GB/T21714所采用的雷电流参数参见本部分附录A。 用于分析的雷电流时间函数参见附录B。 用于测试的雷电流模拟参见附录C。

5）编者注。 6）编者注。 7）方括号内引用的文件见参考文献。

用于试验室模拟雷电对 见附录D。 有关不同安装点雷电浪涌的资料参见附录E

对建筑物产生影响的雷电可能导致建筑物本身、内部物体以及人和动物受到损害，包括内部系统的 失效。这些损害和失效也可能蔓延至四邻发电机标准规范范本，甚至影响局部环境。其蔓延的规模取决于建筑物及雷电的 特征。

5.1.1雷电对建筑物的影响

与雷电效应有关的建筑物主要特征有： 一结构（如木、砖、混凝土、钢筋混凝土、钢框架结构）； 用途（民宅、办公室、农舍、戏院、宾馆、学校、医院、博物馆、教堂、监狱、商店、银行、制造厂、工 厂、运动场）； 使用者和内部物体（人和动物、易燃或不易燃材料、易爆或不易爆材料、低或高耐压的电气和电 子系统）； 连接到建筑物的管道和线路（供电线路、通信线路、管道）； 已有的防护措施（如减少物理损害和人和动物伤害的防护措施、减少内部系统失效的防护指 施）； 危险蔓延的规模（撤离困难、可能引起恐慌、危及四邻和环境的建筑物）。 表1给出雷电对各类建筑物的影响。

表1雷电对典型建筑物的影响

5.1.2建筑物的损害源和损害类型

夫类型取决于需保护建筑物本身的特性。 本部分考虑以下损失类型： L1：人身生命损失（包括永久性伤残）； 一L2：公共服务的损失； 一L3：文化遗产损失； 一L4：经济损失（建筑物、其内部物体、以及业务损失）。 注：GB/T21714中，公共服务仅指煤气、水、电视、电信以及供电。 可以认为损失类型L1、L2和L3是社会价值损失，而损失类型L4是纯经济损失 表2给出损害源、损害类型和损失类型的对应关系

表2不同雷击点导致建筑物的损害和损失

图2给出由损害类型产生的损失类型和相应风险

图2给出由损害类型产生的损失类型和相应风险

仅对那些因内部系统失效立即危及人身生命的医院或其他建筑物

“仅对可能有动物伤害的地方

6雷电防护的必要性和经济合理性

6.1雷电防护的必要性

图2不同损害类型产生的损失类型和风险

为了减少社会价值损失L1、L2和L3，应对需保护建筑物雷电防护的必要性进行评估。 为了评估雷电防护是否必要，应按照GB/T21714.2一2015介绍的步骤进行风险评估。对应 5.2介绍的损失类型，应考虑以下风险： R1：人身生命损失或永久性伤残的风险； R：公共服务损失的风险； R：：文化遗产损失的风险。 注1：经济损失的风险R应在考虑雷电防护经济合理性时评估（见6.2）。 如果风险R（R至R)大于风险容许值RT，即 R>RT 则雷电防护措施是必要的。这种情况下，应采取雷电防护措施，使风险R（R，至R：）减少至不大于 风险容许连值R.肌

如果需保护建筑物上可能出现一种以上损失类型，则对每一种损失类型（L1、L2和L3)都应满足 条件R≤RT。 雷电可能导致社会价值损失时，有关风险容许值R1值宜由有关部门考虑 注2：有管辖权的部门可以不经风险评估就规定特定应用领域需采取雷电防护措施。在这种情况下，所需雷电防护 等级由该部门规定。在某些情况下，可以通过风险评估判断是否可以免除这些防护要求。 注3：风险评估和雷电防护措施选择的详细内容见GB/T21714.22015

如果需保护建筑物上可能出现一种以上损失类型，则对每一种损失类型（L1、L2和L3)都应满足 条件R≤RT。 雷电可能导致社会价值损失时，有关风险容许值R1值宜由有关部门考虑。 注2：有管辖权的部门可以不经风险评估就规定特定应用领域需采取雷电防护措施。在这种情况下，所需雷电防护 等级由该部门规定。在某些情况下，可以通过风险评估判断是否可以免除这些防护要求。 注3：风险评估和雷电防护措施选择的详细内容见GB/T21714.2一2015

6.2雷电防护的经济合理性

除了需保护建筑物雷电防护的必要性外，还可评估为减少经济损失L4而提供防护措施的经济 效益。 这种情况下，宜对经济损失的风险R。进行评估。评估时可分别计算采取防护措施前后的经济 损失。 如果采取防护措施后的损失价值CRL与防护措施费用CpM之和低于未采取防护措施时的总损失价 值C即：

采取防护措施经济上是合理的 雷电防护经济合理性估算的详细内容见GB/T21714.2

为了减少风险，可以根据损害类型采取防护措施

7.2减少电击造成人和动物伤害的防护措放

CRl +CpM

可能的防护措施包括： 一外露导电部件的适当绝缘； 利用网格状接地装置形成等电位连接： 一限制活动范围和设置警示牌； 一雷电等电位连接（EB）。 注1：采取等电位措施并增加建筑物内外地表接触电阻可以减少人和动物伤害（见GB/T21714.3一2015第8章） 注2：只有在采用LPS保护的建筑物中这些保护措施才有效。 注3：采用雷电监测装置等有关措施可以减少人和动物伤害

7.3减少物理损害的防护措施

采用雷电防护装置（LPS)来实现保护，包括： 接闪器； 引下线； 接地装置； 一雷电等电位连接（EB)； 一与外部LPS的电气绝缘（及相应的间隔距离）。 注1：安装LPS时，等电位连接是减少火灾、爆炸和人和动物伤害的重要措施。详见GB/T21714.3一2015。 注2：限制火灾发生和蔓延的措施，如设防火隔间、灭火器、消防栓、火警设施和灭火装置可以减少物理损害 注3：受保护的逃逸通路为人员提供保护

可能的防护措施（SPM）包括：

接地和等电位连接； 磁屏蔽； 合理布线； 隔离界面； 协调配合的SPD系统。 这些防护措施可以单独使用，也可以组合起来使用。 注1：考虑损害源S1时，只有在采用LPS保护的建筑物中这些保护措施才有效。 注2：采用雷电监测装置等有关措施可以减少电气和电子系统失效

7.2、7.3、7.4中列举的全部保护措施构成综合防雷， 最恰当的防护措施应由设计者和业主根据每种损害的类型和数量，不同防护措施的技术条件和经 济合理性以及风险评估结果来选择。 GB/T21714.2一2015给出风险评估和最恰当的防护措施选择准则， 如果防护措施符合相关标准的要求并能承受安装点预期的应力，则该防护措施是有效的

8建筑物雷电防护的基本准则

理想的建筑物雷电防护措施应该是把需保护建筑物置于接地良好、有足够厚度、电气贯通良好的屏 蔽体内，并在连接到建筑物的线路进入屏蔽体的人口处作适当的等电位连接， 这种防护措施能避免雷电流及其电磁场侵入需保护建筑物并避免雷电流引起危险的热效应和电动 力效应，同时防止在内部系统产生危险的火花及过电压。 实际上提供这种最佳防护措施通常既不可能而且经济上也不合理 如果屏蔽体电气贯通性不良和/或厚度不够，雷电流可能穿透屏蔽体，从而导致 一物理损害或人和动物伤害； 一内部系统失效； 为了减少这些损害及相关损失，所采取的防护措施应按需防护的一组确定的的雷电流参数值（雷电 防护等级）进行设计

8.2雷电防护等级（LPL）

GB/T21714划分了四类雷电防护等级（I至IV）。对每类LPL规定了一组雷电流参数的最大值和 最小值。 注1：超出LPLI所规定雷电流参数最大值和最小值范围外的雷电防护需要根据其特殊情况选择和安装更有效的 防护措施。 注2：超出LPLI所规定雷电流参数最大值和最小值范围的雷电发生概率小于2%。 不超出LPLI雷电流参数最大值的雷电发生概率为99%。按假定的极性比例（见A.2），该最大 值取自正极性雷闪的概率低于10%，而取自负极性雷闪的概率低于1%（见A.3）。 LPLⅡ最大雷电流参数为LPLI的75%，而LPLⅢI和LPLIV为LPLI的50%（I、Q、和di/dz 是线性的关系，W/R是平方的关系）。时间参数不变。 注3：电防护等级的雷电流参数最大值小于LPLIV对应值时，允许考虑损害概率大于GB/T21714.2—2015中附

各LPL雷电参数的最小值及其对应的滚球半径

从图A.5给出的统计分布，可以硕 雷电流参数分别小于每一防护等级所规定的最

从图A.5给出的统计分布，可以硕 雷电流参数分别小于每一防护等级所规定的最

表5雷电流参数上下限值对应的概率

假如雷电流处在设计所取LPL规定的参数范围内，则GB/T21714.3—2015和GB/T21714.420 指定的雷电防护措施是有效的。所以，可假定雷电防护措施的效率等于雷电流参数在这个范围 无率。超出此范围则存在残余损害风险

8.3雷电防护区（LPZ)

雷电防护措施（如LPS、屏蔽线、磁屏蔽和SPD等）决定了雷电防护区（LPZ）。 与雷电防护措施上游的LPZ比较，其下游LPZ的特征是LEMP明显减小。 根据雷电威胁的不同，定义以下的LPZ（见图3和图4）： LPZOA受直接雷击和全部雷电电磁场威胁的区域。该区域的内部系统可能受到全部或部分雷 电浪涌电流的影响。 LPZOε直接雷击的防护区域，但该区域的威胁仍是全部雷电电磁场。该区域的内部系统可能受 到部分雷电浪涌电流的影响， LPZ1由于分流和边界处设置隔离界面和/或SPD使浪涌电流受到限制的区域。该区域的空间 屏蔽可能衰减雷电电磁场。 LPZ2～n由于分流和边界处设置隔离界面和/或SPD使浪涌电流受到进一步限制的区域。该 区域的附加空间屏蔽可能进一步衰减雷电电磁场， 注1：通常，雷电防护区域的序数愈大，电磁环境参数愈低 作为防雷的一般规则，需保护的对象应置于电磁特性与该对象耐受能力相兼容的LPZ内，使损害 物理损害、过电压使电气和电子系统失效)减小。 注2：大多数电气、电子系统和设备耐压水平的资料由制造商提供

图3LPS确定的LPZ(GB/T21714.3—2015）

4.1减少物理损害和人和动物伤害的防护措施

需保护建筑物应处在LPZOB或序数更高的雷电防护区内。为此，可采用雷电防护装置（LPS）。 LPS由外部LPS和内部LPS两部分构成。 外部LPS的功能是： 拦截直击建筑物的雷电（利用接闪器）； 安全引导雷电流入地（利用引下线）； 使雷电流人地消散（利用接地装置）

内部LPS的功能是在建筑物内利用等电位连接或LPS部件与建筑物内导电部件之间的间隔距离 （从而达到电气绝缘）来避免危险火花， 基于对应的LPL,施工规程规定有四类LPSI、ⅡI、ⅢI、IV）。每类LPS的施工规程包含与防护等 吸有关（如滚球半径、网格宽度等）的和与防护等级无关（如截面积、材料等）的两类施工要求。 当建筑物外部地面电阻率和建筑物内楼板电阻率较小时，减少接触电压和跨步电压对人和动物伤 售的措施有： 在建筑物外部，把外露导电部件绝缘，利用网状接地装置进行等电位处理，设置警示牌和限制 人和动物活动范围； 一在建筑物内部，在线路人户处进行等电位连接。 LPS应符合GB/T21714.3—2015的要求

咸少内部系统失效的防折

为减小内部系统失效风险，对LEMP采取的防护措施应限制： 雷击建筑物，因电阻性或电感性耦合引起的浪涌； 雷击建筑物附近，因电感性耦合引起的浪涌； 雷击连接到建筑物的线路或其附近而传入的浪涌； 与设备直接耦合的磁场 注：如果设备符合相关的EMC产品标准（见GB/T21714.2—2015和GB/T21714.4一2015)规定的射频（RF）辐射 和抗扰性试验要求，则由于雷电电磁场直接辐射进入设备而导致失效的情况可以忽略 需保护系统应置于LP1或序数更高的雷电防护区内。为此，可采用电气和电子系统防护措放 SPM），包括衰减感应磁场的磁屏蔽和/或减小感应回路的合理布线。穿过LPZ边界的金属部件和系 统应在边界处进行等电位连接。这种等电位连接可采用等电位连接导体或必要时采用SPD来实现。 LPZ的防护措施应符合GB/T21714.4一2015的要求， 亦可采用隔离界面和/或协调配合的SPD系统限制导致内部系统失效的过电压使之低于被保护系 统的耐冲击电压额定值来实现对过电压的有效防护。 应根据GB/T21714.42015的要求选择与安装隔离界面和SPD

对地雷闪有两种基本类型： 始于云对地的一个向下先导的下行雷闪。 一始于地面建筑物对云的一个向上先导的上行雷闪。 在平地和低矮建筑物上出现的大多是下行雷闪，而在暴露的和/或高耸的建筑上出现的主要是上行 雷闪。随着建筑物有效高度的增加，建筑物上遭受直接雷击的概率增加（见GB/T21714.2一2015，附录 A)且物理状态发生变化。 雷电流由一个或多个不同的雷击组成： 持续时间小于2ms的短时间雷击（图A.1）； 持续时间大于2ms的长时间雷击（图A.2）

图A.1冲击电流参数的定义（典型值T，<2ms

图A.2长时间雷击参数的定义（典型值2ms

雷击按其极性（正极性或负极性）和在雷闪中所处的位置（首击、后续雷击、叠加）进一步区分 3和图A.4所示分别是下行雷闪和上行雷闪的可能组成成分

图A.4上行雷闪的可能组成成分（通常为对暴露和/或较高建筑物的雷击）

斤雷闪的可能组成成分（通常为对暴露和/或较高

上行雷闪的附加成分是首次长时间雷击上可能叠加高达几十个短时间雷击。不过上行雷闪的所有 冲击电流参数都比下行雷闪的小。具有较大电荷量的长时间上行雷闪尚未获得证实。所以，可以认为 下行雷闪的冲击电流参数最大值涵盖了上行雷闪的冲击电流参数。下行雷闪和上行雷闪的更精确雷电 流参数以及它们与海拨高度的关系正在考虑中

态分布。相应的均值u和标准差在表A.2中给出，图A.5表示其分布函数。据此可确定每

参数任何值出现的概率。 假设10%的雷闪为正极性，90%的雷闪为负极性。极性比与地域有关。如果没有当地的资料可资 利用，宜采用这里给出的雷电极性比。 雷电流峰值超出前述考虑范围的概率值在表A.3中给出

CIGRE(ElectraNo41或No69)[3.4的雷电流参

=4kA和I=20kA的概率分别等于98%和80%。 参数和相关值见ElectraNo.69

表A.2雷电流参数的对数正态分布一摘自CIGRE（ElectraNo41或No69）L3.4J从概 数值计算得出的雷电流参数的均值μ以及标准差

雷电流参数的对数正态分布一摘自CIGRE（ElectraNo41或No69）L3.4]从概率95%到5%的 数值计算得出的雷电流参数的均值μ以及标准差

=lg（X15%）lg（Xs0%），式中X是参数值 参数和相关值见ElectraNo.69

表A.3概率P与雷电流I的关系

注：曲线的编号见表A.1和表A.2

图A.5雷电流参数的累积频率分布（曲线通过概率95%到5%的值

图A.5雷电流参数的累积频率分布（曲线通过概率95%到5%的值）

本部分给出的所有与P相天的数值与 注：雷电参数值通常是在高物体上测得的。不考虑高物体影响的雷电流参数峰值的统计分布也可利用雷电定 位系统获得

A.3确定LPLI的雷电流最大参数值

A.3.1正极性短时间雷击

雷电的机械效应与雷电流的峰值（1）和单位能量（W/R)有关。电阻性耦合时其热效应与雷电流的 单位能量（W/R）有关，而当装置发生电弧时其热效应与电荷量（Q）有关。感应耦合引起的过电压和危 险火花与雷电流波头的平均陡度（di/dt）有关。 某个参数（I、Q、W/R、di/dt）往往会在一种失效机理中起主要作用。在确立试验步骤时应考虑这 种情况。

A.3.2正极性短时间雷击和长时间雷击

T=200kA QrLASH = 300 C QSHORT =100 C W/R=10MJ/Q li/dt=20kA/u

据图A.1，对于首次正极性短时间雷击，上述数值给出波头时间的一级近似值为： T，=I/（di/dt）=10μs（T意义不大) 对指数衰减的雷击，计算电荷和能量的近似值可用以下公式（T，<

A.3.3首次负极性短时间雷击

QsHORT =(1/0.7)· . T2 W/R=(1/2). (1/0.7).I.T

某些电感性耦合效应中，首次负极性短时间雷击可产生最高感应电压，比如在钢筋混凝土电缆管道 中敷设的电缆中。根据图A.5（曲线1和12），可取概率低于1%的下列数值： 1=100kA

di/dt =100 kA/us

对于图A.1的首次负极性短时间雷击，利用上面给出的数值可以得出其波头时间的一级近似 值为： T; = I /(di /dt) =1 μs 其半峰值时间可从首次负极性短时间雷击持续时间估算： T, =200 us(T,意义不大)

A.3.4后续短时间雷击

与电感性耦合产生危险火花有关的平均陡度di/dt最大值由负雷闪的后续短时间雷击决定（因为 其累积概率1%的值稍大于首次负极性雷击累积概率1%的值或正雷闪累积概率10%的值）。根据图 A.5（曲线2和15）可取概率低于1%的下列值：

di/dt =200 kA/μs

对于图A.1的后续短时间雷击，利用上面给出的数值可以得出波头时间的一级近似值 Ti = I /(di /dt) = 0.25 μs 其半峰值时间可从后续负极性短时间雷击持续时间估算： T，=100us(T，意义不大）

A.4确定雷电流最小参数值

接闪器的截收效率取决于雷电流最小参数和相关的滚球半径。直接雷击防御区域的几何边界可用 袭球法确定。 根据电气一几何模型，滚球半径r（最后击距）与首次短时间雷击电流的峰值有关。据IEEE的一个 工作小组报告5，其关系式为：

式中： 滚球半径，单位为米（m）； I一一电流峰值，单位为千安（kA）。 对于已知的滚球半径r，可以假定，峰值大于对应的最小电流峰值I的所有雷闪都会被自然或专设 接闪器所截收。因此，图A.5（曲线1A和3）中负极性和正极性首次雷击峰值的概率可假定为截收概 率。考虑到雷闪极性比为10%正极性和90%负极性，可以计算总的截收概率（见表5）

式中： 一一滚球半径，单位为米（m）； I一一电流峰值，单位为千安（kA）。 对于已知的滚球半径r，可以假定，峰值大于对应的最小电流峰值I的所有雷闪都会被自然或专设 接闪器所截收。因此，图A.5（曲线1A和3)中负极性和正极性首次雷击峰值的概率可假定为截收概 率。考虑到雷闪极性比为10%正极性和90%负极性，可以计算总的截收概率（见表5）

附录B （资料性附录） 用于分析的雷电流时间函数 首次正极性短时间雷击（10/350us）、首次负极性短时间雷击（1/200us）、后续负极性短时间雷击 （0.25/100us）的电流波形可定义为：

装修工艺、技术附录B （资料性附录） 用于分析的雷电流时间函数

附录B （资料性附录） 用于分析的雷电流时间函数

首次正极性短时间雷击（10/350us）、首次负极性短时间雷击（1/200us）、后续负极性短 （0.25/100us）的电流波形可定义为

(t/T,) .( B.1

—电流峰值； k 电流峰值的校正系数； 时间； T1——波头时间； T2——半峰值时间。 对不同的LPL，首次正极性短时间雷击、首次负极性短时间雷击和后续负极性短时间雷击的电流 波形可采用表B.1给出的参数

地质灾害标准规范范本表B.1式（B.1)的参数

图B.1首次正极性短时间雷击电流的上升沿波形