建筑電氣安全技術(shù)

第七章

建筑電氣安全技術(shù)電氣安全接地與防雷1、電流對(duì)人體的作用及其影響；2、電氣裝置的接地3、過(guò)電壓與防雷7.1接地與接零一、基本概念1、接地:接地接地體接地線接地裝置2、設(shè)備的對(duì)地電壓、接觸電壓與跨步電壓電流流散半徑約為20m3、接地和接零形式工作接地保護(hù)接地重復(fù)接地接零二、安全電壓、安全電流安全電流值30mA·s。安全電壓值50VI：10mA有感覺(jué)15mA

麻>30mA

危險(xiǎn)R：正常50-100KΩ

狀態(tài)不佳800Ω-1KU：36V、24V、12V三、觸電形式單相觸電雙線觸電跨步電壓觸電7.2低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)

低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)有IT、TT、TN系統(tǒng)第一個(gè)字母表示電源中性點(diǎn)的對(duì)地關(guān)系

T—一點(diǎn)直接接地；

I—所有帶電部分與地絕緣，或一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。第二個(gè)字母表示裝置的外露可導(dǎo)電的部分對(duì)地關(guān)系；

T—外露可導(dǎo)電部分對(duì)地直接電氣連接，與電力系統(tǒng)的任何接地點(diǎn)無(wú)關(guān)；

N—外露可導(dǎo)電部分與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接連接。橫線后面的字母(S、C或C-S)表示保護(hù)線與中性線的結(jié)合情況IT系統(tǒng)作法：供電系統(tǒng)中點(diǎn)不接地，設(shè)備外殼用足夠粗導(dǎo)線與大地作可靠連結(jié)，工作原理漏電時(shí)R人∥R0R人>>R0I人很小適用范圍：

U>1000VU<1000V中點(diǎn)不接地的三相電源系統(tǒng)

IT系統(tǒng)TT系統(tǒng)

作法：電源中點(diǎn)接地，設(shè)備外殼也接地工作原理漏電時(shí)，Rd小R人大R人∥Rd

人體安全缺點(diǎn)：自身安全，其它設(shè)備不安全漏電時(shí)IE=UP/（Rd+R0）=27.5A

中線對(duì)地電壓V=IR0=110V

使非故障相的設(shè)備外殼帶電注意：該系統(tǒng)中設(shè)備不許接零適用范圍：系統(tǒng)中有大量單相設(shè)備，而線路敷設(shè)環(huán)境易造成一相接地或零線斷路使中線電位升高時(shí)，可才用此系統(tǒng)TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)作法：電源中點(diǎn)接地，引出中線；將設(shè)備外殼接到中線上工作原理當(dāng)設(shè)備單相碰殼時(shí)，造成相—零間的短路，短路電流較大，可使保護(hù)電器動(dòng)作，迅速切斷故障回路適用范圍：U<1000V的三相四線制系統(tǒng)TN系統(tǒng)分類TN系統(tǒng)又分TN—CTN—STN—C—STN—C：N與PE共用PEN線TN—S：N與PE分開(kāi)，N線斷開(kāi)時(shí)，不影響PE的保護(hù)作用，用于大型民用建筑住宅小區(qū)TN—C—S：前端TN—C后端TN—S（a）TN系統(tǒng)（b）TN－C系統(tǒng)（c）TN－S系統(tǒng)（d）TN－C－S系統(tǒng)TN系統(tǒng)7.3雷電的產(chǎn)生及破壞作用

一、產(chǎn)生：水蒸汽蒸發(fā)至高空，凝成小水滴，運(yùn)動(dòng)中水滴分裂，帶電離子，形成雷云，與大地形成大電容，當(dāng)E達(dá)25-30KV/cm時(shí)就放電，雷電流是尖峰電流，其幅值可達(dá)10-102KA，持續(xù)時(shí)間n*10-1秒，輸送電荷量：1-5個(gè)庫(kù)倫，放電時(shí)不同極性的電荷電離中和，產(chǎn)生強(qiáng)烈的光和熱，形成“閃電”和“雷”。雷電的形式：線狀、片狀、球形片：云→云線：云→地球：直徑10-20cm持續(xù)時(shí)間可達(dá)3-5s，距地1m左右水平移動(dòng)二、雷電的破壞作用直擊雷：雷直擊建筑物，發(fā)生熱效應(yīng)和電動(dòng)力作用，主要表現(xiàn)在電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生大量的熱能，引起火災(zāi)或爆炸。電動(dòng)力作用表現(xiàn)為機(jī)械力，可使被擊物發(fā)生劈裂現(xiàn)象。感應(yīng)雷：金屬屋頂處雷電場(chǎng)中，感應(yīng)出大量電荷，雷云放電后，云與大地間電場(chǎng)消失，導(dǎo)體上電荷來(lái)不及立即流散，產(chǎn)生很高對(duì)地電位，使周?chē)慕饘贅?gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流。若感應(yīng)回路有間隙就會(huì)產(chǎn)生火花放電引起危險(xiǎn)，稱“二次雷擊”。沿架空線侵入的雷電波：架空線遭直擊雷，高電位沿導(dǎo)線侵入變配電所或室內(nèi)，對(duì)設(shè)備絕緣造成損壞。三、易遭雷擊的地面物體及其部位直擊雷有選擇性：導(dǎo)電良好的金屬結(jié)構(gòu)及建筑、高聳突出的建筑、潮濕地帶、地下水位較高地帶、地下金屬礦物豐富的地帶。建筑物易遭雷擊的部位：屋脊、屋檐、山墻、女兒墻、水塔、煙囪等建筑物防雷分類建筑物應(yīng)根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性及后果，按防雷要求進(jìn)行分類。根據(jù)國(guó)標(biāo)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)建筑物的防雷分類規(guī)定，民用建筑中無(wú)第一類防雷建筑物，其分類應(yīng)劃分為第二類及第三類防雷建筑物。在雷電活動(dòng)頻繁或強(qiáng)雷區(qū)，可適當(dāng)提高建筑物的防雷保護(hù)措施。符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第二類防雷建筑物：1高度超過(guò)100m的建筑物。2國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑物。3國(guó)家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑物、檔案館、大型博展建筑物；特大型、大型鐵路旅客站；國(guó)際性的航空港、通訊樞紐；國(guó)賓館、大型旅游建筑；國(guó)際港口客運(yùn)站。4國(guó)家級(jí)計(jì)算中心、國(guó)家級(jí)通信樞紐等對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要意義且裝有大量電子設(shè)備的建筑物。5年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.06次的部、省級(jí)辦公建筑及其他重要或人員密集的公共建筑物。6年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.3次的住宅、辦公樓等一般民用建筑物。符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第三類防雷建筑：1省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑物及省級(jí)檔案館。2省級(jí)及以上大型計(jì)算中心和裝有重要電子設(shè)備的建筑物。319層及以上的住宅建筑和高度超過(guò)50m的其他民用建筑物4年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.012次，且小于或等于0.06次的部、省級(jí)辦公建筑及其他重要或人員密集的公共建筑物。5年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.06次，且小于或等于0.3次的住宅、辦公樓等一般民用建筑物。6建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過(guò)20m的建筑物。7通過(guò)調(diào)查確認(rèn)當(dāng)?shù)卦馐苓^(guò)雷擊災(zāi)害的類似建筑物；歷史上雷害事故嚴(yán)重地區(qū)或雷害事故較多地區(qū)的較重要建筑物。8在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳構(gòu)筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區(qū)，高度在20m及以上的煙囪、水塔孤立的高聳構(gòu)筑物。由重要性或使用要求不同的分區(qū)或樓層組成的綜合性建筑物，且按防雷要求分別劃為第二類和三類防雷建筑時(shí)，其防雷分類宜符合下列規(guī)定：1當(dāng)?shù)诙惙览捉ㄖ拿娣e占建筑物總面積的30%及以上時(shí)，該建筑物宜確定為第二類防雷建筑物。2當(dāng)?shù)诙惙览捉ㄖ拿娣e，占建筑物總面積的30%以下時(shí)，宜按各自類別采取相應(yīng)的防雷措施。通過(guò)計(jì)算確定建筑物防雷分類應(yīng)劃為第二類防雷建筑物：預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.06次/a的部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。應(yīng)劃為第三類防雷建筑物：預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.06次/a的部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。三類防雷建筑物：1、年計(jì)算雷擊次數(shù)為0.05以上并結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r需防雷的建筑

N=0.015nk(L+5H)(W+5H)10-6

n—年平均雷暴日

L—長(zhǎng)W—寬H—高n大于40的為多雷區(qū)

n小于15的為少雷區(qū)K—校正系數(shù)K取1-2

K的取值：一般情況下取1曠野孤立取2金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)取1.7河邊湖邊山坡下地下水露頭處土山頂部山谷風(fēng)口等處取1.52、高度在20m以上的一般性建筑，雷電活動(dòng)頻繁區(qū)域，高度在15m以上的一般性建筑3、10至18層的普通住宅4、省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑和構(gòu)筑物5、高度不超過(guò)50m的教學(xué)樓、普通旅館、辦公樓、圖書(shū)館等建筑五、防雷裝置接閃器引下線接地裝置防直擊雷的裝置由下列三部分組成1、接閃器作用：防直擊雷，是接受雷電流的金屬導(dǎo)體型式：針、帶、網(wǎng)(1)避雷針常用材料：鍍鋅圓鋼或鋼管針長(zhǎng)L<1m1-2m煙囪口直徑Φ（mm）≥12≥16≥20鋼管Φ（mm）202540d>3mm(2)避雷帶避雷網(wǎng)圓鋼Φ≥8mm扁鋼截面不應(yīng)小于48mm2

厚度不應(yīng)小于4mm避雷針的保護(hù)范圍對(duì)變電站用折線法計(jì)算折線角度450-600對(duì)建筑物用滾球法計(jì)算一、二、三類防雷建筑的滾球半徑hr分別是：30m、45m、60m

2、引下線

作用：將接閃器接收的雷電流引到接地裝置明設(shè)：用Φ≥8圓鋼或扁鋼沿建筑外墻明敷支點(diǎn)間距1.5M；引下線以最短路徑接地，建筑藝術(shù)要求較高者采用暗敷，但是圓鋼Φ≥10mm，扁鋼S≥80mm2建筑物的消防梯、鋼柱等金屬構(gòu)件宜作為引下線，但其各部件之間均應(yīng)連成電氣通路。暗設(shè)：利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)兩根Φ≥16mm2的對(duì)角主筋，從上而下焊接連通3、接地裝置

自然接地體（基礎(chǔ)接地）：兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、管道和建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等稱自然接地體對(duì)于變配電所，只能利用它本身的建筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為自然接地體一般利用基礎(chǔ)地梁底部?jī)筛怠?6mm2主筋沿周邊分別焊接成整體。人工接地體

水平接地體多采用圓鋼或扁鋼要求：圓鋼直徑不應(yīng)小于10mm。扁鋼截面不應(yīng)小于100m2，厚度不應(yīng)小于4mm。常用：-40×4長(zhǎng)度2.5m間距5m垂直接地體多采用角鋼或鋼管常用：L50×50×5或Φ50鋼管壁厚≥4mm焊接工藝要求接閃器

引下線

接地裝置施工時(shí)都涉及鋼筋的焊接,規(guī)范要求如下:圓鋼:焊接的長(zhǎng)度不小于直徑的6倍扁鋼:焊接的長(zhǎng)度不小于寬度的2倍均要求雙面焊接六、各類建筑的保護(hù)措施

一類防雷建筑及二類防雷建筑物中有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，應(yīng)有防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入的措施1、一類防雷建筑保護(hù)措施頂：設(shè)網(wǎng)網(wǎng)格≤5×5m或6×4m屋頂任一點(diǎn)距網(wǎng)<5m引下線不少于兩根，間距≤12mRd<10Ω超高層內(nèi)設(shè)備層設(shè)法拉第籠，每三層圈梁內(nèi)兩根主筋焊接成環(huán)，并與作引下線的柱筋焊通。一類防雷建筑物的防雷措施1、當(dāng)建筑物高于30m時(shí)，尚應(yīng)采取以下防側(cè)擊雷措施：a．從30m起每隔不大于6m沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連。b．30m及以上外墻的欄桿、門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。2、在電源引的總配電箱處宜裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器。3、建筑物內(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。4、防雷電波侵入a、

低壓線路宜全線采用電纜埋地敷設(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。當(dāng)全線采用電纜有困難時(shí)，應(yīng)使用一段金屬鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿鋼管直接埋地引入，其埋地長(zhǎng)度不應(yīng)小于15m。b、

埋地或地溝內(nèi)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。2、二類防雷建筑保護(hù)措施頂：設(shè)網(wǎng)網(wǎng)格≤10×10m或12×8m頂上任一點(diǎn)距網(wǎng)<10m，有平行帶，每隔<30m平行帶連接引下線不少于2根，間距≤18mRd<10Ω鋁合金窗框應(yīng)用鋼筋與作引下線的柱筋連接二類防雷建筑物的防雷措施

高度超過(guò)45m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)建筑物，尚應(yīng)采取以下防側(cè)擊和等電位的保護(hù)措施：

鋼構(gòu)架和鋼筋混凝土的鋼筋應(yīng)互相連接；

應(yīng)利用鋼柱或柱子鋼筋作為防雷裝置引下線；

應(yīng)將45m及以上外墻上的攔桿、門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置連接；垂直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置連接。3、三類防雷建筑保護(hù)措施頂：設(shè)網(wǎng)網(wǎng)格≤20×20m或24×16m，可僅沿周邊敷設(shè)一圈避雷帶引下線不少于2根，間距≤25mRd<30ΩH<20m，雷電活動(dòng)較頻繁地區(qū)H<15m的住宅，可不設(shè)防雷保護(hù)

三類防雷建筑物的防雷措施

高度超過(guò)60m的建筑物，其防側(cè)擊雷和等電位的保護(hù)措施應(yīng)符合規(guī)范3.3.10條一、二、四款的規(guī)定，并應(yīng)將60m及以上外墻上的攔桿、門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。七、高層建筑的防雷

超高層內(nèi)的設(shè)備層設(shè)法拉第籠作電磁屏蔽每三層圈梁內(nèi)兩根主鋼筋焊接成環(huán)并與作引下線的柱筋焊通高層建筑除了要防直擊雷、還要防側(cè)擊雷，在鋁合金窗框旁邊的柱筋出引出兩根鋼筋與窗框焊接重要設(shè)備做等電位聯(lián)結(jié)八、建筑工地的防雷措施

1、施工時(shí)應(yīng)提前考慮防雷施工程序。為了節(jié)約鋼材，應(yīng)按照正式設(shè)計(jì)圖紙的要求，首先做好全部接地裝置。2、在開(kāi)始架設(shè)結(jié)構(gòu)骨架時(shí)，應(yīng)按圖紙規(guī)定，隨時(shí)將混凝土柱子內(nèi)的主筋與接地裝置連接起來(lái)，以備施工期間柱頂遭到雷擊時(shí)，使雷電流安全地流散入地。3、沿建筑物的四周的腳手架上，應(yīng)做數(shù)根避雷針，并直接接到接地裝置上，使其保護(hù)到全部施工面積。其保護(hù)角可按60°計(jì)算。針長(zhǎng)最少應(yīng)高出腳手架30cm。4、施工用的起重機(jī)、塔吊的上端裝設(shè)避雷針，下部的鋼架與接地裝置連接。接地裝置盡可能用永久性接地系統(tǒng)。如是水平移動(dòng)起重機(jī)，須將其兩條滑行用鋼軌接到接地裝置上。5、應(yīng)隨時(shí)使施工現(xiàn)場(chǎng)正在綁扎鋼筋的各層地面，構(gòu)成一個(gè)等電位面，以避免遭受雷擊時(shí)的跨步電壓。由室外引來(lái)的各種金屬管道及電纜外皮，都要在進(jìn)人建筑物的進(jìn)口處，就近連接到接地裝置上。建筑物電子信息系統(tǒng)防雷GB50343-2004

防雷區(qū)域的劃分

防雷區(qū)域的劃分

LEMPLEMPIntermediatefloorLPZ2LPZ3SEMPLPZ1LPZ0ALPZ1防