電氣防雷接地及常用計算培訓(xùn)課件

1、 防雷和接地及常用計算 王偉強 目 錄1、建筑物防雷類別的劃分2、建筑物防雷措施3、建筑物防雷裝置的組成4、建筑物防雷接閃器的選擇5、低壓系統(tǒng)的接地型式 目 錄6、等電位連接的分類7、接地裝置的分類8、接地電阻的計算劃1、建筑物防雷類別的劃分 1.民用建筑物按防雷要求劃分根據(jù)建筑物的重要程度、使用性質(zhì)、雷擊可能性的大小，以及所造成后果的嚴(yán)重程度， 民用建筑物的防雷分類，按建筑電氣設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定，可以劃分為如下類： （1）一類防雷建筑物此類建筑物是指具有特別用途的建筑物，如國家級會堂、辦公建筑、大型博展建筑、火車站，國際航空港、通訊樞紐、國賓館、大型旅游建筑等。另外，國家重點文物保護(hù)的建筑物和

2、構(gòu)筑物以及超高層建筑物也屬于此類。（2）二類防雷建筑物此類建筑物指重要的或人員密集的大型建筑物，如部級和省級辦公樓、省級大型會堂（場）、博展、體育、交通、通訊、廣播、商業(yè)、影劇院等建筑。另外，省級重點文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物，層及以上的住宅建筑和高度超過50m的其他民用及工業(yè)建筑也屬于此類。 （3）三類防雷建筑物不屬于一類與二類，但根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r確定需要防雷的建筑物稱為三類防雷建筑物。按劃按照我國對高層民用建筑物劃分的標(biāo)準(zhǔn)，顯而易見，有的高層建筑屬一類防雷建筑，有的則屬二類或三類防雷建筑。因此，對高層建筑的防雷，應(yīng)區(qū)別對待，應(yīng)按照相應(yīng)的防雷類別，采用相應(yīng)的防雷保護(hù)措施2.工業(yè)建筑按防雷要求的劃分

3、（1）第一類工業(yè)建筑指凡建筑物中制造、使用或儲存大量的爆炸性物質(zhì)，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人員傷亡者；O區(qū)或10（2）第二類工業(yè)建筑是指凡建筑物中制造、使用或儲存爆炸性物質(zhì)，但電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者；2區(qū)或11區(qū)爆炸危險場所。區(qū)爆炸危險場所。 （3）第三類工業(yè)建筑物是根據(jù)雷擊后對工業(yè)生產(chǎn)的影響，并結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀?、地形、地質(zhì)及周圍環(huán)境等因素，建筑物體計算雷擊次數(shù)N0.01的2區(qū)爆炸危險場所；根據(jù)建筑物體計算雷擊次數(shù)N 0.05，并結(jié)合當(dāng)?shù)乩讚羟闆r，確定需要防雷的建筑物；多雷地區(qū)較重要的建筑物；高度在15米及15米以上的煙囪、水塔等孤立高聳建筑物；每年平均雷暴日

4、天數(shù)不超過15天的地區(qū)，高度可限為20米。2、建筑物防雷措施1.一般規(guī)定（1）各類防雷建筑物應(yīng)采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施。（2）裝有防雷裝置的建筑物，在防雷裝置與其他設(shè)施和建筑物內(nèi)人員無法隔離的情況下，應(yīng)采取等電位聯(lián)結(jié)。2第一類防雷建筑物的防雷措施（1）第一類防雷建筑物防直擊雷的措施應(yīng)裝設(shè)獨立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)），架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于5m5m或6m4m。獨立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)應(yīng)有獨立的接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不大于10。當(dāng)建筑物太高或其他原因難以裝設(shè)獨立避雷針、架空避雷線（網(wǎng)）時，可將避雷針或網(wǎng)格不大于5m5m或6m4m的避雷網(wǎng)或由其混合組成的接閃器直接

5、裝在建筑物上，避雷網(wǎng)應(yīng)沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易雷擊的部位敷設(shè)；所有避雷針應(yīng)采用避雷帶互相連接；引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于12m；建筑物應(yīng)裝設(shè)均壓環(huán)，環(huán)間垂直距離不應(yīng)大于12m，所有引下線、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和金屬設(shè)備均應(yīng)連到環(huán)上，均壓環(huán)可利用電氣設(shè)備的接地干線環(huán)路。防直擊雷的接地裝置應(yīng)圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體，每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10，并應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置及所有進(jìn)入建劃筑物的金屬管道相連，此接地裝置可兼作防雷電感應(yīng)之用。當(dāng)建筑物高于30m時，尚應(yīng)采取防側(cè)擊的措施。在電源引人的總配電箱宜裝設(shè)過電壓保護(hù)器。（2）第一類防雷建筑物防雷電感應(yīng)的

6、措施建筑內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物和突出屋面的放散管、風(fēng)管等金屬物，均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。金屬屋面周邊每隔1824m應(yīng)采用引下線接地一次?，F(xiàn)場澆制的或由預(yù)制構(gòu)件組成的鋼筋混凝土屋面，其鋼筋宜綁扎或焊接成閉合回路，并應(yīng)每隔1824m采用引下線接地一次。防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置共用，其沖擊接地電阻不應(yīng)大于10。（3）一類防雷建筑物防止雷電波侵入的措施低壓線路宜全線采用電纜直接埋地敷設(shè)，在入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。架空金屬管道，在進(jìn)出建筑物處，應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。距離建筑物l00m內(nèi)的管道，應(yīng)每隔2

7、5m左右接地一次，其沖擊接地電不應(yīng)大于20，并宜利用金屬支架或鋼筋混凝土支架的焊接、綁扎鋼筋網(wǎng)作為引下線，其鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜作為接地裝置。埋地或地溝內(nèi)的金屬管道，在進(jìn)出建筑物處亦應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。（4）當(dāng)樹木高于建筑且不在接閃器保護(hù)范圍之內(nèi)時，樹木與建筑之間的凈距不應(yīng)小于5m。劃3第二類防雷建筑物的防雷措施（1）第二類防雷建筑物的防直擊雷的措施宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)（帶）或避雷針或由其混合組成的接閃器。避雷網(wǎng)（帶）應(yīng)沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并應(yīng)在整個屋面組成不大于10rnl0m或12m8m的網(wǎng)格。所有避雷針應(yīng)采用避雷帶相互連接。引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿

8、建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于18m。當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于18m。每根引下線的沖擊接地電阻不應(yīng)大于10。防直擊雷接地和防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)等接地共用同一接地裝置，并宜與埋地金屬管道相連；當(dāng)不共用、不相連時，兩者間在地中的距離不應(yīng)小于2m。高度超過45m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)建筑物，尚應(yīng)采取防側(cè)擊和等電位的保護(hù)措施。（2）防雷電波侵入的措施采用埋地或架空敷設(shè)進(jìn)入建筑物的各種線路及金屬管道，在入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、金屬線槽及金屬管道應(yīng)就近與防雷的接地裝置相連。劃4第三類防雷建筑物的防雷措施（1）第三類

9、防雷建筑物防直擊雷的措施宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)（帶）或避雷針或由這兩種混合組成的接閃器。避雷網(wǎng)（帶）應(yīng)沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易雷擊的部位敷設(shè)并應(yīng)在整個屋面組成不大于20m20m或24ml6m的網(wǎng)格。平屋面的建筑物，當(dāng)其寬度不大于20m時，可僅沿周邊敷設(shè)一圈避雷帶。每根引下線的沖擊接地電阻不宜大于30，但對分類中的第三類防雷建筑物第二種情況所規(guī)定的建筑物則不宜大于10。其接地裝置宜與電氣設(shè)備等接地裝置共用。防雷的接地裝置宜與埋地金屬管道相連。當(dāng)不共用、不相連時，兩者間在地中的距離不應(yīng)小于2m。在共用接地裝置與埋地金屬管道相連的情況下，接地裝置宜圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體。引下線不應(yīng)少于

10、兩根，但周長不超過25m且高度不超過40m的建筑物可只設(shè)一根引下線。引下線應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于25m。當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于25m。高度超過60m的建筑物，應(yīng)考慮防側(cè)擊和等電位的保護(hù)措施。（2）防雷電波侵入的措施1）對電纜進(jìn)出線，應(yīng)在進(jìn)出端將電纜的金屬外皮、鋼管等與電氣設(shè)備接地相連。當(dāng)電纜轉(zhuǎn)換為架空線時，應(yīng)在轉(zhuǎn)換處裝設(shè)避雷器；避雷器、電纜劃金屬外皮和絕緣子鐵腳、金具等應(yīng)連在一起接地，其沖擊接地電阻不宜大于30。2）對低壓架空進(jìn)出線，應(yīng)在進(jìn)出處裝設(shè)避雷器并與絕緣子鐵腳、金具連在一起接到電氣設(shè)備的接地裝置

11、上。當(dāng)多回路架空進(jìn)出線時，可僅在母線或總配電箱處裝設(shè)組避雷器或其他形式的過電壓保護(hù)器，但絕緣子鐵腳、金具仍應(yīng)接到接地裝置上。劃3、建筑物防雷裝置的組成建作用原理：將雷電引向自身并安全導(dǎo)入大地內(nèi)，從而使被保護(hù)的建筑物免遭雷擊。1.接閃器 接閃器是專門用來引導(dǎo)雷擊的金屬導(dǎo)體?？煞譃楸芾揍槨⒈芾讕?線)、避雷網(wǎng)以及兼作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件(如金屬煙囪，風(fēng)管)等。 所有接閃器都必須經(jīng)過接地引下線與接地裝置相連接。（1）避雷針 避雷針是安裝在建筑物突出部位或獨立裝設(shè)的針形導(dǎo)體。是“引雷針” 1）避雷針材料避雷針通常采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管制成。針長1m以下：圓鋼直徑12mm，鋼管直徑20mm；針長為1

12、2m時：圓鋼直徑16mm，鋼管直徑25mm；煙囪頂上的避雷針：圓鋼直徑20mm，鋼管直徑40mm。2）避雷針安裝避雷針可以安裝在電桿(支柱)、構(gòu)架或建筑上，下端經(jīng)引下線與接地裝置焊接.避雷針的保護(hù)范圍，以它對直擊雷所保護(hù)的空間來表示，可利用“滾球法”進(jìn)行確定。劃 單支避雷針保護(hù)范圍的三維立體空間，可以近似地看成是一個尖頂帳篷所包圍的空間。（2）避雷帶和避雷網(wǎng) 1）避雷帶和避雷網(wǎng)的材料 避雷帶用小截面圓鋼或扁鋼裝于建筑物易遭雷擊的部位，如屋脊、屋檐、屋角、女兒墻和山墻等的條形長帶。 避雷網(wǎng)是縱橫交錯的避雷帶疊加在一起，形成多個網(wǎng)孔，它既是接閃器，又是防感應(yīng)雷的裝置，因此是接近全部保護(hù)的方法，一般

13、用于重要的建筑物。 避雷帶、網(wǎng)可以采用鍍鋅圓鋼或扁鋼，圓鋼直徑不應(yīng)小于8 mm；扁鋼截面積不應(yīng)小于48 mm2，其厚度不得小于4 mm；裝設(shè)在煙囪頂端的避雷環(huán)，其圓鋼直徑不應(yīng)小于12 mm；扁鋼截面積不得小于100 mm2，其厚度不得小于4 mm。 避雷網(wǎng)也可做成籠式避雷網(wǎng)，簡稱為避雷籠。避雷籠是用來籠罩整個建筑物的金屬籠。根據(jù)電學(xué)中的Faraday籠的原理，對于雷電它起到均壓和屏蔽的作用，任憑接閃時籠網(wǎng)上出現(xiàn)多高的電壓，籠內(nèi)空間的電場強度為零，籠內(nèi)各處電位相等，形成一個等電位體，因此籠內(nèi)人身和設(shè)備都是安全的。高層建筑防雷設(shè)計多采用避雷籠。避雷籠特點把整個建筑物梁、柱、板、基礎(chǔ)等主要結(jié)構(gòu)鋼筋連

14、成一體，因此是最安全可靠的防雷措施。劃2）避雷帶和避雷網(wǎng)的安裝 避雷帶和避雷網(wǎng)的安裝可分為明裝和暗裝兩種方式。明裝 它適于安裝在建筑物的屋脊、屋檐(坡屋頂)或屋頂邊緣及女兒墻(平屋頂)等處，對建筑物易受雷擊部位進(jìn)行重點保護(hù)。暗裝 暗裝避雷網(wǎng)是利用建筑物內(nèi)的鋼筋做避雷網(wǎng)，它較明裝避雷網(wǎng)美觀，尤其是在工業(yè)廠房和高層建筑中應(yīng)用較多。A.用建筑物V形折板內(nèi)鋼筋做避雷網(wǎng)建筑物有防雷要求時，可利用V形折板內(nèi)鋼筋做避雷網(wǎng)B.用女兒墻壓頂鋼筋做暗裝避雷帶女兒墻上壓頂為現(xiàn)澆混凝土?xí)r，可利用壓頂板內(nèi)的通長鋼筋作為建筑物的暗裝避雷帶；當(dāng)女兒墻上壓頂為預(yù)制混凝土板時，就在頂板上預(yù)埋支架設(shè)避雷帶。C.高層建筑暗裝避雷網(wǎng)

15、的安裝暗裝避雷網(wǎng)是利用建筑物屋面板內(nèi)鋼筋作為接閃裝置。建筑物全部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，可將結(jié)構(gòu)圈梁鋼筋與柱內(nèi)充當(dāng)引下線的鋼筋進(jìn)行連接(焊接)作為均壓環(huán)。當(dāng)建筑物為磚混結(jié)構(gòu)但有鋼筋混凝土組合柱和圈梁時，均壓環(huán)做法同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。沒有組合柱和圈梁的建筑物，應(yīng) 劃每3層在建筑物外墻內(nèi)敷設(shè)一圈12 mm鍍鋅圓鋼作為均壓環(huán)，并與防雷裝置的所有引下線連接。2.引下線引下線是連接接閃器和接地裝置的金屬導(dǎo)體。（1）引下線材料采用圓鋼時，直徑不應(yīng)小于8 mm；采用扁鋼時，其截面不應(yīng)小于48 mm2，厚度不應(yīng)小于4 mm。煙囪上安裝的引下線，圓鋼直徑不應(yīng)小于12 mm；扁鋼截面不應(yīng)小于100 mm2，厚度不應(yīng)小于

16、4 mm。（2）引下線安裝引下線應(yīng)沿建筑物外墻明敷，并經(jīng)最短路徑接地；建筑藝術(shù)要求較高者可暗敷，但其圓鋼直徑不應(yīng)小于10 mm；扁鋼截面不應(yīng)小于80 mm2。明敷的引下線應(yīng)鍍鋅，焊接處應(yīng)涂防腐漆。引下線還可利用混凝土內(nèi)鋼筋、鋼柱等作自然引下線。（3）斷接卡設(shè)置斷接卡的目的是為了便于運行、維護(hù)和檢測接地電阻。采用多根專設(shè)引下線時，為了便于測量接地電阻以及檢查引下線、接地線連接狀況，宜在各引下線上于距地面0.3 m至1.8 m之間設(shè)置斷接卡。斷接卡應(yīng)有保護(hù)措施。 劃 當(dāng)利用混凝土內(nèi)鋼筋、鋼柱等自然引下線并同時采用基礎(chǔ)接地體時，可不設(shè)斷接卡。 利用鋼筋作引下線時應(yīng)在室內(nèi)外適當(dāng)?shù)攸c設(shè)若干連接板，該連接

17、板可供測量、接人工接地體和做等電位連接用。當(dāng)僅利用鋼筋做引下線并采用埋于土壤中的人工接地體時，應(yīng)在每根引下線上距地面不低于0.3 m處設(shè)接地體連接板。采用埋于土壤中的人工接地體時應(yīng)設(shè)斷接卡，其上端應(yīng)與連接板焊接。連接板處宜有明顯標(biāo)志。3.接地裝置接地裝置是接地體(或稱接地極)和接地線的合稱，它的作用是把引下線引下的雷電流迅速流散到大地土壤中去。（1）接地體 指埋入土壤中或混凝土基礎(chǔ)中作散流用的金屬導(dǎo)體。接地體分人工接地體和自然接地體兩種。 自然接地體即兼作接地用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件，如建筑物的鋼結(jié)構(gòu)、行車鋼軌、埋地的金屬管道(可燃液體和可燃?xì)怏w管道除外)等。 人工接地體即直接打入地下

18、專作接地用的經(jīng)加工的各種型鋼或鋼管等。按其敷設(shè)方式可分為垂直接地體和水平接地體。 劃 埋入土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼。 埋入土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。 圓鋼直徑不應(yīng)小于10 mm；扁鋼截面積不應(yīng)小于100 mm2，其厚度不應(yīng)小于4 mm。角鋼厚度不應(yīng)小于4 mm；鋼管壁厚不應(yīng)小于3.5 mm。 人工垂直接地體的長度宜為25 m。人工垂直接地體間的距離及人工水平接地體間的距離宜為5 m，當(dāng)受地方限制可適當(dāng)減小。人工接地體在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5 m。(2)接地線 接地線是從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導(dǎo)體，是接地體與接地體之間的連接導(dǎo)體。接地線應(yīng)與水平接地體的截面相同。(3)基礎(chǔ)接地體 高層建筑中，常常利用柱子和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為引下線和接地體。 設(shè)在建筑物鋼筋混凝土樁基和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地體時，稱為基礎(chǔ)接地體。利用基礎(chǔ)接地體的接地方式稱為基礎(chǔ)接地?；A(chǔ)接地體可分為以下兩類：自然基礎(chǔ)接地體：利用鋼筋混凝土基礎(chǔ)中的鋼筋或混凝土基礎(chǔ)中的金屬結(jié)構(gòu)作為接地體時，稱為自然