電氣設計防雷與接地(一)培訓課件

電氣設計

（強電）（上）

-防雷與接地（一）目錄：一、防雷的基礎；二、防雷設計的常用規(guī)范；三、防雷系統(tǒng)的設計；四、信號線路浪涌保護器的選擇；五、作業(yè)第一節(jié)防雷的基礎11.雷擊、雷擊點、雷電流；2.防雷裝置、外部防雷裝置、內部防雷裝置、接閃器、引下線、接地裝置、接地體、接地線；接地裝置=接地體+接地線3.直擊雷、閃電靜電感應、閃電電磁感應、閃電感應、閃電電涌、閃電電涌侵入；閃電感應=閃電靜電感應+閃電電磁感應4.防雷等電位連接、等電位連接帶、等電位連接導體

、等電位連接網(wǎng)絡、接地系統(tǒng)；5.防雷區(qū)、雷擊電磁脈沖、電氣系統(tǒng)、電子系統(tǒng)、建筑物內系統(tǒng)；建筑物內系統(tǒng)=電氣系統(tǒng)+電子系統(tǒng)6.電涌保護器、保護模式、最大持續(xù)運行電壓（UC）、標稱放電電流（In）、沖擊電流（Iimp）、最大放電電流（Imax）、I級試驗（T1）、電壓保護水平（Up）；7.電壓開關型電涌保護器、限壓型電涌保護器、組合型電涌保護器、1.2/50μs沖擊電壓、8/20μs沖擊電壓；8.雷電防護分區(qū)（LPZ）、地區(qū)雷暴日數(shù)、地區(qū)雷暴日等級、少雷區(qū)、中雷區(qū)、多雷區(qū)、強雷區(qū)；一、常用術語應知應會2防直擊雷防閃電電涌侵入防閃電感應{防雷電流引發(fā)的電磁效應}閃電電涌

第一節(jié)防雷的基礎防反擊防生命危險（一）外部防雷（二）內部防雷（三）防雷擊電磁脈沖{防雷電流引發(fā)的電磁效應}防輻射脈沖電磁場效應

危險的火花放電

二、防雷的措施應知應會3設計思路：建筑物防雷等級屋面避雷網(wǎng)引下線電子信息系統(tǒng)雷電防護等級引下線及均壓環(huán)接地裝置等電位接地電源系統(tǒng)的分級（配電系統(tǒng)圖）浪涌保護器電源系統(tǒng)接地型式電子信息系統(tǒng)分類浪涌保護器電磁脈沖的屏蔽均壓環(huán)等電位接地第一節(jié)防雷的基礎圖中畫出圖中畫出圖中畫出圖中畫出或說明不完全因為弱電要求，電力自身也要求應知應會1.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010；2.《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》GB50343-2012；3.《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008（有料）；4.《住宅建筑電氣設計規(guī)范》JGJ242-2011（有料）；5.《辦公建筑設計規(guī)范》JGJ67-2006（有料）；6.《上海市建設項目防雷工程設計審核規(guī)定》；7.《上海市住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)防雷技術導則》；8.《浦東新區(qū)建設工程防雷專業(yè)設計文件編制深度規(guī)定（試行）》；第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范4一、建筑物防雷分級：一類防雷建筑物；二類防雷建筑物；三類防雷建筑物；

二、建筑物電子信息系統(tǒng)雷電防護等級：

A級；

B級；

C級；

D級。應知應會一、《建筑物防雷設計規(guī)范》中，重點條文的解讀1.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的3.0.3、3.0.4條5關于人員密集：1.GB50016-2006第5.3.15條條文說明：本條規(guī)定的人員密集的公共建筑主要指：設置有同一時間內聚集人數(shù)超過50人的公共活動場所的建筑。如賓館、飯店，商場、市場，體育場館、會堂、公共展覽館的展覽廳，證券交易廳，公共娛樂場所，醫(yī)院的門診樓、病房樓，養(yǎng)老院、托兒所、幼兒園，學校的教學樓、圖書館和集體宿舍，公共圖書館的閱覽室，客運車站、碼頭、民用機場的候車、候船、候機廳(樓)等，公共圖書館的閱覽室，客運車站、碼頭、民用機場的候車、候船、候機廳(樓)等。GB50057-2010的3.0.3、3.0.4條與JGJ16-2008的11.2.3及11.2.4條的不同第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范應知應會一、《建筑物防雷設計規(guī)范》中，重點條文的解讀2.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的3.0.3、3.0.4條6關于火災危險場所：（特別提示：丙類廠房、丙類庫房）

GB50058-92的第4.1.1、第4.1.2條。1.對于生產(chǎn)、加工、處理、轉運或貯存過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)下列火災危險物質之一時，應進行火災危險環(huán)境的電力設計。（1）閃點高于環(huán)境溫度的可燃液體；在物料操作溫度高于可燃液體閃點的情況下，有可能泄漏但不能形成爆炸性氣體混合物的可燃液體。（2）不可能形成爆炸性粉塵混合物的懸浮狀、堆積狀可燃粉塵或可燃纖維以及其它固體狀可燃物質。2.在火災危險環(huán)境中能引起火災危險的可燃物質宜為下列四種：（1）可燃液體：如柴油、潤滑油、變壓器油等；（2）可燃粉塵：如鋁粉、焦炭粉、煤粉、面粉、合成樹脂粉等。（3）固體狀可燃物質：如煤、焦炭、木等。（4）可燃纖維：如棉花纖維、麻纖維、絲纖維、毛纖維、木質纖維、合成纖維等。第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范應知應會二、《建筑物防雷設計規(guī)范》中，重點條文的解讀3.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的4.1節(jié)7建筑物防雷的基本措施：1.防直擊雷、防閃電電涌侵入、防閃電感應；2.設內部防雷裝置（地下層、首層防雷等電位接地）；3.防雷擊電磁脈沖；4.（超過60m時）防側擊雷；5.防接觸電壓和跨步電壓；6.其他防雷措施；第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范應知應會二、《建筑物防雷設計規(guī)范》

，重點條文的解讀5.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的4.3.1、4.4.1條84.3.1…當建筑物高度超過45m時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。接閃器之間應互相連接。4.4.1…當建筑物高度超過60m時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。接閃器之間應互相連接。第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范應知應會二、《建筑物防雷設計規(guī)范》中，重點條文的解讀5.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的4.3.8/（4、5）條94在電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下，應在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器。電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2．5kV。每一保護模式的沖擊電流值，當無法確定時應取等于或大于12．5kA。

5當Yyn0型或Dyn11型接線的配電變壓器設在本建筑物內或附設于外墻處時，應在變壓器高壓側裝設避雷器；在低壓側的配電屏上，當有線路引出本建筑物至其他有獨自敷設接地裝置的配電裝置時，應在母線上裝設Ⅰ級試驗的電涌保護器，電涌保護器每一保護模式的沖擊電流值，當無法確定時沖擊電流應取等于或大于12．5kA；當無線路引出本建筑物時，應在母線上裝設Ⅱ級試驗的電涌保護器，電涌保護器每一保護模式的標稱放電電流值應等于或大于5kA。電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2．5kV。第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范重點二、《建筑物防雷設計規(guī)范》中，重點條文的解讀1.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的4.3.9條101對水平突出外墻的物體，當滾球半徑45m球體從屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到突出外墻的物體時，應采取相應的防雷措施。

2高于60m的建筑物，其上部占高度20％并超過60m的部位應防側擊，防側擊應符合下列規(guī)定：

1)在建筑物上部占高度20％并超過60m的部位，各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體，應按屋頂上的保護措施處理。

2)在建筑物上部占高度20％并超過60m的部位，布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求，接閃器應重點布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。

3)外部金屬物，當其最小尺寸符合本規(guī)范第5．2．7條第2款的規(guī)定時，可利用其作為接閃器，還可利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器。

第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范重點二、《建筑物防雷設計規(guī)范》中，重點條文的解讀1.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的4.3.9條11

4)符合本規(guī)范第4．3．5條規(guī)定的鋼筋混凝土內鋼筋和符合本規(guī)范第5．3．5條規(guī)定的建筑物金屬框架，當作為引下線或與引下線連接時，均可利用其作為接閃器。

3外墻內、外豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端，應與防雷裝置等電位連接。

第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范應知應會二、《建筑物防雷設計規(guī)范》中，重點條文的解讀1.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的4.4.7條、4.4.8條12

參見：4.3.8條、4.3.9條第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范應知應會二、《建筑物防雷設計規(guī)范》中，重點條文的解讀1.《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的4.5.4條、4.5.6條13

4.5.4條室外的線路和設備的防護：1.設備有金屬外殼的接地；沒有，則處于保護網(wǎng)（針）保護內。2.線路必須金屬管，且接地；3.箱內加浪涌保護器，Π級試驗、Up≤2.5kV。

4.6.5條防接觸電壓和防跨步電壓；防接觸電壓：方法4選1；防跨步電壓：方法4選1。

4.6.7條可不加附加保護的幾種情況。

4.6.8條在獨立接閃桿、架空接閃線、架空接閃網(wǎng)的支柱上，嚴禁懸掛電話線、廣播線、電視接收天線及低壓架空線等。

第二節(jié)防雷設計的常用規(guī)范應知應會一、建筑物年預計雷擊次數(shù)計算第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計141.規(guī)則的屋平面，可以通過防雷規(guī)范的附錄A的公式直接計算（豆腐塊式）；（關鍵是計算等效面積）不規(guī)則的屋平面，制圖法求得【等效面積】。

2.高差不同的屋平面組成時，制圖法求得【等效面積】。

友情提示：年平均雷暴日，以當?shù)貧庀蟛块T的資料為準。

【舉例1】某辦公建筑（豆腐塊狀）的高度為120m，建筑長60m、寬36m，當?shù)氐哪昶骄妆┤諡?9.9d，請計算年預計雷擊次數(shù)。

【舉例2】某辦公建筑（豆腐塊狀）的高度為45m，建筑長60m、寬36m，其裙房高度25m（裙房也是豆腐塊），裙房長出45m、裙房寬出36m，當?shù)氐哪昶骄妆┤諡?9.9d，請計算年預計雷擊次數(shù)。（如圖所示）重點二、避雷帶、避雷針的選擇第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計15屋面避雷帶1.采用熱鍍鋅-25x4，明裝支持卡子150mm高，支持卡子間距500~1000mm之間。沿女兒墻暗裝，外加保護板；

金屬屋面板做接閃器有四個要求：（1）板間電氣連通；（2）板厚要求：熱鍍鋅鋼板0.5mm以上，鋅板0.7mm以上；（3）若板下是易燃物時，熱鍍鋅鋼板厚4.0mm以上；（4）金屬屋面板應無絕緣披復層。2.屋面避雷網(wǎng)格：一類防雷建筑物5x5m或6x4m半徑30m；二類防雷建筑物10x10m或12x8m半徑45m；三類防雷建筑物20x20m或24x16m半徑60m；3.屋面上應增設避雷針保護的，按滾球法考慮。重點三、引下線的選擇16避雷引下線1.采用熱鍍鋅-25x4（厚不小于4mm），宜明裝并應經(jīng)最短路徑接地。利用結構柱內主筋做引下線，一般要求：兩對角柱內主筋（2x∮16以上主筋電氣焊接）。2.引下線不少于兩根，要求沿周長布置避雷引下線。一類防雷建筑物間距12m；二類防雷建筑物間距18m；三類防雷建筑物間距25m；3.一般要求每根避雷引下線做避雷卡子，其安裝高度：0.3~1.8m。4.引下線應避開出入口和道路，間距不宜小于3m。否則，采取相應的技術措施。第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計重點四、防側擊雷及防雷電反擊的設計17民電規(guī)中的措施1建筑物內鋼構架和鋼筋混凝土的鋼筋應相互連接。

2應利用鋼柱或鋼筋混凝土柱子內鋼筋作為防雷裝置引下線。結構圈梁中的鋼筋應每三層連成閉合回路，并應同防雷裝置引下線連接。

對于設有大量電子信息設備的建筑物，其電氣、電信豎井內的接地干線應與每層樓板鋼筋作等電位聯(lián)結。一般建筑物的電氣、電信豎井內的接地干線應每三層與樓板鋼筋作等電位聯(lián)結。

3應將（二類時）45m（三類時60m）及以上外墻上的欄桿、門窗等較大金屬物直接或通過預埋件與防雷裝置相連。

4垂直敷設的金屬管道及類似金屬物除應滿足本規(guī)范第11.3．6條的規(guī)定外，尚應在頂端和底端與防雷裝置連接。第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計每層連更佳應知應會四、接地裝置的設計18接地裝置1.人工接地裝置：水平接地體采用熱鍍鋅-40x4（厚不小于4mm），埋深不應小于0.5m，且宜在凍土層（0.8m）以下，其距墻或基礎不小于1m（一般為3m）。垂直接地體采用熱鍍鋅∠50x50x5x2500，間距宜為5m。2.利用（0.5m以下）的結構基礎底板鋼筋焊接做接地裝置，一般要求：兩對角柱內主筋（2x∮16以上主筋電氣焊接）。3.每根避雷引下線地面上0.3~1.8m預留測試接地板，地面下0.5m處焊接出基礎外1.5m的熱鍍鋅-40x4，以備補充人工接地裝置。4.在高阻場地，應采取相應的技術措施。4種（a延長b埋深c換土d降阻劑）5.民用建筑應采用綜合接地裝置，接地電阻小于1歐。第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計應知應會五、防電磁脈沖的設計19基本措施1.防電磁脈沖等電位接地系統(tǒng)：建筑物的金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋等自然構件、金屬管道、配電的保護接地系統(tǒng)等與防雷裝置組成一個接地系統(tǒng)，建筑外部的金屬窗、門、欄桿等均接地（屏蔽措施）。2.當電源采用TN系統(tǒng)時，從建筑物總配電箱起供電給本建筑物內的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統(tǒng)。3.電氣系統(tǒng)設置浪涌保護器。第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計重點六、浪涌保護器的選擇20

必須標注的浪涌保護器（SPD）的參數(shù)

1.Iimp（沖擊電流、10/350us、kA）；

2.In（標稱放電電流、8/20us、kA）；

3.Up（電壓保護水平、kV）；

4.Uc（持續(xù)工作電壓、V）；

5.（建筑低壓進線處，必須注明）T1。第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計重點七、浪涌保護器（附錄J）的Uc選擇21“3＋1”接法——高壓接地（小電阻接地）且高低壓共地，才應該采用此接線方式。1、“3＋1”的“1”，必定是放電間隙，其Uc選擇有所不同（根據(jù)高、低壓接地型式和共地與否）；2、“3＋1”的“1”（放電間隙），其Iimp、In選擇與相線的Iimp、In會有所不同（一般：三相四線：4倍于相線；單相兩線：2倍于相線）。配電網(wǎng)接地方式SPD接入位置保護模式保護模塊接入位置Uc＞VIEC新規(guī)定經(jīng)TOV試驗Uc＞V未經(jīng)IEC新規(guī)定試驗按TOV選TNRCD后共模方式L—PE253（1.15Uo）380（1.73Uo）N—PE253（1.15Uo）320（1.45Uo）TNRCD前“3＋1”接法L—N253（1.15Uo）320（1.45Uo）N—PE≥250V間隙≥250V間隙TT高壓不接地或高低壓不共地RCD后共模方式L—PE253（1.15Uo）380（1.73Uo）RCD前“3＋1”接法L—NN—PE253（1.15Uo）320（1.45Uo）≥250V間隙≥250V間隙TT高壓接地且高低壓共地RCD前“3＋1”接法L—N253（1.15Uo）320（1.45Uo）N—PE≥1200V間隙≥1200V間隙第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計重點共模、差模七、浪涌保護器（附錄J）的Up選擇22

同時滿足的條件：

1.Up≤0.8Uw；

2.Up≤2.5kV；第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計重點23第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計應知應會24第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計重點25GB50343-2012的6.3.1條、6.3.2條的解讀（6.3.1條）接地裝置應在不同位置至少引出兩根連接導體與室內總等電位接地端子板相連接。

（6.3.2條）接地裝置與室內總等電位接地端子板的連接導體截面積，

銅質接地線不應小于50mm2，當采用扁銅時，厚度不應小于2mm；鋼質接地線不應小于100mm2，當采用扁鋼時，厚度不小于4mm。第三節(jié)防雷系統(tǒng)的設計應知應會第四節(jié)信號線路浪涌保護器的選擇26GB50343-2012的5.4.4條Uc應大于最大工作電壓的1.2倍。

Up應低于被保護設備的耐沖擊電壓額定值Uw。27第四節(jié)信號線路浪涌保護器的選擇28第四節(jié)信號線路浪涌保護器的選擇29

一般是說明由弱電承包商根據(jù)設備深化。（一）、通信接入網(wǎng)絡和電話系統(tǒng)；（二）、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)；（三）、安防系統(tǒng)；（四）、火災自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)；（五）、建筑設備管理系統(tǒng)；（六）、有線電視系統(tǒng)；（七）、衛(wèi)星通信系統(tǒng)。第四節(jié)信號線路浪涌保護器的選擇30

一、一類辦公建筑為（）防雷建筑，屋面的避雷網(wǎng)應為（），引下線間距為（）。