國家與國際防雷標準和技術(shù)
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一,、引言??
世界三大標準化組織均在致力于國際標準化工作,。IEC(國際電工委員會)在其所頒布的標準前言部分均宣稱:為促進國際上的統(tǒng)一,各IEC國家委員會應(yīng)盡最大可能地將IEC標準作為他們的標準,,對國家標準與IEC相應(yīng)標準中的任何分歧,,應(yīng)在該國家標準中明確指出?!吨腥A人民共和國標準化法》規(guī)定,。“國家鼓勵采用國際標準和國外先進標準”。國家經(jīng)委,、計委,、科委和技術(shù)監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于推進采用國際標準和國外先進標準的若干規(guī)定》(1993年532號文)更明確指出:“采用國際標準和國外先進標準是我國一項重大的技術(shù)經(jīng)濟政策,是促進技術(shù)進步,,提高產(chǎn)品質(zhì)量,,擴大對外開放,加速與國際慣例接軌,,發(fā)展社會主義市場經(jīng)濟的重要措施,。”?
標準來自實踐和科學(xué)研究,是千百萬科技工作者智慧的結(jié)晶,,隨著技術(shù)的進步,,標準也在不斷地修改和更新。在IEC標準中均有如下說明:本標準出版時的版本是有效的,,鼓勵采用標準文件的最新版本,。我國國家標準也常用下達“修訂單”的形式進行標準修改,或在新標準頒布的通知中說明原標準的作廢,。采用和推廣國際標準是世界上一項重要的廉價技術(shù)轉(zhuǎn)讓,。目前世界上含我國在內(nèi)的大多數(shù)國家,均采用等效使用的原則,,大量使用國際標準,,促進本國技術(shù)進步。?
二,、國際防雷技術(shù)標準框架?
防雷技術(shù)標準的編制工作主要由?IEC和?ITU(國際電信聯(lián)盟,,過去稱為CCITT)進行,根據(jù)協(xié)議IEC與ISO緊密協(xié)作。各國電工委員會(IEC國家委員會)參加?IEC關(guān)于電氣和電子領(lǐng)域標準化的國際合作,,并履行義務(wù),,將?IEC標準等效(eqv)或等同(idt)采用為該國國家標準。?
最早的國際防雷技術(shù)標準工作是由?IEC/TC81(第81技術(shù)委員會──防雷)在1980年開始進行的,,最初的目標是制定建筑物防雷標準和指南,。中國是25個P成員(Participating members),屬積極參加工作,,承擔(dān)對標準草案投票表決的義務(wù),,盡可能參加會議的國家。林維勇先生作為中國代表參加了1992年會議,,目前正參加對IEC1024-l的修訂工作,。?
隨著電子設(shè)備遭受雷電過電壓(標準中又常稱大氣過電壓)和投切過電壓(電網(wǎng)的投入或切除,又稱操作過電壓)的損失日趨嚴重,,經(jīng)IEC中央辦公室協(xié)調(diào),部分?TCSI專家加入?IEC其他有關(guān)委員會工作,,而其他委員會專家又應(yīng)邀加入TCSI委員會工作,,使各學(xué)科技術(shù)得以相互滲透,由于工作量的側(cè)重不同,,在防雷技術(shù)標準的頌布上,,由除TC81外,相關(guān)的尚有TC64,、TC37,、TC77頒布的建筑物電氣裝置、過電壓保護裝置,、電磁兼容(EMC)等有關(guān)標準,。?ITU和CIGRE(國際大電網(wǎng)會議)也分別從電信行業(yè),供電系統(tǒng)行業(yè)特點,,頒布涉及到本行業(yè)的防雷技術(shù)標準,,其原則是在與IEC標準不矛盾的情況下制定更具體可行的技術(shù)標準。?
在國際標準化組織卓有成效的組織下,,各國專家得以充分發(fā)揮,,自1990年?IECI 0241頒布后,出臺了大量防雷技術(shù)標準,,且有許多草案在討論中,,為解決飛速發(fā)展的電子技術(shù)與相對滯后的防護技術(shù)這一突出矛盾的中國現(xiàn)實提供了廉價的技術(shù)轉(zhuǎn)讓。?
三,、關(guān)于中華人民共和國(國家)標準的說明?
國家標準分為強制性(GB)和非強制性(GB/T)又稱自愿性或推薦性,,由設(shè)計單位自愿選用。?
除國家標準外,尚有行業(yè)標準(電力標準DL,,郵電標準DY,,鐵道標準TB等)。行業(yè)標準也有自愿性標準,,如TB/T,。此外,尚有地方標準DB,、工程標準化協(xié)會標準CECS等,。?
我國的建筑物防雷標準最早為GBJ57-83。1994年11月由起草人林維勇先生按IEC 1024-1進行了修訂,,即GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》,。在《規(guī)范匯編》中許多行業(yè)、系統(tǒng)的直擊雷防護技術(shù)標準均源自GBJ57-83或GB50057-94,。從現(xiàn)在的觀點看GB50057-94是符合IEC1024-l的原則的,,但有些規(guī)定已落后了。林維勇先生在一封來信中寫到:“分開接地不是方向,。下次修訂防雷規(guī)范時,,可能會將分開接地的內(nèi)容(除第一類防雷建筑物的獨立避雷針,架空避雷線外)刪去,。因等電位連接(包括50Hz人身安全)將是首選措施,。它的作用和意義正逐漸為人們所接受。”?
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?1998年國家計委批準中國氣象局科研項目“氣象臺站現(xiàn)代防雷技術(shù)的研究”,其中一項為“防雷技術(shù)標準”的制定,,這項工作預(yù)計今年(1999年,,編者注)10月全面完成。同時,,與公安部聯(lián)合編制的《計算機信息系統(tǒng)雷電防護技術(shù)規(guī)范》草稿已完成,,正在征求意見階段。這Th個標準可能是我國國內(nèi)首次參照IEC標準綜合制定的系統(tǒng)防雷標準,,相信一定會起到積極的作用,。?
四,、國際防雷標準簡介?
1.直擊雷的防護(外部防雷)?
?IEC1024-1:在1990年這是第一個國際防雷標準,它適用于高度
標準中第一句話是,;“防雷裝置不能阻止雷閃的形成”。林維勇老師最近參加?IEC/TC81標準修改時看到這句話進行了如下修改:“應(yīng)該注意到,,到目前為止還沒有一種裝置(或方法)能阻止雷電的產(chǎn)生,,也沒有能阻止雷擊到建筑物上的器具和方法。采用金屬材料接閃,、引下并導(dǎo)入大地是目前唯一有效的外部防雷方法,。”?
在GB50057-94中,大量引用IEC的術(shù)語和定義,,如防雷裝置在IEC中為“用于對需要防雷的空間作防雷電效應(yīng)的整個裝置,,它由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成”。“外部防雷裝置由接閃器,、引下線和接地裝置組成”,。“內(nèi)部防雷裝置是除外部防雷裝置以外的全部附加措施。它們可能減小雷電流在需要防雷的空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)”,。GB50057-94名詞解釋是:“防雷裝置:接閃器、引下線,、接地裝置,,過電壓保護器及其它連接導(dǎo)體的總合。”請注意IEC在此提出了外部防雷與內(nèi)部防雷的概念,,外部防雷就是應(yīng)用外部防雷裝置(接閃器,、引下線、接地裝置或兼而有之的法拉第籠)吸引雷電并盡快和暢通無阻的將雷電流引入地中安全泄放,。馬宏達老師分析認為:防雷如同防洪,,其原理是為雷電脈沖電流提供一條低阻抗的通道(注:外部防雷),同時防止通過磁場和電場對設(shè)備的干擾(注:內(nèi)部防雷),。對半導(dǎo)體消雷器之爭焦點首先在于其是否能阻止雷閃的形成(所謂“消雷”功能),,其次在于利用非金屬材料接閃(如碳素纖維外涂漆物,或如優(yōu)化避雷針使用玻璃鋼管內(nèi)置食鹽水等高阻液體)在接閃器與引下線之間串上35KΩ的“限流”物,,是否會產(chǎn)生積極的作用,,對照IEC標準說明的原理,應(yīng)該是非常明白的了,,迄今為止IEC的標準中未對任何非常規(guī)接閃器給予肯定,。在國外只有法國,、西班牙和南斯拉夫分別批準了E.S.E(具有提前放電功能的避雷針)標準,但在1992年和1995年IEC/TC81會議上,,都沒有作出明確的決定,,既不否定,也不肯定,,只是呼吁各國科學(xué)家對這類避雷裝置作更深入的研究,。?
我們可從IEC1024系列標準的標題上得知,目前已頒布和尚屬草案的1024-l,、2,、3和1-1、l-2都是外部防雷標準,,但均與內(nèi)部防雷關(guān)聯(lián),。如1998年5月頒布的IEC
?IEC外部防雷標準給人總的感覺是比較細,有些國外標準如美國防火協(xié)會(NFPA780:1992)的“雷電防護規(guī)程”,,英國標準(BS6651,;1992)的“構(gòu)筑物避雷的實用規(guī)程”,日本工業(yè)標準J15(JISA4201-1992)“構(gòu)筑物等的避雷設(shè)備”也同樣細致的對船舶,、風(fēng)力發(fā)電站,、體育場、大帳篷,、樹木,、橋梁、停泊的飛機,、儲罐,、海濱游樂場、碼頭乃至露天家畜養(yǎng)殖場的外部防雷做出規(guī)定,。特別要提出的是,,一些標準對石頭山地的接地裝置在很難達到規(guī)定的低阻值時做出這樣的規(guī)定:在地面平鋪環(huán)型扁鋼,并與被保護物的引下線在四個方向連接,,環(huán)型地的半徑不應(yīng)小于
關(guān)于外部防雷國家標準和國外標準一致認為:外部防雷的標準是建立在對雷電的統(tǒng)計規(guī)律上的,,是在絕對保護與防雷裝置耗費之間取的折衷方案,。也正是GB50057-94中所講的:“按照本規(guī)范設(shè)計的防雷裝置的防雷安全度不是100%”,。今年1月林維勇老師在寫給我的一封信中介紹了修改GBJ57-83為GB50057-94過程中的一件事:采用滾球法后,保護范圍比過去小很多,,因此需增加避雷針和架空線的高度或數(shù)量,,一些單位,特別是那些經(jīng)常采用獨立避雷針和架空線的單位有意見,,最后只能將IEC規(guī)定的滾球半徑加大,,一類由
2.雷擊電磁脈沖的防護(內(nèi)部防雷)?
?IEC61312系列目前正式頒布的有1312-l通則:1995年。這個通則介紹了內(nèi)部防雷的原則,,同時對1992年版1024-1-l公布的雷電流參數(shù)確認和給出雷電波形圖,。分析和研究雷電流參數(shù)是雷擊電磁脈沖(LEMP)防護的基礎(chǔ)。?
?1998年3月IEC61312-2的投票稿“建筑物的屏蔽,、內(nèi)部等電位連接及接地”交各國IEC委員會投票,,其截止時間為