GB T 16438-1996 半导体少长针消雷装置使用的安全要求.pdf

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1、GB/T 16438-1996 前吉本栋准提出的各项规定，涉及半导体少长针消雷装置的选用、安装、验收、维护和检测等方面，旨在保证半导体少长针消雷装置的安全使用。编写过程中，调研了历年来雷电事故实例以及半导体少妖针消雷器装置的使用情况。编制时:参考了国外先进标准;采用了GB50057-94中有关引下线和接地装置的内容以及GBJ6483申引下线和接地装置有关空中安全距离和地中安全距离的规定:款。借用了GB50057-94中严禁在避雷针支柱上悬挂电话线、广播线、电视接收钱及低压架空线的条本标准的附录A、附录B、附录C是标准的附录。本标准的附录D是提示的附录。本标准由中华人民共和剧劳功部提出。本标准起

2、草单位t湖北省劳动保护科学技术研究所、武汉水利电力大学、湖北省劳动厅和北京爱劳商科技有限公词。本标准主要起草人:叶保华、刘旭、沈光二匠、陈黯置。引富中华人民共和团团凉标准半导体少长针消雷装置使用的安全要求The safety demands of using semiconductor Iightning eliminator GB/T 16438-1996 半导体少长针消雷装置是一种装于商塔或高层建筑物上部，用以防止雷击成消减雷电流幡值的直击雷防护装置，它主要由半导体少长针消雷针组、引下线和接地装置组成。为减少或防止雷电事故造成的人身伤亡和财产损失，促进经济建设的健康发展，特制定本标准。1

3、范围本标准规定了半导体少长针消雷装置(以下简称消雷装置)的选用、安装、验收、维护和检测的安金要求。本标准适用于广播电视、邮电通信、石油、化工、建筑、军火炸药、国防工程、气象、地震和电力等诸多行业场所作直击雷保护的半睁体少长针消雷载置。2 引用棉准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条义。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GBJ 64-83 工业与民用电力装置的过电压保护设计规范GBJ 65-83 工业与民用电力装置的接地设计规范GB 50057-94 建筑物防雷设计规范3 定义本标准采用下列定义。3. 1

4、 半导体少长针消雷蝶置半导体少长针消霄针组、111下线、接地装置的总和。3. 2 半导体少长针消宵针组用来形成尖端放电，限制上行先导发展和消减下行直击雷电流幅值的半导体电阻棒组。3.3 引下线连接半导体少长针消雷针组与接地装置的金属辱体。3.4 接地装置接地体和接地线的总和。3. 5 冲击接地电阻常电冲击电流流过接地装置时，接蛐装置的电压幅值与流过接地装置的电流幅值之比。它们通常不国家技术监督周1996-06-17批准1997-07-01实施GB/T 16438一1996在间一时刻出现，习惯上用它表示接地装置通过雷电流的效能。3.6 消雷装置的保护范阑消雷装置附近不发生(或极少发生)宽齿雷事故

5、的特定空间商醋。4 消髓接置的滥用4. 1 消雷装置的使用场所半导体少长针消雷装置适用于以下场所:a)可能有直击霄直接侵入的电子设备(例如广播电视塔、微波通倍塔以及信号接收塔等，受雷直击时，直击霄会沿天馈绒直接侵入电子设备); b)内部有意耍的电气设备的建构)筑物pc)易燃、易爆场所;d)多雷区或易击区的露天施工工地或作业区;e)避雷针的保护班围难以覆盖的设施;0多雷区或易击区的35kV500 kV架空输电线路以及发电厂、变电所站)。4.2 消雷装置的保护拖围消雷装置的保护范围见附录A。4.3 半导体少长针消雷针组的选用4.3.1 商塔和高层建筑的顶部可根据被保护物的重要性及所在地区雷电的强弱

6、分别采用不间的半导体少妖针消雷针组，例如在强篱区可采用19针型，多雷区可采用13针型，弱笛区可采用9针型。当塔高大于60m时，每隔30m50 m应加装一层水平嗷设的侧针，两根一组，此两针的央角为250，此两针对水平面上仰150，至少4组。高层建筑可不接侧针。4.3.2 架空输电线路杆塔上的消雷针组，可采用扇形敷设的方法，单杆及单避霄绒的杆塔用3-7针，门型杆及避雷线的杆塔用48针。4.3.3 为提高原有避雷针的防霄效果，也可采用单支(或双支)半导体消雷针对越雷针进行改造(见附录。)。4.4 消雷针组的安装高度4.4.1 消雷针组的安装高度不应小于35m，被保护对象应处于消雷针基座水平面1.5m

7、以下，并在所设计的保护范围内。当安装消雷针组的建(构)筑物的高度不足35m时，应在建(构)筑物的顶部加装专门的小塔使之达到35m的高度。4.4.2 用在架空输电线路上的消雷针组的安装高度可直接取绒路杆塔的高度，即允许小于35m，此时消雷麓置的中和和屏蔽作用将相应减弱，而其消灭上行雷及限制下行雷雷电流的作用不变。4.5 引下绒设计4.5. 1 为保证消雷提置的安全可靠，引下线应不少于附根，且其间距不应大于12mo 4.5.2 为防止雷电流经引下钱产生的高电位对附近金属物的反击，金属物至引下线的距离应不小子5 mo 4.6 接地装置的设计4.6.1 为保证人身和设备的安全，接地装置的地点选择应符合

8、有关标准，特别娃有通信电镜、电力电缆或弱电设备的接地装置的地区，其地中安全距离应不小于3m。4.6.2 计算接地装置的冲击接地电阻时，所采用的土壤电阻率应取霄蒂中最大可能的数值，般按下式计算:P = Po P .( 1 ) 式中:p一一土壤电阳事，0，m; po笛习是中无雨水时所测得的土壤电阻惑，0.m; GB/T 16438-1996 ?一考虑土壤干燥所取的季节系数，列于表1中。表1接地装置的事节系数埋探值口1水平接地体2m-3m的垂直接地体0.5 1. 4-1. 8 1.2-1. 4 0.8-1. 0 1.25-1. 45 1.15-1. 3 2.5-3.0 1.0-1. 1 1. 0-1

9、. 1 注g测定土壤电阻凉时，如土壤比较干燥，则应采用表1中的较小值，如比较潮温，则应果用较大值。5 消曾接置费籍的安全要求5. 凡需要保护的对象，具备部分都应置于消霄装置的保护拖罔以内或按标准规定装设消霄装置。5.2 严禁在消雷装置结构支柱上悬挂电话线、广播钱、电视接收天线以及低压架空线等。5.3 航空障碍信号灯如必须按在消雷装置铁塔上，服装在消首针组的下部，其电源绒必须穿过铁管，铁管埋在地中的长度应大于15m，并在铁管中直通顶部。铁管沿铁塔锦10m与铁塔焊接一次。信号灯电源线与铁管间应装限服装置。5.4 半导体少妖针消雷针组安装的安全要求5.4. , 消雷针组应严格按制造厂家提供的产品说明

10、书进行安装。5.4.2 半导体少长针消笛针组的机械连接应牢固，电气接触应良好。5.5 引下线安装的安装要求5.5. 1 引下钱宜采用圆钢或扁钢，并优先采用回钢。因钢直径应不小于8mml扁钢截面应不小于48 m时，其厚度应不小子4mmo当烟囱上的引下钱采用困钢时，其直径应不小于12mml采用扁钢时，截面应不小于100mm2，厚度应不小子4mm。铁塔的金属结构可作引下钱用.5.5.2 建筑物引下绒的敷设应符合GB50057的规定。5.5.3 架空线路杆塔引下绒的敷设应符合GBJ64的规定。5.5.4 除利用混凝土构件内钢筋作寻|下线外，引下钱应热镀悴或涂擦。在腐蚀性较强的场所，还应采取加大截商或其

11、他有效防腐措施。5.6接地装提安装的安全要求5.6.1 接地装置的冲击接地电阻应符合相应场所的要求，在高土壤电阻惑地区可放宽，但应小子30O. 5.6.2 接地装盟工频接地电阻的计算应符合GBJ65的规定，其与冲齿接地电阻的换算应符合GB 50057的规定。5.6.3 嘿于土壤中的人工垂直接地体可采用角钢、钢管或回钢z埋于土壤中的人工水平接地体可采用崩钢成圃钢。困钢直径应不小于10mm;扁钢截面应不小于100mm2，其原度应不小于4mm;角钢厚度应不小于4mm;铜管蜡厚脱不小于3.5mm. 在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀钵等防腐措施或加大截面。5.6.4 人工垂直接地体的快度宜为2.5m。人

12、工唾直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5 m，当受地方限制时可减小到3m。5.6.5 在高土壤电阻率地区采用多支线外引接地装最来降低冲击接地电阻时，外引长度应不大于GB 50057-94所规定的有效长度。5.6.6 人工接地体在土壤中的增设深度不应小于0.5m.接地体应远离由于砖窑、烟道等高温影响使土壤电阻碍里升高的地方。5.6.7 人工接地体与道路或出入口等的距离应不小于3m。当小于3m时应将水平接地体局部深埋lmPl上;或采用栅背碎石地面或在接地体上面撤设50mm80 mm厚的栅背底，其宽度应越过接地体GB/T 16438-1996 2m。5.6.8 在易受机械或化学损坏和防人身

13、接触的地方，地面上1.7m至地回下0.3m的段接地线应镀僻、并采取暗敷或套装在改性塑料管或橡胶管中。5.6.9 撒在土壤中的接地柴置，其迎接应来用焊接，并在焊接处作防腐处理。6 消雷援置验收的安全要求6.1 验收前应查阅下列资料:a)设计的全部施工图纸pb)施工阶段的修改回纸;c)隐蔽工程的验收记录单;d)接地装置的接地电阻测量记录等。6.2 验收的检查a)消雷装置应按照图纸施工，应无米焊的接点。应使用规定的材料及按规定的安装位置施工;b)消雷针组、引下线、连接全部接地装置的焊接应达到所要求的焊接面积及长度，焊接点应无氧化，焊水应饱满;c)消雷针组、引下线及其断接卡子应有良好的电气连接;d)消

14、雷蝶置的金属构件、引下线、接地线及接地体应有相应的防腐措施;e)消雷装置与各种金属管绒的距离和连接情况应满足要求;f)接地装置的回填土中不服有卵石或碎砖;g)应直接测最或间接测最冲击接地电阻;h)附录C的综合配窑措施应齐金。6.3 移地熏装和大修后的消雷装置应按本标准6.1和6.2的规定验收。7 消雷援置维护的安全要求7.1 运行中应保持半导体针数完整，每根针上至少应保持两个以上放电尖端的金属针。可直接观察或用仪器(如盟远镜)进行检查。7.2 消雷电流流过悄雷针后，在消雷针表商会出现细裂缝或热放电痕迹，这是消雷所造成的。只要针体电阻层不脱落可以继续使用。在特大雷击时，如造成一根半导体针电阻层损

15、坏，允许在凿击过后，再更换受损针体。7.3 运行中引下线应保持完好。7.4 消雷装置应在每年雷雨季节前进行定期检聋雄护，包括:a)机械紧回点应无松动;b)各电气连接处外观应完好;c)测量冲击接地电阻，其阻值应符合本标准5.6.1的要求。7.5 消雷装置如有落雷现象，应做好记录。7.6 若用户对建放规模有所扩大，应对其原有消雷装置的保护范围慧新验算，并采取相应措施。8 消雷接置的检测8.1 用户应按本标准第7章的规定对捎带荣景进行年度自检和日常检蕉。8.2 下列情况应进行全丽的安全技术检验:a)新安装及大修后的消雷装置;b)经过移地震柴、重大事故后修复的消雷装置。GB/T 16438-1996

16、附录A标准的附最)非导体少长针消雷籍量的保护范围A1 单个消雷接置的保护范围应按下列为法确定(见图A1)图A1单个消雷装置的保护施围在被保护物高度hx水平面上的保护半径r.按下式确定:rx = n(h喃-hx)p = nh.p 式中:h一一消雷器的高度，m;r.一-7肖霄器在h.水平面上的保护半径，m;hx被保护物的高度，m;h.-消雷器的有效高度，m; (A1 ) n一对易燃易爆设施取n=且3.5(绕岱概落为0.1%以下)，对其余设施取n5(绕击概凉为1%); 户一一高度影响系数:当h64m时户口1;当64mh140 m时，户口8/1h。GB/T 16438 1996 A2 两个等离消雷籍置

17、的保护范围应按下列方法确定(见回A2)图A2两个等高消雷装置的保护拖围A2.1 两消雷装置外侧的保护范围应按单个消雷载置计算方法确定。A2.2 两消雷装置间的保护泡嗣上边钱按涌过两消宵装置顶点与中心线上0点的困弧确定。0点为假想消窗装置的顶点，其高度ho应按下式计算:ho = hntD/D 10 h .川.川(A2) 式中:ho两消霄装置问保护范围上边线最低点高度，m;D一一两消雷装置间的距离，m;nl易燃易爆设施取nl目0.02，对其余设施取nl口0.014。两消雷装置问水平面上保护范围一侧最小宽度bx按下式计算:bx =口出n(仙ho h儿苯)p. 川. 川. .川. 川. .川.川. 川

18、. 川川. . . . . . . 川.川.(A3) 求得b翠后，可由该点向两侧消雷装毁的保护圆作切线求出两消雷装置在h儿累水平面上的保护范围。A3 多个等高消曾莓.的保护范围应接下列为法确定A3.1 三个等高捎雷蝶置所形成的三角形外侧保护范围应分别按两个等高消雷装置的计算法确定。如在二三角形内被保护物高度儿的水平面上，所有的bx均大于零，即b. O，则被保护物全部面积受到保护(见回A3)。GB/T 16438一1996因A3三个等高消雷装置的保护范围A3.2 在确定四个或四个以上等商消雷装置所形成的四角形或多角形时，可先将其分成两个或数个三角形，然后分别按三个等高消雷装置的方法计算，者所有的

19、bx均大于零，即bx;:;O时，则在被保护物高度hx的水平面上，多角形内的全部丽积即受到保护。A3.3 不等高消雷装置的保护部围应按下列方法确定。A3.3.1 两个不等高消雷装置外侧的保护范围，应分别按单个消嚣装置的计算方法确定。A3. 3. 2 两个不等高消雷装置间的保护藏圃，应按单个消窗装置的计算方法，先确定较高消雷装置的保护班圃，然盾由较低消雷器装置的顶点，作水平钱与较高消雷装置的保护抱回相交，取交点为等效消雷装置的顶点，再接两个等高消常装置的计算方法确定较低消常装置和等效消常装置间的保护范围。A3. 3. 3 多个不等高消雷装置，各相邻两消窗装置的外侧保护拖圃，按两个不等商消雷装置的计

20、算方法确定;如在多角形内被保护物最大高度hx水平丽上，各相邻消雷装置问保护范围一侧最小宽度;:;0，则全部丽积即受到保护。附录B(标准的附录)华导体少长针消嚣针组B1 半导体消霄针组由若干根半导体消需针组成，根据具体情况可以采用崩形布置，辐射布置或平行布置的形式。B2 每根半导体消雷针的长度应不小于5m，每针顶部应有4个30cm50 cm 长的金属尖端。则每根消雷针的半导体电阻应为35kO士10%。B4 每根消雷针应能承受1100kV以上的冲击电压3次。B5 两相邻消雷针顶部之间的冲击放电电压应为900k V 1 000 k V 0 GB/T 16438 1996 附录C(标准的附录)半导体少

21、长针消雷搂寰的综合配套措施设备及建(构)筑物防雷是一项系统工程，为提高总体防雷性能，除了使用半导体消雷装置防直击窗及减弱其二次效应外，还应采用下列综合配套措施。C1 防侵入雷的措施C1.1 所有与外界相连的架空和埋地线路(包括电力线路和通信线路)的入口处应装设相应的避雷器，或数据线保护器，或隔离变压器。C1.2 在多雷区电力线路的入口处宜装设配电网过电压保护器(DSOP)。C1.3 所有进入建筑物的线路，在进入建筑物前应穿在嘿地钢管攘摩2mm以上)内，钢管在地中的埋设长度应为50m100 m，埋深应不小于0.5m。在铜管首端，线路与钢管之间应装设相应的限压装置。C2 防静电感应及电磁感应的措施

22、微电子设备的工作窒应用网孔小于2cmX2 cm的钢板网域大于24日的黄铜网六面屏蔽(包括门窗)，或将微电子设备本身用导电屏蔽塑料层加以屏蔽并接地。应当、注意，不接地的屏蔽有时反而有害。叼防两地网间电位麓的措施C3.1 一个房间内所有微电子设备应以最短连线将其外皮互连后再统一接到该房间的接地带线上去。C3. 2 接地母绒服与防雷接地互连(共地式)，如果微电子设备制造厂家要求其接地独立，则宜将按地母线经接地放电器与防雷引下线连接。C4 防弹雷的措施为减少球凿的危害，在有雷电活动时，应当关闭门窗，特别应防止形成过觉风。附录D(提示的附录)单交(或双支)半导体消雷针用单支(或双文)半导体消雷针改造现行避雷针是适宜的。它可以利用原有避需针的结构，将其顶部的接闪器锯掉，改用半导体消雷针套上即可。它能够100%消灭由地面向上发腾的上行宵(对高耸建(构)筑物而言，这种上行雷约占雷击总数的50%以上)，并在下行雷雷击时将雷电流限制到原值的1/5(单支针)和1/10(双支针)。双支时保护范围的半径可比原避雷针增大10%。