第十一章防雷與接地設(shè)計(jì)新

1、第十一章第十一章 防雷與接地設(shè)計(jì)防雷與接地設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 建筑防雷建筑防雷一、防雷等級(jí)的確定一、防雷等級(jí)的確定1 1、按建筑物整體、按建筑物整體依據(jù)依據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-2010GB50057-2010 |建筑物性質(zhì)建筑物性質(zhì)|氣象資料氣象資料-年平均雷暴日年平均雷暴日 d/ad/a|根據(jù)建筑面積、高度、氣象資料計(jì)算根據(jù)建筑面積、高度、氣象資料計(jì)算年預(yù)計(jì)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)雷擊次數(shù)：|雷擊大地的年平均密度：雷擊大地的年平均密度：（1 1）第一類防雷建筑物）第一類防雷建筑物（2 2）第二類防雷建筑物）第二類防雷建筑物（3 3）第三類防雷建筑物）第三類防雷建筑物Ng=

2、0.1*TdN=k*Ng*AC年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)(次次/a)校正系數(shù)校正系數(shù)雷擊大地的年平均密度（次雷擊大地的年平均密度（次/km2/a)建筑物雷擊次數(shù)的等效面積（建筑物雷擊次數(shù)的等效面積（km2）年平均雷暴日（年平均雷暴日（d/a) ，氣象資料，氣象資料2 2、按建筑物部位、按建筑物部位 電擊危險(xiǎn)除對(duì)人、建筑物外，主要是雷電電擊危險(xiǎn)除對(duì)人、建筑物外，主要是雷電電磁脈沖，這些電磁脈沖會(huì)對(duì)建筑內(nèi)的電氣電磁脈沖，這些電磁脈沖會(huì)對(duì)建筑內(nèi)的電氣設(shè)備、電子系統(tǒng)造成危害。設(shè)備、電子系統(tǒng)造成危害。 依據(jù)依據(jù)建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50343-2004 GB5

3、0343-2004 建筑物保護(hù)區(qū)分為建筑物保護(hù)區(qū)分為5 5類類u直擊雷非防護(hù)區(qū)直擊雷非防護(hù)區(qū)LPZ0LPZ0A Au直擊雷防護(hù)區(qū)直擊雷防護(hù)區(qū)LPZ0LPZ0B Bu第一防護(hù)區(qū)第一防護(hù)區(qū)LPZ1LPZ1u第二防護(hù)區(qū)第二防護(hù)區(qū)LPZ2LPZ2u后續(xù)防護(hù)區(qū)后續(xù)防護(hù)區(qū)LPZnLPZn二、防雷措施二、防雷措施1 1、按建筑物整體、按建筑物整體根據(jù)根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)第三類防雷等級(jí)的建筑物設(shè)置防直擊雷、對(duì)第三類防雷等級(jí)的建筑物設(shè)置防直擊雷、防電涌侵入的措施防電涌侵入的措施對(duì)第二、第一類防雷等級(jí)的建筑物設(shè)置防直對(duì)第二、第一類防雷等級(jí)的建筑物設(shè)置防直擊雷、防電涌侵入的措施外，還應(yīng)采取防雷

4、擊雷、防電涌侵入的措施外，還應(yīng)采取防雷電感應(yīng)措施電感應(yīng)措施2、按建筑部位（1）外部防雷措施l接閃器：避雷針、避雷網(wǎng)格、避雷帶、避雷線等l引下線：明敷、暗敷。l接地體：建筑基礎(chǔ)網(wǎng)鋼筋內(nèi)部焊通、人工敷設(shè)接地網(wǎng)格。（2）建筑內(nèi)部防雷措施q安裝浪涌保護(hù)器q合理布線q屏蔽或隔離q等電位連接總體原則總體原則建筑物防雷設(shè)計(jì)主要的六個(gè)要素：接閃功能、建筑物防雷設(shè)計(jì)主要的六個(gè)要素：接閃功能、分流影響、屏蔽作用、均衡電位、接地效果分流影響、屏蔽作用、均衡電位、接地效果和合理布線。和合理布線。 n防直擊類的措施防直擊類的措施n防雷電感應(yīng)的措施防雷電感應(yīng)的措施n防雷電波侵入的措施防雷電波侵入的措施n等電位和防側(cè)擊的措

5、施等電位和防側(cè)擊的措施n防雷裝置防雷裝置三、工程實(shí)例分析三、工程實(shí)例分析第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)接地系統(tǒng)接地一、工程接地的種類一、工程接地的種類1）電氣系統(tǒng)接地：功能性接地、保護(hù)性接地。）電氣系統(tǒng)接地：功能性接地、保護(hù)性接地。X功能接地：工作接地（系統(tǒng)中性點(diǎn)接地）、功能接地：工作接地（系統(tǒng)中性點(diǎn)接地）、屏蔽接地、邏輯接地、信號(hào)接地。屏蔽接地、邏輯接地、信號(hào)接地。X保護(hù)性接地：防雷接地、保護(hù)接地、重復(fù)保護(hù)性接地：防雷接地、保護(hù)接地、重復(fù)接地、防靜電接地、防電蝕接地。接地、防靜電接地、防電蝕接地。n1）防雷接地）防雷接地n2）系統(tǒng)接地：電力變壓器的中性點(diǎn)接地、）系統(tǒng)接地：電力變壓器的中性點(diǎn)接地、發(fā)電機(jī)組

6、的中性點(diǎn)接地。發(fā)電機(jī)組的中性點(diǎn)接地。n3）保護(hù)接地目的）保護(hù)接地目的降低預(yù)期接觸電壓降低預(yù)期接觸電壓提供工頻或高頻泄放回路提供工頻或高頻泄放回路為過電壓保護(hù)提供回路為過電壓保護(hù)提供回路等電位連接等電位連接二、接地裝置二、接地裝置接地裝置：由接地體、接地線和接地母排接地裝置：由接地體、接地線和接地母排組成。組成。（1）接地裝置的設(shè)置）接地裝置的設(shè)置n 自然接地體：水管、基礎(chǔ)鋼筋、電纜金自然接地體：水管、基礎(chǔ)鋼筋、電纜金屬外皮。屬外皮。n 人工接地體：水平敷設(shè)的圓鋼、扁鋼；人工接地體：水平敷設(shè)的圓鋼、扁鋼；垂直敷設(shè)的角鋼、鋼管、圓鋼等。銅板。垂直敷設(shè)的角鋼、鋼管、圓鋼等。銅板。（2）建筑物的接地電

7、阻）建筑物的接地電阻l僅用于高壓電力設(shè)備10lTN-C系統(tǒng)10l高壓與低壓公用接地4l電子裝置及系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與電力設(shè)備公用接地裝置1三、低壓配電網(wǎng)的保護(hù)接地體系三、低壓配電網(wǎng)的保護(hù)接地體系L2L3L1PEN電力系統(tǒng)接地外露可導(dǎo)電部分PEPEL2PENL3L1電力系統(tǒng)接地外露可導(dǎo)電部分 TN-C系統(tǒng) L2L3L1PEN電力系統(tǒng)接地外露可導(dǎo)電部分PEPEL2PENL3L1電力系統(tǒng)接地外露可導(dǎo)電部分 TN-S系統(tǒng) 電力系統(tǒng)接地PENL3L1L2外露可導(dǎo)電部分NPE TN-C-S系統(tǒng) 三、低壓配電網(wǎng)的保護(hù)接地體系三、低壓配電網(wǎng)的保護(hù)接地體系 TT系統(tǒng) 第三節(jié) 等電位連接n一、分類（1）總等電

8、位連接 簡(jiǎn)稱MEB（2）輔助（局部）等電位連接簡(jiǎn)稱LEB浪涌保護(hù)浪涌？1、閃電電流及閃電高頻電磁場(chǎng)在電氣及電子設(shè)備中產(chǎn)生危害的過電流和過電壓。2、由于電力系統(tǒng)內(nèi)部開關(guān)操作及高壓系統(tǒng)故障也會(huì)在低壓配電系統(tǒng)中產(chǎn)生過電流和過電壓。 浪涌保護(hù)器浪涌保護(hù)器SPDSPD是一種用于帶電系統(tǒng)中限制瞬態(tài)過是一種用于帶電系統(tǒng)中限制瞬態(tài)過電壓和引導(dǎo)泄放電涌電流的非線性保護(hù)裝置。電壓和引導(dǎo)泄放電涌電流的非線性保護(hù)裝置。 浪涌保護(hù)器分類浪涌保護(hù)器分類1 1）電壓開關(guān)型（短路型開關(guān)）：無電涌時(shí)呈高阻態(tài)，）電壓開關(guān)型（短路型開關(guān)）：無電涌時(shí)呈高阻態(tài)，當(dāng)電涌電壓達(dá)到一定值時(shí)突然變?yōu)榈妥杩?。一般?dāng)電涌電壓達(dá)到一定值時(shí)突然變?yōu)榈?/p>

9、阻抗。一般用于用于“3 31”1”保護(hù)模式。低壓保護(hù)模式。低壓N N線與線與PEPE線之間的電線之間的電涌保護(hù)。涌保護(hù)。特點(diǎn)：雷電通流量大，無漏電電流，多用于建筑物特點(diǎn)：雷電通流量大，無漏電電流，多用于建筑物大樓的總大樓的總配電配電系統(tǒng)中，實(shí)用于各種系統(tǒng)中，實(shí)用于各種電源電源制式中制式中。 一般安裝在建筑物一般安裝在建筑物L(fēng)P20LP20與與LPZlLPZl區(qū)的交界處，可最區(qū)的交界處，可最大限度地消除電網(wǎng)后續(xù)電流，疏導(dǎo)大限度地消除電網(wǎng)后續(xù)電流，疏導(dǎo)1010350us350us的雷的雷電沖擊電流。電沖擊電流。L-N接三片抑制模塊，能有接三片抑制模塊，能有效的攔截相線浪涌電壓，當(dāng)效的攔截相線浪涌電

10、壓，當(dāng)雷電浪涌使雷電浪涌使SPD導(dǎo)通放電時(shí)，導(dǎo)通放電時(shí)，巨大的涌流瞬間流向巨大的涌流瞬間流向N線，線，使使N線電位上升，所以必須線電位上升，所以必須給給N線提供一個(gè)放電電流通線提供一個(gè)放電電流通道。對(duì)道。對(duì)N線的放電，線的放電， N-PE使用空氣放電管，簡(jiǎn)稱使用空氣放電管，簡(jiǎn)稱“3+1”組件，而這種組件，而這種SPD保保護(hù)方式稱為護(hù)方式稱為“3+1”保護(hù)模式保護(hù)模式.n2、限壓型電涌（鉗制型）保護(hù)器：在無浪涌出現(xiàn)時(shí)為高阻抗，隨著浪涌電流和電壓的增加，阻抗連續(xù)變小。此類SPD通常采用壓敏電阻、抑制二極管等作為組件。 常用于II級(jí)或II級(jí)以下的雷電過電壓和操作過電壓保護(hù)。它一般安裝在雷電保護(hù)區(qū)建筑

11、物內(nèi)，疏導(dǎo)820us的雷電沖擊電流，在過電壓保護(hù)中具有逐級(jí)限制雷電過電壓的功能。n3、組合型電涌保護(hù)器：由電壓開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成。 因其同時(shí)兼有電壓開關(guān)型和限壓型兩種特性，但沒有電壓開關(guān)型元件和限壓型元件的單獨(dú)特性好，并且這種元件價(jià)格較貴，在一般情況下或有幾級(jí)SPD情況下盡量不用混合型SPD，只有在特殊情況下或用一級(jí)SPD隋況下才可以考慮用混合型SPD. n4、模塊和箱式電涌保護(hù)器（浪涌保護(hù)器或防雷器）的正確選擇。 特點(diǎn)：模塊和箱式電涌保護(hù)器（浪涌保護(hù)器或防雷器）的最大區(qū)別在于它們體積大小和防護(hù)的級(jí)別，箱式電涌保護(hù)器（浪涌保護(hù)器或防雷器）外殼多采用金屬材料制成，有較高的防護(hù)等級(jí)，防

12、火、防爆能力強(qiáng)。模塊式電涌保護(hù)器（浪涌保護(hù)器或防雷器）安裝體積小，多用于建筑內(nèi)低壓末端配電箱等安裝尺寸較小的區(qū)域，不應(yīng)安裝在無人值守的機(jī)站和易燃易爆的場(chǎng)所。 雷電流的波形，有8/20us和10/350us兩種。 8為波頭時(shí)間（us），而20為半值時(shí)間(us)。 電浪涌保護(hù)器的選擇方法被保護(hù)負(fù)載的特性l保護(hù)負(fù)載免受大氣過電壓的危害，必須考慮以下參數(shù)： 1、被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐受電壓Uchoc。 2、接地系統(tǒng)類型和電網(wǎng)最高運(yùn)行電壓Us.max。電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平Up值： Us.max Up Uchoc三相電網(wǎng)電壓為230/440V被保護(hù)設(shè)備沖擊耐受電壓（8/20us）分為4類沖擊電壓類類類類類

13、別較低一般高很高負(fù)載類型電子設(shè)備（電視、音響、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等）家用電器（冰箱、洗衣機(jī)、電動(dòng)工具、加熱器等）工業(yè)電器（電機(jī)、配電柜、電源插頭、變壓器等）工業(yè)電器（電氣計(jì)量?jī)x表、一次線過流保護(hù)設(shè)備等）Uchoc沖擊耐壓1.5KV2.5KV4KV6KV3、標(biāo)稱放電電流標(biāo)稱放電電流In: 規(guī)定確定通過規(guī)定確定通過SPD的的10350s雷電流幅雷電流幅值。當(dāng)線路有屏蔽時(shí)，通過每個(gè)值。當(dāng)線路有屏蔽時(shí)，通過每個(gè)SPD的雷的雷電流可按上述確定的雷電流的電流可按上述確定的雷電流的30考慮。考慮。SPD宜靠近屏蔽線路末端安裝。以上述得宜靠近屏蔽線路末端安裝。以上述得出的雷電流作為出的雷電流作為Ipeak來選用來

14、選用SPD。 當(dāng)按上述要求選用配電線路上的當(dāng)按上述要求選用配電線路上的SPD時(shí)，其標(biāo)稱放電電流時(shí)，其標(biāo)稱放電電流In。不宜小于。不宜小于15kA。 Isn(SPD通流量通流量):根據(jù)安裝位置所處防雷界根據(jù)安裝位置所處防雷界面（面（LPZ）和建筑類別選擇。）和建筑類別選擇。 v 電涌保護(hù)器類型選擇要點(diǎn)（）變壓器低壓側(cè)的電涌保護(hù)器選擇金屬氧化物電涌保護(hù)器；（）對(duì)第一級(jí)可選限壓型、開關(guān)型或復(fù)合型電涌保護(hù)器，但首選的應(yīng)是以金屬氧化物非線形電阻為核心元件的限壓型電涌保護(hù)器；（）其余各級(jí)均應(yīng)以金屬氧化物非線形電阻為核心元件的限壓型電涌保護(hù)器；（）對(duì)于“”接入方式（電涌保護(hù)器接于、和之間）中的中性線對(duì)保護(hù)地

15、的電涌保護(hù)器應(yīng)選擇以氣體放電間隙為核心元件的開關(guān)型電涌保護(hù)器。（5）電涌保護(hù)器響應(yīng)時(shí)間：對(duì)第一級(jí)要求不大于，對(duì)第二級(jí)（中間級(jí)）要求不大于，對(duì)第三級(jí)（末級(jí)）要求不大于。（6）電涌保護(hù)器的連接線的選擇電涌保護(hù)器的連接線的截面積一般第一級(jí)應(yīng)大于（多股銅線），第二級(jí)應(yīng)大于 （多股銅線）。當(dāng)電涌保護(hù)器制造商有規(guī)定時(shí)可按其規(guī)定選擇。 雷電流幅值第一級(jí)按承受左右的雷擊能量考慮，第二級(jí)按承受左右的雷擊能量考慮，第三級(jí)按承受左右的雷擊能量考慮，第四級(jí)雷擊能量更小，但不應(yīng)低于。 按有關(guān)規(guī)范要求：對(duì)第一級(jí)電涌保護(hù)器，最大（沖擊）放電電流必須按/波形的通流要求選擇。對(duì)其后幾級(jí)電涌保護(hù)器，最大放電電流可以按/波形的通流

16、要求選擇，但必須進(jìn)行折算，即電涌保護(hù)器由/波形的通流要求推算要求的/波形的通流能力按保守的估計(jì)為倍。n電涌保護(hù)器（電涌保護(hù)器（SPD）共模保護(hù)模式（）共模保護(hù)模式（L-PE，N-PE）共模保護(hù)模式是將電源共模保護(hù)模式是將電源L（相線）、（相線）、N（中性線）分（中性線）分 別與別與PE（保護(hù)地）線之間安裝相同型號(hào)的（保護(hù)地）線之間安裝相同型號(hào)的SPD模塊，模塊， 把雷電（或感應(yīng)電）能量泄放到地，限制對(duì)地瞬態(tài)過電把雷電（或感應(yīng)電）能量泄放到地，限制對(duì)地瞬態(tài)過電壓的幅值，以防護(hù)設(shè)備對(duì)地的絕緣。壓的幅值，以防護(hù)設(shè)備對(duì)地的絕緣。 共模模式的電涌保護(hù)器（共模模式的電涌保護(hù)器（SPD）對(duì)共模（）對(duì)共模（MC）過）過電壓可進(jìn)行有效防護(hù)，即帶電導(dǎo)體（電壓可進(jìn)行有效防護(hù)，即帶電導(dǎo)體（L或或N）與保護(hù)接）與保護(hù)接地（地（PE）之間的過電壓。對(duì)帶電導(dǎo)體之間產(chǎn)生的差模）之間的過電壓。對(duì)帶電導(dǎo)體之間產(chǎn)生的差模過電壓未進(jìn)行防護(hù)，如過電壓未進(jìn)行防護(hù)，如L-L之間，之間，L-N之間的過電壓。之間的過電壓。n電涌保護(hù)器接入模式:在制式中，一般情況下電涌保護(hù)器只需作共模接法，即接于相線中性線與保護(hù)地線