第七章

建筑電氣安全技術電氣安全接地與防雷1、電流對人體的作用及其影響；2、電氣裝置的接地3、過電壓與防雷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低壓配電系統的保護

低壓配電系統的保護有IT、TT、TN系統第一個字母表示電源中性點的對地關系

T—一點直接接地；

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

T—外露可導電部分對地直接電氣連接，與電力系統的任何接地點無關；

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

U>1000VU<1000V中點不接地的三相電源系統

IT系統TT系統

作法：電源中點接地，設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

使非故障相的設備外殼帶電注意：該系統中設備不許接零適用范圍：系統中有大量單相設備，而線路敷設環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TT系統TN系統作法：電源中點接地，引出中線；將設備外殼接到中線上工作原理當設備單相碰殼時，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TN系統分類TN系統又分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TN—C—S：前端TN—C后端TN—S（a）TN系統（b）TN－C系統（c）TN－S系統（d）TN－C－S系統TN系統7.3雷電的產生及破壞作用

一、產生：水蒸汽蒸發至高空，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，發生熱效應和電動力作用，主要表現在電流通過導體時產生大量的熱能，引起火災或爆炸。電動力作用表現為機械力，可使被擊物發生劈裂現象。感應雷：金屬屋頂處雷電場中，感應出大量電荷，雷云放電后，云與大地間電場消失，導體上電荷來不及立即流散，產生很高對地電位，使周圍的金屬構件產生感應電流。若感應回路有間隙就會產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，高電位沿導線侵入變配電所或室內，對設備絕緣造成損壞。三、易遭雷擊的地面物體及其部位直擊雷有選擇性：導電良好的金屬結構及建筑、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根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性及后果，按防雷要求進行分類。根據國標《建筑物防雷設計規范》對建筑物的防雷分類規定，民用建筑中無第一類防雷建筑物，其分類應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，可適當提高建筑物的防雷保護措施。符合下列情況之一時，應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濟有重要意義且裝有大量電子設備的建筑物。5年預計雷擊次數大于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年預計雷擊次數大于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年預計雷擊次數大于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年預計雷擊次數大于或等于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通過調查確認當地遭受過雷擊災害的類似建筑物；歷史上雷害事故嚴重地區或雷害事故較多地區的較重要建筑物。8在平均雷暴日大于15d/a的地區，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳構筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區，高度在20m及以上的煙囪、水塔孤立的高聳構筑物。由重要性或使用要求不同的分區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定：1當第二類防雷建筑的面積占建筑物總面積的30%及以上時，該建筑物宜確定為第二類防雷建筑物。2當第二類防雷建筑的面積，占建筑物總面積的30%以下時，宜按各自類別采取相應的防雷措施。通過計算確定建筑物防雷分類應劃為第二類防雷建筑物：預計雷擊次數大于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。預計雷擊次數大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。應劃為第三類防雷建筑物：預計雷擊次數大于或等于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。預計雷擊次數大于或等于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、年計算雷擊次數為0.05以上并結合當地情況需防雷的建筑

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

n小于15的為少雷區K—校正系數K取1-2

K的取值：一般情況下取1曠野孤立取2金屬屋面的磚木結構取1.7河邊湖邊山坡下地下水露頭處土山頂部山谷風口等處取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筑物5、高度不超過50m的教學樓、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體型式：針、帶、網(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)避雷帶避雷網圓鋼Φ≥8mm扁鋼截面不應小于48mm2

厚度不應小于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：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、鋼柱等金屬構件宜作為引下線，但其各部件之間均應連成電氣通路。暗設：利用結構柱內兩根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（基礎接地）：兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構件、管道和建筑物的鋼筋混凝土基礎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作為自然接地體一般利用基礎地梁底部兩根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：圓鋼直徑不應小于10mm。扁鋼截面不應小于100m2，厚度不應小于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，應有防直擊雷、防雷電感應和防雷電波侵入的措施1、一類防雷建筑保護措施頂：設網網格≤5×5m或6×4m屋頂任一點距網<5m引下線不少于兩根，間距≤12mRd<10Ω超高層內設備層設法拉第籠，每三層圈梁內兩根主筋焊接成環，并與作引下線的柱筋焊通。一類防雷建筑物的防雷措施1、當建筑物高于30m時，尚應采取以下防側擊雷措施：a．從30m起每隔不大于6m沿建筑物四周設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過電壓保護器。3、建筑物內的設備、管道、構架、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、風管等金屬物，均應接到防雷電感應的接地裝置上。4、防雷電波侵入a、

低壓線路宜全線采用電纜埋地敷設，在入戶端應將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應的接地裝置上。當全線采用電纜有困難時，應使用一段金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入，其埋地長度不應小于15m。b、

埋地或地溝內金屬管道，在進出建筑物處亦應與防雷電感應的接地裝置相連。2、二類防雷建筑保護措施頂：設網網格≤10×10m或12×8m頂上任一點距網<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的鋼筋混凝土結構、鋼結構建筑物，尚應采取以下防側擊和等電位的保護措施：

鋼構架和鋼筋混凝土的鋼筋應互相連接；

應利用鋼柱或柱子鋼筋作為防雷裝置引下線；

應將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：設網網格≤20×20m或24×16m，可僅沿周邊敷設一圈避雷帶引下線不少于2根，間距≤25mRd<30ΩH<20m，雷電活動較頻繁地區H<15m的住宅，可不設防雷保護

三類防雷建筑物的防雷措施

高度超過60m的建筑物，其防側擊雷和等電位的保護措施應符合規范3.3.10條一、二、四款的規定，并應將60m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。七、高層建筑的防雷

超高層內的設備層設法拉第籠作電磁屏蔽每三層圈梁內兩根主鋼筋焊接成環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備做等電位聯結八、建筑工地的防雷措施

1、施工時應提前考慮防雷施工程序。為了節約鋼材，應按照正式設計圖紙的要求，首先做好全部接地裝置。2、在開始架設結構骨架時，應按圖紙規定，隨時將混凝土柱子內的主筋與接地裝置連接起來，以備施工期間柱頂遭到雷擊時，使雷電流安全地流散入地。3、沿建筑物的四周的腳手架上，應做數根避雷針，并直接接到接地裝置上，使其保護到全部施工面積。其保護角可按60°計算。針長最少應高出腳手架30cm。4、施工用的起重機、塔吊的上端裝設避雷針，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。如是水平移動起重機，須將其兩條滑行用鋼軌接到接地裝置上。5、應隨時使施工現場正在綁扎鋼筋的各層地面，構成一個等電位面，以避免遭受雷擊時的跨步電壓。由室外引來的各種金屬管道及電纜外皮，都要在進人建筑物的進口處，就近連接到接地裝置上。建筑物電子信息系統防雷GB50343-2004

防雷區域的劃分

防雷區域的劃分

LEMPLEMPIntermediatefloorLPZ2LPZ3SEMPLPZ1LPZ0ALPZ1防