建筑电气安全技术

1、第七章建筑电气安全技术电气安全接地与防雷电气安全接地与防雷l1、电流对人体的作用及其影响；l2、电气装置的接地l3、过电压与防雷7.17.1 接地与接零接地与接零一、基本概念1、接地: 接地 接地体 接地线 接地装置 2、设备的对地电压、接触电压与跨步电压 电流流散半径约为20m3、接地和接零形式 工作接地 保护接地 重复接地 接零 二、安全电压、安全电流二、安全电压、安全电流l安全电流值 30mAs。l安全电压值 50VI：10mA有感觉 15mA 麻 30mA 危险R：正常 50-100K 状态不佳 800-1KU：36V、24V、12V三、触电形式 单相触电 双线触电 跨步电压触电7.2

2、 7.2 低压配电系统的保护低压配电系统的保护 低压配电系统的保护有IT、TT、TN系统 第一个字母表示电源中性点的对地关系 T一点直接接地； I所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。 第二个字母表示装置的外露可导电的部分对地关系； T外露可导电部分对地直接电气连接， 与电力系统的任何接地点无关； N外露可导电部分与电力系统的接地点直接连接。 横线后面的字母(S、C或C-S)表示保护线与中性线的结合情况ITIT系统系统l作法：供电系统中点不接地，设备外壳用足够粗导线与大地作可靠连结，l工作原理 漏电时 R人R0 R人R0 I人很小l适用范围： U1000V U1000V 中点不接地的三相电源

3、系统 ITIT系统系统TTTT系统系统 l作法：电源中点接地，设备外壳也接地l工作原理 漏电时， Rd小 R人大 R人Rd 人体安全l缺点：自身安全，其它设备不安全 漏电时 IE= UP/（Rd+R0）=27.5A 中线对地电压 V=IR0=110V 使非故障相的设备外壳带电 注意：该系统中设备不许接零 l适用范围：系统中有大量单相设备，而线路敷设环境易造成一相接地或零线断路使中线电位升高时，可才用此系统TT系统TNTN系统系统l作法：电源中点接地，引出中线；将设备 外壳接到中线上 工作原理 当设备单相碰壳时，造成相零间的短路，短路电流较大，可使保护电器动作， 迅速切断故障回路 l适用范围 ：

4、U1000V的三相四线制系统TNTN系统系统 分类分类TN系统又分 TNC TNS TNCSTNC：N与PE共用PEN线TNS：N与PE分开，N线断开时，不影响 PE的保护作用，用于大型民用建筑 住宅小区TNCS：前端TNC 后端TNS（a）TN系统（b）TNC系统（c）TNS系统（d）TNCS系统TN系统7.3 7.3 雷电的产生及破坏作用雷电的产生及破坏作用 一、产生：水蒸汽蒸发至高空，凝成小水滴，运动中水滴分裂，带电离子，形成雷云，与大地形成大电容，当E达25-30KV/cm时就放电，雷电流是尖峰电流，其幅值可达10-102KA，持续时间n*10-1秒，输送电荷量：1-5个库伦，放电时不

5、同极性的电荷电离中和，产生强烈的光和热，形成“闪电”和“雷”。l雷电的形式：线状、片状、球形 片：云云 线：云地 球：直径10-20cm 持续时间可达3- 5s ，距地1m左右水平移动二、雷电的破坏作用二、雷电的破坏作用l直击雷：雷直击建筑物，发生热效应和电动力 作用，主要表现在电流通过导体时产生大 量的热能，引起火灾或爆炸。电动力作用 表现为机械力，可使被击物发生劈裂现象。l感应雷：金属屋顶处雷电场中，感应出大量电荷，雷云放电后，云与大地间电场消失，导体上电荷来不及立即流散，产生很高对地电位，使周围的金属构件产生感应电流。若感应回路有间隙就会产生火花放电引起危险，称“二次雷击”。l沿架空线侵

6、入的雷电波：架空线遭直击雷，高 电位沿导线侵入变配电所或室内，对设备 绝缘造成损坏。三、易遭雷击的地面物体及其部位三、易遭雷击的地面物体及其部位l直击雷有选择性： 导电良好的金属结构及建筑、高耸突出的建筑、潮湿地带、地下水位较高地带、地下金属矿物丰富的地带。l建筑物易遭雷击的部位： 屋脊、屋檐、山墙、女儿墙、水塔、烟囱等建筑物防雷建筑物防雷分类分类l 建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果，按防雷要求进 行分类。 l根据国标建筑物防雷设计规范对建筑物的防雷分类规定，民用建筑中无第一类防雷建筑物，其分类应划分为第二类及第三类防雷建筑物。在雷电活动频繁或强雷区，可适当提高建筑物

7、的防雷保护措施。 符合下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：符合下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物： 1 高度超过100m的建筑物。 2 国家级重点文物保护建筑物。 3 国家级的会堂、办公建筑物、档案馆、大型博展建筑物；特大型、大型铁路旅客站；国际性的航空港、通讯枢纽；国宾馆、大型旅游建筑；国际港口客运站。 4 国家级计算中心、国家级通信枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。 5 年预计雷击次数大于0.06次的部、 省级办公建筑及其他重要或人员密集的公共建筑物。6 年预计雷击次数大于0.3次的住宅、办公楼等一般民用建筑物。 符合下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑：符合下

8、列情况之一时，应划为第三类防雷建筑： 1 省级重点文物保护建筑物及省级档案馆。 2 省级及以上大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物。 3 19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物 4 年预计雷击次数大于0.012次，且小于或等于 0.06 次的部、省级办公建筑及其他重要或人员密集的公共建筑物。 5 年预计雷击次数大于或等于0.06次，且小于或等于 0.3次的住宅、办公楼等一般民用建筑物。 6 建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过 20m的建筑物。 7 通过调查确认当地遭受过雷击灾害的类似建筑物；历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物。 8 在平均雷暴日大于 15

9、d/a的地区，高度在 15m 及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸构筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在 20m 及以上的烟囱、水塔孤立的高耸构筑物。 由重要性或使用要求不同的分区或楼层组成的综合性建筑物， 且按防雷要求分别划为第二类和三类防雷建筑时，其防雷分类宜符合下列规定： 1 当第二类防雷建筑的面积占建筑物总面积的 30%及以上时，该建筑物宜确定为第二类防雷建筑物。 2 当第二类防雷建筑的面积，占建筑物总面积的 30%以下时，宜按各自类别采取相应的防雷措施。 通过计算确定建筑物防雷分类通过计算确定建筑物防雷分类应划为第二类防雷建筑物： 预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办

10、公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。 预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。应划为第三类防雷建筑物： 预计雷击次数大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。 预计雷击次数大于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。三类防雷建筑物：三类防雷建筑物：1 1 、年计算雷击次数为、年计算雷击次数为0.050.05以上并结合以上并结合当地情况需防雷的建筑当地情况需防雷的建筑 N=0.015nk(L+5H)(W+5H)10N=0.015nk(L+5H)(W+5H)10-6

11、-6 n n年平均雷暴日年平均雷暴日 L L长长 W W宽宽 H H高高 n n大于大于4040的为多雷区的为多雷区 n n小于小于1515的为少雷区的为少雷区 K K校正系数校正系数 K K取取 1 - 2 1 - 2 K K的取值：的取值： 一般情况下取一般情况下取1 1 旷野孤立取旷野孤立取2 2 金属屋面的砖木结构取金属屋面的砖木结构取1.71.7 河边河边 湖边湖边 山坡下山坡下 地下水露头处地下水露头处 土山顶部土山顶部 山谷风口等处山谷风口等处 取取1.51.52 2 、高度在、高度在2020m m以上的一般性建筑，雷电活动以上的一般性建筑，雷电活动 频繁区域，高度在频繁区域，高

12、度在1515m m以上的一般性建筑以上的一般性建筑3 3 、 10 10至至1818层的普通住宅层的普通住宅 4 4 、省级重点文物保护建筑和构筑物省级重点文物保护建筑和构筑物5 5 、高度不超过、高度不超过50 50 m m的教学楼、普通旅馆、的教学楼、普通旅馆、 办公楼、图书馆等建筑办公楼、图书馆等建筑 五、防雷装置五、防雷装置接闪器引下线接地装置 防直击雷的装置由下列三部分组成1、接闪器作用：防直击雷，是接受雷电流的金属导体作用：防直击雷，是接受雷电流的金属导体型式：针、带、网型式：针、带、网(1)(1)避雷针避雷针常用材料：镀锌圆钢或钢管常用材料：镀锌圆钢或钢管针长针长L 1 m 1-

13、2 m L 3mm 20 25 40 d3mm(2)(2)避雷带避雷带 避雷网避雷网 圆钢圆钢 8 mm 8 mm 扁钢截面不应小于扁钢截面不应小于4848mmmm2 2 厚度不应小于厚度不应小于4 4mmmm避雷针的保护范围对变电站用折线法计算对变电站用折线法计算 折线角度折线角度 45 450 0-60-600 0对建筑物用滚球法计算对建筑物用滚球法计算 一、二、三类防雷建筑的滚球半径一、二、三类防雷建筑的滚球半径hrhr分分别是：别是： 30 30m m、45m45m、60m 60m 2 2、引下线、引下线 作用：将接闪器接收的雷电流引到接地装置作用：将接闪器接收的雷电流引到接地装置l明

14、设：用明设：用88圆钢或扁钢沿建筑外墙明敷支圆钢或扁钢沿建筑外墙明敷支点间距点间距1.51.5M M；引下线以最短路径接地，建筑引下线以最短路径接地，建筑艺术要求较高者采用暗敷，但是圆钢艺术要求较高者采用暗敷，但是圆钢 10mm10mm，扁钢扁钢S80mmS80mm2 2 建筑物的消防梯、钢柱等金属构件宜作为建筑物的消防梯、钢柱等金属构件宜作为引下线，但其各部件之间均应连成电气通路。引下线，但其各部件之间均应连成电气通路。l暗设：利用结构柱内两根暗设：利用结构柱内两根16mm16mm2 2的对角主的对角主筋，从上而下焊接连通筋，从上而下焊接连通3、接地装置 自然接地体（基础接地）：自然接地体（

15、基础接地）： 兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、管道和建筑物的钢筋混凝土基础等称自然构件、管道和建筑物的钢筋混凝土基础等称自然接地体接地体 对于变配电所，只能利用它本身的建筑钢筋对于变配电所，只能利用它本身的建筑钢筋混凝土基础作为自然接地体混凝土基础作为自然接地体 一般利用基础地梁底部两根一般利用基础地梁底部两根 16mm16mm2 2主筋主筋沿周边分别焊接成整体。沿周边分别焊接成整体。人工接地体人工接地体 水平接地体多采用圆钢或扁钢水平接地体多采用圆钢或扁钢要求：要求： 圆钢直径不应小于圆钢直径不应小于1010mmmm。 扁钢截面不应小于扁钢截

16、面不应小于100100m m2 2， 厚度不应小于厚度不应小于4 4mmmm。常用：常用：-40-404 4 长度长度2.52.5m m 间距间距5 5m m垂直接地体多采用角钢或钢管垂直接地体多采用角钢或钢管常用：常用：L 50L 5050505 5 或或 5050钢管钢管 壁厚壁厚44mmmm焊接工艺要求 接闪器接闪器 引下线引下线 接地装置施工时都涉及钢筋的接地装置施工时都涉及钢筋的焊接焊接, ,规范要求如下规范要求如下: :圆钢圆钢: :焊接的长度不小于直径的焊接的长度不小于直径的6 6倍倍扁钢扁钢: :焊接的长度不小于宽度的焊接的长度不小于宽度的2 2倍倍均要求双面焊接均要求双面焊接

17、六、各类建筑的保护措施六、各类建筑的保护措施 一类防雷建筑及二类防雷建筑物中有爆炸危险场所，应有防直击雷、防雷电感应和防雷电波侵入的措施1 1、一类防雷建筑保护措施、一类防雷建筑保护措施l顶：顶： 设网设网 网格网格555 5m m 或或6 64 4m m 屋顶任一屋顶任一点距网点距网55m ml引下线不少于两根，间距引下线不少于两根，间距1212m m l Rd10 Rd10l超高层内设备层设法拉第笼，每三层圈梁内两超高层内设备层设法拉第笼，每三层圈梁内两根主筋焊接成环，并与作引下线的柱筋焊通。根主筋焊接成环，并与作引下线的柱筋焊通。 一类防雷建筑物的防雷措施一类防雷建筑物的防雷措施1、当建

18、筑物高于30 m时，尚应采取以下防侧击雷措施：a从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连。b30m及以上外墙的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。2、在电源引的总配电箱处宜装设过电压保护器。3、建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外 皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。4 4、 防雷电波侵入防雷电波侵入a 、 低压线路宜全线采用电缆埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度不应小于15m。b 、 埋

19、地或地沟内金属管道，在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连。2、二类防雷建筑保护措施l顶：顶： 设网设网 网格网格10101010m m或或12128 8m m 顶上任一点距网顶上任一点距网1010m m，有平行带，每隔有平行带，每隔30 30 m m平行带连接平行带连接l引下线不少于引下线不少于2 2根，间距根，间距18m18m Rd10 Rd10l铝合金窗框应用钢筋与作引下线的柱筋连铝合金窗框应用钢筋与作引下线的柱筋连接接 二类防雷建筑物的防雷措施二类防雷建筑物的防雷措施l 高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物，尚应采取以下防侧击和等电位的保护措施：l 钢构架和钢筋混凝土的钢筋应互相连接；l 应利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线；l 应将45m及以上外墙上的拦杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接；l 垂直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。3、三类防雷建筑保护措施l顶：顶： 设网设网 网格网格20202020m m或或24241616m m，可可仅沿周边敷设一圈避雷带仅沿周边敷设一圈避雷带l引下线不少于引下线不少于2 2根，间距根，间距225m 5m Rd30 Rd30lH20 mH20 m，雷电活动较频繁地区雷电活动较频繁地区H15 mH0.98时，定为A级l当0.90E0.98时，定为B级l当0.8E0.