【其他行业标准】 高速公路设施防雷设计规范

ICS07.060
备案号：41372—2013
中华人民共和国气象行业标准
Qx/T 190—2013
高速公路设施防雷设计规范
Design specification for lightning protection of expressway facility2013-07-11发布
中国气象局
國发布
2013-10-01实施
中华人民共和国
气象行业标
高速公路设施防雷设计规范
QX/T190—2013
气象出版社出版发行
北京市海淀区中关村南大街46号邮政编码：100081
网址:http://www.cmp.cma.gov.cn发行部：010-68409198
北京中新伟业印刷有限公司印刷各地新华书店经销
开本：880×1230
2014年11月第一版
印张：1.5
字数：15千字
2014年11月第一次印刷
书号：135029-5646
如有印装差错
定价：15.00元
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版权专有
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举报电话：(010)68406301
1范围
规范性引用文件
术语和定义
防雷区划分
基本要求
建筑物雷电防护
机电系统雷电防护
SPD的选择和使用原则
防雷区的划分示意图
收费天棚共用接地系统示意图
收费场站共用地网示意图
收费车道等电位连接示意图
高速公路隧道机电系统雷电防护示意图高速公路收费站低压配电SPD安装示意图SPD在各防雷区交界处配置示意图收费站信号SPD安装示意图
Qx/T190—2013
Qx/T190—2013
本标准按照GB/T1.1一2009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：江苏省防雷中心、湖北省防雷中心、浙江虎格电气有限公司、浙江浙北高速公路管理有限公司。
本标准主要起草人:冯民学、王学良、焦雪、刘学春、陈广赢、曹德洪、何兵、吴赞平、王宏伟、黄克俭赵成志、庞小琪、段振中、叶志明、吕久平、王锡中、程琳。白
1范围
高速公路设施防雷设计规范
Qx/T190—2013
本标准规定了高速公路设施的防雷区划分、基本要求、建筑物雷电防护、机电系统雷电防护和电涌保护器的选择和使用原则。
本标准适用于高速公路设施的防雷设计。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。GB50057—2010建筑物防雷设计规范GB50156一2012汽车加油加气站设计与施工规范GB50311一2007综合布线系统工程设计规范2电涌保护器第1部分：性能要求和试验方法QX10.1—2002
QX/T10.2一2007电涌保护器第2部分：在低压电气系统中的选择和使用原则QX/T10.3—2007
电涌保护器
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
高速公路expressway
第3部分：在电子系统信号网络中的选择和使用原则具有四个或四个以上车道，并设有中央分隔带，全部立体交叉并具有完善的交通安全设施与管理设施、服务设施，全部控制出入，专供汽车高速行驶的公路。[JTJ002—1987，第2.0.1条]
高速公路设施
expresswayfacility
高速公路沿线各种附属建筑物、高速公路中的桥梁、隧道等主体工程，以及相关的高速公路机电系统。
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伤和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。
[GB50057—2010,定义2.0.5]
外部防雷装置external lightning protection system由接闪器、引下线和接地装置组成。[GB50057—2010.定义2.0.6]
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内部防雷装置internal lightningprotectionsystem由防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成。[GB50057—2010,定义2.0.7]
电earth;ground
一种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的某种较大的导电体。
注：接地的目的是：a.使连接到地的导体具有等于或近似于大地(或代替大地的导电体)的电位；B.引导入地电流流入和流出大地(或代替大地的导电体）。[GB/T17949.1—2000,定义4.1]
人工接地体made earth electrode专门埋设的、具有接地功能的各种金属构件的统称。注：人工接地体可分为人工垂直接地体和人工水平接地体。3.8
共用接地系统commonearthingsystem将防雷系统的接地装置、建筑物金属构件、低压配电保护线(PE）、等电位连接端子板或连接带、设备保护地、屏蔽体接地、防静电接地、功能性接地等连接在一起构成共用的接地系统。[GB50343—2012,定义2.0.19]
防雷等电位连接lightningequipotentialbonding将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。
[GB50057—2010,定义2.0.19]
防雷区lightning protectionzone;LPZ划分雷击电磁环境的区，一个防雷区的界面不一定要有实物界面，如不一定要有墙壁、地板或天花板作为区界面。
[GB50057—2010,定义2.0.24]
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。[GB50057—2010,定义2.0.29]免费标准bzxz.net
电气系统
electrical system
低压配电系统
低压配电线路
由低压供电组合部件构成的系统。注：改写GB50057—2010，定义2.0.26。3.13
电子系统
electronic system
由敏感电子组合部件构成的系统。2
[GB50057—2010,定义2.0.27]
机电系统mechanical&electronicsystem高速公路收费、交通监控、通信、照明及低压配电等电气、电子系统的统称。3.15
outfieldequipment
外场设备
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置于高速公路广场和道路两侧的路况监测设备、气象监测设备、可变情报板、通行信号灯、紧急电话、限速标志等机电(电气、电子)设备。3.16
机房computerroom
建筑物内集中安放服务器、工作站、程控交换机、通信、数据交换等设备，或存放重要数据等电子设备的场所。
重要机房importantcomputerroom省域级及以上路网收费结算(拆账)中心、路网监控中心、指挥调度中心等的机房。4防雷区划分
4.1原则
将需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物，从外部到内部划分为不同的防雷区，以确定各LPZ空间的雷击电磁脉冲的强度，并采取相应的防护措施。4.2方法
不同防雷区划分的方法为
一LPZOA区：本区域内的各物体都可能遭到直接雷击并导走全部雷电流;本区域内的电磁场强度没有衰减。
一LPZO区：本区域内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流的直接雷击，本区域内的电磁场强度没有衰减。
一LPZ1区：本区域内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZO：区更小；本区域内的电磁场强度可能衰减(取决于屏蔽措施）。一LPZn十1后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时，应增设后续防雷区，并按照需要保护的对象所要求的环境区选择后续防雷区的要求条件。4.3高速公路建筑物防雷区划分
高速公路建筑物防雷区划分示意图，如图1。3
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变电房
说明：
避需针
姑房建筑物
监控室
收费享
1一当收费亭采用金属屏蔽体时，亭内处于LPZ1，否则为LPZOB；2一站房建筑物窗户为大开间，且未采取屏蔽措施时为LPZOε；3一当配电房窗户为大开间，且未采取屏蔽措施时为LPZO：；收费广场
收费天极
4一当监控室、UPS机房等窗户采用金属屏蔽体接地时，监控室、UPS机房处于LPZ1区，此时操作台、电视墙等金属机柜处于LPZ2区；当监控室、UPS机房窗户采用大开间窗户时，监控室、UPS机房处于LPZO：区，此时操作台、电视墙等金属机柜处于LPZ1区；5一收费亭金属机箱内设备在机箱可靠接地时，亭内电子设备处于LPZ1区；6一各电子设备之间的连接线缆，包括配电线缆、信号线缆所处防雷分区由线缆通过空间的防雷区确定。图1防雷区的划分示意图
5基本要求
5.1应根据高速公路被保护物所处的地理、地形、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，并结合高速公路建筑物及机电系统的特点，宜在采取雷击风险评估的基础上进行防雷设计，做到安全可靠、技术先进、经济合理。雷击风险评估方法宜参照GB/T21714.2的计算方法。5.2应采用接闪、分流、屏蔽、隔离、等电位连接、共用接地、合理布线、安装SPD等措施进行高速公路雷电防护。
5.3应按照GB50057一2010中3.0.3和3.0.4的规定进行高速公路建筑物防雷分类；当建筑物内部设有机电系统时，该建筑宜按不低于GB50057规定的第三类防雷建筑物进行防雷设计，机电系统宜采取雷击电磁脉冲防护措施。
5.4应按GB50156一2012进行高速公路加油(气)站的防雷设计。4
6建筑物雷电防护
61直击雷防护
6·1·1服务区、办公区的建筑物及附属建筑物直击雷防护应按GB50057要求采取直击雷防护措施。6．1.2收费天棚
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6.1.2．1应优先利用收费天棚的金属顶棚、金属构架、金属支柱(或混凝土柱内钢筋）、收费岛及路面基础钢筋分别作为接闪器、引下线和接地装置。6.1.2.2采用金属顶棚的收费天棚，当金属板厚度不小于0.5mm时，宜利用其金属顶棚及顶棚上的其他金属构件作为接闪器。
6.1.2.3当顶棚为非金属或有较厚的绝缘覆盖层时，应增设避雷针或避雷带，或由其混合组成的接闪器，保护范围按60m滚球半径计算，地处年雷暴日大于40d/a地区的主线收费站宜按GB50057规定的第二类防雷建筑物采取相应的防护措施。避雷带应敷设在天棚的顶部和外沿，其高度不应小于15cm。
天棚外的限宽柱等金属构件不在接闪器的保护范围内时，应与收费关棚的防雷接地装置可靠连接。
6．1.2.5应利用收费天棚的金属支柱或混凝土柱内钢筋作为防雷引下线，引下线应上、下电气贯通，并与收费天棚的金属构架和防雷接地装置可靠电气连接6.1.2.6应利用收费天棚的钢筋混凝土基础作为接地体，并与收费岛共用接地系统可靠电气连接。接地装置应在地下连成网格，不应独立。6.1.2.7每个收费天棚的立柱下端应预留接地装置检测端子。6·1·3服务区广场
应优先利用广场高杆灯顶部安装的避雷针或设置独立避雷针进行直击雷防护，其保护范围按滚球半径60m计算，避雷针的接地装置防护如下：a）水平接地体局部深埋不应小于1m；B）水平接地体局部应包绝缘物，可采用50mm~80mm厚的沥青层；采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设50mm~80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体c)
6.1.4桥梁
6．1.4．1宜利用桥梁连续钢护栏、斜拉或吊桥悬索等桥梁金属构架作为接闪器。6．1.4.2（特)大桥的钢筋混凝土主塔宜采用安装在其顶部的避雷带(网)或避雷针或由其混合组成的接闪器，避雷网的网格尺寸应不大于10m×10m或12mx8m，采用避雷带时宜沿主塔顶部外沿明敷。当主塔顶部装有永久性金属物时，也可利用其作为接闪器，但其各部件之间均应连成电气通路，并符合作为接闪器的材质规定。
6.1.4.3桥梁的长跨距金属构梁等外露面较大的金属物，应保证电气连通，并宜利用桥墩(立柱)内的钢筋和桩基钢筋网作为引下线及接地装置。6．1.4.4应保证桥梁伸缩缝间的电气连通，以实现桥梁整体等电位。6.1.4.5桥梁伸缩缝之间、桥梁与桥墩基础钢筋之间应采用金属软线跨接。5
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6·2雷击电磁脉冲防护
6·2·1业务办公楼
安装有机电系统的业务办公楼应按GB50057一2010第6章的要求采取雷击电磁脉冲防护措施。6.2.2机房
6.2.2.1机房宜设置在建筑物低层中心部位的LPZ1及其后续防雷区内。6.2.2.2机房内重要电子设备距外墙及梁柱的距离不宜小于1m，条件不允许时，应对设备采取电磁屏蔽措施。
6.2.2.3机房宜采用金属门窗，金属门窗及机房内的金属隔断等大尺寸金属物应就近接地。6.2.2.4重要机房应使用金属板门，窗户应加装金属屏蔽网，其外墙钢筋网宜适当加密，网孔尺寸不宜大于200mmx200mm。金属门窗、外墙钢筋网应与建筑物内的结构主筋可靠电气连接，6.2.2.5宜在机房的顶部和底部各预留不少于两处(对角线布设)等电位连接端子板，并应就近与建筑物柱、梁内主钢筋可靠电气连接。6.2.2.6机房内应设置截面积不小于90mm2，厚度不小于3mm的铜排，沿墙四周设一环型闭合接地汇流排，并与机房预留的局部等电位接地端子板至少两处做可靠连接。6.2.2.7机电设备的所有外露导电物应建立一等电位连接网络，其连接方式采用S型还是M型或M型、S型的组合型，除考虑机电设备的分布和机房面积大小外，还应根据机电设备的抗扰度及设备内部的接地方式来进行选择。通常，S型等电位连接网络可用于相对较小、低频率和杂散分布电容起次要影响的系统，当采用S型等电位连接网络时，机电系统的所有金属组件，除接地基准点外，应与共用接地系统的各组件有大于10KV、1.2/50μs的绝缘。6.2.2.8机房的防静电地板下应采用截面积不小于48mm2的铜排设置等电位连接网格，重要机房的网格尺寸不小于1.2m×1.2m，其他机房网格尺寸不小于2.4m×2.4m，并应就近与接地汇流排做多点可靠电气连接。
6.2.2.9防静电地板金属支撑架应就近与等电位连接网、接地汇流排做多点可靠电气连接。6.2.2.10机房天花板、墙面宜采用耗散性材料，天花板金属龙骨应至少两处与预留的机房等电位连接接地端子板做可靠电气连接。
6.2.2.11机房内交流工作地、安全保护地、直流地、屏蔽地、防静电接地、防雷接地等应采用共用接地方式。
6.2.2．12出入机房的低压电源和信号线缆，宜从同一个进线端点进入，并在入口处做等电位连接，机房内的供电线缆和数据、信号线缆应分别敷设于各自的金属线槽内或金属桥架内，金属线槽和桥架均应全程电气连通，并宜在其两端及各防雷区交界处就近可靠接地。信号线缆与电力电缆的间距应符合GB50311一2007中7.0.1的规定。重要机房宜采用专供线路供电，机房交流配电箱处应安装适配的SPD。出入机房的各类数据、信号线缆应分别设置适配的SPD。
6·3收费场站共用地网
6.3．1收费场站共用地网宜由配电房地网、业务办公楼地网、收费天棚地网等组成。6.3.2配电房及业务办公楼宜利用建筑物的基础钢筋作为接地网，并符合GB50057对接地装置的要求。
6.3.3收费天棚应利用收费天棚的钢筋混凝土基础作为接地网，接地电阻值不宜大于1Q2，如达不到要求时，应在收费天棚一侧的空地上设置人工接地体。6
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6.3.4收费岛应设置供岛上机电设备等电位连接和接地的等电位均压环,均压环宜利用收费岛内的基础钢筋或在收费岛的基础内敷设截面积不小于90mm2的热镀锌圆钢或扁钢。6.3.5收费岛上预计安装收费亭，收费、监控、通信等机电设备处应预留等电位接地端子板，收费亭及附近的线缆沟内应分别预留与等电位均压环可靠电气焊接的接地端子板。6.3.6各收费岛的等电位均压环宜进行可靠的电气连接，连接材料应采用两根以上平行敷设的、截面积不小于90mm2的镀锌圆钢或扁钢，并与收费天棚地网可靠电气连接，组成收费岛共用接地系统。收费天棚共用接地系统见图2。
6.3.7收费广场高杆灯、外场摄像设备接地宜与收费场站地网共地，如接地装置间距距离大于20m时，亦可独立接地，其接地系统宜做成放射状。收费场站共用地网见图3。10
说明：
整个收费站组成一个接地系统,其中：1一监控室环型接地网与建筑基础组成基本接地系统；2一辅助地网；
3一车道控制机；
4一通行信号灯；
5一水平接地体；
6一牌照识别摄像机；
7一自动栏杆;
8一车道摄像机；
9一垂直接地体；
10一自动分类器；
11—雾灯；
12一收费广场顶棚基础；
13一收费广场等电位连接线：
14一车道等电位连接线。
图2收费天棚共用接地系统示意图
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