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4.2 按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级

4.2.1 建筑物及入户设施年预计雷击次数N值可按下式确定：

式4.2.1

式中：N₁——建筑物年预计雷击次数(次/a)，按本规范附录A的规定计算；
N₂——建筑物入户设施年预计雷击次数(次/a)，按本规范附录A的规定计算。
4.2.2 建筑物电子信息系统设备因直接雷击和雷电电磁脉冲可能造成损坏，可接受的年平均最大雷击次数N_c可按下式计算：

式4.2.2

式中：C——各类因子，按本规范附录A的规定取值。
4.2.3 确定电子信息系统设备是否需要安装雷电防护装置时，应将N和N_c进行比较：
1 当N小于或等于N_c时，可不安装雷电防护装置；
2 当N大于N_c时，应安装雷电防护装置。
4.2.4 安装雷电防护装置时，可按下式计算防雷装置拦截效率E：

式4.2.4

4.2.5 电子信息系统雷电防护等级应按防雷装置拦截效率E确定，并应符合下列规定：
1 当正大于0.98时，定为A级；
2 当正大于0.90小于或等于0.98时，定为B级；
3 当正大于0.80小于或等于0.90时，定为C级；
4 当正小于或等于0.80时，定为D级。

条文说明

4.2.1 用于计算建筑物年预计雷击次数N₁和建筑物入户设施年预计雷击次数N₂的建筑物所处地区雷击大地密度N_g在2004版规范中的计算公式为N_g＝0.024× ，为了与国际标准接轨，同时与其他国标协调一致，本规范采用国家标准《雷电防护第2部分：风险管理》GB/T 21714.2-2008(IEC 62305-2 : 2006，IDT)中的计算公式N_g≈0.1T_d。
4.2.2 电子信息系统设备因雷击损坏可接受的最大年平均雷击次数N_c值，至今，国内外尚无一个统一的标准，一般由各国自行确定。
法国标准NFC-17-102:1995附录B：“闪电评估指南及ECP1保护级别的选择”中，将N_c定为5.8×10^-3/C，C为各类因子，它是综合考虑了电子设备所处地区的地理、地质环境、气象条件、建筑物特性、设备的抗扰能力等因素进行确定。若按该公式计算出的值为10^-4数量级，即建筑物允许落闪频率为万分之几，这样一来，几乎所有的雷电防护工程，不管是在少雷区还是在强雷区，都要按最高等级A设计，这是不合理的。
在本规范中，将N_c值调整为N_c＝5.8×10^-1/C，这样得出的结果：在少雷区或中雷区，防雷工程按A级设计的概率为10％左右；按B级设计的概率为50％～60％；少数设计为C级和D级。这样的一个结果我们认为是合乎我国实际情况的，也是科学的。
按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级的计算实例：
一、建筑物年预计雷击次数N₁
1 建筑物所处地区雷击大地密度

式（1）
表1 N_g按典型雷暴日T_d的取值

2 建筑物等效截收面积A_e的计算(按本规范附录A图A.1.3)
1)当H＜100m时，按下式计算：
每边扩大宽度：

式（2）

建筑物等效截收面积：

式（3）

式中：L、W、H——分别为建筑物的长、宽、高(m)。
2)当H≥100m时：

式（4）

3 校正系数K的取值
1.0、1.5、1.7、2.0(根据建筑物所处的不同地理环境取值)。
4 N₁值计算

式（5）

    分别代入不同的K、N_g、A_e值，可计算出不同的N₁值。
    二、建筑物入户设施年预计雷击次数N₂
    1 N₂值计算

N2值计算

式中：A＇_e1——电源线入户设施的截收面积(km²)，见表2；
A＇_e2——信号线入户设施的截收面积(km²)，见表2。
均按埋地引入方式计算A＇_e值

表2 入户设施的截收面积(km²)
表2 入户设施的截收面积(km2)
续表 2
续表2

    2 A＇_e计算
        1)取高压电源埋地线缆：L＝500m，d_s＝250m；埋地信号线缆：L＝500m，d_s＝250m。
    查表2：A＇_e＝A＇_e1+A＇_e2＝0.0125+0.25=0.2625(km²)
        2)取高压电源埋地线缆：L＝1000m，d_s＝500m；埋地信号线缆：L＝500m，d_s＝500m。
    查表2：A＇_e＝A＇_e1+A＇_e2＝0.05+0.5＝0.55(km²)
    三、建筑物及入户设施年预计雷击次数N的计算

式（8）

四、电子信息系统因雷击损坏可接受的最大年平均雷击次数N_c的确定

式（9）

式中：C——各类因子，取值按表3。

表3 C的取值

续表 3

五、雷电电磁脉冲防护分级计算
防雷装置拦截效率的计算公式：

式（10）

    E＞0.98            定为A级
    0.90＜E≤0.98 定为B级
    0.80＜E≤0.90     定为C级
    E≤0.8 定为D级
    1 取外引高压电源埋地线缆长度为500m，外引埋地信号线缆长度为200m，土壤电阻率取250Ωm，建筑物如表3中所列6种C值，计算结果列入表4中。
    2 取外引低压电源埋地线缆长度为500m，外引埋地信号线缆长度为200m，土壤电阻率取500Ωm，建筑物如表3中所列6种C值，计算结果列入表5中。

表4 风险评估计算实例一

续表 4

电信大楼E值(E＝1—N_c/N)

医科大楼E值(E＝1—N_c/N)

高层住宅E值(E＝1—N_c/N)
高层住宅E值(E＝1—Nc/N)
通信大楼E值(E＝1—N_c/N)
通信大楼E值(E＝1—Nc/N)
综合办公楼E值(E＝1—N_c/N)
综合办公楼E值(E＝1—Nc/N)
宿舍楼E值(E＝1—N_c/N)
宿舍楼E值(E＝1—Nc/N)
表5 风险评估计算实例二
表5 风险评估计算实例二