毕业设计建筑防雷装置专题

毕业设计建筑防雷装置专题第1页/共166页第一部分基本知识6.1雷电的基本知识6.2建筑物的防雷分级6.3防雷措施第2页/共166页1)

雷电的形成及种类在带有不同电荷雷云之间，或在雷云及由其感应而生的不同电荷之间发生击穿放电，即为雷电。造成危害的雷电有以下三种。

(1)直击雷：接近地面的雷云，当其附近没有带电荷的雷云时，就会在地面凸出物上感应异性电荷。6.1雷电的基本知识第3页/共166页(2)雷电感应：雷电感应分静电感应和电磁感应两种。静电感应形成是由于雷云接近地面时，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷。当雷云与其它雷云或物体放电后，凸出物顶部积聚的电荷顿时失去约束，呈现出高电压，雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场，在附近的金属上感应出高电压。(3)雷电侵入波：由于雷击，在架空线路或金属管道上产生高压冲击波，沿线路或管道的两个方向迅速传播，侵入室内，称为雷电侵入波或高电位侵入。第4页/共166页2)

雷电的特点及其危害

由于雷电具有大电流和高电位的特点，因此能造成很大的危害。

(1)雷电的特点雷电流放电电流大，幅值高达数十至数百千安；放电时间极短，大约只有50～100μs;波头陡度高，可达50kA/s，属于高频冲击波。雷电感应所产生的电压可高达300～500kV。直击雷冲击电压高达MV级，放电时产生的温度达2000K。第5页/共166页

(2)雷电的危害

①机械效应：雷电流流过建筑物时，使被击建筑物缝隙中的气体剧烈膨胀，水分充分汽化，导致被击建筑物破坏或炸裂甚至击毁，以致伤害人畜及设备

②热效应：雷电流通过导体时，在极短的时间内产生大量的热能，可烧断导线，烧坏设备，引起金属熔化、飞溅而造成火灾及停电事故。

③电气效应：雷电引起大气过电压，使得电气设备和线路的绝缘破坏，产生闪烁放电，以致开关掉闸，线路停电，甚至高压窜入低压，造成人身伤亡。第6页/共166页3)

年平均雷暴日数和年预计雷击次数

(1)年平均雷暴日数Td由当地气象站统计的多年雷暴日的年平均值，称为年平均雷暴日数。此值不超过15d的地区称为少雷区，此值超过40d的地区称为多雷区。也有用雷暴小时作单位的，即在1h内只要听到雷声或者看到雷闪就算一个雷暴小时。我国大部分地区一个雷暴日约折合3个雷暴小时。第7页/共166页

(2)年预计雷击次数年预计雷击次数表征建筑物可能遭受雷击的一个频率参数，按GB50057—94《建筑物防雷设计规范》修订本规定，用下列经验公式来计算

N=0.024KTd1.3Ae

第8页/共166页4)

雷击的选择性大量雷害事故的统计资料和实验研究证明，雷击的地点和建筑物遭受雷击的部分是有一定规律的，这些规律称为雷击的选择性。

雷击通常受下列因素影响：

(1)

与地质构造有关。

(2)

与地面上的设施情况有关。

(3)

从地形来看，凡是有利于雷云的形成和相遇条件的易遭受雷击。第9页/共166页

建筑物的雷击部位如下：

①不同屋顶坡度（0°、15°、30°、45°）建筑物的雷击部位如图8.13所示。

②屋角与檐角的雷击率最高。

③屋顶的坡度越大，屋脊的雷击率也越大；当坡度大于40°时，屋檐一般不会再受到雷击。

④当屋面坡度小于27°，长度小于30m时，雷击多发生在山墙，而屋脊和屋檐一般不再受雷击。

⑤雷击屋面的几率很小。第10页/共166页图8.13不同屋顶坡度建筑物易受雷击部位（0°

15°

30°

45°）一表示易受雷击部位-----表示不易受雷击的屋脊或屋檐°表示雷击率最高部位第11页/共166页按《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16—92)规定，可划分为如下三级：(1)

一级防雷的建筑物此类建筑物指具有特别重要用途的建筑物。如国家级的会堂、办公建筑、档案馆、大型博展建筑；特大型、大型铁路枢纽站；国际性的航空港、通讯枢纽；国宾馆、大型旅游建筑、国际港口、客运站等；另外，还有国家级重点文物保护的建筑物和构筑物，高度超过100m的建筑物。6.2建筑物的防雷分级第12页/共166页(2)

二级防雷的建筑物此类建筑物指重要的或人员密集的大型建筑物。如部、省级办公楼；省级会堂、博展、体育、交通、通讯、广播等建筑；以及大型商店、影剧院等。另外，还有省级重点文物保护的建筑物和构筑物；19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其它民用建筑物；省级及以上大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物。第13页/共166页(3)

三级防雷的建筑物当年预计雷击次数大于或等于0.05时，或通过调查确认需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物；高度为15m及以上的烟囱、水塔等孤立的建筑物或构筑物，在雷电活动较弱地区(年平均雷暴日不超过15)其高度可为20m及以上；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。第14页/共166页6.3防雷措施(1)

防直击雷的措施

①安装独立避雷针（一级防雷建筑物）。

②建筑物上安装避雷针（一、二级防雷建筑物）。

③建筑物上安装避雷带（三级防雷建筑物）。避雷针、避雷带通称接闪器，安装在建筑物的顶端，以引导雷云与大地之间放电，使强大的雷电流通过引下线进入大地，从而保护建筑物免遭雷击。第15页/共166页(2)

防感应雷的措施

①将金属屋面或钢筋混凝土屋面的钢筋用引下线与接地装置连接（一、二级防雷建筑物）。

②将建筑物内的金属管道、钢窗等与接地装置连接（一、二级防雷建筑物）。这样做可以使残留在建筑物上的电荷顺利引入大地，消除建筑物内部出现的高电位。第16页/共166页(3)

防雷电波侵入的措施

①在进户架空电力线路上或进户电缆首端安装阀型避雷器（一、二级防雷建筑物）

②在进户线上安装最简单的避雷器，如羊角保护间隙。（浪涌保护器（电涌保护器）又称避雷器，简称（SPD））避雷器的作用是将雷电流引入大地，保护建筑物。第17页/共166页第二部分建筑防雷设计8.1建筑物避雷装置的组成8.2各类防雷建筑物的防雷措施8.3建筑防雷平面图8.4电涌保护器的运用8.5接地电阻的测量8.6降低接地电阻的措施第18页/共166页建筑物的防雷装置一般由接闪器、引下线、接地装置三个基本部分组成。1.接闪器接闪器又称受雷装置，是接受雷电流的金属导体，其型式有避雷针、避雷带、避雷网三类。1)

避雷针避雷针通常设在被保护的建筑物顶端的突出部位。有时也采用钢筋混凝土或钢架构成独立式避雷针。8.1建筑物的避雷装置组成第19页/共166页2)

避雷带避雷带是一种接闪器，水平敷设在建筑物顶部突出部位，如屋脊、屋檐、女儿墙、山墙等位置，对建筑物易受雷击部位进行保护。避雷带一般采用镀锌圆钢或扁钢制成，其尺寸不小于下列数值：

圆钢直径为8mm，扁钢截面积为50mm2，扁钢厚度为4mm。避雷带进行安装时，每隔1m用支架固定在墙上或现浇在混凝土的支座上。第20页/共166页3)

避雷网这是金属导体做成网式的一种接闪器。网格不应大于8～10m，使用的材料与避雷带相似，采用截面积不小于50mm2的圆钢和扁钢，交叉点必须进行焊接。避雷网宜采用暗装，其距屋面层的厚度一般不大于20mm。通常最好采用明装避雷带与暗装避雷网相结合的方法，以减少接闪时在屋面层上击出的小洞。避雷网又可以看成是可靠性更高的多行交错的避雷带，既是接闪器，又是防感应雷害的装置。第21页/共166页2.引下线

引下线是连接接闪器和接地装置的金属导线，它可以把接闪器上的雷电流引到接地装置上去。引下线可以用圆钢和扁钢制作，截面积不小于48mm2。3.接地线与接地极

接地极是指与大地作良好接触的导体。接地极分垂直接地极和水平接地极两种。垂直接地极常用长度为2.5m的角钢、圆钢或钢管制成，底部割成锥形，顶部深埋0.8～1m。连接引下线和接地极的导体称为接地线。第22页/共166页8.2各类防雷建筑物的防雷措施

接闪器、引下线与接地装置是各类需要防雷的建筑物、构筑物都应装设的防雷装置，但由于对防雷的要求不同，各类防雷建筑物、构筑物在使用这些防雷装置时的技术要求就有所差异。在可靠性方面，对第一类防雷建筑物所提的要求相对来说是最为苛刻的。通常第一类防雷建筑物的防雷保护措施应包括防直接雷、防雷电感应和防雷电波侵入等保护内容，同时这些基本措施还应当被高标准地设置；第二类防雷建筑物的防雷保护措施与第一类相比，既有相同处，又有不同之处，综合来看，第二类防雷建筑物仍采取与第一类防雷建筑物相类似的措施，但其规定的指标不如第一类第23页/共166页8.2各类防雷建筑物的防雷措施防雷建筑物严格；第三类防雷建筑物主要采取防直接雷和防雷电波侵入的措施。具体参见《建筑物防雷设计规范》。各类防雷建筑物的防雷装置的技术要求对比见表8.1。第24页/共166页8.2各类防雷建筑物的防雷措施表8.1各类防雷建筑物的防雷装置的技术要求对比防雷类别防雷措施特点一类二类三类防直击雷应装设独立避雷针或架空避雷线(网)，使保护物体均处于接闪器的保护范围之内。当建筑物太高或其他原因难以装设独立避雷针、架空避雷线（网）时可采用装设在建筑物上的避雷网或避雷针或混合组成的接闪器进行直接雷防护。网格尺寸≦5×5（m）或≦6×4（m）宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或混合组成的接闪器进行直接雷防护。避雷网的网格尺寸≦10×10（m）或≦12×8（m）

宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或混合组成的接闪器进行直接雷防护。避雷网网格尺寸≦20×20（m）或≦24×16（m）第25页/共166页8.2各类防雷建筑物的防雷措施防雷电感应1.建筑物的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架和钢窗等较大金属物以及突出屋面的放散管和风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。2.平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属跨接，跨接点的间距不应大于30m。长金属物连接处应用金属线跨接。1.建筑物内的设备、管道、构架、等主要金属物，应就近接到接地装置上，可不另设接地装置。2.平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合一类防雷建筑物要求，但长金属物连接处可不跨接。续表第26页/共166页8.2各类防雷建筑物的防雷措施防雷电入侵波1.低压线路宜全线用电缆直接埋地敷设，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。2.架空金属管道，在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道，应每隔25m左右接地一次。埋地的或地沟内的金属管道，在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连。1.当低压线路采用全线用电缆直接埋地敷设时，入户端应将电金属外皮、金属线槽与防雷的接地装置相连。2.平均雷暴日小于30d/a地区的建筑物，可采用低压架空线入户。3.架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷接地装置相连。1.电缆进出线，就在进出端将电缆的金属外皮、钢管和电气设备的保护接地相连。2.架空线进出线，应在进出处装设避雷器，避雷器应与绝缘子铁脚、金具连接并接入电气设备的保护接地装置上。3.架空金属管道在进出建筑物处应就近与防雷接地装置相连或独自接地。续表第27页/共166页8.2各类防雷建筑物的防雷措施防侧击雷1.从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设环形避雷带，并与引下线相连。2.30米及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。1.高度超过45m建筑物应采取防侧击雷及等电位的保护措施。2.并将45m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。1.高度超过60m建筑物应采取防侧击雷及等电位的保护措施。2.并将60m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。引下线间距≦12m≦18m≦25m续表第28页/共166页8.3建筑防雷平面图

对建筑物的要求，要用建筑防雷平面图来表示。建筑防雷平面图是在屋面平面图的基础上绘制的。如图5.16所示。图中用图例符号表示出避雷针、避雷带、引下线和接地装置的安装位置，并说明接闪器、引下线及接地装置的选用材料及尺寸，以及对接地装置施工要求、接地电阻的要求等。第29页/共166页图5.16建筑防雷平面图第30页/共166页8.3防雷装置的安装1接闪器安装要求①建筑物顶部的避雷针、避雷带等必须与顶部外露的其它金属物体连成一个整体，形成电气通路，且与避雷引下线连接可靠。②避雷针、避雷带应位置正确，焊接固定的焊缝饱满无遗漏，螺栓固定的应连接牢固，防松零件齐全，焊接部分补刷的防腐油漆完整。③避雷带应平正顺直，固定点支持件间距均匀、固定可靠，每个支持件应能承受大于49N（5kg）的垂直拉力。当设计无要求时，水平直线部分支持间距为0.5～1.5m；拐弯转角部分为0.3～0.5m。8.3.1接闪器安装第31页/共166页8.3防雷装置的安装2避雷针的安装

(1)屋顶（面）避雷针的安装避雷针一般采用镀锌圆钢或焊接钢管制作，焊接处应涂防腐漆。其直径不小于下列数值：针长1m以下圆钢φ12mm，钢管φ20mm。针长1～2m圆钢φ16mm，钢管φ25mm。烟窗顶上的避雷针圆钢φ20mm，钢管φ40mm。避雷针在屋面安装时，先组装好避雷针，在避雷针支座底板上相应的位置，焊上一块肋板，将避雷针立起，找直、找正后进行点焊、校正，焊上其它三块肋板，并与引下线焊接牢固，屋面上若有避雷带，还要与其焊接成一个整体，如图8.1所示。图中避雷针针体各节尺寸，见表8.2第32页/共166页8.3防雷装置的安装

图8.1避雷针在屋面上安装

a)立面图b)俯视图1－避雷针2－引下线3－200mm×lOOmm×8mm肋板4－M25×350mm地脚螺栓5－300mm×300mm×8mm底板第33页/共166页8.3防雷装置的安装避雷针全高1.002.003.004.005.00避雷针各节尺寸A(SC25)1.002.001.501.001.50B(SC40)－－1.501.501.50C(SC50)－－－1.502.00

表8.2避雷针针体各节尺寸（m）第34页/共166页8.3防雷装置的安装(2)水塔避雷针安装水塔按第三类构筑物设计防雷。一般在塔顶中心装一支1.5m高的避雷针，水塔顶上周围铁栏栅也可作为接闪器，或在塔顶装设环形避雷带保护水塔边缘。要求其冲击接地电阻小于30Ω，引下线一般不少于两根，间距不大于30m。若水塔周长和高度在40m以下，可只设一根引下线，或利用铁爬梯作引下线。水塔上的避雷针安装如图8.2所示。第35页/共166页8.3防雷装置的安装

图8.2避雷针在水塔上的安装

1－Φ12mm镀锌圆钢与基础主筋焊接

2－焊接

3－Φ12mm镀锌圆钢或SC4O镀锌钢管

4－6mm厚钢板

5－金属栏杆第36页/共166页8.3防雷装置的安装(3)烟囱避雷针的安装烟囱也按第三类构筑物设计防雷。砖烟囱和钢筋混凝土烟囱靠装设在烟囱上的避雷针或避雷环（环形避雷带）进行保护，多根避雷针应用避雷带连接成闭合环。当非金属烟囱无法采用单支或双支避雷针保护时，应在烟囱口装设环形避雷带，并应对称布置三支高出烟囱口且不低于0.5m的避雷针。金属烟囱本身可作为接闪器和引下线。烟囱直径在1.2m以下，高度≤35m时釆用一根2.5m高的避雷针保护；当相烟囱直径在1.2～1.7m，高度大于35m且小于等于50m时用两根2.2m高的避雷针保护；当烟囱直径大于等于1.7m，高度≥60m时用环形避雷带保护；高度100m以上烟囱，在离地面30m处及以上每隔12m加第37页/共166页8.3防雷装置的安装装一个均压环并与引下线连接。烟囱上避雷针安装如图8.3所示。烟囱高度小于等于40m时只设一根引下线，40m以上设两根引下线，铁扶梯可作引下线，也可利用螺栓连接或焊接的一座金属爬梯作为两根引下线。钢筋混凝土烟囱的钢筋应在其顶部和底部与引下线和贯通连接的金属爬梯相连，利用钢筋作为引下线和接地装置，可不另设专用引下线。当烟囱上采用避雷环时，其圆钢直径不应小于12mm。扁钢截面积不应小于100m㎡，其厚度不应小于4mm。冲击接地电阻不大于20～30Ω。第38页/共166页8.3防雷装置的安装图8.3烟囱上的避雷针

1－引下线2－Φ25镀锌圆钢或SC40镀锌钢管第39页/共166页8.3防雷装置的安装3避雷网（带）安装避雷网适用于建筑物的屋脊、屋檐（坡屋顶）或屋顶边缘及女儿墙上（平屋顶），对建筑物的易受雷击部位进行重点保护。不同防雷等级的避雷网的规格见表8.3所示。建筑物的防雷等级滾球半径hr避雷网尺寸一类305×5或6×4二类4510×10或12×8三类6020×20或24×16表8.3不同防雷等级的避雷网的规格（单位：m）第40页/共166页8.3防雷装置的安装(1)明装避雷网(带)

避雷带明装时，要求避雷带距屋面边缘的距离不应大于500mm。在避雷带转角中心严禁设置支座。避雷带的支座可以在屋面层施工中现场浇制，也可预制再砌牢或与屋面防水层进行固定。女儿墙上设置的支架应垂直预埋或在墙体施工时预留不小于100mm×100mm×100mm的孔洞。埋设时先埋设直线段两端的支架，然后由两端拉线后，埋设中间支架。水平直线段支架间距为1～1.5m，转弯处间距为0.5m，距转弯中点处的距离为0.25m，垂直间距为1.5～2m，相互间距离应均匀分布。第41页/共166页8.3防雷装置的安装

避雷带在建筑物屋脊上安装，使用混疑土支座或支架固定。现场浇制支座时，将脊瓦敲去一角，使支座与脊瓦内的砂浆连成一体；用支架固定时，用电钻将脊瓦钻孔，将支架插入孔内，用水泥砂浆填塞牢固。固定支座和支架水平间距为1～1.5m，转弯处为0.25～0.5m。避雷带沿坡形屋面敷设时，使用混凝土支座固定，且支座应与屋面垂直。明装避雷带应采用镀锌圆钢或扁铁制成，镀锌圆钢直径应为Φ12mm，镀锌扁铁截面为25mm×4mm或40×4mm。避雷带敷设时，应与支座或支架进行卡固或焊接连成一体，引下线的上端与避雷带交接处，应弯曲成弧形再与避雷带并齐进行搭接焊接。第42页/共166页8.3防雷装置的安装

避雷带沿女儿墙及电梯机房或屋顶水池顶部四周敷设时，不同平面的避雷带应至少有两处互相焊接连接。建筑物屋顶上突出的金属物体，如旗杆、透气管、铁栏杆、爬梯、冷却水塔、电视天线杆等金属导体都必须与避雷网焊成一体。避雷带在屋脊和檐口上安装，如图8.4所示。避雷带在转角处一般不宜小于90º，弯曲半径不宜小于圆钢直径的10倍，或扁钢宽度的6倍，如图8.5所示。避雷带沿坡形屋面敷设时，应与屋面平行布置，如图8.6所示。

第43页/共166页8.3防雷装置的安装图8.4避雷带及引下线在屋脊上安装

a)用支座固定b)用支架固定l－避雷带2－支架3－支座4－引下线5－1：3水泥砂浆第44页/共166页8.3防雷装置的安装图8.5避雷带在转弯处做法

a)在平屋顶上安装b)在女儿墙上安装

1－避雷带2－支架3－支座4－平屋面5－女儿墙第45页/共166页8.3防雷装置的安装图8.6坡形屋面敷设避雷带1－避雷带2－混凝土支座3－凸出屋面的金属物体第46页/共166页8.3防雷装置的安装

明装避雷带釆用建筑物金属栏杆或敷设镀锌钢管时，支架的钢管管径不应大于避雷带钢管管径，其埋入混凝土或砌体内的下端应焊短圆钢做加强筋，埋设深度不应小于150mm。中间支架距离不应小于1m，间距应均匀相等，在转角处距转弯中点为0.25～0.5m，弯曲半径不宜小于管径的4倍。避雷带与支架应釆用焊接连接固定。焊接处应打磨光滑，无凸起高度，经处理后应涂刷樟丹防腐漆和[银粉]防腐。避雷带之间连接处，管内应设置管外径与连接管内径相吻合的钢管做衬管，衬管长度不应小于管外径4倍。避雷带通过建筑物伸缩、沉降缝处时，避雷带应向侧面弯成半径为100mm的弧形，且支持卡子中心距建筑物边缘距离减至400mm，如图8.8所示；或将避雷带向下第47页/共166页8.3防雷装置的安装部弯曲，如图8.9所示；还可以用裸铜软绞线连接避雷带。

图8.8避雷带通过伸缩沉降缝做法一第48页/共166页8.3防雷装置的安装

图8.9避雷带通过伸缩沉降缝做法二

a)俯视图b)侧面图1－避雷带2－支架3－25mm×4mm，长500mm跨越扁钢

4－伸缩沉降缝5－屋面女儿墙6－女儿墙第49页/共166页8.3防雷装置的安装(2)暗装避雷网(带)

暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网。用建筑物V形折板内钢筋作避雷网时，将折板插筋与吊环和网筋绑扎，通长筋与插筋、吊环绑扎。为便于与引下线连接，折板接头部位的通长筋应在端部预留钢筋头100mm。对于等高多跨搭接处，通长筋之间应釆用绑扎，不等高多跨交接处，通长筋之间应用Ф8mm圆钢连接焊牢，绑扎或连接的间距为6m。V形折板钢筋作防雷装置，见图8.10所示。当女儿墙上压顶为现浇混凝土时，可利用压顶板内的通长钢筋做为建筑物的暗装防雷接闪器，防雷引下线可采用第50页/共166页8.3防雷装置的安装不小于Ф10mm的圆钢，引下线与接闪器(即压顶内钢筋)应焊接连接。当女儿墙上压顶为预制混凝土板时，应在顶板上预埋支架做接闪器，或女儿墙上有铁栏杆时，防雷引下线应由板缝引出顶板与接闪器连接，引下线在压顶处同时应与女儿墙顶内通长钢筋之间，用Ф10mm圆钢做连接线进行焊接。当女儿墙设圈梁，圈梁与压顶之间有立筋时，女儿墙中相距500mm的两根Ф8mm或一根Ф10m立筋可用做防雷引下线，将立筋与圈梁内通长钢筋绑扎。引下线的下端既可以焊到圈梁立筋上，将圈梁立筋与柱主筋连接，也可以直接焊到女儿墙下的柱顶预埋件上或钢屋架上。第51页/共166页8.3防雷装置的安装第52页/共166页8.3防雷装置的安装图8.10板屋顶防雷装置做法a)示意图b)节点1放大图C)节点2放大图1－Φ8mm镀锌圆钢引下线2－M8螺栓3－焊接4－40mm×4mm镀锌扁钢5－Φ6镀锌机用螺栓6－40mm×4mm镀锌扁钢支架7－预制混凝土板

8－现浇混凝土9－Φ8mm镀锌圆钢避雷带第53页/共166页8.3防雷装置的安装4均压环与等电位措施当防雷建筑物高度超过30m时，从建筑物首层起每三层设均压环一圈。从30m起每隔三层沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连。当建筑物全部为钢筋混凝土结构，或虽为砖混结构但有钢筋混凝土组合柱和圈梁时，可用结构圈梁钢筋与柱内作为引下线的主筋钢筋进行绑扎或焊接，形成均压环。没有组合柱和圈梁的建筑物，应每三层在建筑物外墙内敷设一圈Φ12mm镀锌圆钢或40mm×4mm的扁钢作为均压环，并与防雷装置的所有引下线连接。如图8.11所示

第54页/共166页8.3防雷装置的安装

图8.11高层建筑物避雷带(网或均压环)引下线连接示意图1、2－避雷带(网或均压环)3－防雷引下线4－防雷引下线与避雷带(网或均压环)的连接处第55页/共166页8.3防雷装置的安装

高层建筑物中防侧击雷和等电位措施，通常采取将滚球半径高度及以上部分外墙上的栏杆、金属门窗等较大金属直接或通过金属门窗埋铁与防雷装置至少有两点连接，如图8.12所示。

图8.12金属门、窗与防雷装置连接位置图a)单层窗b)双层窗1、2、3、4－金属门窗与防雷装置连接位置第56页/共166页8.3防雷装置的安装

铝合金和钢门、窗与接地装置之间的连接导体应在门、窗框定位后，墙面装饰层或抹灰层施工之前进行。对于砖墙结构，连接导体应紧贴墙面沿砖缝敷设，一端焊接在门、窗框的固定铁板边沿上，另一端焊接在结构圈梁或钢筋混凝土柱的预埋铁件上，当柱体采用钢柱时，可直接焊在钢柱上。为方便与避雷装置连接，铝合金门、窗在加工时，应甩出300mm长的扁钢。金属门、窗防侧击雷连接位置如图8.13所示。通长铝合金窗防侧击雷时，窗框应通过连接板、角钢过渡连接件、角钢预埋件与柱内主筋连通，当柱体采用钢柱时，应将角钢过渡连接件直接焊在钢柱上，如图8.14所示第57页/共166页8.3防雷装置的安装图8.13金属门、窗防侧击雷做法

a)单层窗立面连接b)双层窗立面连接1－连接导体2－M6×16m螺钉3－Z型铁脚4－预埋铁件,截面8mm×6mm5－燕尾铁脚

第58页/共166页8.3防雷装置的安装图8.14通长铝合金窗防侧击雷与建筑物的连接

a)通长铝合金窗框立视图b)l－1剖面图l－墙2－柱3－楼面4－铝合金窗框5－连接板6－角钢过渡连接件

7－角钢预埋件8－柱内主钢筋9－钢筋混凝土柱10－玻璃第59页/共166页8.3防雷装置的安装

为了保证建筑物整体的电气连接，建筑物的梁、柱、墙及楼板内的钢筋要互相连接；建筑物内部的金属机械设备、电气设备及其互相连通的金属管路等，都必须构成电气连接。各种金属管路或有与管路连通的设备，应由最下层管路入口处，连接到接地装置上或地面内的钢筋上。第60页/共166页8.3防雷装置的安装1一般要求引下线可分明装利暗装两种。明装时一般采用直径8mm的圆钢或截面30×4mm的扁钢。在易受腐蚀部位，截面应适当加大。引下线应沿建筑物外墙敷设，距墙面15mm，固定支点间距不应大于2m，敷设时应保持－定松紧度。从接闪器到接地装置，引下线的敷设应尽量短而直。若必须弯曲时，弯角应大于90º。引下线敷设于人们不易触及之处。地上1.7m以下的一段引下线应加保护设施。以避免机械损坏。如用钢管保护，钢管与引下应有可靠电气连接。8.3.2防雷引下线的敷设第61页/共166页8.3防雷装置的安装

引下线应镀锌，焊接处应涂防锈漆，但利用混凝土中钢筋作引下线除外。一级防雷建筑物专设引下线时，其根数不少于2根，沿筑物周围均匀或对称布置，间距不应大于12m，防雷电感应的引下线间距应介于18～24m之间；二级防雷建筑物引下线数量不应少于2根，沿建筑物周围均匀或对称布置，平均间距不应大于18m；三级防雷建筑物引下线数量不宜少于2根，平均间距不应大于25m；但周长不超过25m，高度不超过40m的建筑物可只设一根引下线。当引下线长度不足，需要在中间接头时，引下线应进行搭接焊接。第62页/共166页8.3防雷装置的安装

装有避雷针的金属筒体，当其厚度不小于4mm时，可作避雷针引下线。筒体底部应有两处与接地体对称连接。暗装时引下线的截面应加大一级，应用卡钉分段固定。避雷引下线和变配电室接地干线敷设的有关规范要求：

(1)建筑物抹灰层内的引下线应有卡钉分段固定；明敷的引下线应平直、无急弯，与支架焊接处，油漆防腐且无遗漏。

(2)金属构件、金属管道做接地线时，应在构件或管道与接地干线间焊接金属跨接线。

(3)接地线的焊接应符合接地装置一样的焊接要求，材料采用及最小允许规格、尺寸和接地装置所要求相同。第63页/共166页8.3防雷装置的安装(4)明敷引下线及室内接地干线的支持件间距应均匀，水平直线部分0.5～1.5m；垂直直线部分1.5～3m；弯曲部分0.3～0.5m。

(5)接地线在穿越墙壁、楼板和地坪处应加套钢管或其它坚固的保护套管，钢套管应与接地线做电气连通。第64页/共166页8.3防雷装置的安装2明敷引下线明敷引下线应预埋支持卡子，支持卡子应突出外墙装饰面15mm以上，露出长度应一致，将圆钢或扁钢固定在支持卡子上。一般第一个支持卡子在距室外地面2m高处预埋，距第一个卡子正上方1.5～2m处埋设第二个卡子，依此向上逐个埋设，间矩均匀相等，并保证横平竖直。明敷引下线调直后，从建筑物最高点由上而下，逐点与预埋在墙体内的支持卡子套环卡固，用螺栓或焊接固定，直至到断接卡子为止，如图8.15所示。引下线通过屋面挑檐板处，应做成弯曲半径较大的慢弯，弯曲部分线段总长度，应小于拐弯开口处距离的10倍，如图8.16所示。引下线通过挑檐板或女儿墙做法如第65页/共166页8.3防雷装置的安装图8.17所示。

图8.16引下线拐弯的长度要求d－拐弯开口处的距离第66页/共166页8.3防雷装置的安装图8.15引下线明敷做法

1－扁钢卡子2－明敷引下线3－断接卡子4－接地线第67页/共166页8.3防雷装置的安装3暗敷引下线沿墙或混凝土构造柱暗敷设的引下线，一般使用直径不小于Ф12镀锌圆钢或截面为25mm×4mm的镀锌扁铁。钢筋调直后先与接地体（或断接卡子）用卡钉固定好，垂直固定距离为1.5～2m，由下至上展放或一段一段连接钢筋，直接通过挑檐板或女儿墙与避雷带焊接，如图8.18所示。利用建筑物钢筋做引下线时，钢筋直径为16mm及以上时，应利用两根钢筋（绑扎或焊接）作为一组引下线；当钢筋直径为10～16mm时，应利用四根钢筋（绑扎或焊接）作为一组引下线。第68页/共166页8.3防雷装置的安装

引下线上部（屋顶上）应与接闪器焊接，中间与每层结构钢筋需进行绑扎或焊接连接，下部在室外地坪下0.8～1m处焊出一根Ф12mm的圆钢或截面40mm×4mm的扁钢，伸向室外距外墙面的距离不小于1m。第69页/共166页8.3防雷装置的安装图8.18暗装引下线经过挑檐板、女儿墙做法

1－避雷带2－支架3－引下线4－挑檐板5－女儿墙6－柱主筋B－墙体宽度第70页/共166页8.3防雷装置的安装4断接卡子为了便于测试接地电阻值，接地装置中自然接地体和人工接地体连接处和每根引下线应有断接卡子。断接卡子应有保护措施。引下线断接卡子应在距地面1.5～1.8m高的位置设置。断接卡子的安装形式有明装和暗装两种，如图8.19和图8.20所示。可利用不小于40mm×4mm或25mm×4mm的镀锌扁钢制作，用两根镀锌螺栓拧紧。引下线圆钢或扁钢与断接卡的扁钢应采用搭接焊。明装引下线在断接卡子下部，应外套竹管、硬塑料管等非金属管保护。保护管深入地下部分不应小于300mm。明装引下线不应套钢管，必须外套钢管保护时，必须在保第71页/共166页8.3防雷装置的安装护钢管的上、下侧焊跨接线与引下线连接成一整体。用建筑物钢筋做引下线，由于建筑物从上而下钢筋连成一整体，因此不能设置断接卡子，需在柱（或剪力墙）内作为引下线的钢筋上，另焊一根圆钢引至柱（或墙）外侧的墙体上，在距地面1.8m处，设置接地电阻测试箱；也可在距地面1.8m处的柱（或墙）的外侧，将用角钢或扁钢制作的预埋连接板与柱（或墙）的主筋进行焊接，再用引出连接板与预埋连接板相焊接，引至墙体外表面。第72页/共166页8.3防雷装置的安装图8.19明装引下线断接卡子的安装a)用于圆钢连接线b)用于扁钢连接线D－圆钢直径B－扁钢厚度l－圆钢引下线2－25mm×4m，长度为90×6D的连接板3－M8×30mm镀锌螺栓4－圆钢接地线

5－扁钢接地线第73页/共166页8.3防雷装置的安装图8.20暗装引下线断接卡子的安装

a)专用暗装引下线b)利用柱筋作引下线c)连接板d)垫板l－专用引下线2－至柱筋引下线3－断接卡子

4－M10×30mm镀锌螺栓5－断接卡子箱6－接地线第74页/共166页8.3防雷装置的安装

接地装置分为人工接地装置和自然接地装置，人工接地装置分垂直接地体和水平接地体。

1水平接地体安装敷设在建筑物四周闭合环状的水平接地体，可埋设在建筑物散水及灰土基础以外的基础槽边，常用40mm×4mm镀锌扁钢，最小截面积不应小于l00m㎡，厚度不应小于4㎜。将扁钢垂直敷设在地沟内，顶部埋设深度距地面不应小于0.6m，多根平行敷设时水平间距不小于5m。水平接地体的敷设如图8.21所示。8.3.3接地装置安装第75页/共166页8.3防雷装置的安装图8.21水平接地体安装

1-接地体2-接地线第76页/共166页8.3防雷装置的安装2建筑物基础接地装置的安装利用钢筋混凝土基础内的钢筋作为接地装置时，敷设在钢筋混凝土中的单根钢筋或圆钢，其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件的钢筋，其截面积总和不应小于一根直径10mm钢筋的截面积。利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋作为接地装置时，应在与防雷引下线相对应的室外埋深0.8～1m，由被利用作为引下线的钢筋上焊出一根Ф12mm圆钢或40mm×4mm的镀锌扁钢，伸向室外距外墙的距离不宜小于1m，以便补装人工接地体。第77页/共166页8.3防雷装置的安装(1)条形基础内人工接地体的安装条形基础内应采用不应小于Φ12mm圆钢或40mm×4mm扁钢做人工接地体，如图8.22所示。人工接地体在基础内敷设，使用圆钢支持器、扁钢支持器和混凝土支持器固定，如图8.23所示。条形基础内人工接地体安装方式，如图8.24所示。条形基础内的人工接地体，在通过建筑物变形缝处时，应在室外或室内装设弓形跨接板。弓形跨接板的弯曲半径为100mm。弓形跨接板及换接件的外露部分应刷樟丹漆一道，面漆二道。其做法如图8.25所示。当采用扁钢接地体时，直接将扁钢接地体弯曲。第78页/共166页8.3防雷装置的安装图8.22条形基础人工接地体安装平面示意图

1－人工接地体2－引下线3－支持器4－伸缩缝处跨接板

第79页/共166页8.3防雷装置的安装图8.23人工接地体支持器

a)圆钢支持器b)扁钢支持器c)混凝土支持器l－人工接地体2－Φ4mm圆钢支持器3—20mm×5mm扁钢支持器4－C20混凝土支持器第80页/共166页8.3防雷装置的安装图8.24条形基础内人工接地体安装a)素混凝土基础b)砖基础下方的专设混凝土层

c)毛石混凝土基础d)钢筋混凝土基础1－接地体2－引下线第81页/共166页8.3防雷装置的安装图8.25基础内人工接地体通过变形缝处的做法l－圆钢人工接地体2－25mm×4mm换接件3—25mm×4mm长500mm的弓形跨接板第82页/共166页8.3防雷装置的安装(2)钢筋混凝土桩基础接地体的安装桩基础接地体如图8.26所示。在作为防雷引下线的柱子(或者剪力墙内钢筋做引下线)位置处，将桩基础的抛头钢筋与承台梁主筋焊接，如图8.27所示，并与上面作为引下线的柱(或剪力墙)中钢筋焊接。在每一组桩基多于4根时，只须连接其四角桩基的钢筋作为防雷接地体。第83页/共166页8.3防雷装置的安装图8.26钢筋混凝土桩基础接地体安装a)独立式桩基b)方桩基础c)挖孔桩基础1－承台架钢筋2－柱主筋3－独立引下线

第84页/共166页8.3防雷装置的安装

图8.27桩基钢筋与承台钢筋的连接l－桩基钢筋2－承台下层钢筋3－承台上层钢筋4－连接导体5－承台钢筋第85页/共166页8.3防雷装置的安装(3)独立柱基础、箱形基础接地体的安装钢筋混凝土独立基础及钢筋混凝土箱形基础作为接地体时，应将用作防雷引下线的现浇钢筋混凝土柱内的符合要求的主筋，与基础底层钢筋网做焊接连接，如图8.28所示。钢筋混凝土独立基础若有防水油毡及沥青包裹时，应通过预埋件和引下线，跨越防水油毡及沥青层，将柱内的引下线钢筋，垫层内的钢筋与接地柱相焊接，如图8.29所示。利用垫层钢筋和接地桩柱做接地装置。第86页/共166页8.3防雷装置的安装

图8.28独立基础与箱形基础接地体安装

a)独立基础b)箱形基础

1－现浇混凝土柱2－柱主筋3－基础底层钢筋网4－预埋连接板5－引出连接板第87页/共166页8.3防雷装置的安装

图8.29设有防潮层的基础接地体的安装1－柱主筋2－连接柱筋与引下线的预埋铁件3－Φ12mm圆钢引下线4－混凝土垫层内钢筋5－油毡防水第88页/共166页8.3防雷装置的安装(4)钢筋混凝土板式基础接地体的安装利用无防水层底板的钢筋混凝土板式基础做接地体，应将利用作为防雷引下线的符合规定的柱主筋与底板的钢筋进行焊接连接，如图8.30所示。在进行钢筋混凝土板式基础接地体安装时，当遇有板式基础有防水层时，应将符合规格和数量的可以用来做防雷引下线的柱内主筋，在室外自然地面以下的适当位置处，利用预埋连接板与外引的Φ12mm或40mm×4mm的镀锌圆钢或扁钢相焊接做连接线，同有防水层的钢筋混凝土板式基础的接地装置连接，如图8.31所示。第89页/共166页8.3防雷装置的安装图8.30钢筋混凝土板式(无防水底板)基础接地体的安装a)平面图b)基础安装1－柱主筋2－底板钢筋

3－预埋连接板第90页/共166页8.3防雷装置的安装

图8.31钢筋混凝土板式(有防水层)基础接地体安装图l－柱主筋2－接地体3－连接线4－引至接地体5－防水层6－基础底板

第91页/共166页8.3防雷装置的安装(5)钢筋混凝土杯形基础预制柱接地体的安装仅有水平钢筋网的杯形基础接地体，如图8.32所示。连接导体引出位置是在杯口一角的附近，与预制混凝土柱上的预埋连接板位置相对应。连接导体和水平钢筋网均应与柱上预埋件焊接。立柱后，将连接导体与柱内预埋的规格为63mm×63mm×5mm长100mm的连接板焊接后，与土壤接触的外露部分用1：3水泥砂浆保护，保护层厚度不应小于50mm。第92页/共166页8.3防雷装置的安装图8.32仅有水平钢筋网的杯形基础接地体的安装1－杯形基础水平钢筋网2－连接导体Φ12mm钢筋或圆钢第93页/共166页8.3防雷装置的安装

有垂直和水平钢筋网的杯形基础接地体的做法，如图8.33所示。与连接导体相连接的垂直钢筋，应与水平钢筋相焊接，如不能直接焊接时，应采用一段直径不小于10mm的钢筋或圆钢跨接焊。当四根垂直主筋都能接触到水平钢筋网时，应将四根垂直主筋均与水平钢筋网绑扎连接。连接导体外露部分用l：3水泥砂浆保护，保护层厚度不应小于50mm。第94页/共166页8.3防雷装置的安装图8.33有垂直和水平钢筋网的基础接地体的安装1－杯形基础水平钢筋网2－垂直钢筋网3－连接导体Φ12mm钢筋或圆钢第95页/共166页8.3防雷装置的安装(6)钢柱钢筋混凝土基础接地体安装仅有水平钢筋网的钢柱钢筋混凝土基础接地体，如图8.34所示。每个钢筋基础中应有一个地脚螺栓通过连接导体(≥Φ12mm的钢筋或圆钢)与水平钢筋网进行焊接连接。地脚螺栓与连接导体及连接导体与水平钢筋网的搭接焊接长度不应小于60mm。并在钢柱就位后，将地脚螺栓及螺母和钢柱焊为一体。当无法利用钢柱的地脚螺栓时，应按钢筋混凝土杯形基础接地体的施工方法施工。将连接导体引至钢柱就位的边线外，并在钢柱就位后，焊到钢柱的底板上。第96页/共166页8.3防雷装置的安装

有垂直和水平钢筋网的钢柱钢筋混凝土基础接地体，如图8.35所示。有垂直和水平钢筋网的基础，垂直和水平钢筋网的连接，应将与地脚螺栓相连接的一根垂直钢筋焊接到水平钢筋网上，当不能直接焊接时，采用≥Φ12mm的钢筋或圆钢跨接焊接。如果四根垂直主筋能接触到水平钢筋网时，可将垂直的四根钢筋与水平钢筋网进行绑扎连接。当钢柱钢筋混凝土基础底部有桩基时，宜将每一桩基的一根主筋同承台钢筋焊接。第97页/共166页8.3防雷装置的安装图8.34仅有水平钢筋网的图8.35有垂直和水平钢筋网的钢柱钢筋混凝土基础接地体的安装钢柱钢筋混凝土基础接地体的安装

1－水平钢筋网2－连接导体1－水平钢筋网2－垂直钢筋网(≥Φ12mm的钢筋或圆钢)3－钢柱3－连接导体(≥Φ12mm钢筋或圆钢)4－地脚螺栓4－钢柱5－地脚螺栓第98页/共166页8.4电涌保护器的运用

防护雷电电磁脉冲可采用接闪、分流、屏蔽、接地、等电位联接等。电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并且应符合通过电涌时的最大嵌压及有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。

图5.18所示为TN-C-S系统SPD安装示意图。要求最大持续运行电压不大于1.5×220=330V。

电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗，一旦响应雷电瞬时过电压，其阻抗就突变为低阻抗，允许雷电流通过，也被称为“短路开关型SPD”。第99页/共166页图5.18TN-C-S系统SPD安装示意图第100页/共166页8.5接地电阻的测量

接地电阻是指接地体电阻、接地线电阻和土壤流散电阻三部分之和。其中主要是土壤流散电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。第101页/共166页测量接地电阻的方法很多，有电流表电压表测量法和专用仪器测量法。

(1)用电流表电压表测量接地电阻，如图5.11所示。

(2)用接地电阻测量仪测量接地电阻接地电阻测量仪又叫接地摇表。图5.12是ZC—8型接地摇表外形。8.5.1接地电阻测量方法第102页/共166页

用此接地摇表测量接地电阻的方法如下：

①按图5.12所示接线图接线。

②用仪表所附的导线分别将E′、P′、C′连接到仪表相应的端子E、P、C上。

③将仪表放置水平位置，调整零指示器，使零指示器指针指到中心线上。

④将“倍率标度”置于最大倍数，慢慢转动发电机的手柄，同时旋动“测量标度盘”，使零指示器的指针指于中心线。第103页/共166页图5.11电流表-电压表测量接地电阻第104页/共166页图5.12接地摇表测量接地电阻第105页/共166页

流散电阻与土壤的电阻有直接关系。土壤电阻率愈低，流散电阻也就愈低，接地电阻就愈小。常用的方法如下：

(1)

对土壤进行混合或浸渍处理

(2)

改换接地体周围部分土壤

(3)

增加接地体埋设深度

(4)

外引式接地8.6降低接地电阻的措施第106页/共166页图8.39在敷设棒状接地体的坑内充填降阻剂第107页/共166页

板状接地体为500mm×500mm×lmm铜板，坑内充填降阻剂施工方法见图8.40。首先在坑底平敷50mm厚降阻剂，放入铜板，再敷50mm厚降阻剂，最后回填土夯实。若长效降阻剂为中性降阻剂，可用Φ14mm圆钢做为水平接地体，沟内充填降阻剂施工方法见图8.41。第108页/共166页第三部分接地系统8.1安全用电8.2等电位联接8.3漏电保护器第109页/共166页5.1安全用电1)

触电的原因与触电的方式(1)

触电原因及危害造成触电事故，往往是由于操作人员麻痹大意，违反电气操作规程；或是电气设备绝缘损坏、接地不良；或是进入高压线路的接地短路点以及遭雷击等原因。人体触电的危险性与通过体内的电流强弱、时间长短及电流的频率等有关。

表5.1表示电流通过人体不同部位时，心脏内流过的电流占人体触电电流的百分率。5.1.1触电、急救与防护第110页/共166页(2)

安全电压一般而言，工频30mA电流，对人体是个临界值，当人体内通过30mA以上的交流电，将引起呼吸困难，自己已不能摆脱电源，所以有生命危险。于是，根据欧姆定律，对人体来讲，安全电压为U＝IRm＝30×10-3×(800～1200）＝24～36V

安全电压是指人体不戴任何防护设备时，触及带电体而不受电击或电伤，这个带电体的电压就是安全电压。严格地讲，安全电压是因人而异的，与触碰带电体的时间长短、与带电体接触的面积和压力等均有关系。第111页/共166页(3)

触电方式

①直接触电即人体的某一部位接触电气设备的带电导体，而另一部位与大地接触引起的触电，或同时接触到两相不同的导体。

②间接触电人体接触到故障状态带电导体，而正常情况下该导体是不带电的。减少接触电压的有效方法就是在后面将讲述的等电位联接。如图5.1(a)所示。第112页/共166页

③跨步电压触电当有电流流入电网接地点或防雷接地点时，电流在接地点周围土壤中产生电压降，接地点的电位往往很高，距接地点越远，则电位逐渐下降越陡。通常把地面上0.8m的两处的电位差叫做跨步电压，用Uk表示，如图5.1(b)所示。第113页/共166页2)

触电的急救触电事故发生后，首先要使触电者脱离电源，并且要马上进行现场急救。(1)

脱离电源对低压触电，若触电地点附近有电源开关或插销，可立即拉开开关或拔出插销，断开电源。当电线搭落在触电者身上或被压在身下时，可用干燥的衣服、手套、绳索、木板等绝缘物作为工具拉开触电者或挑开电线，使触电者脱离电源。对高压触电事故，应立即通知有关部门停电，或戴上绝缘手套，穿上绝缘用相应电压等级的绝缘衣拉开开关。第114页/共166页(2)

现场急救触电者脱离电源后需积极进行抢救，时间愈快愈好。若触电者失去知觉，但仍能呼吸，应立即抬到空气流通、温暖舒适的地方平卧，并解开衣服，速请医生诊治。若触电者已停止呼吸，心脏也已停止跳动，这种情况往往是假死，一般不要打强心针，而应该通过人工呼吸和心脏挤压的急救方法，使触电者逐渐恢复正常。第115页/共166页3)

常用的安全用电防护措施

(1)

设立屏障，保证人与带电体的安全距离，并挂标示牌。

(2)

有金属外壳的电气设备，要采取接地或接零保护。

(3)

采用安全电压。

(4)

采用联锁装置和继电保护装置，推广使用漏电断路器对人进行保护。第116页/共166页(5)

正确选用和安装导线、电缆、电气设备，对有故障的电气设备及时进行修理。(6)

合理使用各种安全保护用具。(7)

建立健全各项安全规章制度，加强安全教育和对电气工作人员的培训。第117页/共166页表5.1心脏内流过的电流占人体触电电流的百分率触电部位两脚触电两手触电右手至右脚左手至右脚通过心脏的电流百分率0.4％3.3％3.7％6.7％第118页/共166页图5.1接触电压与跨步电压示意图（a）接触电压；（b）跨步电压第119页/共166页(1)

TN系统电力系统有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接。

①TN-S系统：整个系统的中性线（N）与保护线(PE)是分开的，见图5.2。

②TN-C系统：整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是合一的，见图5.3。

③TN-C-S系统：系统的前一部分线路的中性线(N)与保护线(PE)是合一的，而系统的后一部分线路的中性线(N)与保护线(PE)则是分开的，见图5.4。5.1.2低压配电系统的接地形式第120页/共166页(2)

TT系统电力系统有一点直接接地，受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。见图5.5。(3)

IT系统电力系统的带电部分与大地无直接连接（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接地极。见图5.6。第121页/共166页图5.2TN-S系统第122页/共166页图5.3TN-C系统第123页/共166页图5.4

TN-C-S系统第124页/共166页图5.5TT系统第125页/共166页图5.6IT系统第126页/共166页

(1)

保护接地将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳用电阻很小的导线与接地体可靠地连接起来，这种接地方式称为保护接地。保护接地适用于中性点不接地的供电系统，根据规定在电压低于1000V而中性点不接地的电力网中，或电压高于1000V的电力网中均须采用保护接地。

图5.7所示为保护接地的作用。5.1.3保护接地与保护接零第127页/共166页(2)

保护接零

在三相四线制中，电源中性点接地的低压供电系统，如果仍然采用保护接地的方法不能有效地防止人身触电的事故。如图5.8所示的中性点接地系统，当采用保护接地而绝缘损坏使一相线碰壳短路时，短路电流Ik为：第128页/共166页设R0、Rd为4Ω，电源相电压为220V。

Ik=220/（4+4）=27.5A设备外壳对地电压为：

U=IkRd＝27.5×4＝110V所以人体将承受110V的对地电压，会非常危险。在1000V以下电源中性点接地的三相四线制供电系统中应采用保护接零的方法，如图5.9所示第129页/共166页(3)

重复接地在中性点接地的供电系统中，除将电源中性点接地外，沿中线走向，每隔一定距离再次将中线接地，叫重复接地。如图5.10所示。经过重复接地处理后，即使零线发生断裂，也能使故障程度减轻。在照明线路中，也可以避免因零线断裂三相电压不平衡而造成的某些电气设备的损坏。第130页/共166页图5.7保护接地的作用第131页/共166页图5.8中性点接地系统采用保护接地的情况第132页/共166页图5.9保护接零第133页/共166页图5.10重复接地第134页/共166页5.4等电位联接等电位联接可分为总等电位联接和辅助(或局部)等电位联接。所谓总等电位联接就是将建筑物内的下列导电部分汇集到进线配电箱近旁的接地母排上而互相联接：进线配电箱的保护线干线；自电气装置接地极引来的接地干线；建筑物内水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；条件许可的建筑物金属构件等导电体。5.4.1等电位联接的作用第135页/共166页辅助等电位联接是将上述导电部分在局部范围内再作一次联接，或将人体可同时触及的有可能出现危险电位差的不同导电部分互相直接联接。

图5.20所示为总等电位联接示意图。根据有关规范(如《低压配电设计规范》GB50054-95)的规定，采用接地故障保护时，应在建筑物内作总等电位联接。需要联接的部分如前所述，所需联接的各导电体应尽量在进入建筑物处接向总等电位联接端子，如图5.21所示。第136页/共166页图5.20总等电位联接示意图第137页/共166页图5.21卫生间局部等电位联接示意图第138页/共166页5.4.2等电位联接时的注意事项

在施工完毕后应进行测试，对个别导电不良处需做跨接处理。水管的联接应与其主管部门协调。煤气管的联接也应与其主管部门协调。为了提高电气安全水平，避免或减少人体遭受电击的危险，应根据具体情况将各种安全保护措施结合使用。建筑的低压配电系统宜采用TNS制的接地形式，为了提高过电流保护装置的接地故障保护的灵敏度，降低PE线上的接触电压，应尽量降低故障回路的阻抗。第139页/共166页

为了尽量降低故障回路的阻抗，应尽量将PE(PEN)线与相线靠近并同路敷设。接地母排或总接地端子作为一建筑物电气装置内的参考电位点，通过它将电气装置的外露导电部分与接地体相连接，也通过它将电气装置内的诸总等电位联接线互相连通。对于地下等电位联接，一般要求地面上任意一点距接地体不超过10m，即要求地面下有20m×20m的金属网格。第140页/共166页5.5漏电保护器

为了保证施工人员的安全，建设部JGJ—4688施工现场临时用电安全技术规范规定：施工现场所有用电设备，除做保护接零外，必须在设备负荷线的首端设置漏电保护装置。施工现场在采用保护接地或保护接零的同时，必须设立两级漏电保护装置。开关箱内也必须装设漏电保护器。国际电工委员会颁布《剩余电流动作装置的一般要求》（IEC755—1983）中规定：带有插座的家庭应安装动作电流小于30mA的漏电开关。5.5.1安装漏电保护器的目的与要求第141页/共166页5.5.2漏电保护器的功能

如果流过人体的电流瞬间大于50mA，人体就会发生伤亡事故，我们把这个电流叫做致命电流。

漏电保护器的功能有两个：

(1)

当发生人体触电时，十几毫安的触电电流就能使漏电保护器动作，直接或间接地切断电源，从而保证人身安全。

(2)

当设备发生漏电，保护接地或保护接零不能切断电源时，十几毫安的漏电电流也能使漏电保护器切断电源。第142页/共166页5.5.3漏电保护器的分类与工作原理(1)

漏电保护器的分类漏电保护器按其动作原理分为电压动作型和电流动作型两大类。电流动作型的漏电保护器又分为电磁式、电子式和中性点接地式三种。漏电保护器按其工作性质又分为漏电断路器和漏电继电器。漏电保护器按其漏电动作值又分为高灵敏度型、中灵敏度型和低灵敏度型三种。漏电保护器按其动作速度又分为高速型、延时型和反时限型三种。

漏电保护器按其极数和电流回路数分为：单极两线漏电保护器、两极漏电保护器、两极三线漏电、三极漏电保护器、三极四线漏电、四极漏电保护器。

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电磁式漏电保护器的工作原理电磁式漏电保护装置由放大器、零序互感器和脱扣装置组成。它具有检测和判断漏电的能力，并在脱扣器的作用下，动作跳闸，切断电路。漏电保护开关的工作原理如图5.22所示。第144页/共166页图5.22漏电保护开关动作原理图A—放大器；QF—断路器；YR—脱扣器；TAN—零序互感器第145页/共166页5.5.4漏电保护器的技术指标与型号

(1)额定电压：漏电保护器的工作电压，即被保护设备的额定电压，有220V、380V两种。

(2)额定电流：漏电保护器长期通过的并能正常接通或分断的电流。漏电开关工作电流的等级有（IEC标准）：6、10、16、20、32、40、50、63、100、200、400A等。

(3)脱扣器的额定电流：脱扣器接通或分断的电流，该电流可以在一定范围内进行调整，最大值等于脱扣器的额定电流。第146页/共166页

(4)额定漏电动作电流：能使漏电保护器动作的最小漏电电流。数值在10~500mA之间，可根据具体情况进行选择，数值越小越灵敏。

(5)动作时间：从发生漏电到漏电保护器动作所用的时间，小于0.2s。

(6)额定漏电不动作电流：使漏电保护器不动作的最大漏电电流，叫做漏电保护器的