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中华人民共和国气象行业标准

中小学校雷电防护技术规范

Technical specification for lightning protection of primary schools and middle schools
QX／T 230-2014

发布日期：2014年7月25日    实施日期：2014年12月1日

中国气象局 发布

前言

    本标准按照GB／T 1．1-2009给出的规则起草。
    本标准由全国雷电灾害防御行业标准化技术委员会提出并归口。
    本标准起草单位：深圳市防雷中心、吉林省防雷减灾中心、贵州省防雷中心。
    本标准主要起草人：余立平、孙丹波、高继才、甘文强、杨悦新、安文、王建国、周道刚、刘敦训、唐宝均、王羽飞、郭宏博。

1 范围

    本标准规定了中小学校(简称学校)雷电防护的基本要求、设计要求、施工要求、管理和维护。
    本标准适用于新建、改建和扩建学校的雷电防护，特殊教育学校、幼儿园、儿童福利院的雷电防护可参照使用。

2 规范性引用文件

    下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
    GB／T 21714．3-2008 雷电防护 第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险(IEC 62305-3：2006，IDT)
    GB 50054-2011 低压配电设计规范
    GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范
    GB 50169-2006 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范
    GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范
    GB 50311-2007 综合布线系统工程设计规范
    GB 50601-2010 建筑物防雷工程施工与质量验收规范
    QX 4 气象台(站)防雷技术规范
    QX／T 10．2-2007 电涌保护器 第2部分：低压电气系统中的选择和使用原则
    QX／T 10．3-2007 电涌保护器 第3部分：在电子系统信号网络中的选择和使用原则
    QX 30-2004 自动气象站场室防雷技术规范

3 术语和定义

    GB 50057-2010 界定的术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB 50057-2010中的一些术语和定义。

3．1
    直击雷 direct lightning flash
    闪击直接击于建(构)筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。
    [GB 50057-2010，定义2．0．13]

3．2
    雷击电磁脉冲 lightning electromagnetic impulse；LEMP
    雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌和辐射电磁场。
    [GB 50057-2010，定义2．0．25]

3．3
    防雷装置 lightning protection system；LPS
    用于减少闪击击于建(构)筑物上或建(构)筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。
    [GB 50057-2010，定义2．0．5]

3．4
    外部防雷装置 external lightning protection system
    由接闪器、引下线和接地装置组成。
    [GB 50057-2010，定义2．0．6]

3．5
    内部防雷装置 internal lightning protection system
    由防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成。
    [GB 50057-2010，定义2．0．7]

3．6
    接闪器 air-termination system
    由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网以及金属屋面、金属构件等组成。
    注：以前接闪杆称为避雷针、接闪带称为避雷带、接闪线称为避雷线、接闪网称为避雷网。
    [GB 50057-2010，定义2．0．8]

3．7
    引下线 down-conductor system
    用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体。
    [GB 50057-2010，定义2．0．9]

3．8
    接地装置 earth-termination system
    接地体和接地线的总合，用于传导雷电流并将其流散入大地。
    [GB 50057-2010，定义2．0．10]

3．9
    电涌保护器 surge protective device；SPD
    用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。它至少含有一个非线性元件。
    [GB 50057-2010，定义2．0．29]

4 基本要求

4．1 应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律及中小学校特点的基础上进行防雷设计，研究防雷装置的形式及其布置。

4．2 在可能发生对地闪击的地区，应根据学校建筑物的重要性、使用性质及雷电事故发生的可能性和后果，将学校建筑物分为以下三个防雷等级：
    a) 遇下列情况之一时，应划为第一等防雷建筑物：
        1) 预计年雷击次数大于0．05次的人员密集的建筑物；
        2) 属于国家级重点文物保护的建筑物。
    b) 遇下列情况之一时，应划为第二等防雷建筑物：
        1) 预计年雷击次数大于或等于0．01次，且小于或等于0．05次的人员密集的建筑物；
        2) 属于省级重点文物保护的建筑物；
        3) 在平均雷暴日大于15d／a的地区，15m及以上的烟囱、水塔等孤立高耸建筑物，或者在平均雷暴日小于或等于15d／a的地区，20m及以上的烟囱、水塔等孤立高耸建筑物。
    c) 遇下列情况之一时，应划为第三等防雷建筑物：
        1) 预计年雷击次数大于或等于0．003次，且小于0．01次的人员密集的建筑物；
        2) 属于市(县)级重点文物保护的建筑物；
        3) 历史上发生过雷电灾害的学校。

4．3 不同防雷等级的学校建筑物应按对应等级的防雷要求分别进行防雷工程设计、施工。

4．4 学校新建建筑物在建设前宜按GB／T 21714．2-2008中的技术规定进行雷击风险评估。

4．5 学校建筑物的防雷设计、施工宜与学校建设或改造同步进行。

4．6 使用的防雷装置应符合附录A的要求。

5 设计要求

5．1 一般要求

5．1．1 各等级防雷建筑物均应装设外部防雷装置。

5．1．2 在建筑物的地下室或地面层，建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统和进出建筑物的金属管线应与防雷装置做等电位连接；除上述措施外，建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统与外部防雷装置之间，应满足GB 50057-2010中4．3．8和4．4．7规定的间隔距离要求。

5．1．3 有电气系统和电子系统的各等级防雷建筑物，当其建筑物内系统所接设备的重要性高，以及所处雷击电磁环境和加于设备的闪电电涌满足不了要求时，应采取雷击电磁脉冲防护措施。

5．2 直击雷防护

5．2．1 接闪器

5．2．1．1 接闪器应由以下一种或多种组成：
    a) 独立接闪杆；
    b) 架空接闪线；
    c) 直接装设在建筑物上的接闪杆、接闪带或接闪网。

5．2．1．2 接闪器的材料规格应符合附录A的A．1的要求。

5．2．1．3 接闪器的布置应符合表1的要求。

表1 接闪器的布置要求

5．2．1．4 利用金属屋面做接闪器时，应符合附录A的A．1．2的要求。

5．2．1．5 突出屋面的烟囱、广告牌、冷却塔、太阳能热水器的支架、金属棚、晒衣架、空调风机等金属物体，应采取下列防雷措施：
    a) 金属物体应和屋面防雷装置相连；
    b) 在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应加装接闪杆，接闪杆应与屋面防雷装置相连。接闪杆的保护范围应按表1规定的滚球半径计算。对尺寸较大或突出屋面高于接闪器超过0．5m的物体应另增设接闪器。

5．2．1．6 对于砖烟囱、钢筋混凝土烟囱，应在烟囱上装设接闪杆或环形接闪带。

5．2．1．7 在独立接闪杆、架空接闪线上不得悬挂电话线、广播线、电视接收天线及低压架空线等物体。

5．2．1．8 位于高山的学校宜根据环境情况设置水平状接闪器防止自下而上的雷击。

5．2．2 引下线

5．2．2．1 应沿建筑物四周均匀或对称地布置引下线。引下线应不少于两根，其平均间距应符合表2的要求。

表2 引下线的最大平均间距要求

5．2．2．2 引下线的材料规格应符合附录A的表A．1的要求。

5．2．2．3 引下线明敷时，应采取如下措施之一：
    a) 外露引下线，其距地面2．7m以下的导体使用耐1．2／50μs冲击电压100kV的绝缘层隔离，或使用不小于3mm厚的交联聚乙烯层隔离；
    b) 设立阻止人员进入的护栏或警示牌，使进入距引下线3m范围内地面的可能性减小到最低限度。

5．2．2．4 钢筋混凝土结构的建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。

5．2．2．5 高度不超过40m的烟囱，可只设一根引下线，超过40m时应设两根引下线。可利用螺栓连接或焊接的一座金属爬梯作为两根引下线用。钢筋混凝土烟囱的钢筋应在其顶部和底部与引下线和贯通连接的金属爬梯相连。金属烟囱可作为接闪器和引下线。

5．2．2．6 引下线上不得附着其他电气线路、通信线、信号线，当在学校内的通信塔或其他高耸金属构架这些实际上起接闪作用的金属物上敷设电气线路、通信线、信号线时，线路应采用直埋于土壤中的铠装电缆或穿金属管敷设的导线。电缆的金属护层或金属管应两端接地，埋入土壤中的长度应不小于10m。

5．2．3 接地装置

5．2．3．1 学校建筑物防雷接地体可按以下两种形式设置：
    a) A型接地体：与引下线连接的单独的人工水平接地体和(或)人工垂直接地体；
    b) B型接地体：利用建筑物基础接地体或人工敷设的包围建筑物的环形接地体。

5．2．3．2 接地装置的接地体材料规格应符合附录A的表A．2的要求，人工接地装置的接地线应与水平接地体的截面面积相同。

5．2．3．3 接地装置的冲击接地电阻值应符合表3的要求。当土壤电阻率较高等原因难于满足表3的要求时，若采用A型接地体，接地体最小长度应满足GB／T 21714．3-2008中5．4．2．1的规定。若采用B型接地体，第一等防雷建筑物环形接地体应满足GB 50057-2010中4．3．6的规定，第二等、第三等防雷建筑物的环形接地体应满足GB 50057-2010中4．4．6的规定。按上述方法布置接地体以及环形接地体所包围面积的等效圆半径等于或大于所规定的值时，可不计及冲击接地电阻。

表3 接地装置冲击接地电阻值要求

5．2．3．4 接地装置在土壤中的埋设深度应不小于0．5m。角钢、钢管、铜棒、铜管等接地体应垂直配置。人工垂直接地体的长度宜为2．5m，其间距宜不小于5m。

5．2．3．5 接地系统宜采用共用接地方式，接地电阻应不大于50Hz电气装置对人身安全所要求的阻值。电气装置的安全接地电阻值要求见GB 50054-2011。

5．2．3．6 为防止跨步电压对出入建筑物的人员造成伤害，应采用以下一种或多种方法：
    a) 利用建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上是贯通且不少于10根柱子组成的自然引下线，作为自然引下线的柱子包括位于建筑物四周和建筑物内的柱子；
    b) 引下线3m范围内地表层的电阻率不小于50kΩm，或敷设5cm厚沥青层或15cm厚砾石层；
    c) 用网状接地装置对地面做均衡电位处理；
    d) 使用护栏、警示牌使进入距引下线3m范围内地面的可能性减小到最低限度。

5．3 电气系统和电子系统的雷电防护

5．3．1 电气系统的电磁屏蔽和等电位连接应符合GB 50057-2010的要求，电涌保护器的选择和安装应符合QX／T 10．2-2007的要求。

5．3．2 计算机网络控制系统、视听教学系统、安全防范监控系统、通信网络系统、卫星接收及有线电视系统、有线广播及扩声系统等电子系统在直击雷防护措施完善的前提下，还应符合GB 50057-2010对电磁屏蔽和等电位连接的要求，电涌保护器的选择和安装应符合QX／T 10．3-2007的要求。具体措施见附录B。

5．4 其他场所和设施的雷电防护

5．4．1 学校食堂、锅炉房等采用金属燃气管道且主管道已采取了阴极保护措施时，应在燃气供气管道入户处接入绝缘段或绝缘法兰盘。绝缘段或绝缘法兰盘两端安装的电源SPD应符合GB 50057-2010中4．2．4的第13款和第14款的要求。

5．4．2 校园气象站的防雷措施应符合QX 4和QX 30-2004的要求。

5．4．3 学校操场的金属旗杆、金属围栏等金属设施应做好接地，接地电阻值不宜大于30Ω，并应采取防接触电压、防跨步电压措施。户外活动器材、高杆灯、报栏、车棚、雕塑等金属物体应进行接地处理，接地装置应符合5．2．3的要求。

5．4．4 经园林或林业管理部门确认的校园古树宜采取直击雷防护措施。当古树高度低于20m时，可在古树群中央部位设置独立接闪杆，使周边古树在其保护范围内。接闪杆的滚球半径可取75m；当古树高度高于20m时，可在古树树冠的主要干叉上装设圆钢制成的短接闪杆，并使其高于树冠2m，同时用软钢绞线上端与接闪杆电气连接、中间部分弯曲布设，并与树根附近的人工垂直接地极连接。

5．4．5 屋顶太阳能热水器宜设置接闪杆进行保护，金属支架应采用不小于直径8mm的圆钢与屋面防雷装置作等电位连接。接闪杆与智能型太阳能热水器的距离不宜小于3m，智能型太阳能热水器应处于LPZ0B区内，电源线路、液位传感器线路、温度传感器线路等应套金属线槽(钢管)敷设，金属线槽(钢管)应全长保持电气连通并作两端接地处理。太阳能热水器的电源线路在入户端应安装电源SPD，信号线路入户端宜安装信号SPD。应有雷雨天气不要使用的警示。

5．4．6 卫星接收及有线电视系统的屋面天线应装设接闪杆，接闪杆与天线的间距不宜小于3m，天线应处于LPZ0B区内。天线馈线除了应采取屏蔽措施且屏蔽体应两端接地外，还应采取防闪电电涌侵入和过电压保护措施。若有线电视的天线放大器设置在竖杆上，并采用专用电源线供电，则电源线应穿金属管敷设，其金属管应与竖杆(架)进行电气连接。

6 施工要求

6．1 一般要求

6．1．1 施工人员、资质和计量器具应符合下列要求：
    a) 施工中的各工种技工、技术人员均应具备相应的资格并持证上岗；
    b) 施工单位应具备相应的防雷工程施工资质；
    c) 在安装和调试中使用的各种计量器具，应经法定计量认证机构检定合格，并应在检定合格有效期内。

6．1．2 防雷工程采用的主要设备、材料、成品、半成品进场检验结论应有记录，并应在确认符合附录A的要求后再在施工中应用。对依法定程序批准进入市场的新设备、器具和材料进场验收，供应商应提供安装、使用、维修和试验要求等技术文件。对进口设备、器具和材料进场验收，供应商应提供商品检验(或国内检测机构)证明和中文的质量合格证明文件，规格、型号、性能检验报告，以及中文的安装、使用、维修和试验要求等技术文件。当对防雷工程采用的主要设备、材料、成品、半成品存在异议时，应由法定检测机构的试验室进行抽样检测，并应出具检测报告。

6．1．3 各工序应按GB 50601-2010的规定进行质量控制，每道工序完成后应进行检查。相关各专业工种之间应进行交接检验，并形成记录(含隐蔽工程记录)。未经监理工程师或建设单位技术负责人检查确认，不得进行下道工序施工。

6．1．4 除设计要求外，承力建筑钢结构构件上，不得采用熔焊工艺连接固定低压电气设备、线路和器具的支架、螺栓等部件，应采用机械连接，且不得热加工开孔。

6．2 接闪器安装

6．2．1 专用接闪杆应能承受0．7kN／㎡基本风压，在经常发生台风和大于11级大风的地区，应增大其抗风能力。专用接闪杆位置应正确，螺栓固定的应有防松零件(垫圈)，焊接固定的焊缝饱满无遗漏，焊接部分补刷的防腐油漆完整。接闪导线应位置正确、平正顺直、无急弯。

6．2．2 接地体的连接应采用焊接，并宜采用放热焊接(热剂焊)。当采用通用的焊接方法时，应在焊接处做防腐处理。钢材、铜材的焊接应符合以下要求：
    a) 导体为钢材时，焊接时的搭接长度及焊接方法要求见表4；
    b) 导体为铜材与铜材或铜材与钢材时，连接工艺应采用放热焊接，其熔接接头应符合下列规定：
        1) 被连接的导体应完全包在接头里；
        2) 应保证连接部位的金属完全熔化，连接牢固；
        3) 放热焊接接头的表面应平滑且无贯穿性气孔。

表4 防雷装置钢材焊接时的搭线长度及焊接方法

6．2．3 固定接闪带的固定支架应固定可靠，每个固定支架应能承受49N(5kgf)的垂直拉力。固定支架应均匀，并符合表5中的间距要求。

表5 明敷接闪导体和引下线固定支架的间距

6．2．4 校园内古建筑防雷工程施工中，应遵守不改变文物原状的文物保护原则。选择使用接闪带的颜色应与古建筑物相应位置的颜色协调一致，接闪带应随形敷设。固定支架固定在屋面脊瓦时不应对脊瓦造成破坏或破坏屋面的防水结构。古建筑防雷工程中接闪带的安装方法可参见图集《建筑物防雷设施安装》99D501-1中的做法。

6．3 引下线安装

6．3．1 暗敷或明敷的专用引下线应分段固定，并以最短路径敷设到接地体，敷设应平正顺直、无急弯。焊螺栓固定的应有防松零件(垫圈)，接固定的焊缝饱满无遗漏，焊接部分补刷的防腐油漆完整。

6．3．2 引下线安装应与易燃材料的墙壁或墙体保温层间距大于0．1m。按GB／T 21714．3-2008中D．5．1的规定，当难以实现0．1m要求时，引下线截面面积应不小于100mm2。

6．3．3 引下线固定支架应固定可靠，每个固定支架应能承受49N(5kgf)的垂直拉力。固定支架应均匀，并符合表5中的间距要求。在校园内古建筑中沿廊柱引下时，不应使用钉入柱内的固定支架，而应采用圆抱箍进行固定。

6．3．4 引下线可利用建筑物的钢梁、钢柱、消防梯等金属构件作为自然引下线，这些金属构件之间应电气贯通，可采用铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、缝接、螺钉或螺栓进行连接。当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并采用基础钢筋接地体时，不宜设断接卡，但应在室外墙体上留出供测量用的测接地电阻孔洞及与引下线相连的测试点接头。暗敷的自然引下线(柱内钢筋)的施工应符合GB 50204的要求。对混凝土柱内钢筋的连接，应采用土建施工的绑扎法、螺丝扣连接等机械连接或对焊、搭焊等焊接连接。

6．3．5 引下线不应敷设在下水管道内，不宜敷设在排水槽沟内。

6．4 接地装置安装

6．4．1 接地体的连接应采用焊接，并宜采用放热焊接(热剂焊)。当采用通用的焊接方法时，应在焊接处做防腐处理。钢材、铜材的焊接应符合6．2．2的要求。

6．4．2 接地线连接要求及防止发生机械损伤和化学腐蚀的措施应符合GB 50169-2006中3．2．7，3．3．1和3．3．3的要求。

6．4．3 降低接地电阻的方法包括：
    a) 将垂直接地体深埋到低电阻率的土壤中或扩大接地体与土壤的接触面积；
    b) 置换成低电阻率的土壤；
    c) 采用降阻剂或新型接地材料。

6．4．4 在永冻土地区和采用深孔(井)技术的降阻方法应符合GB 50169-2006中3．2．10的要求。

7 管理和维护

7．1 学校防雷工程施工与质量验收应符合GB 50601-2010的要求。防雷工程(子分部工程)应由具备资质的机构进行检测验收。

7．2 应确定专人负责管理和维护学校防雷装置，每年应对学校的防雷装置进行检测，防雷装置检测宜在雷雨季节前进行。应及时对防雷装置的设计、安装、综合布线等图纸和防雷装置检测报告资料进行归档保存。如需对建筑物进行防雷工程整改，应及时制定整改措施并加以落实，消除隐患。

7．3 学校应及时把雷电预警信息发布给师生，宜安装雷电预警系统和LED显示屏。

7．4 在雷雨天气应停止在操场活动并远离旗杆、金属围栏、大树等以防旁侧闪络造成人员伤害。

7．5 学校应建立健全雷电灾害报告制度，在遭受雷电灾害后应及时向教育行政主管部门和气象主管机构报告灾情，并协助气象主管机构做好雷电灾害的调查、鉴定工作，分析雷电灾害事故原因，提出解决方案和措施。

7．6 检查维护和检测应有详细记录，并由参加检测人员填写、整理。记录内容应包括：
    a) 接闪器、引下线的总体情况；
    b) 保护措施和材料现状；
    c) 接地装置的接地电阻；
    d) 电涌保护器的功能状况，雷击计数器的记录值；
    e) 对雷击防护装置的评估和建议，以及整改情况。

7．7 学校应经常对师生进行防雷安全教育。

附录A 防雷装置的材料、规格和试验要求

A．1 接闪器和引下线的材料规格

A．1．1 接闪杆、接闪线、接闪带和引下线的材料规格见表A．1。

表A．1 接闪杆、接闪线、接闪带和引下线的材料规格

A．1．2 利用金属屋面做建筑物的接闪器时，下列不同情况下，接闪的金属屋面的材料和规格分别为：
    a) 金属板下无易燃物品时：
    ——铅板厚度大于或等于2mm；
    ——钢板、钛板、铜板厚度大于或等于0．5mm；
    ——铝板厚度大于或等于0．65mm；
    ——锌板大于或等于0．7mm。
    b) 金属板下有易燃物品时：
    ——钢板、钛板厚度大于或等于4mm；
    ——铜板厚度大于或等于5mm；
    ——铝板厚度大于或等于7mm。
    c) 使用单层彩钢板为屋面接闪器时，其厚度应满足A．1．2 a)或A．1．2 b)的要求；
    d) 使用双层夹保温材料的彩钢板时，如保温材料为非阻燃材料和(或)彩钢板下无阻隔材料(如石膏板、水泥板等)，不宜在有易燃物品的场所使用。

A．2 接地体的材料规格
    接地体的材料规格见表A．2。

表A．2 接地体的材料规格

A．3 等电位连接导体的材料规格
    防雷装置各连接部件的最小截面面积规格见表A．3。

表A．3 防雷装置各连接部件的最小截面面积

A．4 低压配电系统的SPD分类
    连接至低压配电系统的SPD分类见表A．4。

表A．4 低压配电系统的SPD分类

A．5 电子系统信号网络的SPD分类
    连接至电子系统信号网络的SPD分类见表A．5和表A．6。

表A．5 电子系统信号网络的SPD分类

表A．6 SPD按实验方法分类

附录B 学校电子系统的雷电防护措施

    学校电子系统的雷电防护措施见表B．1。

表B．1 学校电子系统的雷电防护措施

参考文献

    [1] 中国建筑标准设计研究院．建筑物防雷设施安装．北京：中国计划出版社．2007

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