住宅用户箱内不应设置电涌保护器外墙处金属窗可与防雷装置做等电位连接;突出外墙的住宅室外空调机可否做以电位连接呢?空调机如果和防雷装置做等电位连接,势必会引入部分雷电流,高层住宅的用户箱内应设置适配的电涌保护器作为防闪电电涌侵入的保护措施。住宅内常用的电线电缆、低压电器(如微型断路器、RCD等)、保护或连接用电器装置(如开关、插座等),以及大多数家用电器已列入3C认证目录,安全性相对有保障;而电涌保护器产品未被列入强制性认证目录。电涌保护器不属于在家用或类似场所使用的保护电器,对未受过训练的非人员可能有安全隐患。关于电涌保护器的设置场所,美国国家电气法规NFPA70-2017《NationalElectricalCode》285.11条明确,除特别规定的场所以外,电涌保护器应设置于仅熟练人员才允许进入的场所。所有电涌保护器部件应便于检查和维护;8.10.6.3条进一步规定,电涌保护器应按照制造商的指示进行周期性检查,间隔时间不应超过7个月。家用及类似场所显然不具备以上电涌保护器安装条件,也不满足电涌保护器的周期性维护要求。因此,住宅室外空调机应处于接闪器的保护范围内,并应与防雷装置保持间隔距离。
室外箱变的防护电涌电流的分配当电源由室外箱变引至设有防雷装置的建筑物内时,GB50057-20104.3.8条第4款要求:应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验的电涌保护器。室外箱变处如何设置电涌保护器呢?设有防雷装置的建筑物内的电气和电子系统,可能遭受雷击(S1损害源)时的地电位反击,也可能承受室外箱变及其埋地线路遭受雷击(S3损害源)的闪电电涌侵入。按照GB50057-2010,通常可仅考虑更严酷的地电位反击危害。如果不考虑其他服务设施分流的因素(或引入处采用非金属管道和非金属线路)的前提下,根据电阻耦合原理,雷击建筑物的全部雷电流在建筑物的接地装置和室外箱变的地之间分配,见图4。根据相关试验,施加雷电流i为200kA、10/350μs雷电流,建筑物和室外箱变的接地电阻R1=R2=30Ω时,电力电缆长度分别取50m、500m和1000m,雷电流分布见图5(引自GB/T19271.3-2005/IECTS61312:2000《雷电电磁脉冲的防护第3部分:对浪涌保护器的要求》,此规范已于2017年12月15日废止)。在冲击电流的初始阶段,雷电流的分配由系统的电感确定,到冲击电流的波尾阶段,电流的变化率较小,电涌的分配将由系统的阻抗确定,即:随着室外电缆长度增加,电源线路的阻抗增大,进入室外箱变接地装置的雷电流会相应减小。因此,雷电流的分配依据接地路径的阻抗分配,为方便估算,通常建筑物电气装置的接地极∞和室外箱变接地极之间按50%—50%分流原则。
接闪器避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都是接闪器,它们都是利用其高出被保护物的突出地位,把雷电引向自身,然后通过引下线和接地装置,把雷电流泄入大地,以此保护被保护物免受雷击。接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求,还应有足够的热稳定性,以能承受雷电流的热破坏作用。(1)避雷针一般用直径为20mm左右的镀锌圆钢或钢管制成,长2500mm左右,端部呈尖状,也可分叉设置,经引下线与接地装置连接。避雷针主要用于保护高耸孤立的建筑物或构筑物及其周围的设施,也常用来保护室外的变配电装置。(2)避雷网用镀锌圆钢或扁钢沿屋顶边檐设置避雷线,再用同样钢管制成6×6m或6×10m或10×10m的方格。避雷网主要用于平顶或斜顶屋面且屋顶面积较大的建筑物。(3)避雷带用镀锌圆钢或扁钢沿建筑物的四周设置。避雷带主要用于保护高层建筑的立侧面免遭雷击,它和屋顶的避雷针或避雷网一起组成完整的避雷系统。(4)避雷线一般采用截面积不小于35mm2的镀铸钢绞线与架空线路同杆同塔架设,架设方法与垂度要求与架空线路相同,并且在首尾几中间各部位与接地装置相连。避雷线主要用于保护与其同杆架设的架空线路及其周围的设施。接闪器尺寸见表8-1。接闪器装设在烟囱上方时,由于烟气有腐蚀作用,应适当加大尺寸。