建筑電氣第六章概述

6電氣安全與防雷接地目錄安全用電技術(shù)1建筑物及其設(shè)備防雷2電氣裝置接地3觸電是因人體接觸到帶電體而造成傷害的現(xiàn)象。人在觸電時表現(xiàn)出的損傷往往是綜合性的。觸電對人體的傷害可歸納為電擊與電傷兩種。觸電，因接觸方式不同分為三類：1)單相觸電人體的某一部位與地面或接地導(dǎo)體接觸，另一部位觸及帶電體造成的觸電事故。此種觸電加在人體上的是相電壓，所以又可以叫相電壓觸電。人體過分靠近高壓帶電體，造成對人體的放電，也是單相觸電。在一般情況下，中性點接地電網(wǎng)比不接地電網(wǎng)單相觸電的危險性為大。6.1安全用電技術(shù)6.1.1觸電種類及危害6.1安全用電技術(shù)2)兩相觸電人體同時觸及兩相帶電體而發(fā)生的觸電事故。此種觸電加在人體上的是線電壓，所以又可以叫線電壓觸電。無論電網(wǎng)的中性點接地與否，其危險性都比較大。3)跨步電壓觸電當(dāng)電網(wǎng)或電氣設(shè)備發(fā)生接地故障時，流入大地的電流，在土壤中形成電位，地表面也形成以接地點為圓心的徑向電位差分布。如果行人誤入其中時，因前后兩腳間(一般按0.8m計算)電位差達到危險電壓而造成觸電，稱為跨步電壓觸電。1.電流大小和安全電壓

影響觸電嚴重程度主要是通過人體的電流。能引起有電感覺的最小電流稱為感知電流，交流為1mA左右；觸電后能自主擺脫的最大電流稱為擺脫電流，交流為10mA左右；在較短時間內(nèi)危及生命的電流稱為致命電流，如100mA的電流通過人體1s，可足以使人致命，因此致命電流為50mA。在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可按30mA考慮。電流的大小取決于人體的電阻及觸電電壓。一般不大于36V電壓或小于10mA的電流，對人體不會造成生命危險。

6.1安全用電技術(shù)6.1.2影響觸電嚴重程度的因素6.1安全用電技術(shù)2.電流路徑

電流通過人體造成的傷害，與于心臟受損狀況關(guān)系密切。3.觸電時間

觸電對人體傷害的輕重程度還與電流作用時間的長短有關(guān)。4.電流性質(zhì)國際電工委員會(IEC)指出：人體觸電后的危害與觸電電流的種類、大小、頻率和流經(jīng)人體的時間有關(guān)。在交流供電系統(tǒng)，以50～60Hz低頻的電流對人體的危害最為嚴重。5.健康狀況及精神狀態(tài)

1.電氣安全組織措施1)加強電氣安全教育2)嚴格執(zhí)行各項規(guī)章制度3)建立健全電氣安全管理機構(gòu)，落實人員安排2.電氣安全技術(shù)措施預(yù)防觸電事故保障人身及設(shè)備安全的主要技術(shù)措施，有采用安全的特低電壓，保證電氣設(shè)備的絕緣性能，采取屏護、障礙，保證安全距離，合理選用電氣裝置，裝設(shè)漏電保護裝置和自動斷開電源等。1)采用安全特低電壓在需要電擊防護的地方，采用不高于國標《GB/T3805-2008特低6.1安全用電技術(shù)6.1.3電氣安全措施6.1安全用電技術(shù)電壓(ELV)限值》中規(guī)定的不同環(huán)境下，正常和故障狀態(tài)時的電壓限值，見表6.2，則不會對人體構(gòu)成危險。2)保證設(shè)備電氣絕緣性能電氣絕緣就是用絕緣物將帶電導(dǎo)體封閉起來，使人不能觸及，從而保證安全。設(shè)備的電氣絕緣是直接觸電的防護措施。3)采用屏護、障礙所謂屏護，就是用箱盒、圍欄、護罩、護蓋等把帶電體同外界隔絕開來，以防止人員無意觸及帶電體，造成直接觸電。

所謂障礙，就是在帶電體與行走路線之間設(shè)置障礙物，防止無意過去觸及或過分接近帶電體而觸電。4)保證電氣安全距離為避免發(fā)生觸電以及各種短路事故、防止發(fā)生火災(zāi)、過電壓放6.1安全用電技術(shù)電等，在帶電體與人體之間、帶電體與其它設(shè)施與設(shè)備之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與地面之間必須留有一定的間隔距離，這個距離就是電氣安全距離。5)正確使用安全標志供配電系統(tǒng)中的安全標志可以分為安全色標、安全牌和設(shè)備標志。①安全色標：是為了保證人身的安全和設(shè)備不受損壞，提醒人員對危險或不安全因素的注意，防止發(fā)生意外而設(shè)置的帶顏色圖案的標牌。安全色標包括安全色和安全牌。安全色就是不同的安全信息用不同的顏色表示，目的是使人們能夠迅速地發(fā)現(xiàn)安全標志并分辨出其中的安全信息，預(yù)防事故的發(fā)生。一般采用的安全色有：ⅰ紅色：用來標志禁止、停止、危險以及消防設(shè)備。如“禁止合閘”“禁止啟動”等。6.1安全用電技術(shù)ⅱ黃色：用來提醒人們注意危險。如“當(dāng)心觸電”、“當(dāng)心電纜”等。ⅲ藍色：用來表示指令，要求人們必須遵守的規(guī)定。如“必須戴安全帽”、“必須系安全帶”等。ⅳ綠色：用來給人們提供允許、安全的信息。如“在此工作”、“已接地”等。ⅴ黑色：用來標志文字、圖形符號以及警告標志的幾何邊框等。②安全牌：由不同的幾何圖形和安全色構(gòu)成，并加上相應(yīng)的圖形符號和文字，用以表達特定的安全信息。一般有以下幾種：ⅰ禁止類安全牌：用圓形，基本型式是帶斜杠的圓邊框。斜杠與圓邊框用紅色，背景用白色，含義是禁止人們不安全行為。例如：“禁止靠近”、“禁止入內(nèi)”等。ⅱ警告類安全牌：基本型式是正三角形邊框，背景用黃色，邊和圖6.1安全用電技術(shù)象都用黑色。用于提醒人們對周圍環(huán)境引起注意，以避免可能發(fā)生危險。例如：“注意安全”、“當(dāng)心傷手”等。ⅲ指令類安全牌：用圓形，背景用藍色，圖象及文字用白色。含義是強制人們必須做出某種動作或采用防范措施。例如：“必須戴防護眼鏡”、“必須戴防護手套”等。ⅳ提示類安全牌：用矩形，背景用綠色，圖象及文字用白色。含義是向人們提供某種信息的圖形標志。例如：“避險處”、“可動火區(qū)”等。安全標示牌的懸掛位置與安全標識牌的類別有關(guān)。例如：“禁止合閘，有人工作”等禁止類標示牌用來掛在一經(jīng)合閘即可送電到施工現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)的操作把手上，防止誤送電；“止步，高壓危險”等警告類標示牌用來掛在禁止通行的過道、配電裝置、變壓器周圍的6.1安全用電技術(shù)遮攔、施工地點靠近帶電設(shè)備的遮欄等明顯處，以警示周邊行人；“在此工作”等提示類標示牌用來掛在工作現(xiàn)場周圍所裝設(shè)的臨時遮欄入口處或指定工作的設(shè)備上，以提示他人，注意作業(yè)人員安全，不得隨意操作。③設(shè)備標志：在供配電系統(tǒng)中，電氣設(shè)備是十分復(fù)雜的，這些設(shè)備若沒有統(tǒng)一明確的標志和編號，不僅不便于識別與管理，而且更重要的是在操作和檢修維護過程中容易發(fā)生錯誤。因分辨設(shè)備出錯而造成的血淋淋的事故在系統(tǒng)中比比皆是。因此，設(shè)備標志也是防止人身事故，保證安全生產(chǎn)的一項重要技術(shù)措施。設(shè)備標志包括設(shè)備名稱和編號。設(shè)備名稱按照國家標準和部頒專業(yè)規(guī)程中規(guī)定的名稱確定。供配電系統(tǒng)中的主要設(shè)備(如供電線路、發(fā)動機、變壓器、母6.1安全用電技術(shù)線等)編號格式，一般采用“通用字母+阿拉伯?dāng)?shù)字”形式，可以按設(shè)備的安裝位置，從南到北，或從東向西，或從固定端指向擴建端，或從電源端向負荷端按遞增序列編制，不得有斷號、跳號。與主要設(shè)備關(guān)聯(lián)的如斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等電器設(shè)備編號，其編號方法與主要設(shè)備編號方法類似，書寫時，以“主要設(shè)備編號+關(guān)聯(lián)設(shè)備編號”形式表示。6）裝設(shè)殘余電流保護裝置殘余(剩余)電流保護又稱漏電保護，是一種在電氣設(shè)備或線路漏電時，切除供電回路，保證人身與設(shè)備安全的裝置。其主要作用是防止由于漏電而引起的觸電事故，其動作電流不大于30mA。其次是可以用殘余電流保護防止由于漏電，漏電地點局部過熱而引起的火災(zāi)，其動作電流一般相對較大，可達幾百mA。殘余電流保護6.1安全用電技術(shù)裝置還可以作為監(jiān)視、用于電源單相接地或三相電機缺相運行故障的保護來使用。殘余電流保護裝置按工作原理分，有電壓動作型和電流動作型兩種，一般采用電流動作型。電流動作型殘余電流保護的工作原理如圖6.2所示。電流動作型殘余電流保護裝置，由：含脫扣器YR的低壓斷路器QF、零序電流互感器TAn和放大器A等幾部分組成。圖6.2所示的是三相殘余電流保護的工作原理。設(shè)備運行正常時，三相電流基本對稱，因此零序電流互感器TAn的鐵心中沒有磁通，其二次側(cè)線圈沒有電流輸出。如果設(shè)備發(fā)生漏電或單相接地故6.1安全用電技術(shù)障時，由于三相電流不對稱，零序電流互感器TAn的鐵心中將產(chǎn)生零序磁通，其二次側(cè)線圈輸出的電流達到規(guī)定的數(shù)值，經(jīng)放大器A放大后，驅(qū)動脫扣器YR，使斷路器QF跳閘，切除故障電路。單相殘余電流保護其組成部分，工作原理與三相的相似。不同的是，接入電流互感器TAn的是相線L與中性線N。設(shè)備正常工作時，相線L與N線中的電流大小相等，方向一去一回，在電流互感器TAn的鐵心中的磁通疊加為零。當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電時，相線L與N線中的電流大小不一樣(差值為漏電流)，在電流互感器TAn的鐵心中的將有磁通產(chǎn)生，二次側(cè)線圈輸出的電流達到規(guī)定的數(shù)值后，保護驅(qū)動脫扣器YR，使斷路器QF跳閘。7)自動斷開電源(接地故障保護)根據(jù)低壓配電網(wǎng)的運行方式以及安全的要求，選擇合適的保護6.1安全用電技術(shù)元件和接地形式，在發(fā)生漏電、接地等故障時能在規(guī)定的時間內(nèi)自動斷開電源，防止人員觸及危險的電壓。8)創(chuàng)造等電位環(huán)境把可能會同時觸及的外露導(dǎo)體互相連接起來，形成等電位環(huán)境，防止形成危險的接觸電壓。9)采取電氣隔離措施采用隔離變壓器或電氣上隔離的發(fā)電機供電，以防止外露導(dǎo)體異常帶電時造成觸電事故。要求被隔離的回路電壓不超過500V，并且?guī)щ姴糠植荒芘c大地、其他電路相連接。10)設(shè)置不導(dǎo)電環(huán)境讓所在環(huán)境的地面、墻體等全部成為絕緣體，可能出現(xiàn)不同電位的兩點之間的距離拉開到2m之外，這樣可以避免因工作絕緣而使人同時觸及不同電位的兩點。1.過電壓的定義及種類過電壓是指對供配電系統(tǒng)絕緣有危險的，超過其最高工作電壓的電壓升高。例如：工頻交流電，其電壓均方根值超過額定值的10%，并持續(xù)大約1分鐘時間以上時，可以認為是過電壓。過電壓屬于供配電系統(tǒng)中的一種電磁擾動現(xiàn)象，在電路狀態(tài)或電磁狀態(tài)突然變化時出現(xiàn)，分內(nèi)部過電壓和外部過電壓兩大類。(1)內(nèi)部過電壓系統(tǒng)本身由于故障、負荷劇烈變動、開關(guān)操作等原因使運行方式發(fā)生突然改變而引起的過電壓。包括操作過電壓、諧振過電壓、暫態(tài)過電壓等。6.2建筑物及其設(shè)備防雷6.2.1過電壓及雷電知識6.2建筑物及其設(shè)備防雷1)操作過電壓是由于進行開關(guān)投切操作或發(fā)生突然短路而引起的過電壓。操作過電壓的持續(xù)時間一般約為幾百微秒至幾毫秒，持續(xù)時間短衰減較快，其具有脈沖性質(zhì)，又稱操作沖擊波。是供配電系統(tǒng)內(nèi)部過電壓的一種主要形式。

2)諧振過電壓是系統(tǒng)中元件的L、C、R參數(shù)在某些接線方式下出現(xiàn)不利的組合，與電源頻率發(fā)生諧振所造成的過電壓。

3)暫態(tài)過電壓是由于開關(guān)投切操作或發(fā)生突然短路，使系統(tǒng)從穩(wěn)態(tài)狀態(tài)經(jīng)歷一個過渡過程，后重新達到某種暫時穩(wěn)定狀態(tài)時所出現(xiàn)的過電壓。暫態(tài)過電壓主要是50Hz的振蕩，衰減過程較慢，持續(xù)時間較長，又可稱為工頻電壓升高。6.2建筑物及其設(shè)備防雷(2)外部過電壓又稱大氣過電壓、雷電過電壓，是由于大氣中的雷云放電而在供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)備上所形成的過電壓。外部過電壓的持續(xù)時間約為幾十微秒，具有脈沖的特性，常稱為雷電沖擊波，其電壓幅值可高達幾千萬伏，電流幅值可大到幾十萬安培。雷電過電壓又分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓兩種。1)直擊雷過電壓是指雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路、建筑物時所出現(xiàn)的過電壓。2)感應(yīng)雷過電壓是指雷電在放電過程中，由于靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)，致使未直接遭受雷擊的電氣設(shè)備、線路或其他物體上感應(yīng)出的過電壓。當(dāng)雷云到來時，地面上的物體，尤其是導(dǎo)體，因靜電感應(yīng)會聚集6.2建筑物及其設(shè)備防雷起與雷云電荷極性相反的電荷。在雷云的電荷沒有泄放之前，其被束縛住。當(dāng)雷云放電后，感應(yīng)出的電荷就變成了自由電荷，以雷電波的形式向兩邊傳，其過電壓幅值可達到幾萬到幾十萬伏。另一種情況是，在雷云放電時，變化的雷電流在其泄放通道的附近會形成一個很強的感應(yīng)電磁場，會使周圍的金屬物產(chǎn)生高感應(yīng)電壓，造成干擾、破壞等。2.雷電波侵入雷電波侵入指雷電作用于架空線路或金屬管道等，使雷電波可能沿著這些管線侵入，危及人身安全或造成設(shè)備的損壞等。

3.防雷相關(guān)名詞1)雷電流是指流入雷擊點的電流，短時首次雷擊是—個幅值很大、陡度很6.2建筑物及其設(shè)備防雷高的沖擊波電流，如圖6.5所示。從圖6.5可以看出，短時雷電流幅值從0到峰值電流I的上升時間是很短，在達到峰值后，雷電流以較長時間逐步衰減。國際電工委員會IEC采用了波頭時間T1，半值時間T2和平均陡度I/T1來描述雷電波波形。波頭時間T1是雷電流由幅值的10%上升到90%時所需要的時間。IEC規(guī)定了首次雷擊的數(shù)值為10μs，后繼雷擊為0.25μs。半值時間T2是雷電流由幅值10%上升到峰值然后逐漸下降到幅值50%時所需要的時間。IEC規(guī)定了首次雷擊為350μs，后續(xù)雷擊為100μs。可以用T1與T2的比值來表示雷電流波形，如10/350μs表示首次雷擊波6.2建筑物及其設(shè)備防雷形，0.25/100μs則代表了后續(xù)雷擊的波形。

雷電流的陡度di/dt，用雷電流波頭部分增長的平均速率來表示即：I/T1。2)雷暴日指某地區(qū)一年中有雷電放電的天數(shù)，在一天中只要聽到一次以上的雷聲就記錄成一個雷暴日，它反映了各地區(qū)雷電活動的頻繁程度，是防雷設(shè)計的重要依據(jù)。年平均雷暴日數(shù)越多，說明該地區(qū)雷電活動越頻繁，防雷要求越高。3)年預(yù)計雷擊次數(shù)反映某建筑物一年時間內(nèi)可能會遭受雷擊的次數(shù)，與建筑物等效面積、當(dāng)?shù)乩妆┤占敖ㄖ锏貨r有關(guān)。

建筑物按其重要程度、使用性質(zhì)，以及發(fā)生雷電事故的可能性和發(fā)生雷電事故的后果，分為三類：1.有下列情況之一者，應(yīng)屬于第一類防雷建筑物：

①凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質(zhì)的建筑物，因電火花引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。②具有0區(qū)或10區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。③具有1區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物，因電火花引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。

2.根據(jù)JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》，下列民用建筑物，應(yīng)劃為第二類防雷建筑物：6.2建筑物及其設(shè)備防雷6.2.2建筑物防雷分類6.2建筑物及其設(shè)備防雷①國家級的會堂、檔案館、大型博物展覽建筑物、辦公建筑物；國賓館、大型旅游建筑物；國際港口客運站；特大型、大型鐵路旅客站；國際性的航空港、通信樞紐。②國家級計算中心、國家級通信樞紐等對國民經(jīng)濟有重要意義且裝有大量電子設(shè)備的建筑物。③國家級重點文物保護建筑物。④高度超過100m的建筑物。⑤建筑物的年預(yù)計雷擊次數(shù)N>0.06的部、省級辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物。⑥建筑物的年預(yù)計雷擊次數(shù)N>0.3的住宅、辦公樓等一般民用建筑物。3.根據(jù)JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》，下列民用建筑物，應(yīng)劃為第三類防雷建筑物：6.2建筑物及其設(shè)備防雷①省級重點文物保護建筑和省級檔案館。②省級大型計算中心與裝有重要電子設(shè)備的建筑物。③19層及以上的住宅建筑和高度超過50m的其他民用建筑物。④年預(yù)計雷擊次數(shù)，在0.012≤N≤0.06之間的部、省級辦公建筑物及其他重要的或人員密集的公共建筑物。⑤年預(yù)計雷擊次數(shù)，在0.06≤N≤0.3之間的住宅、辦公樓等一般民用建筑物。⑥建筑群中最高的建筑物或位于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物。⑦通過調(diào)查確認當(dāng)?shù)卦馐苓^雷擊災(zāi)害的類似建筑物；歷史上雷害事故嚴重地區(qū)或雷害事故較多地區(qū)的較重要建筑物。⑧在年平均雷暴日Td>15d／a的地區(qū)，高度≥15m的煙囪、水塔等孤立的高聳構(gòu)筑物；以及在年平均雷暴日Td≤15d／a的地區(qū)，高度≥20m的煙囪、水塔等孤立的高聳構(gòu)筑物。防雷保護包括外部防雷保護和內(nèi)部防雷保護兩部份。外部防雷保護是指建筑物（或設(shè)施）的直擊雷防護，內(nèi)部防雷保護是指雷電電磁脈沖的防護。1.直擊雷防護設(shè)備完整的防直擊雷裝置包括：接閃器、引下線和接地裝置三個部分。其中接閃器是關(guān)鍵部分，它利用凸出于被保護物位置的金屬導(dǎo)體把雷電引向自身，專門接受直擊雷的放電。(1)接閃器接閃器有多種型式。常見的有避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等。6.2建筑物及其設(shè)備防雷6.2.3防雷設(shè)備

6.2建筑物及其設(shè)備防雷1)避雷針為金屬材料，棒狀的接閃器，一般采用鍍鋅圓鋼(針長1m以下時直徑不小于12mm、針長1～2m時直徑不小于16mm、煙囪頂上的針直徑不小于20mm)或鍍鋅焊接鋼管(針長1m以下時內(nèi)徑不小于20mm、針長1～2m時內(nèi)徑不小于25mm、煙囪頂上的針直徑不小于40mm)制成。它既可以附設(shè)式安裝又可以獨立式安裝。2)避雷線又稱架空地線，常架設(shè)在桿塔頂部，保護下面的架空電力線路等狹長物體。其保護原理與避雷針相似。避雷線宜采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。3)避雷帶與避雷網(wǎng)避雷帶是指沿建筑物檐角、屋角、屋脊、屋檐、女兒墻等最可6.2建筑物及其設(shè)備防雷能受雷擊的地方敷設(shè)的防直擊雷的金屬導(dǎo)體。當(dāng)屋頂面積較大時，中間需增加敷設(shè)金屬導(dǎo)體，形成網(wǎng)格狀，就成了避雷網(wǎng)。避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸要求見表6.7。避雷帶和避雷網(wǎng)宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm。扁鋼截面不應(yīng)小于48mm2并且其厚度不應(yīng)小于4mm。(2)引下線是指連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。防雷裝置的引下線應(yīng)滿足機械強度、熱穩(wěn)定以及耐腐蝕的要求。根據(jù)JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定：建筑物防雷裝置宜利用建筑物鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋，或采用圓鋼、扁鋼作為引下線。作為防雷引下線的鋼筋，當(dāng)鋼筋直徑大于或等于16mm時，應(yīng)將兩根鋼筋綁扎或焊接在一起，作為一組引下線；當(dāng)鋼筋直6.2建筑物及其設(shè)備防雷徑大于或等于10mm且小于16mm時，應(yīng)利用四根鋼筋綁扎或焊接作為一組引下線。當(dāng)采用圓鋼作引下線時，直徑不應(yīng)小于8mm。當(dāng)采用扁鋼時，截面不應(yīng)小于48mm2，厚度不應(yīng)小于4mm。裝設(shè)在煙囪上的引下線，圓鋼直徑要求不應(yīng)小于12mm，扁鋼截面不應(yīng)小于100mm2且厚度不應(yīng)小于4mm。專設(shè)的引下線宜沿建筑物外墻明敷設(shè)，并應(yīng)以較短路徑接地。對建筑外觀要求較高者，可暗敷，但截面應(yīng)加大一級。2.雷電電磁脈沖防護元件雷電電磁脈沖是指雷電放電產(chǎn)生的電磁輻射，其電場和磁場通過某種途徑藕合到電子和電氣回路中產(chǎn)生的干擾性電涌電壓或電涌電流，英文縮寫是LEMP。雷電電磁脈沖的的防護可以包括：雷電波侵入、雷擊感應(yīng)過電6.2建筑物及其設(shè)備防雷壓以及系統(tǒng)操作過電壓的防護等。避雷器與電涌保護器(SPD)在雷電電磁脈沖的防護中擔(dān)任重要角色。避雷器一詞最早來源于五十年代前蘇聯(lián)，其工作的原理、結(jié)構(gòu)、種類型號等在前面章節(jié)已做介紹。避雷器主要是針對供配電系統(tǒng)中的一次電氣設(shè)備,防止雷電侵入波及雷電感應(yīng)過電壓對它們的傷害。外部雷擊及內(nèi)部暫態(tài)過程造成的瞬間尖峰電壓沖擊，超過相應(yīng)穩(wěn)定的電壓峰值，當(dāng)電壓及電流高于正常值的兩倍時被稱之為電涌。電涌保護器（又稱浪涌保護器）是限制電涌電壓和分流電涌電流的裝置，可以認為是低壓的避雷器，主要針對電子信息類設(shè)備提供防護。1)電涌保護器分類電涌保護器按工作原理可分為：6.2建筑物及其設(shè)備防雷①開關(guān)型SPD：這種SPD在正常時為高阻抗，一旦響應(yīng)電涌過電壓時，其阻抗就突變?yōu)榈椭?，這種非線性裝置的組件可采用放電間隙，氣體放電管，閘流管及三端雙向可控硅開關(guān)等構(gòu)成。這類SPD可稱為克羅巴型SPD。②限壓型SPD：這種SPD在無電涌時為高阻抗，隨著電涌電流和電壓的增加，其阻抗會隨著不斷非線性減小?？捎米鬟@類SPD組件的是壓敏電阻和抑制二極管等。這類SPD有時稱為箝壓型SPD。③開關(guān)、限壓組合型SPD：這種SPD由開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成，根據(jù)二者的組合參數(shù)以及所加電壓的特性，可組裝成具有電壓開關(guān)﹑限壓或這兩種特性兼有的SPD。④分流型或扼流型SPD：分流型與被保護元件并聯(lián)，扼流型與被保護元件串聯(lián)，正常工作頻率為高阻抗，電涌脈沖時呈現(xiàn)為低阻抗。6.2建筑物及其設(shè)備防雷可用作此類SPD的組件有：高通濾波器、低通濾波器、扼流線圈、1/4波長短路器等。電涌保護器按用途可分為電源電涌保護器和信號線路電涌保護器。2)電涌保護器主要參數(shù)①最大持續(xù)運行電壓Uc：等同于電涌保護器的標稱電壓Un，是可以持續(xù)施加于處于運行中的電涌保護器的最大交流電壓有效值或最大直流電壓值。②沖擊電流Iimp：采用10/350μs雷電波測得，反映SPD耐直擊雷的能力，用于SPDⅠ類測試分級。③標稱放電電流In：流過SPD的8/20μs雷電波的峰值電流，用于對SPD做Ⅱ類測試實驗或做Ⅰ類測試實驗的預(yù)處理。6.2建筑物及其設(shè)備防雷⑤最大放電電流Imax：不損壞元件的前提下，流過SPD的8/20μs雷電波電流的峰值，用于Ⅱ類測試實驗。Imax大于In。⑥保護電壓水平Up：又稱為SPD的最大鉗壓，表示在泄放標稱放電電流時，SPD接線端之間的最大電位差。1.建筑物防雷根據(jù)規(guī)范，各類防雷建筑物都應(yīng)采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施。并且在裝有防雷裝置的建筑物，防雷裝置如果與其它設(shè)施和建筑物內(nèi)的人員無法隔離，應(yīng)采取等電位連接。(1)第一類防雷建筑物防雷措施1)直擊雷防護防直擊雷時，應(yīng)裝設(shè)獨立避雷針或架空避雷線(網(wǎng))，使被保護建筑物及突出屋面的物體均處于接閃器的保護范圍內(nèi)。架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸大小符合第一類防雷的要求。要求獨立避雷針和架空避雷線(網(wǎng))的支柱及其接地裝置至被保護6.2建筑物及其設(shè)備防雷6.2.4防雷措施6.2建筑物及其設(shè)備防雷建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的距離，架空避雷線(網(wǎng))至被保護建筑物屋面和各種突出屋面物體之間的距離，均不應(yīng)小于3m。獨立避雷針、架空避雷線(網(wǎng))應(yīng)設(shè)置獨立的接地裝置，并且每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10Ω，在高土壤電阻率的地區(qū)，可適當(dāng)增大。當(dāng)建筑物高度超過30m時，應(yīng)采取防側(cè)擊雷的措施，即：從30m起每隔不大于6m沿建筑物四周設(shè)置一水平避雷帶并與引下線相連；30m及以上外墻上的如欄桿、門窗等較大的金屬物件需與防雷裝置連接。2)雷電波侵入防護架空線路或裸露的金屬管道等遭遇雷雨時，即使不遭受直接雷擊，但也因與雷電發(fā)生感應(yīng)，產(chǎn)生的雷電波會沿著管線侵入建筑物6.2建筑物及其設(shè)備防雷內(nèi)，危及人身與設(shè)備的安全，這種現(xiàn)像稱為雷電波侵入。第一類防雷建筑物防雷電波侵入時，低壓線路宜全線采用電纜直接埋地敷設(shè)，并在入戶端，應(yīng)將電纜的金屬外皮、所穿鋼管接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。如果全線采用電纜有困難，可采用鐵橫擔(dān)和水泥電桿的架空線，并應(yīng)使用一段埋地長度不于小15m的金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入。在電纜與架空線連接處，還應(yīng)裝設(shè)避雷器。避雷器、電纜金屬外皮、鋼管及絕緣子鐵腳、金具等均應(yīng)連在一起接地，其沖擊接地電阻小于等于10Ω。建筑物內(nèi)的如設(shè)備、管道、構(gòu)架等較大金屬物和凸出屋面的金屬物，均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。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，其工頻接6.2建筑物及其設(shè)備防雷地電阻不應(yīng)大于10Ω。室內(nèi)接地干線與防雷電感應(yīng)接地裝置的連接，不應(yīng)少于兩處。

(2)第二類防雷建筑物防雷措施1)直擊雷防護應(yīng)在建筑物上宜采取裝設(shè)避雷網(wǎng)(帶)或避雷針或由其兩者混合組成的接閃器，使被保護的建筑物及突出屋面的物體均處于接閃器的保護范圍中。在整個屋面上裝設(shè)避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸大小，應(yīng)符合第二類建筑物防雷的要求。防直擊雷的引下線應(yīng)優(yōu)先采用建筑物鋼筋混凝土中的鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)柱，其根數(shù)可不限，間距不應(yīng)大于18m，但建筑外廓易受雷擊的各個角上的柱子的鋼筋等應(yīng)被利用，每根引下線的沖擊接地電阻可不作規(guī)定。接閃器專設(shè)接地引下線時的沖擊接地電阻不大于10Ω，6.2建筑物及其設(shè)備防雷其根數(shù)不應(yīng)少于2根。當(dāng)建筑物高于45m時，應(yīng)采取防側(cè)擊雷措施，即：結(jié)構(gòu)圈梁中的鋼筋應(yīng)每三層連成閉合回路，并應(yīng)同防雷裝置引下線連接。應(yīng)將45m及以上外墻上的較大金屬物直接或通過預(yù)埋件與防雷裝置相連。2)雷電波侵入防護進入建筑物的各種線路及金屬管道宜采用全線埋地引入，在入戶端應(yīng)將電纜金屬外皮、金屬管道等接地。當(dāng)有困難時，可采用一段埋地長度不小于15m的鎧裝電纜或穿鋼管的電纜直接埋地引入。應(yīng)在電源引入處的總配電箱裝設(shè)電涌保護器。平均雷暴日小于30d/a地區(qū)的建筑物，可采用低壓架空線直接引入建筑物內(nèi)，但在入戶應(yīng)裝設(shè)避雷器或設(shè)2～3mm的空氣間隙，并與6.2建筑物及其設(shè)備防雷絕緣子鐵腳、金具連在一起接到防雷接地裝置上，其沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω。建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架等主要金屬物，應(yīng)就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護接地裝置上，可不另設(shè)接地裝置。(3)第三類防雷建筑物防雷措施1)直擊雷防護宜采取在建筑物上裝設(shè)避雷網(wǎng)(帶)或避雷針或由其兩者混合組成的接閃器。避雷帶應(yīng)裝設(shè)在屋脊、屋檐、屋角、女兒墻等易受雷擊部位，整個屋面上網(wǎng)格尺寸大小應(yīng)符合第三類建筑物防雷的要求。建筑物當(dāng)利用其構(gòu)造柱中的鋼筋作防雷引下線時，其間距不應(yīng)大于25m，引下線數(shù)量可不受限制。建筑物外廓易受雷擊的各個角上的柱子的主鋼筋也可用于引下線。每根引下線的沖擊接地電阻值可6.2建筑物及其設(shè)備防雷不作規(guī)定。為防雷專設(shè)的引下線，其數(shù)量不應(yīng)少于兩根，間距不應(yīng)大于25m，每根引下線的沖擊接地電阻不宜大于30Ω；年預(yù)計雷擊次數(shù)大于等于0.012且小于等于0.06的部、省級辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物則不宜大于10Ω。當(dāng)建筑物高于60m時，尚應(yīng)有防側(cè)擊雷的措施，應(yīng)將60m及以上外墻上較大的金屬物直接或通過預(yù)埋件與防雷裝置相連等。2)雷電波侵入防護對電纜進出線的，應(yīng)在進出端將電纜的金屬外皮、金屬導(dǎo)管等與電氣設(shè)備接地相連。架空線轉(zhuǎn)換為電纜時，電纜長度不宜小于15m，應(yīng)在轉(zhuǎn)換處裝設(shè)避雷器。電纜金屬外皮和架空線的絕緣子鐵腳、金具等應(yīng)連在一起接地，其沖擊接地電阻不宜大于30Ω。采用低壓架空進出線的，應(yīng)6.2建筑物及其設(shè)備防雷在進出處裝設(shè)避雷器，并應(yīng)與絕緣子鐵腳、金具連在一起接地，如圖6.10所示。進出建筑物的架空金屬管道，在進出處應(yīng)就近接地，其沖擊接地電阻不宜大于30Ω。2.機電設(shè)備設(shè)施雷電電磁脈沖防護當(dāng)今智能化、信息化的時代，各種類型的電子信息裝置包括計算機、電信設(shè)備、控制系統(tǒng)等應(yīng)用廣泛。這些高精度、高靈敏度的產(chǎn)品中使用著大量的固態(tài)半導(dǎo)體元件，因耐壓很低極易受到電磁沖擊而出現(xiàn)故障或損壞。因此要保證現(xiàn)在滲透到各個領(lǐng)域的電子信息、控制系統(tǒng)的正常運行，必須裝設(shè)雷電電磁脈沖的防護。雷電電磁脈沖(LEMP)的防護可以采?。浩帘?、等電位聯(lián)結(jié)、接地及裝設(shè)電涌保護器等措施。建筑物本身抗LEMP干擾的典型思路是格柵形的籠式屏蔽系統(tǒng)。

6.2建筑物及其設(shè)備防雷即利用法拉第籠的原理，將建筑物所屬的金屬部件，包括金屬框架、支架、鋼筋以及非可燃可爆的金屬管線等進行多重聯(lián)結(jié)后共同接地，從而形成一個三維的、格柵形的金屬屏蔽網(wǎng)絡(luò)，使建筑物內(nèi)的電子設(shè)備得到屏蔽保護。建筑物形成的格柵形金屬屏蔽網(wǎng)絡(luò)，除了能有效防護空間電磁脈沖外，還是等電位網(wǎng)絡(luò)。將設(shè)備金屬外殼和金屬機柜、機架等并入此網(wǎng)絡(luò)，可以限制設(shè)施和設(shè)備任意兩點之間的電位差。另外，格柵形金屬網(wǎng)絡(luò)為雷電及感應(yīng)電流提供多條并聯(lián)通路，可使建筑物內(nèi)部的分流達到最佳效果。利用建筑物的自然屏蔽物和各種金屬物體與安裝的設(shè)備之間相互聯(lián)結(jié)成等電位網(wǎng)絡(luò)，已是現(xiàn)在工程中通用的做法。(1)防雷區(qū)依據(jù)雷電電磁脈沖的強度等，可把建筑物或構(gòu)筑物由外到內(nèi)分6.2建筑物及其設(shè)備防雷為不同的雷電防護區(qū)(LPZ)，簡稱防雷區(qū)，不同空間區(qū)域采取與之相適應(yīng)的防雷措施。(2)防雷電電磁脈沖屏蔽措施屏蔽是減小電磁干擾的基本措施，可從以下幾個方面入手：1)外部屏蔽將建筑物的混凝土內(nèi)鋼筋、金屬框架與構(gòu)架、金屬屋頂、金屬立面等所有大尺寸金屬部件應(yīng)連接在一起并且與防雷系統(tǒng)等電位連接，形成網(wǎng)孔寬度為幾十厘米的金屬屏蔽網(wǎng)絡(luò)。穿入這類金屬屏蔽網(wǎng)的導(dǎo)電金屬物應(yīng)就近與其做等電位連接。2)合理布線對于電源線與信號線合理的走線與布置可以減少電磁感應(yīng)。6.2建筑物及其設(shè)備防雷3)線路屏蔽對于電力、通訊線路根據(jù)需要可以采用屏蔽電纜，但其屏蔽層如果要防LEMP的話至少應(yīng)在兩端進行等電位連接。當(dāng)系統(tǒng)有防靜電感應(yīng)等要求只在一端做等電位連接時，應(yīng)采用雙層屏蔽電纜，其外層屏蔽按防LEMP要求在兩端做等電位連接。電纜經(jīng)過防雷區(qū)時，按規(guī)定還應(yīng)在分區(qū)界面處再作等電位連接處理。布設(shè)于各個獨立建筑物之間非屏蔽電纜應(yīng)敷設(shè)在金屬管槽中。這些金屬管槽要求一端到另一端電氣貫通，并分別與各自建筑物的等電位連接帶連接。電纜的屏蔽層也應(yīng)與等電位連接帶連接。屏蔽電纜的屏蔽層如果經(jīng)計算可以承載實際的雷電流，也可不敷設(shè)在金屬管槽內(nèi)。上述這些防雷電電磁脈沖的屏蔽措施措施可以組合使用。6.2建筑物及其設(shè)備防雷

(3)等電位連接等電位連接，就是用連接導(dǎo)體或電涌保護器將分開的金屬物相互連接起來，安全導(dǎo)走可能加于其上的電流，減小它們之間危險的電位差。前面講述的建筑物內(nèi)通過多重聯(lián)結(jié)而形成的三維格柵形金屬網(wǎng)絡(luò)，既是屏蔽網(wǎng)絡(luò)也是等電位連接網(wǎng)絡(luò)。電氣裝置的保護地PE應(yīng)按照網(wǎng)格形或星形方式接入等電位連結(jié)網(wǎng)絡(luò)中。1)建筑物等電位連接要求①進入防雷區(qū)界面的所有導(dǎo)電物體和電力線、通訊線都應(yīng)在界面處作等電位連接?？刹捎镁植康入娢贿B接帶完成此任務(wù)。設(shè)備外殼與各種屏蔽結(jié)構(gòu)等局部金屬物體也連到該帶上。當(dāng)外來導(dǎo)電物體與6.2建筑物及其設(shè)備防雷電力、通信線路在不同地點進入建筑物時，可以設(shè)置多個等電位連接帶，并就近連到環(huán)形接地體或內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體上。要求它們在電氣上貫通的并連接到接地體。環(huán)形接地體和內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體應(yīng)連到鋼筋或金屬立面等屏蔽構(gòu)件上，典型的連接間距為每隔5m一次。

②建筑物內(nèi)部大尺寸導(dǎo)電物體，包括所有金屬框架、金屬橋架、金屬地板、金屬管線、軌道等，應(yīng)以最短路徑連到就近的等電位連接帶或已有等電位連接的金屬物體，各導(dǎo)電物體之間宜附加多重互聯(lián)。

③信息系統(tǒng)的外殼、機架等所有外露導(dǎo)電部分應(yīng)建立等電位連接網(wǎng)絡(luò)。

6.2建筑物及其設(shè)備防雷2)等電位聯(lián)結(jié)種類等電位聯(lián)結(jié)可分為總等電位聯(lián)結(jié)(MEB)，局部等電位聯(lián)結(jié)(LEB)和輔助等電位聯(lián)結(jié)。①總等電位聯(lián)結(jié)通常位于建筑物的供配電進線處，將建筑物內(nèi)的PE線或PEN線、電氣裝置的接地干線、各種金屬管道(包括給水總管、煤氣管、采暖空調(diào)管道、金屬傳輸管道等)以及建筑物的金屬構(gòu)件等均與總等電位聯(lián)結(jié)端子聯(lián)結(jié)，然后統(tǒng)一接地使它們都具有基本相等的電位，如圖6.17所示。②局部等電位聯(lián)結(jié)(LEB)與輔助等電位聯(lián)結(jié)局部等電位聯(lián)結(jié)是將局部范圍內(nèi)的金屬構(gòu)件、金屬管道、設(shè)備外可導(dǎo)電部分與PE線通過分接地端子箱(LEB)做等電位聯(lián)結(jié)，如圖6.2建筑物及其設(shè)備防雷6.17中的LEB。工程中，可淋浴的衛(wèi)生間以及安全要求極高的胸腔手術(shù)室等地，均應(yīng)作局部等電位聯(lián)結(jié)。輔助等電位聯(lián)結(jié)是在局部范圍內(nèi)將周圍可導(dǎo)電物作等電位聯(lián)結(jié)。(4)電涌保護器(SPD)應(yīng)用SPD一般安裝于防雷區(qū)的交界處。以保證雷電流的大部分由外及里，在防雷區(qū)交界處被導(dǎo)入接地裝置引入地下，而不進入下一防護區(qū)。防雷分區(qū)界面上SPD的安裝順序，如圖6.18所示。其防護技術(shù)指標按分區(qū)界面穿越點的要求來選擇。配電系統(tǒng)中SPD的安裝順序，如圖6.19所示。

6.2建筑物及其設(shè)備防雷通常情況下，被保護設(shè)備的安裝位置不在界面處。當(dāng)線路能承受預(yù)期的電涌電壓時，電涌保護器可安裝在被保護設(shè)備處。不過，線路的屏蔽層或金屬保護層宜先在界面處做一次等電位連接。電涌保護器除了必須能承受住預(yù)期通過的雷電流，還要讓通過電涌時的最大箝壓與所屬系統(tǒng)的絕緣水平以及設(shè)備的最大耐沖擊過電壓協(xié)調(diào)一致。1.接地與接地裝置接地是指物體的某部分與大地之間作良好的電氣連接。在土壤中直接與大地接觸，作散流用的金屬導(dǎo)體，稱為接地體(或接地極)。其中，專門為接地而裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的各種地下金屬管線及建筑物混凝土基礎(chǔ)的鋼筋等稱為自然接地體。從接地體到引下線斷線卡子處、到等電位連接帶或到接地端子的金屬連接導(dǎo)體，稱為接地線。接地體與接地線合稱為接地裝置。實際的接地裝置是一個由多個接地體在大地中用接地線連接起來的網(wǎng)絡(luò)狀整體(又稱接地網(wǎng))。6.3電氣裝置接地6.3.1基本概念6.3電氣裝置接地2.接地電流和對地電壓當(dāng)電流通過接地體導(dǎo)入大地后，在地下將作半球形擴散(叫散流)。這一電流被稱為接地電流Id。在距離接地體越遠的地方擴散球面越大，其散流電阻越小，電位相對于接地點處來說也越低，其電位分布曲線如圖6.21所示。通過試驗發(fā)現(xiàn)，在距離接地點約20m左右的地方，電位已趨近于零，這個電位為零的位置，可稱為電氣上的“地”。電氣設(shè)備的接地部分與零電位“地”之間的電位差，就稱為接地部分的對地電壓Ud0，如圖6.21所示。圖中的電位分布曲線還可用來解釋跨步電壓觸電。6.3電氣裝置接地3.工作接地、保護接地和重復(fù)接地1)工作接地工作接地是為了使電力系統(tǒng)及與之相連的設(shè)備達到正常運行、可靠使用而設(shè)置的接地。例如變壓器中性點接地、防雷裝置的接地等。2)保護接地與保護接零保護接地是為保障人身及設(shè)備安全，將設(shè)備在正常下不帶電的外露可導(dǎo)電部分與接地裝置之間作良好的金屬連接。保護接地在TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)中，設(shè)備的金屬外殼分別通過各自的接地線(PE線)直接接地。在TN-S系統(tǒng)中，設(shè)備的金屬外殼分別通過公共的PE線接地；在TN-C系統(tǒng)中，設(shè)備的金屬外殼通過PEN線接地，即將電氣設(shè)備不帶6.3電氣裝置接地電部分(外殼,機座)與零線連接，成為保護接零。要注意的是，同一個低壓配電系統(tǒng)中不能保護接地與保護接零混用，否則當(dāng)保護接地的設(shè)備發(fā)生單相碰殼接地故障時，保護接零的設(shè)備金屬外殼將帶上危險的電壓，如圖6.22所示。3）重復(fù)接地在TN系統(tǒng)中，為確保公共PE線或PEN線安全可靠，除在電源中性點進行工作接地外，還應(yīng)在PE線或PEN線的下列地點進行重復(fù)接地：ⅰ架空線路終端及沿線每隔lkm處；ⅱ電纜和架空線引入建筑物處。6.3電氣裝置接地如果不重復(fù)接地，當(dāng)PE線或PEN線斷線且有設(shè)備發(fā)生單相碰殼時，接在斷線后面的所有設(shè)備金屬外殼都將出現(xiàn)危險的接近于相電壓的對地電壓。如果進行了重復(fù)接地，則發(fā)生同樣故障時，斷線后面的設(shè)備外殼的對地電壓將大大降低