7-建筑電氣安全技術(shù)

第七章

建筑電氣安全技術(shù)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15mA

麻>30mA

危險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

低壓配電系統(tǒng)的保護有IT、TT、TN系統(tǒng)第一個字母表示電源中性點的對地關(guān)系

T—一點直接接地；

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

T—外露可導(dǎo)電部分對地直接電氣連接，與電力系統(tǒng)的任何接地點無關(guān)；

N—外露可導(dǎo)電部分與電力系統(tǒng)的接地點直接連接。橫線后面的字母(S、C或C-S)表示保護線與中性線的結(jié)合情況IT系統(tǒng)作法：供電系統(tǒng)中點不接地，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R人∥RdR人>>RdI人很小適用范圍：

U>1000VU<1000V中點不接地的三相電源系統(tǒng)

IT系統(tǒng)TT系統(tǒng)

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

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

中線對地電壓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，可才用此系統(tǒng)TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)作法：電源中點接地，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，造成相—零間的短路，短路電流較大，可使保護電器動作，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，N線斷開時，不影響PE的保護作用，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，運動中水滴分裂，帶電離子，形成雷云，與大地形成大電容，當(dāng)E達25-30KV/cm時就放電，雷電流是尖峰電流，其幅值可達10-102KA，持續(xù)時間n*10-1秒，輸送電荷量：1-5個庫倫，放電時不同極性的電荷電離中和，產(chǎn)生強烈的光和熱，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)時間可達3-5s，距地1m左右水平移動二、雷電的破壞作用直擊雷：雷直擊建筑物，發(fā)生熱效應(yīng)和電動力作用，主要表現(xiàn)在電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生大量的熱能，引起火災(zāi)或爆炸。電動力作用表現(xiàn)為機械力，可使被擊物發(fā)生劈裂現(xiàn)象。感應(yīng)雷：金屬屋頂處雷電場中，感應(yīng)出大量電荷，雷云放電后，云與大地間電場消失，導(dǎo)體上電荷來不及立即流散，產(chǎn)生很高對地電位，使周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流。若感應(yīng)回路有間隙就會產(chǎn)生火花放電引起危險，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、煙囪等全國一些主要城市的年平均雷暴日城市雷暴日城市雷暴日城市雷暴日北京36.7上海32.2濟南26.3天津28.6南京35.1鄭州22.6石家莊31.5杭州40.0武漢37.8太原36.4合肥30.1長沙49.5呼和浩特37.5南昌58.5成都36.9沈陽27.1福州57.6貴陽48.9長春36.6廣州87.6昆明62.8哈爾濱30.9南寧88.6拉薩73.2銀川19.7?？?13.8西安17.3烏魯木齊9.3臺北27.9蘭州23.6西寧32.9香港34.0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，按防雷要求進行分類。根據(jù)國標(biāo)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-2010)對建筑物的防雷分類規(guī)定，民用建筑中無第一類防雷建筑物，其分類應(yīng)劃分為第二類及第三類防雷建筑物。在雷電活動頻繁或強雷區(qū)，可適當(dāng)提高建筑物的防雷保護措施。符合下列情況之一時，應(yīng)劃為第二類防雷建筑物：1高度超過100m的建筑物。2國家級重點文物保護建筑物。3國家級的會堂、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；國際性的航空港、通訊樞紐；國賓館、大型旅游建筑；國際港口客運站。4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。5年預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.06次的部、省級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，應(yīng)劃為第三類防雷建筑：1省級重點文物保護建筑物及省級檔案館。2省級及以上大型計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50m的其他民用建筑物4年預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.012次，且小于或等于0.06次的部、省級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20m的建筑物。7通過調(diào)查確認(rèn)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(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，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，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，宜按各自類別采取相應(yīng)的防雷措施。通過計算確定建筑物防雷分類應(yīng)劃為第二類防雷建筑物：預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。預(yù)計雷擊次數(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、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。預(yù)計雷擊次數(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、省級重點文物保護建筑和構(gòu)筑物5、高度不超過50m的教學(xué)樓、普通旅館、辦公樓、圖書館等建筑五、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避雷針的保護范圍對變電站用折線法計算折線角度450-600對建筑物用滾球法計算一、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)地梁底部兩根Φ≥16mm2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

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

一類防雷建筑及二類防雷建筑物中有爆炸危險場所，應(yīng)有防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入的措施1、一類防雷建筑保護措施頂：設(shè)網(wǎng)網(wǎng)格≤5×5m或6×4m屋頂任一點距網(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，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)過電壓保護器。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，應(yīng)使用一段金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入，其埋地長度不應(yīng)小于15m。b、

埋地或地溝內(nèi)金屬管道，在進出建筑物處亦應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。2、二類防雷建筑保護措施頂：設(shè)網(wǎng)網(wǎng)格≤10×10m或12×8m頂上任一點距網(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≤25m