(高清版)GBT 41089-2021 基于雷電臨近預(yù)警的電子系統(tǒng)隔離防雷技術(shù)規(guī)范

基于雷電臨近預(yù)警的電子系統(tǒng)隔離防雷技術(shù)規(guī)范basedonlightningnowcastingandwarning2021-12-31發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4基本要求 25方法與流程 26效果評(píng)價(jià) 4附錄A(規(guī)范性)信號(hào)隔離器 6附錄B(資料性)雷電臨近預(yù)警等級(jí) 7參考文獻(xiàn) 8Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)雷電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC258)提出并歸口。本文件起草單位：福建省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司、河北省防雷減災(zāi)協(xié)會(huì)、江西省氣象服務(wù)中心、廣西壯族自治區(qū)防雷中心、天津市中力防雷技術(shù)有限公司、重慶市防雷中心、福建省漳州市氣象局、溫州市氣象局、浙江聚森檢測(cè)科技有限公司、上海市巖土工程檢測(cè)中心、上海晨輝科技股份有限公司、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)。1基于雷電臨近預(yù)警的電子系統(tǒng)隔離防雷技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了基于雷電臨近預(yù)警的電子系統(tǒng)隔離防雷的基本要求、方法與流程及效果評(píng)價(jià)。本文件適用于電子系統(tǒng)中，低壓配電線路和信號(hào)線路的隔離防雷。本文件不適用于無(wú)后備電源且需要持續(xù)運(yùn)行的場(chǎng)景。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T14048.3—2017kbit/s、8448kbit/s、34368kbit/s、139264kbit/s光端機(jī)技術(shù)要求低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第3部分：開(kāi)關(guān)、隔離器、隔離開(kāi)關(guān)及熔斷器組合電器17626.5電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)21714.3雷電防護(hù)第3部分：建筑物的物理?yè)p壞和生命危險(xiǎn)21714.4雷電防護(hù)第4部分：建筑物內(nèi)電氣和電子系統(tǒng)38121—2019雷電防護(hù)雷暴預(yù)警系統(tǒng)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。對(duì)目標(biāo)區(qū)域和周邊區(qū)域未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)雷電發(fā)生情況進(jìn)行告警。含有敏感的電子部件，如通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、控制和儀表系統(tǒng)、需要進(jìn)行預(yù)警的地理區(qū)域，以便該區(qū)域發(fā)生雷電相關(guān)事件前幫助決策并采取預(yù)防措施。隔離isolation因?yàn)榘踩蚨鴶嚅_(kāi)所有電源并保持足夠間隙的功能。2隔離器disconnector在斷開(kāi)位置上符合規(guī)定隔離功能要求的一種開(kāi)關(guān)電器。[來(lái)源：GB/T14048.1—2012,2.2.8,有修改]隔離開(kāi)關(guān)switch-disconnector在斷開(kāi)位置上能滿足對(duì)隔離器的隔離要求的開(kāi)關(guān)。在電子系統(tǒng)中對(duì)金屬信號(hào)傳輸線和通信接口兼具限壓、扼流及抗干擾功能的隔離器。4基本要求4.1電子系統(tǒng)的綜合防雷措施應(yīng)按GB/T21714.3中雷電防護(hù)裝置(LPS)防護(hù)和GB/T21714.4中雷擊電磁脈沖(LEMP)防護(hù)的要求實(shí)施。4.2隔離防雷采用隔離器將電子系統(tǒng)中金屬線纜可能傳導(dǎo)的閃電電涌侵入通道隔斷，是對(duì)4.1中防護(hù)措施的一種補(bǔ)充，本文件包括：a)采用雷電臨近預(yù)警應(yīng)用平臺(tái)控制的隔離開(kāi)關(guān)隔斷配電線路；b)采用信號(hào)隔離器隔斷金屬信號(hào)傳輸線路，信號(hào)隔離器應(yīng)符合附錄A的要求。4.3處于雷電高暴露環(huán)境的高山基站、雷達(dá)站、無(wú)線電監(jiān)測(cè)站、微波站、廣播電視差轉(zhuǎn)臺(tái)(站)等電子系統(tǒng)，因環(huán)境條件限制，綜合防雷投入過(guò)大，可重點(diǎn)考慮采取隔離防雷措施。4.4宜綜合考慮電子系統(tǒng)的使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事件的可能性和低壓配電線路、信號(hào)線與控制線的敷設(shè)形式采取隔離防雷措施。4.5雷電臨近預(yù)警信息應(yīng)包括雷電臨近預(yù)警等級(jí)或發(fā)生概率，信息輸出時(shí)應(yīng)同時(shí)采用圖形顏色和文本文字兩種形式。雷電臨近預(yù)警等級(jí)劃分見(jiàn)附錄B。4.6隔離開(kāi)關(guān)按GB/T14048.3—2017中3.2的規(guī)定分為有關(guān)人力操作、無(wú)關(guān)人力操作、半無(wú)關(guān)人力操作三種類型，其性能要求和試驗(yàn)應(yīng)符合GB/T14048.3—2017的要求，浪涌抗擾度試驗(yàn)應(yīng)符合GB/T17626.5的要求。5方法與流程5.1電子系統(tǒng)的隔離防雷應(yīng)根據(jù)所在地的雷電臨近預(yù)警信息，設(shè)定目標(biāo)區(qū)域半徑和啟動(dòng)隔離防雷措施的雷電臨近預(yù)警等級(jí)。5.2目標(biāo)區(qū)域半徑設(shè)定宜綜合考慮雷電臨近預(yù)警信息與電子系統(tǒng)所在地雷電活動(dòng)特征和系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)等因素，當(dāng)難于確定時(shí)宜設(shè)定為5km。5.3采用雷電臨近預(yù)警的電子系統(tǒng)隔離防雷措施，應(yīng)建立滿足以下功能的雷電臨近預(yù)警應(yīng)用平臺(tái)：a)自動(dòng)接收和識(shí)別雷電臨近預(yù)警信息，具備自動(dòng)存檔和可查詢功能；b)通過(guò)有線或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與隔離器連接，支持TCP/IP協(xié)議遠(yuǎn)程控制隔離器；c)自動(dòng)發(fā)送啟動(dòng)隔離或解除隔離的控制指令；d)全流程狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)控；e)電源或通信故障自動(dòng)告警。5.4當(dāng)目標(biāo)區(qū)域的雷電臨近預(yù)警等級(jí)達(dá)到Ⅱ級(jí)及以上時(shí)，應(yīng)發(fā)送啟動(dòng)隔離指令，對(duì)被保護(hù)設(shè)備的低壓3配電線路采取隔離防雷措施；當(dāng)雷電臨近預(yù)警等級(jí)為Ⅲ級(jí)時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)保持不變化的狀態(tài)；當(dāng)雷電臨近預(yù)警等級(jí)降至IV級(jí)時(shí)，應(yīng)發(fā)送解除隔離指令。5.5當(dāng)發(fā)送啟動(dòng)隔離或解除隔離的指令時(shí)：a)應(yīng)向安全管理人員發(fā)送相應(yīng)信息，內(nèi)容包含雷電臨近預(yù)警等級(jí)、隔離開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)、后備電源的電池電量情況等；b)應(yīng)跟蹤指令的發(fā)送是否正確響應(yīng)，若無(wú)響應(yīng)，應(yīng)自動(dòng)重發(fā)指令，重發(fā)超過(guò)2次仍無(wú)響應(yīng)時(shí)，應(yīng)發(fā)送故障告警信息；c)應(yīng)對(duì)隔離器的響應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行跟蹤與反饋。5.6當(dāng)處于隔離狀態(tài)且被保護(hù)設(shè)備的后備電源電池電量不足30%時(shí)，平臺(tái)應(yīng)自動(dòng)發(fā)送解除隔離指令。5.7基于雷電臨近預(yù)警的電子系統(tǒng)隔離防雷流程包含啟動(dòng)隔離、持續(xù)隔離和解除隔離三個(gè)階段，具體流程見(jiàn)圖1。啟動(dòng)隔離前應(yīng)對(duì)隔離設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行自檢，保障隔離設(shè)備狀態(tài)的可靠性。隔離防雷流程結(jié)4隔離設(shè)備狀態(tài)預(yù)警等級(jí)為Ⅱ級(jí)或I級(jí)?是啟動(dòng)隔離隔離指令發(fā)送輸出否狀態(tài)是否正確?是隔離器響應(yīng)成功識(shí)別下一時(shí)刻雷電臨近預(yù)警信息后備電源電池電量小于30%?是是隔離指令發(fā)送輸出否狀態(tài)是否正確?是隔離器響應(yīng)成功解除隔離恢復(fù)至初始狀態(tài)持續(xù)隔離否預(yù)警等級(jí)為IV級(jí)?否否否圖1隔離防雷流程圖6效果評(píng)價(jià)6.1雷電臨近預(yù)警信息虛報(bào)率和漏報(bào)率的評(píng)估，應(yīng)符合GB/T38121—2019中第8章的要求。6.2在雷電臨近預(yù)警應(yīng)用平臺(tái)有效指令條件下，隔離有效率按式(1)計(jì)算：5GB/T41089—2021P——隔離有效率；Ng——隔離成功，設(shè)備未發(fā)生雷擊損壞的隔離次數(shù)(以月或年計(jì));NA——總隔離次數(shù)(以月或年計(jì))。………………6(規(guī)范性)信號(hào)隔離器A.1信號(hào)隔離器是一種集光端機(jī)(含光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī))和光纖構(gòu)成的光電隔離設(shè)備，其功能框圖見(jiàn)金屬傳輸線纜光纖金屬傳輸線纜金屬傳輸線纜光纖光接收機(jī)設(shè)備光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)設(shè)備圖A.1信號(hào)隔離器功能框圖A.2采用光隔離器時(shí)，光端機(jī)的物理接口、阻抗應(yīng)與金屬傳輸線纜匹配，光端機(jī)的工作地和保護(hù)地應(yīng)分A.3信號(hào)隔離器中光端機(jī)應(yīng)符合GB/T13997的要求。7(資料性)雷電臨近預(yù)警等級(jí)B.1根據(jù)雷電發(fā)生的可能性和危險(xiǎn)程度，雷電臨近預(yù)警等級(jí)劃分為四個(gè)級(jí)別，從低到高依次設(shè)為IV級(jí)(低風(fēng)險(xiǎn))、Ⅲ級(jí)(中風(fēng)險(xiǎn))、Ⅱ級(jí)(高風(fēng)險(xiǎn))和I級(jí)(極高風(fēng)險(xiǎn)),對(duì)應(yīng)的圖形顏色分別為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色。B.2當(dāng)雷電臨近預(yù)警等級(jí)按發(fā)生概率劃分時(shí)，由低到高的概率區(qū)間分界點(diǎn)可按25%、50%和75%設(shè)表B.1雷電臨近預(yù)警等級(jí)劃分預(yù)警等級(jí)概率取值區(qū)間圖形顏色I(xiàn)V級(jí)(低風(fēng)險(xiǎn))藍(lán)色Ⅲ級(jí)(中風(fēng)險(xiǎn))黃色Ⅱ級(jí)(高風(fēng)險(xiǎn))橙色I(xiàn)級(jí)(極高風(fēng)險(xiǎn))紅色8[1]GB/T2900.1電工術(shù)語(yǔ)基本術(shù)語(yǔ)[2]GB/T2900.83電工術(shù)語(yǔ)電的和磁的器件[3]GB/T7260.1不間斷電源設(shè)備第1-1部分：操作人員觸及區(qū)使用的UPS的一般規(guī)定和安全要求[4]GB/T14048.1—2012低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分：總則[5]GB/T16935.1低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第1部分：原理、要求和試驗(yàn)[6]GB/T17045—2020電擊防護(hù)裝置和設(shè)備的通用部分[7]GB/T19212.1變壓器、電抗器、電源裝置及其組合的安全