还是这个? 对GB50343若干技术问题的质疑 关象石 (中国气象学会防雷研究会 北京 100081) 摘 要:《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的起草人介绍该标准主要是依据IEC/TC81标准和GB50057标准进行编制的。但该标准中存在许多与IEC/TC81标准和GB50057的矛盾之处。本文对其中的矛盾进行了分析并提出质疑。 关键词:防雷标准 矛盾 修正意见 引言 2004年第3期《电气设计与设备》刊登了“《建筑物电子信息系统防雷技术规范》简介”一文。文中称该标准的“编制主要依据:1)IEC61024《建筑物防雷》系列标准。2)IEC61312《雷电电磁脉冲防护》系列标准。3)GB50057-94(2000年版)《建筑物防雷设计规范》”。笔者参加了GB50057标准2000年局部修订条文审定会,作为IEC中国国家委员会指派专家参加了IEC/TC81/WG3国际标准“建筑物内电气和电子系统雷电防护”起草工作组的工作,对IEC和GB50057标准比较熟悉。在此提出GB50343与IEC、GB50057的矛盾之处,希能得到GB50343标准起草人的答复释疑,也欢迎给予批评指正。 1.“总则”部分中的矛盾 GB50343中第1.0.5条认为, 将“屏蔽”分别纳入了“外部防雷措施”和“内部防雷措施”两处,同样把“共用接地系统”也归纳入两处。在“内部防雷措施”的“屏蔽”之后为(隔离)。对此有如下四个问题: 1)屏蔽和共用接地系统是“外部防雷措施”吗? GB50343的第2.0.5条对“外部防雷装置”定义为“由接闪器、引下线和接地装置组成, 主要用以防直击雷的防护装置”。这条定义与GB50057的条文说明第3.1.1条介绍IEC61024-1的内容基本相同“所谓外部防雷就是防直击雷(不包括防止防雷装置受到直接雷击时向其他物体的反击)”。IEC61024-1中1.2.6条定义是“外部防雷装置(Installation de extierieure de protection contre la foudre)由接闪器、引下线和接地装置组成”。“内部防雷装置(Installation interieure de Protection contre la foudre)是指除1.2.6条给出的那些部分外,所有能减小需要防雷空间雷电电磁效应的装置”(IEC61024-1中第1.2.7条),也是GB50057条文说明中所指“内部防雷包括防雷电感应,防反击以及雷电波侵入和防生命危险”。 采用共用接地系统的主要目的是防反击,GB和IEC均明确指出防反击不包括在外部防雷范围之内。同样,“屏蔽”的定义如GB50343中2.0.3条“电磁屏蔽—用导电材料减少交变磁场向指定区域穿透的屏蔽”,也不应包括在外部防雷范围之内。另外,“装置”是物,“措施”应与“装置”不同,在图1中的“外部防雷措施”和“内部防雷措施”是否应将“措施”改为“装置”? 2)“屏蔽”与“隔离”是同一概念吗? 图1中,“内部防雷措施”的“屏蔽”之下用括号标出“隔离”二字。关于“屏蔽”的定义上面已讲了,而“隔离”应是使用隔离变压器或在信号(或电信)线路上采用光纤材料以阻止电涌电流的传输,这两者概念是一样吗? 3)“共用接地系统”是否可以通用? 共用接地系统的目的是防止反击,应属于等电位连接技术内容。在GB50057中规定:第一类防雷建筑物的独立避雷针(或架空避雷线)的金属杆及接地装置至被保护建筑物及其有联系的管道、电缆等金属物之间应有一不得小于3m的安全距离,此时能采用共用接地系统吗? 4)LEMP是“雷电电磁脉冲”还是雷击电磁脉冲? GB50343的第1.0.6条和第2.0.21条以及后边的内容中均将LEMP称为“雷电电磁脉冲”,而不是GB50057称为的“雷击电磁脉冲”,且不说《标准化工作导则》的规定,笔者愿阐述一下这一字之差的本质性区别。IEC61643-22(37A/157/FPIS)和IEC62305-2中分析雷击耦合机理时有如下四种分类:S1:建筑物直接遭受雷击、S2:雷击到建筑物附近的地面(或邻近建筑物上)、S3:线路上直接遭受雷击、S4:线路附近的地面上遭受直接雷击。这四种类型均是指直击雷(云地闪),而不包括云内闪或云际闪。由于云内闪或云际内对电气系统和电子系统的影响甚微,国际防雷标准中一般称为闪电或雷电,而将直击雷产生的LEMP称为“雷击电磁脉冲”。在IEC61312-1中LEMP定义为“作为干扰源的雷电电磁场”,而最近的文件(81/243/CDV)中改为“雷击电流的电磁影响”,这与GB50057中定义为“是一种干扰源。本规范指闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应,绝大多数是通过连接导体的干扰,如雷电流或部分雷电流,被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰”是一致的,而与GB50343中2.0.21的定义“作为干扰源的雷电流及雷电磁场产生的电磁场效应”不一样,如果仅考虑“电磁场效应”,而忽略了客观上占更大比例的雷电波沿线路侵入,是否能实现综合防雷保护? 2.“术语”部分的矛盾 《标准化工作导则》GB/T1.1中规定“对某概念建立有关术语和定义以前,要查明在其他标准中是否有术语和定义。……如果某概念用于几项标准,宜在其最通用的标准或在术语标准中下定义。而其他标准宜引用对该概念下定义的标准,不必重复该概念的定义。如果有必要重复某概念的定义,则应在参考文献中列出该定义所出自的标准”。GB/T1.1用示例标出重复某定义时在定义下方用方括号标明引自标准及序号,还规定了“如果不得不改写另一专业领域中的标准化定义,则应加注说明”。 GB50343中的定义共有21个,有些重复了最通用标准中下的定义,但未标明引自那个标准,如电磁兼容性、电磁屏蔽、等电位连接带、等电位连接网络等定义。有些定义对本专业领域中的定义进行了改写,同样未加注说明。还有些属自己编制的定义。这些改写或新编的定义与IEC/TC81及GB50057的矛盾之处除本文前边已提到的尚有: 1)“电子信息系统”,与GB50343标准名称是一致的。但IEC62305-4中已不再用“信息系统”而改为“电气系统(Electrical system)装有低压供电和可能也有电子部件的系统”,“电子系统(Electronic system)装有敏感电子部件如信息技术设备、控制和仪表系统、无线电系统和功率电子装置等”。笔者认为IEC标准的提法更科学一些,且与我国一些现行国标相一致,如《信息技术设备的安全》GB4943-2001、《信息设备的抗干扰特性基本测量方法》GB4859-84、《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》GB9254-1998、《建筑物电气装置》GB16895系列(idt IEC60364系列)、《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》GB/T17618-1998。 2)“等电位连接”在GB50343中为“设备和装置外露可导电部分的电位基本相等的电气连接”。在GB50057中为“将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差”。后者强调了“分开的”,主体是“诸导电物体”而不仅仅是“外露可导电部分”。“诸导电物体”中包括电气设备日常使用中可能触及的导电部分(外露导电部分)、非电气的其他装置的可导电部分,如金属水暖管道和建筑物钢结构等(装置外导电部分)和带电导体(低压配电线、电信及信号线),因此连接方法也分为用等电位连接导体直接连接和用电涌保护器暂态连接两种方法。GB50343为何把GB50057这一最通用标准中“等电位连接”的定义摒弃不用而编出一个不完整的定义呢? 3)“MEB、SEB和LEB”是《低压配电设计规范》GB50054中总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结的英文缩写词,在GB50054中第4.4.4条和4.4.5条中规定了联结位置和联结的主要对象。而50343却将其改为“接地端子板”,与GB50054大相径庭。等电位联结可以接地,也可以不接地。如对汽车、飞机、火箭等较大的移动体,它们不能与大地进行固定的连接时,可把诸导电物体直接或间接地连至车身或机体,这时可把车身或机体称为“本体地(body earth)”。为什么GB50343要特别强调接地呢? 4)SPD在GB50057和《低压配电系统的电涌保护器(SPD)第1部分:性能要求和试验方法》GB18802.1-2002(idt IEC61643-1)中均译为“电涌保护器”,顾名思义,指的是电路上的冲击而不是江河中的波浪中的冲击。GB50343不考虑这二个强制性国标的定义,硬将SPD定义为“浪涌保护器”。在这一定义下,起草人把SPD分为电源、天馈和信号三大类,与参加起草的企业生产系列相配套,而不顾IEC/TC37A标准只分为“低压配电系统的SPD”和“电信和信号网络的SPD”(GB/T18802.21-2004、idt61643-21),这可能是国家标准化管理委员会李忠海主任所说的“如果仅仅是思维问题还好办,难在市场环境有不正当竞争手段在起作用”吧?此外GB50343中对开关型和限压型SPD的定义中遗漏了GB50057和GB18802.1中SPD动作特性的描述内容,只提采用什么元件组成,该定义恐怕不一定完整吧? 3.“雷电防护分区”部分中的矛盾 GB50343的3.2部分中对LPZ的描述可以说是不完整的摘抄了GB50057和QX3《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》的相关内容。不完整处有:LPZOB区遗漏了“不可能遭到大于所选滚球半径的雷电流直接雷击”,LPZ1、LPZ2和LPZn的定义名称漏掉了“屏蔽”一词,应为“第一屏蔽防护区”,而不是“第一防护区”,真正的第一防护区应为LPZOB区才对。 GB50343按地区平均雷暴日数20天以下、20天至40天、40天至60天和60天以上划分出少雷区、区雷区、高雷区和强雷区。笔者查阅了相关标准,在JGJ16-92、GBJ64-83、JGJ46-88和DL/T620中均以15天、40天和90天为界。YD5098中按GB16895.12中第3.1.2条“在电气装置由低压架空线供电的情况下,且外界环境影响为AQ1(指年平均雷暴日数少于25天)时,不需要附加的大气过电压保护”,需要说明的是该标准说的大气过电压是指仅考虑离建筑物较远处的架空线遭直接雷击(S3型)或受雷电感应(S4型)的情况,当需要得到较高的可靠性或有较大风险(如可能发生火灾)时,不管雷暴天数是多少,均应采取防大气过电压(雷击引起的)措施。在这一标准(idt IEC60364-4-443)中首次提出了25天这一值,YD5098中以25天、40天和90天为界。不知GB50343依据什么提出了与众不同的20天和60天? 在GB50057中规定,在大于15d/a的地区,高度在15m以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物为第三类防雷建筑物,JGJ、GBJ、DL和YD标准在划定了年雷暴日数界限后均紧跟着提出了防护方面的技术要求,而GB50343只划分了少雷或多雷区,后边却只有附录A中出现了0.8~1.4的评估因子,没有直接对应的要求,不知这一划分有何具体作用? 在GB50343附录D中提供的各地雷暴日数也与气象行业标准QX3的数值有异,对比如下: 城市 重庆 哈尔滨 合肥 兰州 乌鲁木齐 QX3 35.4 32.4 28.2 22.8 6.7 GB50343 36 2 7.7 30.1 23.6 9.3 另外50343提供台北市为27.9天,而相邻的厦门近50天;香港为34天、而相邻的广州为76.1天,深圳市为71天,这些数据相差也太大了吧? |