建筑物防雷接地的核心參數標準的探討

謝亞雄 李一丁 陳小塵 魏慶

收稿日期：2023-11-17

基金項目：高原與盆地暴雨旱澇災害四川省重點實驗室科技發(fā)展基金青年專項“基于不同區(qū)域閃電代理雷達回波研究”（SCQXKJQN202227）。

作者簡介：謝亞雄（1990—），男，廣西陸川人，工程師，主要從事防雷檢測、雷電災害風險評估、雷電災害防護關鍵技術研究工作。

摘 要：對于建筑物防雷接地而言，共用接地電阻、過渡電阻、SPD屬性等關鍵參數是判斷接地效果的重要參考標準，但這些關鍵參數在實際應用中仍存在容易混淆、引用錯誤等情況。參考了防雷設計、電氣、工程建設等相關行業(yè)的規(guī)范和標準，探討了建筑物防雷接地的核心參數標準，明確了這些參數的定義、出處及適用范圍，在實際的防雷檢測中有一定的參考價值。

關鍵詞：建筑物防雷；建筑電氣；參數標準；接地電阻

中圖分類號：TU14 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

防雷檢測屬于多學科交叉融合的一門產業(yè)，其現行標準或規(guī)范中的核心參數標準大多依據國內外學者的研究結果或其他相關行業(yè)的成熟經驗制訂。對于相同的核心參數，不同的標準和規(guī)范之間經常出現互相參考的情況，由于行業(yè)認知有所差異，相似標準中的參數若出現不統(tǒng)一，則容易對使用者造成困擾。造成這種現象的根本原因在于核心參數標準制訂過程中的關鍵信息丟失、因果鏈斷裂，致使在需要參照使用時無法明確參考標準，故防雷檢測中的一些關鍵參數亟需追根溯源，明確其具體由來，確定其適用情形。

1 共用接地電阻標準

1.1 4 Ω標準探討

關于防雷檢測中共用接地電阻標準一項，不同的規(guī)范要求不一。《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范（GB

50343—2012）》（以下簡稱《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》）規(guī)定，防雷接地與交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置時，接地裝置的接地電阻值必須按接入設備要求的最小值確定[1]。

而《建筑物防雷設計規(guī)范（GB 50057—2010）》（以下簡稱《建筑物防雷設計規(guī)范》）要求，共用接地裝置的接地電阻應按50 Hz電氣裝置的接地電阻確定，不應大于按人身安全所確定的接地電阻值[2]。

以上2種規(guī)范既未明確規(guī)定接地電阻取值大小，也未說明來源出處，那么在實際檢測中，究竟應該參照什么標準不得而知。為此查閱了電氣行業(yè)標準，其中，《民用建筑電氣設計標準（GB 51348—2020）》（原《中

華人民共和國國家標準：民用建筑電氣設計規(guī)范（JGJ 16—2008）》）要求，當配電變壓器高壓側工作于不接地系統(tǒng)時，高壓與低壓電氣裝置共用的接地網的接地電阻不宜超過4 Ω；低壓系統(tǒng)中，配電變壓器中性點的接地電阻不宜超過4 Ω[3]。此處規(guī)定了高壓與低壓電氣裝置共用的接地網及低壓變壓器中性點的接地電阻標準為≤4 Ω。

此外，《交流電氣裝置的接地設計規(guī)范（GB/T 50065

—2011）》（原《交流電氣裝置的接地（DL/T 621—1997）》）

中關于高壓配電電氣裝置的接地電阻要求，工作于不接地、諧振接地和高電阻接地系統(tǒng)、向1 kV及以下低壓電氣裝置供電的高壓配電電氣裝置，其保護接地的接地電阻應符合下式的要求，且不應大于4 Ω：

R≤50/I

式中，R表示因季節(jié)變化的最大接地電阻（Ω）；

I表示計算用的單相接地故障電流；諧振接地系統(tǒng)為故障點殘余電流[4]。

式中的“50”取值源于我國為了防止觸電事故而規(guī)定的交流安全電壓上限50 V，該條規(guī)定對應于《建筑物防雷設計規(guī)范》規(guī)定的不應大于按人身安全所確定的接地電阻值。該規(guī)范還規(guī)定低電阻接地系統(tǒng)的高壓配電電氣裝置，其保護接地的接地電阻應符合本規(guī)范公式（4.2.1-1）的要求，且不應大于4 Ω。一般而言，在380/220 V低壓系統(tǒng)中，短路電流不超過10 A（普通家用插座為10～16 A），因此將共用接地電阻標準上限定為4 Ω實際上是有章可循的。

上述分析說明防雷行業(yè)標準與電氣規(guī)范標準密切相關，在實際檢測中，共用接地電阻參考標準上限一般采用4 Ω，但電氣規(guī)范對接地電阻標準的指定也存在例外情況，如《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準（GB 50150—2016）》規(guī)定，對于有效接地系統(tǒng)（直接接地系統(tǒng)，也稱大電流接地）而言，考慮季節(jié)變化的最大接地阻抗不應大于0.5 Ω，當實際阻抗不符合要求時，可通過技術經濟比較增大接地阻抗，但不得大于5 Ω，并應結合地面電位測量對接地裝置綜合分析和采取隔離措施；而對于使用同一接地裝置的

1 kV以下電力設備，當總容量≥100 kVA時，接地阻抗不宜大于4 Ω，當總容量小于100 kVA時，則接地阻抗可大于4 Ω，但不應大于10 Ω。

1.2 1 Ω標準探討

在實際檢測中，共用接地電阻標準除了≤4 Ω外，

還存在≤1 Ω的情況?！睹裼媒ㄖ姎庠O計標準（GB 51348—2020）》規(guī)定，建筑物各電氣系統(tǒng)的接地，除另有規(guī)定外，應采用同一接地裝置，接地裝置的接地電阻應符合其中最小值的要求。各系統(tǒng)不能確定接地電阻值時，接地電阻不應大于1 Ω，其中并未指出采用≤1 Ω標準的依據，12.5.11條在之后給出了相關解釋，采用共用接地網的目的是達到均壓、等電位以減小各種接地設備間、不同系統(tǒng)之間的電位差。其接地電阻因采取了等電位連接措施，所以按接入設備中要求的最小值確定。根據實際工程經驗，當各系統(tǒng)不能確定接地電阻值時，提出接地電阻不應大于1 Ω要求。但此處也并未對“實際工程經驗”進行詳述，筆者認為可不作深究。此外，12.9.6條規(guī)定：除另有規(guī)定外，智能化系統(tǒng)接地宜采用共用接地裝置，接地電阻不應大于1Ω。在防雷工程設計中，如城市軌道交通系統(tǒng)電子設備的接地電阻可參照此條要求。

然而，并非所有電子信息系統(tǒng)都有接地電阻要求，

《通信局（站）防雷與接地工程設計規(guī)范（GB 50689—2011）》指出，原郵電部標準交換設備允許的接地電阻值是沿用前蘇聯的標準。根據資料介紹，前蘇聯對交換設備接地電阻值的規(guī)定是按照局間中繼線的要求計算出來的，計算中又有很多未定因素和人為取值。隨著通信技術的發(fā)展，模擬技術的交換系統(tǒng)已經被數字交換系統(tǒng)代替，原有局間金屬實線連接已經被光纜代替，由接地電阻大小引起的問題已經不突出[5]。根據ITU國際電信聯盟和各地移動公司的統(tǒng)計分析，并不是接地電阻越小，遭受雷擊的概率就越小，雷電災害同接地電阻值并不是必然對應的關系。遭雷擊主要原因是電子信息系統(tǒng)等電位連接不當和沒有采用適配的雷電過電壓保護措施。在實際的防雷工程設計施工中，各運營商通信局（站）一般是將原有局（站）內建筑物地網和機房進行連接，構成環(huán)形地網，并未考慮接地電阻值，經防雷接地改造后的通信局（站）基本上沒有雷擊發(fā)生設備被擊壞的記錄，又由于通信局（站）聯合接地利用建筑物鋼筋混凝土基礎得到的最低接地電阻值已經能夠滿足交換設備對接地電阻的要求，且局間傳輸已經從實線改為光纜，因此在規(guī)范中未再提及接地電阻值的要求問題，而用所有建筑物地網進行環(huán)形連接方式組成的最大面積代替對接地電阻值大小的要求。

2 過渡電阻標準

目前，《建筑物防雷設計規(guī)范》和《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》2種防雷行業(yè)的主要規(guī)范均未對“過渡電阻”詞條作出具體解釋，在實際檢測中，對于過渡電阻可以用“接地裝置的電氣完整性”這一詞條加以輔助理解，《接地裝置特性參數測量導則（DL/T 475—2017）》（以下簡稱《接地裝置特性參數測量導則》）對于“接地裝置的電氣完整性”的完整解釋，接地裝置中應該接地的各種電氣設備之間，以及接地裝置的各部分之間的電氣連接性，即直流電阻值，也稱為電氣導通性[6]。而過渡電阻可視為電氣導通性的參考指標之一[7]。在過渡電阻測試中，一般以測試設備與設備之間、設備與接地端子之間的過渡電阻為主，可選定一處很可能與主接地網連接良好的設備的接地引下線作為參考點，再測試周圍電氣設備接地部分與參考點之間的直流電阻。若開始就有較多設備測試結果不理想，此時應考慮更換參考點。

對于過渡電阻的參考值，不同的行業(yè)標準要求存在一定差異?！督拥匮b置特性參數測量導則》5.5條規(guī)定，狀況良好的設備測試值應在50 mΩ以下，50～

200 mΩ的設備狀況尚可，200 mΩ～1 Ω的設備狀況不佳，1 mΩ以上的設備與主接地網未連接；《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準（GB 50150—2016）》規(guī)定，本條對以直流電阻值表示的電氣導通情況作了更加嚴格的規(guī)定，直流電阻值修訂為不宜大于0.05 Ω（原2006版要求為不應大于0.2 Ω）[8]；《建筑物防雷工程施工與質量驗收規(guī)范（GB 50601—2011）》規(guī)定“已安裝固定的線槽（盒）、橋架或金屬管應與建筑物內的等電位連接帶進行電氣連接，連接處的過渡電阻不應大于0.24 Ω[9]。”（新修訂版已修改為0.2 Ω）；對于易燃易爆場所，《爆炸和火災危險場所防雷裝置檢測技術規(guī)范（GB/T 32937—2017）》規(guī)定，當采取電氣連接、等電位連接和跨接連接時，其過渡電阻不應大于0.03 Ω[10]。對于風力發(fā)電行業(yè)，《風力發(fā)電機組 雷電防護（GB/T 33629—2017）》對大型風力發(fā)電機組防雷檢測的過渡電阻要求為不大于0.24 Ω[11]。

由上述分析可知，不同的行業(yè)標準對過渡電阻標準的要求不一，筆者認為在實際應用中不應籠統(tǒng)對待，應具體問題具體分析，并優(yōu)先考慮一些特殊行業(yè)的標準（行業(yè)標準中明確指出應參考國家標準的情況除外）。例如，針對爆炸和火災危險場所（如汽車加油站、儲油庫、石油化工廠區(qū)等），過渡電阻標準可采用≤0.03 Ω；風力發(fā)電行業(yè)（僅針對大型風力發(fā)電機組）的過渡電阻標準可采用≤0.24 Ω；電氣工程行業(yè)的過渡電阻標準可采用≤0.05 Ω（僅針對電氣裝置安裝、電氣設備交接試驗）；通用行業(yè)的防雷常規(guī)檢測和工程竣工驗收檢測，建議采用≤0.2 Ω的標準；《接地裝置特性參數測量導則》對過渡電阻的最高標準為≤0.05 Ω，但該標準多用于接地裝置的過渡電阻測試，且實際檢測中易受一些客觀條件的影響（如線圈阻抗、接觸點銹蝕、被覆面阻隔等），故該項標準較難達到，結合其中5.5條的規(guī)定，建議采用≤0.2 Ω的

標準。

3 SPD的術語標準

Surge Protective Device（SPD）是建筑物內部防雷系統(tǒng)的重要組成部分，其定義為用于限制瞬態(tài)過電壓和分泄電涌電流的器件，它至少含有一個非線性元件。但是該術語在其他國家標準中并未統(tǒng)一，如電涌保護器、浪涌保護器、防雷器、避雷器等。在實際運用中，SPD的多種術語都有廣泛出現。目前，術語標準化勢在必行，選擇或確立最恰當的術語，可以減少多義和同義現象，避免信息交流過程中的歧義和誤解。對于SPD而言，究竟采用何種術語更為妥帖，以下參照標準修訂歷史進行探討分析。

最早對防雷工程設計進行經驗總結和參照前蘇聯標準制訂的《建筑物防雷設計規(guī)范（GBJ 57—83）》出現了“避雷器和空氣間隙”；《建筑物防雷設計規(guī)范》（2000年版）將“避雷器和空氣間隙”改為“過電壓保護器”，其主要根據IEC 1312系列標準修訂，在正文增加了第6章“防雷擊電磁脈沖”，名詞解釋增加“電涌保護器”，主編人提出采用中文術語電涌保護器的2個理由為“具有電的屬性”和“具有過電壓、過電流波的形態(tài)”；《建筑物防雷設計規(guī)范》（2010年版）中繼續(xù)出現“閃電電涌（過電壓、過電流的瞬態(tài)波）”“電涌保護器”等中文術語；《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》出現術語“浪涌保護器”；《通信局（站）防雷與接地工程設計規(guī)范》采用術語“防雷器”，但此術語明顯不準確且有誤導嫌疑，與“防火電纜”“避雷針”等術語如出一轍[12]。

我國早在1997年便成立全國電工術語標準化技術委員會，全面負責指導和協調電工術語領域內的標準化技術工作，以及負責IEC國際電工詞匯（IEV）系列標準的國內歸口等工作，因此技術委員會所推薦的術語應被認為是首選術語。在《電工術語 避雷器、低壓電涌保護器及元件（GB/T 2900.12—2008）》中，技術委員會推薦“電涌保護器”成為SPD的首選中文術語，即第一選擇的術語，“浪涌保護器”僅作為學用術語，即可接受的術語，且無中文索引[13]?！缎畔⑾到y(tǒng)雷電防護術語（GB/T 19663—2022）》刪除了“與浪涌保護有關的術語”，并刪除了所有與“浪涌”相關的名詞[14]。此外，住房和城鄉(xiāng)建設部的《建筑設備術語標準（征求意見稿）》也將全面采用“電涌保護器”術語。

綜合上述分析，建議“電涌保護器”一詞成為SPD的首選中文術語并推廣使用。

4 結論

建筑物防雷接地的一些關鍵參數標準多為參考相關行業(yè)規(guī)范而制訂，而現行國家規(guī)范（如《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》《建筑物防雷設計規(guī)范》等）中的一些關鍵參數標準并未實現統(tǒng)一，在實際應用參考中容易使使用者產生困惑。

防雷檢測中的共用接地電阻、過渡電阻阻值標準為參考電氣行業(yè)的國家標準而制訂，其中共用接地電阻標準主要分為≤4Ω和≤1 Ω，過渡電阻標準一般為≤0.2 Ω，但應結合行業(yè)實際情況參照使用，通信局（站）的防雷與接地工程設計可不考慮接地阻值要求。

SPD在實際應用中存在多種中文術語標準如“避雷器”“浪涌保護器”等，結合相關行業(yè)的現行國家標準及未來標準修訂趨勢來看，建議將“電涌保護器”一詞作為其標準化中文術語來使用。

參考文獻

[1] 住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范：GB 50343—2012[S].

[2] 住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑物防雷設計規(guī)范：GB 50057—2010[S].

[3] 住房和城鄉(xiāng)建設部.民用建筑電氣設計標準：GB 51348—2020[S].

[4] 住房和城鄉(xiāng)建設部.交流電氣裝置的接地設計規(guī)范：GB/T 50065—2011[S].

[5] 住房和城鄉(xiāng)建設部.通信局（站）防雷與接地工程設計規(guī)范：GB 50689—2011[S].

[6] 國家能源局.接地裝置特性參數測量導則：DL/T 475—2017[S].

[7] 陳謙，張金勇.防雷裝置電氣連接性能探討[J].建筑電氣， 2023，42（5）：3-9.

[8] 住房和城鄉(xiāng)建設部.電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準：GB 50150—2016[S].

[9] 住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑物防雷工程施工與質量驗收規(guī)范：GB 50601—2011[S].

[10] 國家市場監(jiān)督管理總局，中國國家標準化管理委員會.爆炸和火災危險場所防雷裝置檢測技術規(guī)范：GB/T 32937 —2017[S].

[11] 國家市場監(jiān)督管理總局，中國國家標準化管理委員會.風力發(fā)電機組 雷電保護：GB/T 33629—2017[S].

[12] EEO電氣工程師.小議防雷術語：電涌保護器還是浪涌

保護器[EB/OL].[2021-07-19].https：//www.sohu.com/a/4783-

52973_100098465.

[13] 國家市場監(jiān)督管理總局，中國國家標準化管理委員會.電工術語 避雷器、低壓電涌保護器及元件：GB/T 2900.12 —2008[S].

[14] 國家市場監(jiān)督管理總局，國家標準化管理委員會.信息系統(tǒng)雷電防護術語：GB/T 19663—2022[S].