6.3.1 屏蔽、接地和等電位連接的要求宜聯(lián)合采取下列措施：
      1 所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件都應(yīng)等電位連接在一起，并應(yīng)與防雷裝置相連。但第一類防雷建筑物的獨立接閃器及其接地裝置應(yīng)除外。
      2 在需要保護的空間內(nèi)，采用屏蔽電纜時其屏蔽層應(yīng)至少在網(wǎng)端，并宜在防雷區(qū)交界處做等電位連接，系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時，應(yīng)采用兩層屏蔽或穿鋼管敷設(shè)，外層屏蔽或鋼管應(yīng)至少在兩端，并宜在防雷區(qū)交界處做等電位連接。
      3 分開的建筑物之間的連接線路，若無屏蔽層，線路應(yīng)敷設(shè)在金屬管、金屬格柵或鋼筋成格柵形的混凝土管道內(nèi)。金屬管、金屬格柵或鋼筋格柵從一端到另一端應(yīng)是導(dǎo)電貫通，并應(yīng)在兩端分別連到建筑物的等電位連接帶上；若有屏蔽層，屏蔽層的兩端應(yīng)連到建筑物的等電位連接帶上。
      4 對由金屬物、金屬框架或鋼筋混凝土鋼筋等自然構(gòu)件構(gòu)成建筑物，或房間的格柵形大空間屏蔽，應(yīng)將穿入大空間屏蔽的導(dǎo)電金屬物就近與其做等電位連接。
6.3.2 對屏蔽效率未做試驗和理論研究時，磁場強度的衰減應(yīng)按下列方法計算：
      1 閃電擊于建筑物以外附近時，磁場強度應(yīng)按下列方法計算：
        1)當建筑物和房間無屏蔽時所產(chǎn)生的無衰減磁場強度，相當于處于LPZO_A和LPZO_B區(qū)內(nèi)的磁場強度，應(yīng)按下式計算：

式中：——無屏蔽時產(chǎn)生的無衰減磁場強度（A/m）；
            ——最大雷電流（A），按本規(guī)范表F.0.1-1、F.0.1-2和表F.0.1-3的規(guī)定取值；
            ——雷擊點與屏蔽空間之間的平均距離（m）（圖6.3.2-1），按式（6.3.2-6）或式（6.3.2-7）計算。

圖6.3.2-1  附近雷擊時的環(huán)境情況

        2)當建筑物或房間有屏蔽時，在格柵形大空間屏蔽內(nèi)，即在LPZ1區(qū)內(nèi)的磁場強度，應(yīng)按下式計算：

式中：——格柵形大空間屏蔽內(nèi)的磁場強度（A/m）；
          ——屏蔽系數(shù)（dB），按表6.3.2-1的公式計算。

 表6.3.2-1  格柵形大空間屏蔽的屏蔽系數(shù)
 
注：①適用于首次雷擊的磁場；
②1MHz適用于后續(xù)雷擊的磁場，
250kHz適用于首次負級性雷擊的磁場；
③相對磁導(dǎo)系數(shù)≈200；
1 w為格柵形屏蔽的網(wǎng)格寬（m）；r為格柵形屏蔽網(wǎng)格導(dǎo)體的半徑（m）；
2 當計算式得出的值為負數(shù)時取SF=0；若建筑物具有網(wǎng)格形等電位連接網(wǎng)絡(luò)，SF可增加6dB。

      2 表6.3.2-1的計算值應(yīng)僅對在各LPZ區(qū)內(nèi)距屏蔽層有一安全距離的安全空間內(nèi)才有效(圖6.3.2-2)，安全距離應(yīng)按下列公式計算：

式中：——安全距離（m）；
              ——格柵形屏蔽的網(wǎng)格寬（m）；
           ——按表6.3.2-1計算的屏蔽系數(shù)（dB）。

圖6.3.2-2  在LPZ_n區(qū)內(nèi)供安放電氣和電子系統(tǒng)的空間
注：空間V_s為安全空間。

        3 在閃電擊在建筑物附近磁場強度最大的最壞情況下，按建筑物的防雷類別、高度、寬度或長度可確定可能的雷擊點與屏蔽空間之間平均距離的最小值(圖6.3.2-3)，可按下列方法確定：

圖6.3.2-3  取決于滾球半徑和建筑物尺寸的最小平均距離

        1)對應(yīng)三類防雷建筑物最大雷電流的滾球半徑應(yīng)符合表6.3.2-2的規(guī)定。滾球半徑可按下式計算：

式中：——滾球半徑（m）；
         ——最大雷電流（kA），按本規(guī)范表F.0.1-1、表F.0.1-2或表F.0.1-3的規(guī)定取值。

表6.3.2-2  與最大雷電流對應(yīng)的滾球半徑

        2)雷擊點與屏蔽空間之間的最小平均距離，應(yīng)按下列公式計算：

式中：H——建筑物高度（m）；
           L——建筑物長度（m）。

根據(jù)具體情況建筑物長度可用寬度代入。對所取最小平均距離小于式(6.3.2-6)或式(6.3.2-4)計算值的情況，閃電將直接擊在建筑物上。
      4 在閃電直接擊在位于LPZO_A區(qū)的格柵形大空間屏蔽或與其連接的接閃器上的情況下，其內(nèi)部LPZ1區(qū)內(nèi)安全空間內(nèi)某點的磁場強度應(yīng)按下式計算(圖6.3.2-4)：

式中：H₁——安全空間內(nèi)某點的磁場強度（A/m）；
           d_r——所確定的點距LPZ1區(qū)屏蔽頂?shù)淖疃叹嚯x（m）；
          d_w——所確定的點距LPZ1區(qū)屏蔽壁的最短距離（m）；
          K_H——形狀系數(shù)，取K_H=0.01；

                _w——LPZ1區(qū)格柵形屏蔽的網(wǎng)格寬（m）。

圖6.3.2-4  閃電直接擊于屋頂接閃器時LPZ1區(qū)內(nèi)的磁場強度 

      5 式(6.3.2-8)的計算值僅對距屏蔽格柵有一安全距離的安全空間內(nèi)有效，安全距離應(yīng)按下列公式計算，電子系統(tǒng)應(yīng)僅安裝在安全空間內(nèi)：

式中：——安全距離（m）。

      6 LPZ_n+1區(qū)內(nèi)的磁場強度可按下式計算：

式中：H_n——LPZn區(qū)內(nèi)的磁場強度（A/m）；
        H_n+1——LPZ_n+1區(qū)內(nèi)的磁場強度（A/m）；
          SF——LPZ_n+1區(qū)屏蔽的屏蔽系數(shù)。

安全距離應(yīng)按式(6.3.2-3)或式(6.3.2-4)計算。
      7 當式(6.3.2-11)中的LPZn區(qū)內(nèi)的磁場強度為LPZ1區(qū)內(nèi)的磁場強度時，LPZ1區(qū)內(nèi)的磁場強度應(yīng)按以下方法確定：
        1)閃電擊在LPZ1區(qū)附近的情況，應(yīng)按本條第1款式(6.3.2-1)和式(6.3.2-2)確定。
        2)閃電直接擊在LPZ1區(qū)大空間屏蔽上的情況，應(yīng)按本條第4款式(6.3.2-8)確定，但式中所確定的點距LPZ1區(qū)屏蔽頂?shù)淖疃叹嚯x和距LPZ1區(qū)屏蔽壁的最短距離應(yīng)按圖6.3.2-5確定。

圖6.3.2-5  LPZ2區(qū)內(nèi)的磁場強度

6.3.3 接地和等電位連接除應(yīng)符合本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 每幢建筑物本身應(yīng)采用一個接地系統(tǒng)(圖6.3.3)。

圖6.3.3  接地、等電位連接和接地系統(tǒng)的構(gòu)成

a—防雷裝置的接閃器及可能是建筑物空間屏蔽的一部分；
b—防雷裝置的引下線及可能是建筑物空間屏蔽的一部分；
c—防雷裝置的接地裝置(接地體網(wǎng)絡(luò)、共用接地體網(wǎng)絡(luò))以及可能是建筑物空間屏蔽的一部分，如基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋和基礎(chǔ)接地體；
d—內(nèi)部導(dǎo)電物體，在建筑物內(nèi)及其上不包括電氣裝置的金屬裝置，如電梯軌道，起重機，金屬地面，金屬門框架，各種服務(wù)性設(shè)施的金屬管道，金屬電纜橋架，地面、墻和天花板的鋼筋；
e—局部電子系統(tǒng)的金屬組件；
f—代表局部等電位連接帶單點連接的接地基準點(ERP)；
g—局部電子系統(tǒng)的網(wǎng)形等電位連接結(jié)構(gòu)；
h—局部電子系統(tǒng)的星形等電位連接結(jié)構(gòu)；
i—固定安裝有PE線的Ⅰ類設(shè)備和無PE線的Ⅱ類設(shè)備；
k—主要供電氣系統(tǒng)等電位連接用的總接地帶、總接地母線、總等電位連接帶。也可用作共用等電位連接帶；
—主要供電子系統(tǒng)等電位連接用的環(huán)形等電位連接帶、水平等電位連接導(dǎo)體，在特定情況下采用金屬板。也可用作共用等電位連接帶。用接地線多次接到接地系統(tǒng)上做等電位連接，宜每隔5m連一次；
m—局部等電位連接帶；
1—等電位連接導(dǎo)體；2—接地線；3—服務(wù)性設(shè)施的金屬管道；4—電子系統(tǒng)的線路或電纜；5—電氣系統(tǒng)的線路或電纜；
—進入LPZ1區(qū)處，用于管道、電氣和電子系統(tǒng)的線路或電纜等外來服務(wù)性設(shè)施的等電位連接。
      2 當互相鄰近的建筑物之間有電氣和電子系統(tǒng)的線路連通時，宜將其接地裝置互相連接，可通過接地線、PE線、屏蔽層、穿線鋼管、電纜溝的鋼筋、金屬管道等連接。
6.3.4 穿過各防雷區(qū)界面的金屬物和建筑物內(nèi)系統(tǒng)，以及在一個防雷區(qū)內(nèi)部的金屬物和建筑物內(nèi)系統(tǒng)，均應(yīng)在界面處附近做符合下列要求的等電位連接：
      1 所有進入建筑物的外來導(dǎo)電物均應(yīng)在LPZO_A或LPZO_B與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接。當外來導(dǎo)電物、電氣和電子系統(tǒng)的線路在不同地點進入建筑物時，宜設(shè)若干等電位連接帶，并應(yīng)將其就近連到環(huán)形接地體、內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體或在電氣上貫通并連通到接地體或基礎(chǔ)接地體的鋼筋上。環(huán)形接地體和內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體應(yīng)連到鋼筋或金屬立面等其他屏蔽構(gòu)件上，宜每隔5m連接一次。
對各類防雷建筑物，各種連接導(dǎo)體和等電位連接帶的截面不應(yīng)小于本規(guī)范表5.1.2的規(guī)定。
當建筑物內(nèi)有電子系統(tǒng)時，在已確定雷擊電磁脈沖影響最小之處，等電位連接帶宜采用金屬板，并應(yīng)與鋼筋或其他屏蔽構(gòu)件做多點連接。
      2 在LPZO_A與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護器，應(yīng)采用本規(guī)范表F.0.1-1的雷電流參量估算通過的分流值。當無法估算時，可按本規(guī)范式(4.2.4-6)或式(4.2.4-7)計算，計算中的雷電流應(yīng)采用本規(guī)范表F.0.1-1的雷電流。尚應(yīng)確定沿各種設(shè)施引入建筑物的雷電流。應(yīng)采用向外分流或向內(nèi)引入的雷電流的較大者。
在靠近地面于LPZO_B與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護器，僅應(yīng)確定閃電擊中建筑物防雷裝置時通過的雷電流；可不計及沿全長處在LPZO_B區(qū)的各種設(shè)施引入建筑物的雷電流，其值應(yīng)僅為感應(yīng)電流和小部分雷電流。
      3 各后續(xù)防雷區(qū)界面處的等電位連接也應(yīng)采用本條第1款的規(guī)定。
穿過防雷區(qū)界面的所有導(dǎo)電物、電氣和電子系統(tǒng)的線路均應(yīng)在界面處做等電位連接。宜采用一局部等電位連接帶做等電位連接，各種屏蔽結(jié)構(gòu)或設(shè)備外殼等其他局部金屬物也連到局部等電位連接帶。用于等電位連接的接線夾和電涌保護器應(yīng)分別估算通過的雷電流。
      4 所有電梯軌道、起重機、金屬地板、金屬門框架、設(shè)施管道、電纜橋架等大尺寸的內(nèi)部導(dǎo)電物，其等電位連接應(yīng)以最短路徑連到最近的等電位連接帶或其他已做了等電位連接的金屬物或等電位連接網(wǎng)絡(luò)，各導(dǎo)電物之間宜附加多次互相連接。
      5 電子系統(tǒng)的所有外露導(dǎo)電物應(yīng)與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做功能性等電位連接。電子系統(tǒng)不應(yīng)設(shè)獨立的接地裝置。向電子系統(tǒng)供電的配電箱的保護地線(PE線)應(yīng)就近與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做等電位連接。
一個電子系統(tǒng)的各種箱體、殼體、機架等金屬組件與建筑物接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做功能性等電位連接，應(yīng)采用S型星形結(jié)構(gòu)或M型網(wǎng)形結(jié)構(gòu)(圖6.3.4)。
當采用S型等電位連接時，電子系統(tǒng)的所有金屬組件應(yīng)與接地系統(tǒng)的各組件絕緣。
      6 當電子系統(tǒng)為300kHz以下的模擬線路時，可采用S型等電位連接，且所有設(shè)施管線和電纜宜從ERP處附近進入該電子系統(tǒng)。
S型等電位連接應(yīng)僅通過唯一的ERP點，形成S_s型連接方式(圖6.3.4)。設(shè)備之間的所有線路和電纜當無屏蔽時，宜與成星形連接的等電位連接線平行敷設(shè)。用于限制從線路傳導(dǎo)來的過電壓的電涌保護器，其引線的連接點應(yīng)使加到被保護設(shè)備上的電涌電壓最小。

 等電位連接網(wǎng)絡(luò)
 等電位連接導(dǎo)體
 設(shè)備
 接至等電位連接網(wǎng)絡(luò)的等電位連接點
 接地基準點
  將星形結(jié)構(gòu)通過ERP點整合到等電位連接網(wǎng)絡(luò)中
 將網(wǎng)形結(jié)構(gòu)通過網(wǎng)形連接整合到等電位連接網(wǎng)絡(luò)中
圖6.3.4  電子系統(tǒng)功能性等電位連接整合到等電位連接網(wǎng)絡(luò)中

      7 當電子系統(tǒng)為兆赫茲級數(shù)字線路時，應(yīng)采用M型等電位連接，系統(tǒng)的各金屬組件不應(yīng)與接地系統(tǒng)各組件絕緣。M型等電位連接應(yīng)通過多點連接組合到等電位連接網(wǎng)絡(luò)中去，形成M_m型連接方式。每臺設(shè)備的等電位連接線的長度不宜大于0.5m，并宜設(shè)兩根等電位連接線安裝于設(shè)備的對角處，其長度相差宜為20％。

 

條文說明
 

6.3 屏蔽、接地和等電位連接的要求
6.3.1 一鋼筋混凝土建筑物等電位連接的例子見圖16。對一辦公建筑物設(shè)計防雷區(qū)、屏蔽、等電位連接和接地的例子見圖17。
屏蔽是減少電磁干擾的基本措施。
屏蔽層僅一端做等電位連接和另一端懸浮時，它只能防靜電感應(yīng)，防不了磁場強度變化所感應(yīng)的電壓。為減小屏蔽芯線的感應(yīng)電壓，在屏蔽層僅一端做等電位連接的情況下，應(yīng)采用有絕緣隔開的雙層屏蔽，外層屏蔽應(yīng)至少在兩端做等電位連接。在這種情況下，外屏蔽層與其他同樣做了等電位連接的導(dǎo)體構(gòu)成環(huán)路，感應(yīng)出一電流，因此產(chǎn)生減低源磁場強度的磁通，從而基本上抵消掉無外屏蔽層時所感應(yīng)的電壓。

圖16  一鋼筋混凝土建筑物內(nèi)等電位連接的例子 
1—電力設(shè)備；2—鋼支柱；3—立面的金屬蓋板；
4—等電位連接點；5—電氣設(shè)備；6—等電位連接帶；
7—混凝土內(nèi)的鋼筋；8—基礎(chǔ)接地體；9—各種管線的共用入口

圖17  對一辦公建筑物設(shè)計防雷區(qū)、屏蔽、等電位連接和接地的例子

6.3.2 本條是根據(jù)IEC 62305—4:2010的附錄A編寫并引入負極性首次雷擊電流的參數(shù)。形狀系數(shù)為其計量單位。
6.3.3 保留原規(guī)范第6.3.3條的規(guī)定。
6.3.4 本條是根據(jù)IEC 62305—4:2010第20～31頁和IEEE Std 1100——2005：IEEE Recommended practice for powering and grounding electronic equipment的有關(guān)規(guī)定編寫的。圖6.3.4是根據(jù)IEC 62305—4:2010第27頁的圖9編入的。
      6 款中的“當電子系統(tǒng)為300kHz以下的模擬線路時，可采用S型等電位連接，且所有設(shè)施管線和電纜宜從ERP處附近進入該電子系統(tǒng)”和7款中的“當電子系統(tǒng)為兆赫茲級數(shù)字線路時，應(yīng)采用M型等電位連接”是根據(jù)IEEE Std 1100—2005第298頁上的以下規(guī)定編寫的：
“The  determination  to  use  the  single-point  grounding  or  multipoint  grounding  typically  depends  on  the  frequency  range  of  interest. Analog  circuits  with  signal  frequencies  up  to  300kHz  may  be  candidates  for  single-point  grounding. Digital  circuits  with  frequencies  in  the  MHz  range  should  utilize  multipoint  grouding”。
      7 款中的“·····M_m型連接方式。每臺設(shè)備的等電位連接線的長度不宜大于0.5m，并宜設(shè)兩根等電位連接線安裝于設(shè)備的對角處，其長度相差宜為20％”是根據(jù)IEEE Std 1100—2005第295頁、第296頁上的圖8-19、圖8-20和圖8-21編寫的。例如，一根長0.5m，另一根長0.4m。因為現(xiàn)代數(shù)字電路頻率越來越高，容易產(chǎn)生諧振，其中有一根達到諧振，阻抗無窮大，另一根還是接地的。
當功能性接地線的長度為干擾頻率波長的1／4或其奇數(shù)倍時將產(chǎn)生諧振，這時，接地線的阻抗成為無窮大，它成為一根天線，能接收遠磁場的干擾或發(fā)射出干擾磁場，見下式和圖18。圖18中的λ為干擾波的波長。

式中：——導(dǎo)體產(chǎn)生諧振的長度（m）；
                          n——任一奇數(shù)值（1,3,5…）；
                          c——自由空間的光速（3×10⁸m/s）；
            ——使導(dǎo)體產(chǎn)生諧振的頻率（Hz）。

圖18  同一波長下不同接地或等電位連接線長度d與其阻抗|Z|的關(guān)系

 圖19為約7m長的1根25mm²銅導(dǎo)體產(chǎn)生諧振的例子。其產(chǎn)生諧振的頻率接近于10MHz、30MHz、50MHz……。

圖19  1根長約7m截面25mm²的銅導(dǎo)體產(chǎn)生諧振的條件

實際上，設(shè)計者必須考慮一接地(等電位連接)導(dǎo)體在n＝1時將產(chǎn)生諧振的最高干擾頻率。所以通常最好是按遠離加于導(dǎo)體的電氣干擾頻率的1／4波長來選擇接地(等電位連接)導(dǎo)體的物理長度，從圖18可以看出，最好是≤λ／20。但是，現(xiàn)在數(shù)字化電子系統(tǒng)的工作頻率越來越高，如普通計算機的時鐘頻率是100MHz，在此頻率下要做到≤λ／20＝300／(100×20)＝0.15(m)是很難的。所以推薦每臺設(shè)備從基準平面引兩根接地(等電位連接)導(dǎo)體接于設(shè)備底的對角處，兩根導(dǎo)體一長一短，相差約20％，如一根為 0.5m，另一根為0.4m。這樣，其中一根產(chǎn)生諧振，即阻抗無窮大，另一根是不會的。