安全用電與建筑

安全用電與建筑的防雷保護(hù)和接地

10．1安全電壓

10．1．1安全電壓等級(jí)

當(dāng)工頻(50Hz)電流漳過人體時(shí)，安全電流I為10mA即0．0lA。

人體的電阻，主要集中在厚度0.05—0.2mm中的角質(zhì)層，但該層易于損壞和脫落。去掉角質(zhì)后的皮膚電阻約800—1200Ω。去掉皮膚后內(nèi)部組織的電阻很小，約500—800Ω。

若取人體電阻R人=1200Ω，則可求出安全電壓：V=I·R人=0.01*1200=12V。所以，我國(guó)確定安全電壓為12V。當(dāng)空氣干燥，工作條件好時(shí)可使用24V、36V。12V、24V和36V為我國(guó)規(guī)定的安全電壓三個(gè)等級(jí)。

10．1．2安全電壓的條件

(1)因人而異。手有老繭，身心健康，情緒樂觀的人電阻大，較安全。皮膚細(xì)嫩，情緒悲觀，疲勞過度的人電阻小，較危險(xiǎn)；(2)與觸電時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。觸電時(shí)間越長(zhǎng)，情緒緊張，發(fā)熱出汗，人體電阻減小，危險(xiǎn)大。

(3)與皮膚接觸的面積和壓力大小有關(guān)。接觸面積和壓力越大越危險(xiǎn)。(4)與工作環(huán)境有關(guān)。低矮潮濕，仰臥操作，不易脫離現(xiàn)場(chǎng)的情況下觸電危險(xiǎn)大，安全電壓取12V。其它條件較好的場(chǎng)所，可取24V或36V。

10．2保護(hù)接地與保護(hù)接零

10．2．1保護(hù)接地

是將電動(dòng)機(jī)、家用電器等用電設(shè)備的全屬外殼，通過導(dǎo)體，和埋人地下的金屬接地體連在一起的技術(shù)措施。適用于變壓器中心點(diǎn)不接地（小接地電流）系統(tǒng)。

（1）不接地時(shí)用電有危險(xiǎn)。若絕緣良好，外殼不帶電，人觸及外殼無危險(xiǎn)。若絕緣破壞，外殼帶電，此時(shí)人若觸及外殼，則形成漏電電流回路，造成觸電事故。（2）保護(hù)接地時(shí)用電安全。人若觸及帶電的外殼，人體電阻R人和接地電阻R地相互并聯(lián)，再通過另外兩相對(duì)地的漏電阻形成回路。因?yàn)镽人比R地大得多，故流過人體的電流小得多，通常小于安全電流0.0lA，保證了安全用電。

10．2．2保護(hù)接零

是將電動(dòng)機(jī)、家用電器等用電設(shè)備的全屬外殼，通過導(dǎo)線，與供電系統(tǒng)的零線連在一起的技術(shù)措施。適用于變壓器中性點(diǎn)接地(大接地電流)系統(tǒng)。

（1）仍用保護(hù)接地有觸電危險(xiǎn)時(shí)使用。在中性點(diǎn)接地的三相四線制供電系統(tǒng)中，相電壓為220V。中性點(diǎn)接地的接地裝置與保護(hù)接地的接地裝置，接地電阻均約4Ω。若用電設(shè)備絕緣損壞，外殼帶電時(shí)，則發(fā)生短路的相，經(jīng)過外殼和兩個(gè)接地裝置，與零線構(gòu)成導(dǎo)電回路，該回路中流過的電流約為：

這么大的電流通常不能將熔體熔斷，從而使用電設(shè)備的外殼形成一個(gè)對(duì)地的電壓，其值：

若接地裝置不良，其接地電阻遠(yuǎn)大于4Ω，則設(shè)備外殼對(duì)地的電壓將遠(yuǎn)大于110V，這時(shí)人若觸及設(shè)備外殼，必造成觸電危害。

（2）保護(hù)接零時(shí)用電安全。若由于絕緣破壞使外殼帶電，則絕緣破壞的相將通過設(shè)備外殼、導(dǎo)線、與零線間發(fā)生短路，短路電流使短路相的熔斷器迅速熔斷，使設(shè)備外殼脫離電源，從而保證了人身的安全。

7．2．3重復(fù)接地

在接零的配電系統(tǒng)中，將零線再一次接地，則相對(duì)于第一處接地而言，其余處接地均稱為重復(fù)接地。

（1）在同一配電系統(tǒng)中，一部份電氣設(shè)備采用保護(hù)接地，另一部份電氣設(shè)備采用保護(hù)接零，仍然存在用電危險(xiǎn)。

（2）重復(fù)接地，用電安全。若將采用保護(hù)接地的設(shè)備外殼再與系統(tǒng)的零線連接起來，這時(shí)接地設(shè)備的接地就成了系統(tǒng)的重復(fù)接地，將該設(shè)備外殼和系統(tǒng)零線的電位重新拉回到零電位。使故障設(shè)備迅速脫離電源，同時(shí)保證系統(tǒng)中其它用電設(shè)備的安全。

對(duì)保護(hù)接地和保護(hù)接零裝置的情況應(yīng)經(jīng)常檢查，使接地電阻滿足要求，確保安全生產(chǎn)。

雷電的形成10．3建筑防雷「先導(dǎo)閃電」的形成

「回返閃擊」的形成

閃電的產(chǎn)生雷電的種類直擊雷感應(yīng)雷球形雷

感應(yīng)雷直擊雷雷電的種類示意圖10．3建筑防雷

10．3．1雷電的危害（1）機(jī)械性破壞

由兩種力產(chǎn)生，一種是強(qiáng)大的雷電流通過物體時(shí)產(chǎn)生的巨大電動(dòng)力，另一種是強(qiáng)大的雷電流通過物體時(shí)產(chǎn)生的巨大熱量，使物體內(nèi)的水份急劇蒸發(fā)而造成劈裂的物體內(nèi)壓力。

（2）熱力性破壞

產(chǎn)生的巨大熱量使物體燃燒和金屬材料熔化。（3）絕緣擊穿性破壞

極高的電壓使電氣系統(tǒng)中的絕緣材料擊穿，造成相間短路，使破壞的范圍和程度迅速擴(kuò)大和增長(zhǎng)。這是電氣系統(tǒng)中最危險(xiǎn)的一種破壞形式。

10．3．2防雷設(shè)備

（一）防直接雷

采用避雷針，避雷帶成避雷網(wǎng)。一般優(yōu)先考慮采用避雷針。當(dāng)建筑上不允許裝設(shè)高出屋頂?shù)谋芾揍?，同時(shí)屋頂面積不大時(shí)，可采用避雷帶。若屋頂面積較大時(shí)，采用避雷網(wǎng)。

（二）防間接(感應(yīng))雷

雷云通過靜電感應(yīng)效應(yīng)在建筑物上產(chǎn)生的很高的感應(yīng)電壓，可通過將建筑物的金屬屋頂、房屋中的大型金屬物品，全部加以良好的接地處理來消除。

（三）防高電位侵入

雷電波可能沿著各種金屬導(dǎo)體、管路，特別是沿著天線或架空線引入室內(nèi)，對(duì)人身和設(shè)備造成嚴(yán)重危害。對(duì)這些高電位的侵入，特別是對(duì)沿架空線引入雷電波的防護(hù)問題比較復(fù)雜，通常采用以下幾種方法：

（1）配電線路全部采用地下電纜；

（2）進(jìn)戶線采用50—100m長(zhǎng)的一段電纜；

（3）在架空線進(jìn)戶之處，加裝避雷器或放電保護(hù)間隙。

第（1）種方法最安全可靠，但費(fèi)用高，故只適用于特殊重要的民用建筑和易燃易爆的大型工業(yè)建筑。后兩種方法不能完全避免雷電波的引入，但可將引入的高電位限制在安全范圍之內(nèi)，在實(shí)際中得到廣泛采用。10．3．3防雷設(shè)計(jì)

（一）目的（1）保護(hù)建筑物內(nèi)部的人身安全；

（2）保護(hù)建筑物不遭破壞和燒毀；

（3）保護(hù)建筑內(nèi)部存放的危險(xiǎn)物品不會(huì)損壞、燃燒和爆炸；

（4）保護(hù)建筑內(nèi)部的電氣設(shè)備和系統(tǒng)不受損壞。

（二）對(duì)象設(shè)置防雷裝置需要一定數(shù)量的鋼材，增加建筑物的造價(jià)。根據(jù)建筑投資，不可能對(duì)所有建筑物都采用防雷措施。同時(shí)，在不發(fā)生雷擊現(xiàn)象和極少發(fā)生雷擊現(xiàn)象的地區(qū)，也沒有必要考慮建筑防雷的問題。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐睦纂娀顒?dòng)情況，建筑物本身的重要性和周圍環(huán)境特點(diǎn)，綜合考慮確定是否安裝防雷裝置及安裝何種類型的防雷裝置。

（三）環(huán)境影響

位于同一地區(qū)的建筑，遭受雷擊的幾率并不一樣。影響雷擊選擇性的因素有以下幾方面：（1）地質(zhì)條件

是影響雷擊選擇性的主要因素。土壤電阻率小的地點(diǎn)易落雷。土壤電阻率突變的地區(qū)，在局部電阻率較小的地點(diǎn)易遭雷擊。（2）地形和地物條件

建筑群中的高聳建筑和空曠區(qū)的孤立建筑易遭雷擊；山口或風(fēng)口等雷暴走廊處易遭雷擊；鐵路樞紐和架空線路轉(zhuǎn)角處易遭雷擊。

（3）建筑物的構(gòu)造及其附屬構(gòu)件條件

建筑物本身所能積蓄的電荷越多，越容易遭雷電。如建筑物的梁、板、柱和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋；金屬屋頂、電梯間、水箱間、樓頂?shù)耐怀霾课?、天線、旗桿、煙道、透氣管等處都容易遭雷電。（4）建筑物內(nèi)外設(shè)備的條件

金屬管道設(shè)備越多，越容易遭雷擊。

（四）建筑物防雷的主要裝置

建筑物防雷主要采用接閃器系統(tǒng)，由接閃器、引下線和接地裝置三大部份組成。（1）接閃器

避雷針、避雷帶、避