IEC 62305-1:2006

Protection against lightning - Part 1: General principles

Provides the general principles to be followed in the protection against lightning of - structures including their installations and contents as well as persons, - services connected to a structure. The following cases are outside the scope of this standard: - railway systems; - vehicles, ships, aircraft, offshore installations; - underground high pressure pipelines; - pipe, power and telecommunication lines not connected to a structure.

Protection contre la foudre - Partie 1: Principes généraux

Donne des principes généraux à suivre pour la protection contre la foudre - des structures, y compris leurs installations, leur contenu et les personnes; - des services liés à une structure. Les cas suivants sont hors du domaine d'application de la présente norme: - chemins de fer; - véhicules, navires, avions, installations en mer; - canalisations enterrées à haute pression; - canalisations, lignes de puissance et de communication non reliées à la structure.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 16-Jan-2006
• ICS: 29.020 - Electrical engineering in general
• ICS: 91.120.40 - Lightning protection
• Technical Committee: TC 81 - Lightning protection
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Completion Date: 09-Dec-2010

Relations

• Replaces: IEC 61024-1-1:1993 - Protection of structures against lightning - Part 1: General principles - Section 1: Guide A: Selection of protection levels for lightning protection systems
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revised: IEC 62305-1:2010 - Protection against lightning - Part 1: General principles
• Effective Date: 05-Sep-2023

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INTERNATIONAL IEC
STANDARD 62305-1
First edition
2006-01
Protection against lightning –
Part 1:
General principles
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First edition
2006-01
Protection against lightning –
Part 1:
General principles
 IEC 2006 Copyright - all rights reserved
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62305-1  IEC:2006 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.9

INTRODUCTION.13

1 Scope.15

2 Normative references.15

3 Terms and definitions .15

4 Lightning current parameters .27

5 Damage due to lightning .27
5.1 Damage to a structure .27
5.2 Damage to a service.33
5.3 Types of loss .35
6 Need and economic convenience for lightning protection.39
6.1 Need for lightning protection .39
6.2 Economic convenience of lightning protection .41
7 Protection measures .41
7.1 Protection measures to reduce injury of living beings due to touch and step
voltages.41
7.2 Protection measures to reduce physical damage.41
7.3 Protection measures to reduce failure of electrical and electronic systems .43
7.4 Protection measures selection .43
8 Basic criteria for protection of structures and services.43
8.1 Lightning protection levels (LPL) .45
8.2 Lightning protection zones (LPZ).53
8.3 Protection of structures.55
8.4 Protection of services .57

Annex A (informative) Parameters of lightning current .59
Annex B (informative) Time functions of the lightning current for analysis purposes .75
Annex C (informative) Simulation of the lightning current for test purposes .87
Annex D (informative) Test parameters simulating the effects of lightning on LPS
components .95

Annex E (informative) Surges due to lightning at different installation points . 125

Bibliography . 135

62305-1  IEC:2006 – 5 –
Figure 1 – Types of loss and corresponding risks resulting from different types of

damage.39

Figure 2 – LPZ defined by an LPS (IEC 62305-3).49

Figure 3 – LPZ defined by protection measures against LEMP (IEC 62305-4) .51

Figure A.1 – Definitions of short stroke parameters (typically T <2 ms).59
Figure A.2 – Definitions of long stroke parameters (typically 2 ms long
Figure A.3 – Possible components of downward flashes (typical in flat territory and to

lower structures) .61

Figure A.4 – Possible components of upward flashes (typical to exposed and/or higher
structures) .63
Figure A.5 – Cumulative frequency distribution of lightning current parameters (lines
through 95 % and 5 % value).69
Figure B.1 – Waveshape of the current rise of the first short stroke .77
Figure B.2 – Waveshape of the current tail of the first short stroke .79
Figure B.3 – Waveshape of the current rise of the subsequent short strokes.81
Figure B.4 – Waveshape of the current tail of the subsequent short strokes.83
Figure B.5 – Amplitude density of the lightning current according to LPL I .85
Figure C.1 – Example test generator for the simulation of the specific energy of the first
short stroke and the charge of the long stroke .89
Figure C.2 – Definition for the current steepness in accordance with Table C.3.91
Figure C.3 – Example test generator for the simulation of the front steepness of the
first short stroke for large test items .93
Figure C.4 – Example test generator for the simulation of the front steepness of the
subsequent short strokes for large test items.93
Figure D.1 – General arrangement of two conductors for the calculation of
electrodynamic force .109
Figure D.2 – Typical conductor arrangement in an LPS. 109
Figure D.3 – Diagram of the stresses for the configuration of Figure D.2. 111
Figure D.4 – Force per unit length along the horizontal conductor of Figure D.2 . 111

Table 1 – Effects of lightning on typical structures .29
Table 2 – Effects of lightning on typical services.33
Table 3 – Damages and loss in a structure according to different points of strike of

lightning .37
Table 4 – Damages and loss in a service according to different points of strike of
lightning .37
Table 5 – Maximum values of lightning parameters according to LPL.47
Table 6 – Minimum values of lightning parameters and related rolling sphere radius
corresponding to LPL .53
Table 7 – Probabilities for the limits of the lightning current parameters .53
Table A.1 – Tabulated values of lightning current parameters taken from CIGRE
[3], [4]
(Electra No. 41 or No. 69*) .65
Table A.2 – Logarithmic normal distribution of lightning current parameters –
µ
Mean and dispersion σ calculated from 95 % and 5 % values from CIGRE (Electra
log
[3], [4]
No. 41 or No. 69) .67

62305-1  IEC:2006 – 7 –
Table B.1 – Parameters for Equation B.1.75

Table C.1 – Test parameters of the first short stroke .89

Table C.2 – Test parameters of the long stroke .89

Table C.3 – Test parameters of the short strokes .91

Table D.1 – Summary of the lightning threat parameters to be considered in the

calculation of the test values for the different LPS components and for the different LPL.97

Table D.2 – Physical characteristics of typical materials used in LPS components . 103

Table D.3 – Temperature rise for conductors of different sections as a function of W/R . 103

Table E.1 – Conventional earthing impedance values Z and Z according to the
resistivity of the soil. 127
Table E.2 – Expected surge overcurrents due to lightning flashes . 129

62305-1  IEC:2006 – 9 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
PROTECTION AGAINST LIGHTNING –

Part 1: General principles
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by
agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible fo
...

NORME CEI
INTERNATIONALE 62305-1
Première édition
2006-01
Protection contre la foudre –
Partie 1:
Principes généraux
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Les numéros de page manquants sont ceux des pages
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CEI 62305-1:2006(F)
Numérotation des publications
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de

60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1.

Editions consolidées
Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les

amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2

indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant

l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2

Informations supplémentaires sur les publications de la CEI

Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI
afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à cette
publication, y compris sa validité, sont disponibles dans le Catalogue des
publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, amende-
ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
travaux entrepris par le comité d’études qui a élaboré cette publication, ainsi que la
liste des publications parues, sont également disponibles par l’intermédiaire de:
• Site web de la CEI (www.iec.ch)

• Catalogue des publications de la CEI
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de faire des recherches en utilisant de nombreux critères, comprenant des
recherches textuelles, par comité d’études ou date de publication. Des informations
en ligne sont également disponibles sur les nouvelles publications, les publications
remplacées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.

• IEC Just Published
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• Service clients
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INTERNATIONALE 62305-1
Première édition
2006-01
Protection contre la foudre –
Partie 1:
Principes généraux
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procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
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– 2 – 62305-1  CEI:2006
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.8

INTRODUCTION.12

1 Domaine d’application .14

2 Références normatives.14

3 Termes et définitions .14

4 Paramètres du courant de foudre .26
5 Dommages dus à la foudre.26
5.1 Dommages sur la structure.26
5.2 Dommages pour les services.32
5.3 Types de pertes .34
6 Nécessité et besoin économique d’une protection contre la foudre .38
6.1 Nécessité d’une protection contre la foudre.38
6.2 Besoin économique d’une protection contre la foudre.40
7 Mesures de protection .40
7.1 Mesures de protection pour réduire les blessures des personnes dues aux
tensions de contact et de pas .40
7.2 Mesures de protection pour réduire les dommages physiques .40
7.3 Mesures de protection pour réduire les défaillances des réseaux de
puissance et de communication.42
7.4 Choix des mesures de protection .42
8 Critère de base pour la protection des structures et des services .42
8.1 Niveaux de protection contre la foudre (NPF) .44
8.2 Zones de protection contre la foudre (ZPF) .52
8.3 Protection des structures.54
8.4 Protection des services .56

Annexe A (informative) Paramètres du courant de foudre .58
Annexe B (informative) Fonctions temporelles du courant de foudre à des fins d’analyse .74
Annexe C (informative) Simulation du courant de foudre aux fins d'essais .86

Annexe D (informative) Paramètres d’essais simulant les effets de la foudre sur les
composants des systèmes de protection contre la foudre (SPF) .94
Annexe E (informative) Chocs dus à la foudre en divers points de l’installation.124

Bibliographie.134

– 4 – 62305-1  CEI:2006
Figure 1 – Types de pertes et risques correspondants dus à différents types de dommages.38

Figure 2 – Zones de protection contre la foudre (ZPF) définies par un SPF (CEI 62305-3).48

Figure 3 – ZPF définies par les mesures de protection contre l’IEMF (CEI 62305-4) .50

Figure A.1 − Définitions des paramètres d’un choc court (typiquement T <2 ms ) .58
Figure A.2 – Définitions des paramètres d’un choc long (typiquement 2 ms
long
Figure A.3 – Composantes possibles d’éclairs descendants (typiques en plaine et sur des

structures peu élevées).60

Figure A.4 – Composantes possibles d’éclairs ascendants (typiques sur des structures

exposées et/ou élevées) .62
Figure A.5 − Fréquence de distribution cumulative des paramètres du courant de foudre
(valeurs de 95 % à 5 %).68
Figure B.1 – Forme d’onde du courant de montée du premier coup court.76
Figure B.2 – Forme d’onde du courant de queue du premier coup court.78
Figure B.3 – Forme d’onde du courant de montée des coups consécutifs .80
Figure B.4 – Forme d’onde du courant de queue des coups consécutifs .82
Figure B.5 – Densité du courant de foudre pour le niveau de protection I.84
Figure C.1 – Exemple de générateur d’essai pour la simulation de l’énergie spécifique du
premier coup de foudre de courte durée et pour la charge du coup de foudre de longue
durée .88
Figure C.2 – Définition de la raideur du courant conformément au Tableau C.3 .90
Figure C.3 – Exemple de générateur d’essai pour la simulation de la raideur du front
du premier coup de foudre court pour des appareils d’essais importants.92
Figure C.4 – Exemple de générateur d’essai pour la simulation de la raideur du front
des coups de foudre consécutifs courts pour des matériels importants .92
Figure D.1 – Disposition générale de deux conducteurs pour le calcul des forces
électrodynamiques.108
Figure D.2 – Disposition typique des conducteurs d'une installation de protection
contre la foudre .108
Figure D.3 – Diagramme des contraintes pour la configuration de la Figure D.2.110
Figure D.4 – Force par unité de longueur le long du conducteur horizontal de la Figure D.2 . 110

Tableau 1 – Effets de la foudre sur des structures habituelles .28

Tableau 2 – Effets de la foudre sur des services typiques.32
Tableau 3 – Dommages et pertes en divers points d’impact de la foudre .36
Tableau 4 – Dommages et pertes dans un service selon les points d’impact de la foudre .36
Tableau 5 – Valeurs maximales des paramètres de foudre correspondant aux niveaux
de protection contre la foudre .46
Tableau 6 – Valeurs minimales des paramètres de foudre et rayon de sphère fictive
associé correspondant aux niveaux de protection .52
Tableau 7 – Probabilités des limites des paramètres du courant de foudre .52
o
Tableau A.1 − Valeurs des paramètres du courant de foudre de la CIGRE (Electra N
o [3], [4]
41 ou N 69*) .64
Tableau A.2 − Distribution logarithmique normale des paramètres de courant de
foudre – Valeurs moyennes µ et de dispersion σ calculées pour 95 % et 5 % à
log
o o [3], [4]
partir de CIGRE (Electra N 41 ou N 69) .66

– 6 – 62305-1  CEI:2006
Tableau B.1 – Paramètres pour l’Equation B.1.74

Tableau C.1 – Paramètres du premier coup de foudre de courte durée .88

Tableau C.2 – Paramètres d’essais d’un coup de foudre de longue durée.88

Tableau C.3 – Paramètres d’essai de coups de foudre de courte durée .90

Tableau D.1 – Synthèse des paramètres de foudre à considérer pour le calcul des

valeurs d’essais pour divers composants des SPF et pour divers niveaux de protection .96

Tableau D.2 – Caractéristiques physiques de matériaux typiques utilisés dans les
composants des SPF .102

Tableau D.3 – Elévation de température de conducteurs de diverses sections en

fonction de W/R .102
Tableau E.1 – Valeurs conventionnelles de résistance de terre Z et Z suivant la
résistivité du sol.126
Tableau E.2 – Surintensités de foudre susceptibles d’apparaître lors des impacts de
foudre .128

– 8 – 62305-1  CEI:2006
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

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PROTECTION CONTRE LA FOUDRE –
Partie 1: Principes généraux
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Le
...

IEC 62305-1
Edition 1.0 2006-01
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Protection against lightning –
Part 1: General principles
Protection contre la foudre –
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ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie
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62305-1  IEC:2006 – 3 – – 2 – 62305-1 © IEC:2006

CONTENTS
FOREWORD.5

INTRODUCTION.7

1 Scope.8

2 Normative references.8

3 Terms and definitions .8

4 Lightning current parameters .14

5 Damage due to lightning .14
5.1 Damage to a structure .14
5.2 Damage to a service.17
5.3 Types of loss .18
6 Need and economic convenience for lightning protection.20
6.1 Need for lightning protection .20
6.2 Economic convenience of lightning protection .21
7 Protection measures .21
7.1 Protection measures to reduce injury of living beings due to touch and step
voltages.21
7.2 Protection measures to reduce physical damage.21
7.3 Protection measures to reduce failure of electrical and electronic systems .22
7.4 Protection measures selection .22
8 Basic criteria for protection of structures and services.22
8.1 Lightning protection levels (LPL) .23
8.2 Lightning protection zones (LPZ).27
8.3 Protection of structures.28
8.4 Protection of services .29

Annex A (informative) Parameters of lightning current .30
Annex B (informative) Time functions of the lightning current for analysis purposes .38
Annex C (informative) Simulation of the lightning current for test purposes .44
Annex D (informative) Test parameters simulating the effects of lightning on LPS
components .48

Annex E (informative) Surges due to lightning at different installation points .63

Bibliography .68

62305-1 © IEC:200662305-1  IEC:2006 – 5 – – 3 –

Figure 1 – Types of loss and corresponding risks resulting from different types of

damage.20

Figure 2 – LPZ defined by an LPS (IEC 62305-3).25

Figure 3 – LPZ defined by protection measures against LEMP (IEC 62305-4) .26

Figure A.1 – Definitions of short stroke parameters (typically T <2 ms).30
Figure A.2 – Definitions of long stroke parameters (typically 2 ms long
Figure A.3 – Possible components of downward flashes (typical in flat territory and to

lower structures) .31

Figure A.4 – Possible components of upward flashes (typical to exposed and/or higher
structures) .32
Figure A.5 – Cumulative frequency distribution of lightning current parameters (lines
through 95 % and 5 % value).35
Figure B.1 – Waveshape of the current rise of the first short stroke .39
Figure B.2 – Waveshape of the current tail of the first short stroke .40
Figure B.3 – Waveshape of the current rise of the subsequent short strokes.41
Figure B.4 – Waveshape of the current tail of the subsequent short strokes.42
Figure B.5 – Amplitude density of the lightning current according to LPL I .43
Figure C.1 – Example test generator for the simulation of the specific energy of the first
short stroke and the charge of the long stroke .45
Figure C.2 – Definition for the current steepness in accordance with Table C.3.46
Figure C.3 – Example test generator for the simulation of the front steepness of the
first short stroke for large test items .47
Figure C.4 – Example test generator for the simulation of the front steepness of the
subsequent short strokes for large test items.47
Figure D.1 – General arrangement of two conductors for the calculation of
electrodynamic force .55
Figure D.2 – Typical conductor arrangement in an LPS.55
Figure D.3 – Diagram of the stresses for the configuration of Figure D.2.56
Figure D.4 – Force per unit length along the horizontal conductor of Figure D.2 .56

Table 1 – Effects of lightning on typical structures .15
Table 2 – Effects of lightning on typical services.17
Table 3 – Damages and loss in a structure according to different points of strike of

lightning .19
Table 4 – Damages and loss in a service according to different points of strike of
lightning .19
Table 5 – Maximum values of lightning parameters according to LPL.24
Table 6 – Minimum values of lightning parameters and related rolling sphere radius
corresponding to LPL .27
Table 7 – Probabilities for the limits of the lightning current parameters .27
Table A.1 – Tabulated values of lightning current parameters taken from CIGRE
[3], [4]
(Electra No. 41 or No. 69*) .33
Table A.2 – Logarithmic normal distribution of lightning current parameters –
µ
Mean and dispersion σ calculated from 95 % and 5 % values from CIGRE (Electra
log
[3], [4]
No. 41 or No. 69) .34

62305-1  IEC:2006 – 7 – – 4 – 62305-1 © IEC:2006

Table B.1 – Parameters for Equation B.1.38

Table C.1 – Test parameters of the first short stroke .45

Table C.2 – Test parameters of the long stroke .45

Table C.3 – Test parameters of the short strokes .46

Table D.1 – Summary of the lightning threat parameters to be considered in the

calculation of the test values for the different LPS components and for the different LPL.49

Table D.2 – Physical characteristics of typical materials used in LPS components .52

Table D.3 – Temperature rise for conductors of different sections as a function of W/R .52

Table E.1 – Conventional earthing impedan
...