安全用电与建筑防雷教学课件PPT.ppt

第十一章 安全用电与建筑防雷,第一节 安全用电技术,电流对人体的危害： 1）电击：电流通过人体内部，影响呼吸、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏，甚至死亡； 2）电伤：人体外部造成的局部危害，包括电弧烧伤、熔化的金属渗入皮肤等的伤害；,3）电击造成的危害较电伤大，但电伤事故的危害也不可忽视； 4）电击伤害的严重程度与通过人体的电流的大小、电流通过人体的持续时间、电流通过人体的途径、电流的频率以及人体的健康状况等因素有关；,5）常用的5060hz的工频交流电对人体的伤害最为严重，频率偏离工频越远，交流电对人体的伤害越轻。 6）在直流和高频的情况下，人体可耐受更大的电流值，但高压高频电流对人体的危害依然十分危险；,7）人体触电时，流经人体的电流（当接触电压一定时），由人体的电阻值决定； 8）人体的电阻值并非固定不变，会随着接触电压升高而下降，还和皮肤的厚薄、干湿程度、有无损伤、或是否带有导电粉尘等因素有关； 人体电阻主要包括人体内部电阻和皮肤电阻，人体内部电阻是固定不变，皮肤电阻随着皮肤表面的干湿程度与接触电压而变化；,人体电阻,通过人体的工频电流超过50mA时，心脏会停止跳动，发生昏迷，出现电灼伤； 人体体重越小，通电时间越长，使人触电死亡的电流就越小；,用电安全涉及到建筑的供电系统，用电设备以及人身的安全。 采用电气设备接地或接零是保护电气设备的重要手段。,一、接地的概述,1接地的作用 保护人体 当电气设备的绝缘部分损坏而使外壳带电，若人体触及电气绝缘损坏的外壳时，如果设有接地装置、接地电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过，接地电阻小其电流大，而流径人体的电流小，这对人体起到保护作用，接地电阻越小（电流大），对人体越安全,例如：人体电阻大约 接地电阻 人地 故人地使人体避免触电危险。 保证电气设备以及建筑物的安全。,2接地分类,电气设备的接地一般可分为保护性接地和功能性接地。 保护性接地又分为接地和接零两种型式； 保护性接地是用电设备本身有导体直接接地。,保护接零：是三相四线制的将电气设备的外壳与零线（中线性N）用金属线连接，当某一相绝缘损坏使相线碰壳，由于外壳采用零线保护、相线与零线构成回路，使单相短路电流很大，线路上的保护装置会迅速动作。,二、电气设备的接地形式,按国际电工标准低压配电系统的接地形式分为TN、TT、IT系统,二、电气设备的接地形式,TN系统：电力系统有一点直接接地，用电设备的外露可导电部分与电力系统的接地点直接连接 按照中性线与保护线组合情况，可分为三种： TN-S： 中性线N与保护线PE分开， TN-C ： 中性线N与保护线PE是合一的 TN-C-S ：前一部分线路的中性线与保护线是合一的；,二、电气设备的接地形式,在TN系统的接地型式中，所有受电设备的外漏可导电部分必须用保护线（或共用中性线即PEN线）与电力系统的接地点相连，且须将能同时触及的外漏可导电部分接至同一接地装置上； 当采用TN-C-S时，当保护线与中性线从某点（一般为进户线）分开后就不能再合并，且中性线绝缘水平应与相线相同；,.TT系统： 电力系统有一点直接接地，用电设备的外露可导电部分通过保护线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极,在TT系统中，共用同一接地保护装置的所有外漏可导电部分，必须用保护线与这些部分共用的接地极连在一起（或与保护接地母线、总接地端子相连,.IT系统： 电力系统的带电部分与大地间无直接连接或有一点经足够大的阻抗接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线接至地极。 注意：IT系统中没有中性线，因此系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。,在IT系统中的任何带电部分（包括中性线）严禁直接接地； IT系统中的电源系统对地应保持良好的绝缘状态； 在正常情况下，从各项测得的对地短路电流值均不得超过70mA（交流有效值）； 所有设备的外漏可导电部分均应通过保护线与接地线连接；,选择系统的原则,同一配电系统尽可能采用一种型式接地保护。 由同一台发电机、配电变压器或同一段母线供电的低压电力网，不宜同时采用两种接地型式；,选择系统的原则,在同一低压配电系统中，当全部采用TN系统确有困难时，可部分采用TT系统接地型式； 采用TT系统供电部分均应装设自动切除接地故障的装置（如漏电电流动作保护装置）或经由隔离变压器供电；,等电位联结,GB50057-94对等电位连接定义 ： 将分开的装置、诸导电物体等用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。,等电位联结：将建筑物中各电气装置和其它装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体同导体连接起来以达到减少电位差称为等电位联结。 等电位联结：总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结。,等电位联结,等电位联结,总等电位联结（MEB）： 总等电位联结作用于全建筑物，它在一定程度上可降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。,总等电位联结（MEB）：,应通过进线配电箱近旁的接地母排（总等电位联结端子板）将下列可导电部分互相连通： 进线配电箱的PE（PEN）母排； 公用设施的金属管道，如上、下水、热力、燃气等管道； 建筑物金属结构； 如果设置有人工接地，也包括其接地极引线。,住宅楼做总等电位联结后，可防止TN系统电源线路中的PE和PEN线传导引入故障电压导致电击事故，同时可减少电位差、电弧、电火花发生的机率，避免接地故障引起的电气火灾事故和人身电击事故； 同时也是防雷安全所必需。,总等电位联结（MEB）：,因此，在建筑物的每一电源进线处，一般设有总等电位联结端子板，由总等电位联结端子板与进入建筑物的金属管道和金属结构构件进行连接。,总等电位联结（MEB）：,等电位联结,（2）辅助等电位联结（SEB）： 在导电部分间，用导线直接连通，使其电位相等或相近； （3）局部等电位联结（LEB）：在一局部场所范围内将各可导电部分连通；可通过局部等电位联结端子板将下列部分互相连通：,等电位联结,局部等电位联结（LEB）场所： PE母线或PE干线； 公用设施的金属管道； 建筑物金属结构；,局部等电位联结（LEB）,浴室被国际电工标准列为电击危险大的特殊场所 造成人身伤害，因人在淋浴时遍体湿透，人体阻抗大大下降，沿金属管道传导来的较小电压即可引起电击伤亡事故，因此在卫生间作局部等电位联结可使卫生间处于同一电位，防止出现危险的接触电压，有效的保证了人身安全。,等电位联结,等电位联结安装完毕后进行导通性测试，测试用电源可采用空载电压为424V的直流或交流电源,测试电流不应小于0.2A； 当测得等电位联结端子板与等电位联结范围内的金属管道等金属体末端之间的电阻不超过3时，可认为等电位联结是有效的。 如发现导通不良的管道连接处，应作跨接线，在投入使用后应定期作导通性测试,注意卫生间如果原来没有PE线，卫生间的局部等电位联结不得与卫生间外的PE线相连，因PE线有可能因别处的故障而带电位，反而能引入别处的电位； 如果卫生间内有PE线，则卫生间内的局部等电位联结必须与该PE线相连。,局部等电位联结（LEB）,因现在住宅卫生间内几乎没有金属给、排水管、金属浴盆等金属构件，广州地区也无采暖管，所以仅在等电位联结端子板内预留备用端子，以供住宅装修时选择金属卫浴设备时做等电位联结。,局部等电位联结（LEB）,接法：卫生间备用插座、电热水器插座、煤气热水器插座和洁身器插座的PE线、镜前灯的PE线、浴缸的预留接线盒和与本层建筑物钢筋网相连的地面或墙上预埋件等分别与局部等电位联结端子板（LEB）相连。,局部等电位联结（LEB）,SEB与LEB的联系和区别,在建筑物做了总等位联结之后，在伸臂范围内的某些外漏可导电部分与装置外可导电部分之间，再用导线附加连接，以使其间的电位相等或更相近，即为辅助等电位联结； 局部等电位连接可看作在一局部场所范围内多个辅助等电位联结；,三、电子设备的接地,1消防控制室的接地，消防控制室内有火灾报警等许多电子设备都应进行工作接地，其电阻R4欧，联合接地R1欧，接地干线采用铜芯绝缘导线S25mm2 由消防控制室接地板引至各消防电子设备的接地线，应采用铜芯绝缘导线，其线芯S4mm2,2共用电视天线系统接地 电视天线系统由前端设备（如接收天线等）、信号源设备、传输分配系统组成。 接受天线架设较高、易受雷击、竖杆上装避雷针，当安装独立的避雷针时、避雷针与天线之间的最小水平距离3m，接受天线与独立天线与避雷针均应有可靠的接地，其接地装置应与建筑物的防雷接地系统共地连接。,四、特殊建筑物的接地,主要建筑高度较高又孤立的如烟囱、水塔，由于高于周围建筑物很多，必须要有防雷接地； 接地冲击电阻R30。 引下线：当采用圆钢时d大于12mm，扁钢时S大于100mm2，厚度不应小于4mm；,四、特殊建筑物的接地,当烟囱低于40m设一根引下线，高于40m设两根或两组接地极； 可利用铁爬梯作为引下线；当为钢筋混凝土烟囱时，应把两根以上主筋与铁爬梯焊接作为引下线；,四、特殊建筑物的接地,避雷针数量选择表,四、特殊建筑物的接地,2.水塔的防雷接地 水塔的防雷接地应满足如下条件： 接地冲击电阻小于30； 接闪器可利用水塔周围的铁栏栅或做一圈避雷带，保护水塔边缘，水塔中心高出部分只装一支1.5m长的避雷针； 可利用铁爬梯作为引下线；,第二节 建筑防雷,一、雷电的基本知识与作用形式 1雷电的产生、大气中存在大量带电的雷云，雷云之间，雷云与大地之间的放电现象，称为雷电。 放电时产生强烈的光和热，闪电是光很快传给人眼，雷声是巨大热量使空气在极短时间内急剧膨胀而产生的爆炸声。 雷电的特点放电时间短、放电电流大、电压高，故引起破坏力强。,2雷电的破坏作用 机械破坏: 强大雷电流通过物体时产生巨大的电动力和巨大的热量，会使物体内水分急剧蒸发而产生的内压力 热力破坏： 巨大的热量使物体燃烧、金属材料熔化,绝缘击穿： 极高的电压，使供配电系统的绝缘材料被击穿、造成相短路，这是最危险的一种雷电破坏形式，造成大范围的停电。 无线的干扰破坏： 由于雷电波中夹杂大量高频杂波，对通讯、广播、电视等的正常工作有强烈的干扰,为了防止和减少雷电对建筑物及内部电气电子设备的破坏对人身的伤害，建筑物必须设有防雷措施。,二、建筑防雷设计标准,1建筑物的防雷分类 第一类防雷建筑物 第二类防雷建筑物 第三类防雷建筑物 2.电子信息系统雷电防护等级划分,二、防雷技术措施与防雷设计,1影响建筑物雷击的因素（影响落雷的因素） 建筑物所在地区的地质条件，如土质R小，电流大，易落雷 建筑物所处的地位，如建筑群中的高耸建筑，空旷中的孤立建筑，易受雷击 建筑物及其附件的构造，如梁、柱内的钢筋，金属屋顶、水箱、天线、旗杆等容易接受雷电。,二、防雷技术措施与防雷设计,防雷设计要全面考虑地质、气象、环境等条件及雷电活动规律，被保护建筑物的特点。 任何一种防雷措施均需作到可靠接地，其保证规定的每一根引下线的冲击接地电阻应满足相应的设计规范要求；,二、防雷技术措施与防雷设计,防直接雷主要采用接闪器系统； 防感应雷主要采用将所有设备的金属外壳可靠接地，以消除感应或电磁火花； 防雷电波侵入多用避雷器；,二、防雷技术措施与防雷设计,接闪器系统时建筑物防雷系统最常用的一种系统； 有三个基本组成部分：接闪器、引下线、接地体,接闪器： 设在建筑物顶部人为设计最突出的金属导体，在天空雷云的感应下，在接闪器处形成电场最强，与雷云间形成导电通路，通过接闪器、引下线、接地体疏导至大地中，以保护建筑物及人身安全。 分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网,二、防雷技术措施与防雷设计,（1）避雷针：最简单 设于屋顶有高耸或孤立部分； 砖木结构的房屋，可把避雷针立于房屋顶部或屋脊上； 避雷针的针顶形状一般采用尖形； 常用形式：镀锌圆钢 、焊接钢管,避雷针的直径： 当针长1m以下，圆钢d=12mm，钢管d=20mm；当针长12m，圆钢d=16mm，钢管d=25mm； 对设于烟囱顶上的避雷针若为圆钢d=20mm，钢管d=40mm,避雷针的保护范围，应采用滚球法通过计算确定： 滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（被利用作为接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分即得到接闪器的保护；,滚球法hr对第一类防雷建筑物为30m； 对第二类防雷建筑物为45m； 对第三类防雷建筑物为60m；,1根避雷针的保护范围： 当避雷针的高度hhr时： 距地面hr处作一条平行于地面的平行线； 以避雷针的针尖为圆心，hr为半径画弧，交水平线于A、B两点； 分别以A、B两点为圆心，hr为半径，从针尖向地面画弧。,则图中曲线就是避雷针保护范围的边界，保护范围是一个对称的锥体。 避雷针在hx高度的XX平面上和地面上的保护半径，可按下列公式计算确定：,避雷针保护范围,当避雷针的高度hhr时： 在避雷针上取高度为hr的一点代替单根避雷针针尖作圆心，其余做法同上。,避雷针保护范围,滚球法确定双支等高避雷针的保护范围： 在避雷针高度hhr时，当两支避雷针的距离 时，应按单支避雷针的方法确定； 当 时，可按如下方法确定：,两根等高避雷针的保护范围,1）在AEBC外侧的保护范围，按单根避雷针的方法确定。 2）在地面每侧的最小保护宽度b0为,两根等高避雷针的保护范围,在AOB轴线上，距中心线任一距离x处，其保护范围边缘上的保护高度hx可求得： 该保护范围上边线是以中心线距地面hr的一点O为圆心，以 为半径所作的圆弧AB；,两针间AEBC内的保护范围，ACO部分的保护范围按以下方法确定：在任一保护高度hx和C点所处的垂直平面上，以hx作为假想避雷针，按单支避雷针的方法逐点确定； 确定BCO、AEO、BEO部分的保护范围的方法与ACO部分的相同；,两根等高避雷针的保护范围,确定XX平面上的保护范围截面方法：以单支避雷针的保护半径rx为半径，以A、B为圆心作弧线与四边形AEBC相交； 以单支避雷针的（r0-rx）为半径，以E、C为圆心作弧线与上述弧线相接；,两根等高避雷针的保护范围,避雷针在安装时其下部固定部分一般应为针长的1/3，若插入水泥墙内时可为针长的1/41/5,两根等高避雷针的保护范围,避雷针设置原则,(1)独立避雷针与被保护物之间应有不小于5m距离，以免雷击避雷针时出现反击。独立避雷针宜设独立的接地装置，与接地网间地中距离不小于3m。 (2)35kV及以下高压配电装置构架及房顶上不宜装设避雷针。装在构架上的避雷针应与接地网相连，并装设集中接地装置。,避雷针设置原则,(3)变压器的门型构架上不应安装避雷针。 (4)避雷针及接地装置距道路及出口距离应大于3m，否则应铺碎石或沥青面58cm厚，以保人身不受跨步电压危害。,避雷针设置原则,(5)严禁将架空照明线、电话线、广播线、天线等装在避雷针或构架上。 (6)如在独立避雷针或构架上装设照明灯，其电源线必须使用铅皮电缆或穿入钢管，并直接埋入地中长度10m以上。,避雷带和避雷网,避雷带是指沿屋脊、山墙、通风管道以及平屋顶的边沿等最可能受雷击的地方敷设的导线。 当屋顶面积很大时，采用避雷网。 它是为了保护建筑的表层不被击坏，避雷网和避雷带宜采用镀锌圆钢或扁钢，应优先选用圆钢，其直径不应小于8mm，扁钢宽度不应小于12mm，厚度不应小于4mm。,2.引下线： 将接闪器承受的雷电流顺利接到接地装置，一般采用圆钢或扁钢。 有明装、暗装两种形式,明装引下线：采用在d8mm的圆钢或截面积不小于48mm2 且厚度不小于4mm的扁钢制作； 在易受腐蚀的部位，截面可适当加大； 每幢建筑物至少应有两根引下线，最好采用对称布置，引下线应沿建筑物外墙敷设； 采用多根引下线时，应在各引下线上距离地面0.31.8m之间设置断接卡子；,从地下0.3m到地上1.7m的一段引下线应采取保护措施，以防止机械损坏； 引下线的敷设应尽量短而直； 若弯曲时，弯角应大于90，敷设时保持一定得松紧度； 可利用建筑物的金属构件，如消防梯、铁爬梯等作为引下线，但应将各部分连成可靠的电气通路；,暗装引下线时可利用钢筋混凝土柱中直径不小于10mm的主筋作为引下线； 作为引下线的主筋应从上到下焊接成一个电气通路； 暗装引下线的截面一般应比明装时加大一级；,3.接地体：将雷电流迅速疏散到大地去的导体，常采用镀锌钢材 自然接地体：利用自然接地地下已有其他功能的金属如直埋金属管、钢筋混凝土电杆等。 利用自然接地体无须另增设备，造价较低；,基础接地体：当混凝土采用以硅酸盐为基料的水泥（如矿渣水泥、波特水泥），且基础周围的土壤含水量不低于4%时，应尽量利用基础中的钢筋作为接地装置，以降低造价； 引下线应与基础内钢筋焊在一起；,人工接地体：当采用自然接地体和基础接地体不能满足防雷设计要求时，应采用人工接地体； 有垂直接地体和水平接地体两类；,人工接地体,埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢； 埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。 圆钢直径不应小于10mm；扁钢截面不应小于100 mm2，其厚度不应小于4mm；角钢厚度不应小于4mm；钢管壁厚不应小于3.5mm。,人工接地体,人工垂直接地体的长度宜为2.5m。 人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m，当受地方限制时可适当减小。 人工接地体在土壤中的埋深一般不小于0.5m；,人工接地体,接地体一般采用镀锌钢材； 在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。 埋在土壤中的接地装置的连接应采用焊接，各焊点应作防腐处理； 接地线应与水平接地体的截面相同。,（三）建筑物电子信