5款的說明。
與本條第5款說明類同，以表F.0.1-1和上述有關(guān)的數(shù)值代入式（13），得

上式即本規(guī)范式（4.2.1-4）。
再以表F.0.1-3和上述有關(guān)的數(shù)值代入式（13），得，因此

上式即本規(guī)范式（4.2.1-5）。
令式（14）等于式（15），得，則。其余的道理類同于本條第5款。

      7 將式(14)和式(15)中的系數(shù)以兩支路并聯(lián)還原，即乘以2，并以1代替／2，再除以有同一距離₁的個數(shù)，則得出本規(guī)范式；(4.2.1-6)和式(4.2.1-7)。
架空接閃網(wǎng)的一個例子見圖1。

圖1  架空接閃網(wǎng)的例子

      8 一般情況下，規(guī)定沖擊接地電阻不宜大于10Ω是適宜的，但在高土壤電阻率地區(qū)，要求低于10Ω,可能給施工帶來很大的困難。故本款規(guī)定為，在滿足間隔距離的前提下，允許提高接地電阻值。此時，雖然支柱距建筑物遠一點，接閃器的高度也相應增高，但可以給施工帶來很大方便而仍保證安全。在高土壤電阻率地區(qū)，這是一個因地制宜而定的數(shù)值，它應綜合接閃器增加的安裝費用和可能做到的電阻值來考慮。3012的規(guī)定參考本規(guī)范第4.2.4條第6款的條文說明。
4.2.2 本條說明如下：
      1 被保護建筑物內(nèi)的金屬物接地，是防閃電感應的主要措施。本款還規(guī)定了不同類型屋面的處理。金屬屋面或鋼筋混凝土屋面內(nèi)的鋼筋進行接地，有良好的防閃電感應和一定的屏蔽作用。對于鋼筋混凝土預制構(gòu)件組成的屋面，要求其鋼筋接地有時會遇到困難，但希望施工時密切配合，以達到接地要求。
      2 本款規(guī)定距離小于100mm的平行長金屬物，每隔不大于30m互相連接一次，是考慮到電磁感應所造成的電位差只能將幾厘米的空隙擊穿(計算結(jié)果如下)。當管道間距超過100mm時，就不會發(fā)生危險。交叉管道也做同樣處理。
兩根間距300mm的平行管道，與引下線平行敷設，距引下線3m并與其處于同一個平面上。如果將引下線視作無限長，這時在管道環(huán)路內(nèi)的感應電壓U(kV)為U＝M··(di／dt)，它可能擊穿的空氣間隙距離d為：

式中：l——平行管道成環(huán)路的長度（m），取30m計算；
    di/dt——流經(jīng)引下線的雷電流的陡度（kA/μs），根據(jù)表F.0.1-3的參量取200kA/μs計算；
        M——1m長兩根間距300mm平行管道與引下線之間的互感（μH/m），經(jīng)計算得M=0.0191μH/m；
       E_L——電感電壓的空氣擊穿強度（kV/m），與本章第4.2.1條第5款說明相同，取3000kV/m計算。
將上述有關(guān)數(shù)值代入式（16），得

即使在管道間距增大到300mm的情況下，所感應的電壓僅可能擊穿0.038m的空氣間隙。若間距減小到100mm，所感應的電壓就更小了(由于M值減小)。
連接處過渡電阻不大于0.03Ω時，以及對有不少于5根螺栓連接的法蘭盤可不跨接的規(guī)定，是參考國外資料和國內(nèi)的實踐經(jīng)驗確定的。天津某單位安技科做過測試，一些記錄見表4，這些實測值是在三處罐站測量的。

表4  連接處過渡電阻的實測值
 

續(xù)表4

      3 由于已設有獨立接閃器，因此，流過防閃電感應接地裝置的只是數(shù)值很小的感應電流。在金屬物已普遍等電位連接和接地的情況下，電位分布均勻。因此，本款規(guī)定工頻接地電阻不大于10Ω，根據(jù)修訂意見，將“不應”改為“不宜”。在共用接地裝置的場合下，工頻接地電阻只要滿足50Hz電氣裝置從人身安全，即從接觸電壓和跨步電壓要求所確定的電阻值。(另見本章第4.2.4條的條文說明。)
4.2.3 本條說明如下：
      1 為防止雷擊線路時高電位侵入建筑物造成危險，低壓線路應全線采用電纜直接埋地引入。本款為強制性條款。
      2 當難于全線采用電纜時，不得將架空線路直接引入屋內(nèi)，允許從架空線上換接一段有金屬鎧裝(埋地部分的金屬鎧裝要直接與周圍土壤接觸)的電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入。需要強調(diào)的是，電纜首端必須裝設SPD并與絕緣子鐵腳、金具、電纜外皮等共同接地，入戶端的電纜外皮、鋼管必須接到防閃電感應接地裝置上。
因規(guī)定架空線距爆炸危險場所至少為桿高的1.5倍，設桿高一般為10m，1.5倍就是15m。
在電纜與架空線連接處所安裝的SPD，其U_P應小于或等于2.5kV是根據(jù)IEC 62305—1:2010的規(guī)定，選用Ⅰ級試驗產(chǎn)品和選I_imp等于或大于10kA是根據(jù)IEC 62305—1:2010第64、65頁表E.2和表E.3，將其轉(zhuǎn)換為本規(guī)范建筑物防雷類別后見表5。本款為強制性條款。

表5  預期雷擊的電涌電流^①

注：①表中所有值均指線路中每一導體的預期電涌電流；
②所列數(shù)值屬于閃電擊在線路靠近用戶的最后一根電桿上，并且線路為多根導體（三相+中性線）；
③所列數(shù)值屬于架空線路，對埋地線路所列數(shù)值可減半；
④環(huán)狀導體的路徑和距起感應作用的電流的距離影響預期電通過電流的值。
表5的值參照在大型建筑物內(nèi)有不同路徑、無屏蔽的一短路環(huán)狀導體所感應的值（環(huán)狀面積約50m²，寬約5m），
距建筑物墻1m，在無屏蔽的建筑物內(nèi)或裝有LPS的建筑物內(nèi)（=0.5）；
⑤環(huán)路的電感和電阻影響所感應電流的波形。當略去環(huán)路電阻時，
宜采用10/350μs波形。在被感應電路中安裝開關(guān)型SPD就是這類情況；
⑥所列數(shù)值屬于有多對線的無屏蔽線路。對擊于無屏蔽的入戶線，可取5倍所列數(shù)值；
⑦更多的信息參見ITU-T建議標準K.67。

      3 本款規(guī)定鎧裝電纜或鋼管埋地部分的長度不小于(m)是考慮電纜金屬外皮、鎧裝、鋼管等起散流接地體的作用。接地體在沖擊電流下，其有效長度為(m)。關(guān)于采用的理由參見本規(guī)范第5.4.6條的條文說明。當土壤電阻率過高，電纜埋地過長時，可采用換土措施，使值降低來縮短埋地電纜的長度。
      6 金屬線電子系統(tǒng)架空線轉(zhuǎn)換電纜處所安裝的SPD，選用D1類高能量試驗產(chǎn)品和短路電流等于或大于2kA是根據(jù)本規(guī)范條文說明表5和本規(guī)范表J.2.1確定的。
4.2.4 正如本章第4.2.1條所述，第一類防雷建筑物的防直擊雷措施，首先應采用獨立接閃桿或架空接閃線或網(wǎng)。本條只適用于特殊情況，即可能由于建筑物太高或其他原因，不能或無法裝設獨立接閃桿或架空接閃線或網(wǎng)時，才允許采用附設于建筑物上的防雷裝置進行保護。
      2 從法拉第籠的原理看，網(wǎng)格尺寸和引下線間距越小，對閃電感應的屏蔽越好，可降低屏蔽空間內(nèi)的磁場強度和減小引下線的分流系數(shù)。
雷電流通過引下線入地，當引下線數(shù)量較多且間距較小時，雷電流在局部區(qū)域分布也較均勻，引下線上的電壓降減小，反擊危險也相應減小。
對引下線間距，本規(guī)范向IEC 62305防雷標準靠攏。如果完全采用該標準，則本規(guī)范的第一類、第二類、第三類防雷建筑物的引下線間距相應應為10m、15m、25m。但考慮到我國工業(yè)建筑物的柱距一般均為6m，因此，按不小于6m的倍數(shù)考慮，故本規(guī)范對引下線間距相應定為12m、18m、25m。
      4 對于較高的建筑物，引下線很長，雷電流的電感壓降將達到很大的數(shù)值，需要在每隔不大于12m之處，用均壓環(huán)將各條引下線在同一高度處連接起來，并接到同一高度的屋內(nèi)金屬物體上，以減小其間的電位差，避免發(fā)生火花放電。
由于要求將直接安裝在建筑物上的防雷裝置與各種金屬物互相連接，并采取了若干等電位措施，故不必考慮防止反擊的間隔距離。
      5 關(guān)于共用接地裝置，由于防雷裝置直接安裝在建筑物上，要保持防雷裝置與各種金屬物體之間的間隔距離，通常這一間隔距離在運行中很難保證不會改變，即間隔距離減小了。因此，對于第一類防雷建筑物，應將屋內(nèi)各種金屬物體及進出建筑物的各種金屬管線進行嚴格的等電位連接和接地，而且所有接地裝置都必須共用或直接互相連接起來，使防雷裝置與鄰近的金屬物體之間電位相等或降低其間的電位差，防止發(fā)生火花放電。
一般來說，接地電阻越低，防雷得到的改善越多。但是，不能由于要達到某一很低的接地電阻而花費過大。出現(xiàn)火花放電危險可從基本計算公式U＝IR+(di／dt)來評價，IR項對于建筑物內(nèi)某一小范圍中互相連接在一起的金屬物(包括防雷裝置)來說都是一樣的，它們之間的電位差與防雷裝置的接地電阻無關(guān)。此外，考慮到已采取嚴格的各種金屬物與防雷裝置之間的連接和均壓措施，故不必要求很低的接地電阻。
現(xiàn)在IEC的有關(guān)標準和美國的國家標準都規(guī)定，一棟建筑物的所有接地體應直接等電位連接在一起。
      6 為了將雷電流散入大地而不會產(chǎn)生危險的過電壓，接地裝置的布置和尺寸比接地裝置的特定值更重要。然而，通常建議采用低的接地電阻。本款的規(guī)定完全采用IEC 62305—3:2010第26頁5.4.2.2的規(guī)定(接地體的B型布置)。
下面的圖2系根據(jù)該規(guī)定的相應圖換成本規(guī)范的防雷建筑物類別的圖。該規(guī)定對接地體B型布置的規(guī)定是：對于環(huán)形接地體(或基礎接地體)，其所包圍的面積的平均幾何半徑r不應小于
 ₁,即r≥₁，₁示于圖2；當₁大于r時，則必須增加附加的水平放射形或垂直(或斜形)導體，其長度_r(水平)為_r＝₁－r或其長度_v(垂直)為。

圖2  按防雷建筑物類別確定的接地體最小長度
環(huán)形接地體（或基礎接地體），其所包圍的面積A的平均幾何
半徑r為：πr²=A，所以r=。根據(jù)圖2，對于第一類防雷建筑
物，當＜500Ωm時，l₁為5m，因此，導出本款第2、3項的規(guī)定；當
=500Ωm~3000Ωm時，l₁與的關(guān)系是一根斜線，從該斜線上
找出方便的任意兩點的坐標，則可求出l₁與的關(guān)系式為l₁=
，所以，導出本款第5、6項的規(guī)定。

由于接地體通常靠近墻、基礎敷設，所以補加的水平接地體一般都是從引下線與環(huán)形接地體的連接點向外延伸，可為一根，也可為多根。
由于本條采用了若干等電位措施，本款的接地電阻值不是起主要作用，因此，沒有提出接地電阻值的具體要求。
本款所要求的環(huán)形接地體的工頻接地電阻R，在其半徑r等于₁的場合下，當＝500Ωm～30000Ωm時，大約處于13Ω～33Ω；當<500Ωm時，R＝0.067(Ω)。
環(huán)形接地體的工頻接地電阻的計算式為R＝2／3d(Ω)，d=。其中為土壤電阻率(Ωm)，A為環(huán)形接地體所包圍的面積(m²)。當＝500Ωm、d＝10m時，R＝2×500／(3X10)＝33(Ω)。
當＝500Ωm～30000Ωm時，R＝（2×3000×380）／[3×2×（11×3000－3600）]=（3000×380）／（3×29400）=12.9≈13(Ω)。
      10 關(guān)于本款的注，說明如下(以下有的資料摘自IEEE Std1100—2005：IEEE Recommended practice for powering and grounding electronic equipment．美國標準，電子設備接地和供電的推薦實用標準)：
通常，設計者對接地體的連接，其最普通的技術(shù)看法如圖3中的圖(b)，這里僅有一電阻單元。這一觀點顯然得到了許多有關(guān)測試接地體接地電阻的技術(shù)文獻和市場上用于這類測試而僅顯示電阻歐姆值的可應用產(chǎn)品的支持。
然而，對一接地體的真實表示更多地應如圖3中的圖(c)，它清楚地表示為一復數(shù)阻抗。除了提供有關(guān)接地連接的電阻值外，還示出接地體連接的無功(電抗)特性，這是重要的。

圖3  典型接地體的三種表示
注：所示接地體可能是復雜埋地接地網(wǎng)的一部分（以下同）

通常，設計者要求的功能性接地電阻為工頻接地電阻，市場上銷售的絕大多數(shù)測量儀表僅供測量直流至工頻的接地電阻之用，而電子系統(tǒng)的功能性接地是要流過直流至高頻的電流。在高頻條件下，接地阻抗大大增加。例如，一個61m長的水平接地體，在小于10kHz頻率下的阻抗約為6Ω～7Ω，當頻率增大至1MHz時，其阻抗將加大到52Ω，見圖4中的A接地體。當頻率再增大，從圖中曲線的走向，可推測其阻抗將大大增加。

圖4  接地體的阻抗與頻率的關(guān)系

其次，接地線的感抗為X_L＝2πfL，一根25mm²銅導體和一根107mm²銅導體，其在自由空間的一些有關(guān)數(shù)值見表6和表7。從表中可以看出，在不同頻率下，感抗都大大地大于電阻，因此，導體的阻抗可略去電阻，看作等于感抗；將導體的截面從25mm²加大到107mm²，即截面加大約三倍，而感抗減小的比例卻很小，例如，30.5m長的導體，在100MHz下僅減小(35—31.4)／35＝3.6／35=0.1=10%，，因此，由于流過的電流很小，功能性接地／等電位連接線的截面無需選的很大。

表6  25mm²銅導體在空氣中的電阻和感抗

表7  107mm²銅導體在空氣中的電阻和感抗

現(xiàn)代電子系統(tǒng)絕大多數(shù)為數(shù)字化，其怕干擾的頻率為數(shù)十乃至數(shù)百兆赫茲。因此，上述所指出的接地阻抗和接地線感抗將會增至很大。所以，功能性接地電阻要求很低的直流至工頻的接地電阻(如0.5Ω～1Ω)是毫無意義的，而且浪費了人力和財力。當為共用接地裝置時，工頻接地電阻應取決于50Hz供電系統(tǒng)對人身安全的合理要求值。
一棟建筑物設有獨立接地體的情況如圖5所示。其與建筑物共用接地體之間在地中的土壤可以看作是一阻抗Z_earth，見圖6。當有一電流I_earth流過土壤阻抗Z_earth時，U＝I_earth× Z_earth，這一壓降就是獨立接地體與共用接地體之間的共模電位差。當I_earth為雷擊電流或50Hz短路電流時，在電子系統(tǒng)與PE線或其周圍共用接地系統(tǒng)之間將會產(chǎn)生跳擊而損壞設備；當I_earth為干擾電流時，將對電子系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。因此，美國的國家電氣法規(guī)NEC和國際電工委員會IEC的一些標準都規(guī)定，每一建筑物(每一裝置)的所有接地體都應等電位直接連接在一起，通常是在總等電位連接帶處，見圖7。這樣就消除了上述的共模電位差U。

圖5  典型分開的接地

圖6  獨立接地體與共用接地體之間的共模電位差

圖7  IEC和美國NEC要求在各組接地體之間做等位連接

在一棟建筑物中設置了獨立接地體，在動態(tài)條件下實際上是把人身安全和設備安全放在第二位，這是不對的；應將人身安全放在第一位來處理接地和等電位連接。
對本款的注，不能簡單提出幾個接地電阻的具體數(shù)值，因為它們?nèi)Q于供電變壓器是否設在本建筑物內(nèi)，高壓是采用不接地系統(tǒng)還是小電阻接地系統(tǒng)，低壓是采用TN-C-S、TN-S、TT還是IT系統(tǒng)等因素。請參見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．低壓電氣裝置——第4—44部分：安全防護——防電壓擾動和電磁干擾)中的第442節(jié)(低壓裝置防高壓系統(tǒng)接地故障和低壓系統(tǒng)故障引發(fā)的暫態(tài)過電壓)和《工業(yè)與民用配電設計手冊》(中國電力出版社出版，第三版)第877～879頁(四、電氣裝置 保護接地的接地電阻)以及其他相關(guān)資料。
      7 對第一類防雷建筑物，由于滾球規(guī)定為30m(見本規(guī)范的 表5.2.12)和危險性大，所以30m以上要考慮防側(cè)擊，本款1項中的“每隔不大于6m”是從本條規(guī)定屋頂接閃器采用接閃網(wǎng)時其網(wǎng)格尺寸不大于5m×5m或6m×4m考慮的。由于側(cè)擊的概率和雷擊電流都很小，網(wǎng)格的橫向距離不采用4m，而按引下線的位置 (其距離不大于12m)考慮。
      8 本款為強制性條款。“在電源引入的總配電箱處應裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器”的規(guī)定是根據(jù)IEC-TC81和IEC-TC37A的有關(guān)標準制定的。“電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2.5kV”和“當無法確定時，沖擊電流應取等于或大于12.5kA”是 根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑物電氣裝置 第5—53部分：電氣設備的選擇和安裝，隔離、開關(guān)和控制設備 第534節(jié)：過電壓保護電器》GB 16895．22—2004／IEC 60364—5—53:2001:A1:2002的規(guī)定制定的。
      9 式(4.2.4-6)和式(4.2.4-7)系根據(jù)IEC 62305—1:2010第63頁上的式(E.4)～(E.6)編成的。
      11 “當電子系統(tǒng)的室外線路采用金屬線時，在其引入的終端箱處應安裝D1類高能量試驗類型的電涌保護器”的規(guī)定是根據(jù)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．低壓電涌保護器——第22部分：電信和信號網(wǎng)絡的電涌保護器——選擇和使用導則)的表2制定的，2kA是根據(jù)本規(guī)范條文說明的表5制定的。
      12 “當電子系統(tǒng)的室外線路采用光纜時，在其引入的終端箱處的電氣線路側(cè)，當五金屬線路引出本建筑物至其他有自己接地裝置的設備時，可安裝B2類慢上升率試驗類型的電涌保護器”的規(guī)定是根據(jù)IEC 61643—22:2004的表3制定的，100A短路電流的規(guī)定是根據(jù)本規(guī)范表J.2.1制定的。
      13、14 這兩款是根據(jù)IEC的有關(guān)要求制定的。
4.2.5 根據(jù)原《建筑防雷設計規(guī)范》GBJ 57—83編寫組調(diào)查的幾個案例，雷擊樹木引起的反擊，其距離均未超過2m，例如，重慶某結(jié)核病醫(yī)院、南寧某礦山機械廠、廣東花縣某學校及海南島某中學等由于雷擊樹木而產(chǎn)生的反擊，其距離均未超過2m?？紤]安全系數(shù)后，現(xiàn)規(guī)定凈距不應小于5m。