第十一章 安全用电和建筑防雷.ppt

建筑设备 第十一章安全用电和建筑防雷 建筑设备 本章首先介绍安全用电基本知识 讲述有关雷电的基本概念 讲述建筑物的防雷等级和建筑物易受雷击的部位 介绍建筑物防雷装置的组成和安装施工有关知识 讲述建筑物防雷接地工程图的阅读程序和阅读方法 内容提要 建筑设备 一 触电对人体的伤害形式1 电击 电流流过人体时反映在人体内部造成器官的伤害 而在人体外表不一定留下电流痕迹 电伤 电流流过人体时使人的皮肤受到灼伤 烤伤和皮肤金属化的伤害 严重的可致人死亡 2 电击的形式 1 单相触电 1 安全用电 建筑设备 1 安全用电 2 两相触电 建筑设备 1 安全用电 3 跨步电压触电 建筑设备 1 安全用电 二 影响触电严重程度的因素1 人体电阻在一般情况下 人体电阻可按1000 2000欧姆计算人体电阻因人而异 手有毛茧 皮肤潮湿 多汗 有损伤 带有导电粉尘的电阻较小 危险性较大 2 电流大小 感觉电流 引起人的感觉的最小电流 1 1mA 0 7mA 摆脱电流 人触电后能自动摆脱电源的最大电流 16mA 10 5mA 致命电流 在短时间内能危机生命的最小电流 50mA 建筑设备 1 安全用电 3 触电时间触电时间越长 情绪紧张 发热出汗 人体电阻减小 危险大 若可迅速脱离电源则危险小 4 电流频率人体被伤害程度与电流频率及通电时间的关系50 60HZ最危险 大于或小于 其危险性降低通电时间越长 危险性越大 建筑设备 1 安全用电 5 电流途径 最危险 经过心脏 手 手 手 脚 危险较小 不经过心脏 脚 脚 6 环境影响低矮潮湿 仰卧操作 特别是在金属容器中工作 不易脱离现场的情况下触电危险大 安全电压取12V 其它条件较好的场所 可取24V或36V 潮湿环境的安全电压为24V 7 触电部位的压力压力越大 接触电阻就越小 危险性就越大 8 人体健康情况及精神状态身心健康 情绪乐观的人电阻大 较安全 情绪悲观 疲劳过度的人电阻小 较危险 建筑设备 1 安全用电 四 安全电流和安全电压1 安全电流是人体触电后最大的摆脱电流 我国规定30mA 50HZ 为安全电流 要求触电时间不超过1秒 2 安全电压是不致使人直接致死或致残的电压 安全电压与人体电阻有关 从触电安全角度考虑 人体电阻一般取1700欧姆 由于安全电流为30mA 所以人体允许持续接触的安全电压为约50V 所以规定50V为正常环境下允许持续接触的安全特低电压 我国规定的安全电压标准等级有42 36 24 12 6V 建筑设备 1 安全用电 五 保护接地将用电设备与带电体相绝缘的金属外壳跟接地极作金属联接 1 不接地时用电有危险 若绝缘良好 外壳不带电 人触及外壳无危险 若绝缘破坏 外壳带电 此时人若触及外壳 则通过另外两相对地的漏电阻形成回路 造成触电事故 2 保护接地时用电安全 人若触及带电的外壳 人体电阻和接地电阻相互并联 再通过另外两相对地的漏电阻形成回路 因为人体电阻比接地电阻大得多 故流过人体的电流小得多 通常小于安全电流0 01A 保证了安全用电 建筑设备 1 安全用电 几个常用概念 地 电位等于0的地方 接地电压 接地点与 地 之间的电压 零点 将中性点引地称零点 中性点 三相绕线组的联结点 Y联结 几种线 零线N 中性线 由中性点引出的导线 提供电位差 保证电流通路 保护线PE 公共线 将外露可导电部分接到中性点上去的线 保护中性线PEN NPE 工作零线 二者兼有 TN C系统有 建筑设备 1 安全用电 低压配电系统保护接地的形式 1 TN系统 2 TT系统 3 IT系统 建筑设备 1 安全用电 TN S中 N线与PE线分开 所有设备的外露部分均与公共PE线相连 特点不会对PE线上的其他设备电磁干扰 导线消耗多 在我国应用最普遍 民用建筑中 都采用 TN 接地系统 T 表示电源 变压器 中性点直接接地 N 表示设备外壳与电源系统接地点或与该点引出的导体相连接 依据设备外壳如何与电源接地点引出线连接 可分为多种TN接地系统 建筑设备 1 安全用电 TN C S中 前边为TN C系统 后边为TN S系统 并兼有两种系统的特点 用于配电系统末端环境条件较差或有数据处理等设备的场所 TN C中 N线与PE线合为一根PEN线 所有设备的外露可导电部分均与PEN线连接 PEN线上在某种情况下有电流通过 建筑设备 1 安全用电 TT IT 建筑设备 1 安全用电 重复接地在三相四线制供电系统中 将零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接的措施称为重复接地 建筑设备 1 安全用电 等电位连接等电位联结就是将建筑物内部和建筑物本身的所有的大金属构件全部用母排或导线进行电气连接 使整个建筑物的正常非带电导体处于电气连通状态 建筑设备 1 安全用电 作用于全建筑物 在每一电源进线处 利用联结干线将保护线 接地线的总接线端子与建筑物内电气装置外的可导电部分 如 进出建筑物的金属管道 建筑物的金属结构构件等 连接成一体 指在局部范围内设置的等电位联结 一般在TN系统中 当配电线路阻抗过大 保护动作时间超过规定允许值时或为满足防电击的特殊要求时 需作局部等电位联结 指在伸臂范围内的某些外露可导电部分与装置外可导电部分之间所作的等电位联结 建筑设备 1 安全用电 建筑设备 2 建筑物防雷 雷电是带有电荷的 雷云 之间或 雷云 对大地或物体之间产生急剧放电的的一种自然现象 雷电是一种常见自然现象 能产生强烈的闪光 霹雳 落到地面上 会击毁房屋 杀伤人畜 给人类带来极大危害 因此防雷是现代建筑物 电气设备和线路必须采用的重要安全保护措施 防雷接地工程图是建筑电气工程图中不可缺少的图纸 一 雷电的形成及危害 1 雷电的形成 建筑设备 2 建筑物防雷 感应雷击是由静电感应与电磁感应引起的 感应雷会引起过电压 可能引起火花放电 造成火灾或爆炸 并危及人身安全 雷电的形成常用 水滴分裂理论 来说明 2 雷电的危害 雷电危害主要有两种 1 直击雷 雷云与大地之间直接通过建 构 筑物 电气设备或树木等放电称为直击雷 往往会引起火灾或爆炸 造成建筑物倒塌 设备毁坏及人身伤害等重大事故 直击雷的破坏最为严重 2 感应雷 建筑设备 2 建筑物防雷 建筑设备 2 建筑物防雷 指省级的重点建筑 可能遭受雷击的建筑物 二 建筑物防雷等级的划分 按 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 的规定 将建筑物防雷等级分为3类 1 第一类防雷建筑物 指具有爆炸物质或具有爆炸危险环境的建筑物 2 第二类防雷建筑物 指国家级的重点建筑 具有爆炸危险环境的建筑物以及可能遭受雷击的建筑物 3 第二类防雷建筑物 建筑设备 2 建筑物防雷 三 建筑物易受雷击的部位 建筑物易受雷击部位与多种因素有关 特别是建筑物屋顶坡度与雷击部位关系较大 建筑物易受雷击部位 如下图所示 1 平屋顶或坡度不大于1 10的屋顶建筑物易受雷击部位是檐角 女儿墙 屋檐如上图中的 a 和 b 2 坡度大于1 10且小于1 2的屋顶建筑物易受雷击部位是屋角 屋脊 檐角 屋檐如图中 c 3 坡度不小于1 2的屋顶屋角 屋脊 檐角如图中 d 建筑设备 2 建筑物防雷 四 建筑物防雷装置的组成 建筑物防雷装置由接闪器 引下线和接地装置三部分组成 作用原理 将雷电引向自身并安全导入大地内 从而使被保护的建筑物免遭雷击 建筑设备 2 建筑物防雷 所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接 1 接闪器 接闪器是专门用来引导雷击的金属导体 可分为避雷针 避雷带 线 避雷网以及兼作接闪的金属屋面和金属构件 如金属烟囱 风管 等 1 避雷针 避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体 是 引雷针 1 避雷针材料 避雷针通常采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成 建筑设备 2 建筑物防雷 避雷针可以安装在电杆 支柱 构架或建筑上 下端经引下线与接地装置焊接 如下页图 针长1m以下 圆钢直径 12mm 钢管直径 20mm 针长为1 2m时 圆钢直径 16mm 钢管直径 25mm 烟囱顶上的避雷针 圆钢直径 20mm 钢管直径 40mm 2 避雷针安装 避雷针的保护范围 以它对直击雷所保护的空间来表示 可利用 滚球法 进行确定 单支避雷针保护范围的三维立体空间 可以近似地看成是一个尖顶帐篷所包围的空间 建筑设备 2 建筑物防雷 建筑设备 2 建筑物防雷 建筑设备 2 建筑物防雷 2 避雷带和避雷网 1 避雷带和避雷网的材料 避雷带用小截面圆钢或扁钢装于建筑物易遭雷击的部位 如屋脊 屋檐 屋角 女儿墙和山墙等的条形长带 避雷网是纵横交错的避雷带叠加在一起 形成多个网孔 它既是接闪器 又是防感应雷的装置 因此是接近全部保护的方法 一般用于重要的建筑物 建筑设备 2 建筑物防雷 避雷网也可做成笼式避雷网 简称为避雷笼 避雷笼是用来笼罩整个建筑物的金属笼 根据电学中的Faraday笼的原理 对于雷电它起到均压和屏蔽的作用 任凭接闪时笼网上出现多高的电压 笼内空间的电场强度为零 笼内各处电位相等 形成一个等电位体 因此笼内人身和设备都是安全的 避雷带 网可以采用镀锌圆钢或扁钢 圆钢直径不应小于8mm 扁钢截面积不应小于48mm2 其厚度不得小于4mm 装设在烟囱顶端的避雷环 其圆钢直径不应小于12mm 扁钢截面积不得小于100mm2 其厚度不得小于4mm 建筑设备 2 建筑物防雷 它适于安装在建筑物的屋脊 屋檐 坡屋顶 或屋顶边缘及女儿墙 平屋顶 等处 对建筑物易受雷击部位进行重点保护 见下页图 a 图 b 高层建筑防雷设计多采用避雷笼 避雷笼特点把整个建筑物梁 柱 板 基础等主要结构钢筋连成一体 因此是最安全可靠的防雷措施 2 避雷带和避雷网的安装 避雷带和避雷网的安装可分为明装和暗装一两种方式 明装 建筑设备 2 建筑物防雷 建筑设备 2 建筑物防雷 建筑设备 2 建筑物防雷 建筑设备 2 建筑物防雷 建筑设备 2 建筑物防雷 采用圆钢时 直径不应小于8mm 采用扁钢时 其截面不应小于48mm2 厚度不应小于4mm 1 引下线材料 烟囱上安装的引下线 圆钢直径不应小于12mm 扁钢截面不应小于100mm2 厚度不应小于4mm 2 引下线安装 引下线应沿建筑物外墙明敷 并经最短路径接地 建筑艺术要求较高者可暗敷 但其圆钢直径不应小于10mm 扁钢截面不应小于80mm2 明敷的引下线应镀锌 焊接处应涂防腐漆 建筑设备 2 建筑物防雷 引下线还可利用混凝土内钢筋 钢柱等作自然引下线 3 断接卡 设置断接卡的目的是为了便于运行 维护和检测接地电阻 采用多根专设引下线时 为了便于测量接地电阻以及检查引下线 接地线连接状况 宜在各引下线上于距地面0 3m至1 8m之间设置断接卡 断接卡应有保护措施 当利用混凝土内钢筋 钢柱等自然引下线并同时采用基础接地体时 可不设断接卡 建筑设备 2 建筑物防雷 利用钢筋作引下线时应在室内外适当地点设若干连接板 该连接板可供测量 接人工接地体和做等电位连接用 当仅利用钢筋做引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时 应在每根引下线上距地面不低于0 3m处设接地体连接板 采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡 其上端应与连接板焊接 连接板处宜有明显标志 建筑设备 2 建筑物防雷 明敷引下线与断接卡 建筑设备 2 建筑物防雷 明敷引下线与断接卡 细部 建筑设备 2 建筑物防雷 暗敷引下线与断接卡 建筑设备 2 建筑物防雷 暗敷引下线与断接卡 细部 建筑设备 2 建筑物防雷 暗敷引下线 明测试卡 建筑设备 2 建筑物防雷 暗敷引下线 暗装测试盒 建筑设备 2 建筑物防雷 指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的金属导体 接地体分人工接地体和自然接地体两种 1 接地体 3 接地装置 接地装置是接地体 或称接地极 和接地线的合称 它的作用是把引下线引下的雷电流迅速流散到大地土壤中去 建筑设备 2 建筑物防雷 2 接地线 接地线是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体 是接地体与接地体之间的连接导体 接地线应与水平接地体的截面相同 自然接地体即兼作接地用的直接与大地接触的各种金属构件 如建筑物的钢结构 行车钢轨 埋地的金属管道 可燃液体和可燃气体管道除外 等 人工接地体即直接打入地下专作接地用的经加工的各种型钢或钢管等 按其敷设方式可分为垂直接地体和水平接地体 建筑设备 2 建筑物防雷 设在建筑物钢筋混凝土桩基和基础内的钢筋作为接地体时 称为基础接地体 利用基础接地体的接地方式称为基础接地 3 基础接地体 高层建筑中 常常利用柱子和基础内的钢筋作为引下线和接地体 基础接地体可分为以下两类 自然基础接地体 利用钢筋混凝土基础中的钢筋或混凝土基础中的金属结构作为接地体时 称为自然基础接地体 人工基础接地体 把人工接地体敷设在没有钢筋的混凝土基