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1、第七章 建筑电气安全技术,电气安全接地与防雷,1、电流对人体的作用及其影响；2、电气装置的接地3、过电压与防雷,7.1 接地与接零,一、基本概念1、接地:接地 接地体 接地线 接地装置 2、设备的对地电压、接触电压与跨步电压 电流流散半径约为20m3、接地和接零形式 工作接地 保护接地 重复接地 接零,二、安全电压、安全电流,安全电流值 30mAs。安全电压值 50VI：10mA有感觉 15mA 麻 30mA 危险R：正常 50-100K 状态不佳 800-1KU：36V、24V、12V,三、触电形式,单相触电双线触电跨步电压触电,7.2 低压配电系统的保护,低压配电系统的保护有IT、TT、T
2、N系统,第一个字母表示电源中性点的对地关系 T一点直接接地；I所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。第二个字母表示装置的外露可导电的部分对地关系；T外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；N外露可导电部分与电力系统的接地点直接连接。横线后面的字母(S、C或C-S)表示保护线与中性线的结合情况,IT系统,作法：供电系统中点不接地，设备外壳用足够粗导线与大地作可靠连结，工作原理 漏电时 R人R0 R人R0 I人很小适用范围：U1000V U1000V 中点不接地的三相电源系统,IT系统,TT系统,作法：电源中点接地，设备外壳也接地工作原理 漏电时，Rd小 R人大 R人Rd 人
3、体安全缺点：自身安全，其它设备不安全 漏电时 IE=UP/（Rd+R0）=27.5A 中线对地电压 V=IR0=110V 使非故障相的设备外壳带电 注意：该系统中设备不许接零 适用范围：系统中有大量单相设备，而线路敷设环境易造成一相接地或零线断路使中线电位升高时，可才用此系统,TT系统,TN系统,作法：电源中点接地，引出中线；将设备 外壳接到中线上 工作原理 当设备单相碰壳时，造成相零间的短路，短路电流较大，可使保护电器动作，迅速切断故障回路 适用范围：U1000V的三相四线制系统,TN系统 分类,TN系统又分 TNC TNS TNCSTNC：N与PE共用PEN线TNS：N与PE分开，N线断开
4、时，不影响 PE的保护作用，用于大型民用建筑 住宅小区TNCS：前端TNC 后端TNS,（a）TN系统（b）TNC系统（c）TNS系统（d）TNCS系统,TN系统,7.3 雷电的产生及破坏作用,一、产生：水蒸汽蒸发至高空，凝成小水滴，运动中水滴分裂，带电离子，形成雷云，与大地形成大电容，当E达25-30KV/cm时就放电，雷电流是尖峰电流，其幅值可达10-102KA，持续时间n*10-1秒，输送电荷量：1-5个库伦，放电时不同极性的电荷电离中和，产生强烈的光和热，形成“闪电”和“雷”。雷电的形式：线状、片状、球形 片：云云 线：云地 球：直径10-20cm 持续时间可达3-5s，距地1m左右水
5、平移动,二、雷电的破坏作用,直击雷：雷直击建筑物，发生热效应和电动力 作用，主要表现在电流通过导体时产生大 量的热能，引起火灾或爆炸。电动力作用 表现为机械力，可使被击物发生劈裂现象。感应雷：金属屋顶处雷电场中，X应出大量电荷，雷云放电后，云与大地间电场消失，导体上电荷来不及立即流散，产生很高对地电位，使周围的金属构件产生感应电流。若感应回路有间隙就会产生火花放电引起危险，称“二次雷击”。沿架空线侵入的雷电波：架空线遭直击雷，高 电位沿导线侵入变配电所或室内，对设备 绝缘造成损坏。,三、易遭雷击的地面物体及其部位,直击雷有选择性：导电良好的金属结构及建筑、高耸突出的建筑、潮湿地带、地下水位较高
6、地带、地下金属矿物丰富的地带。建筑物易遭雷击的部位：屋脊、屋檐、山墙、女儿墙、水塔、烟囱等,四、建筑物的防雷等级,一类防雷建筑物：1、具有特别重要用途的建筑物，如国家级的大会堂、办公大楼，大型博展建筑、特等火车站、国际航空港、国宾馆、大型旅游建筑 2、超高层建筑 3、有爆炸危险环境的建筑物,二类防雷建筑物：1、重要或人员密集的大型建筑物、省 部级办公室及集会、博展、体育、交通、通讯、广播、商业、影剧院建筑2、国家级重点文物保护建筑和构筑物3、十九层以上住宅和高度超过50m的 工民建4、省级及以上的大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物,三类防雷建筑物：1、年计算雷击次数为0.05以上并结合当地
7、情况需防雷的建筑 N=0.015nk(L+5H)(W+5H)10-6 n年平均雷暴日 L长 W宽 H高 n大于40的为多雷区 n小于15的为少雷区 K校正系数 K取 1-2,K的取值：一般情况下取1 旷野孤立取2 金属屋面的砖木结构取1.7 河边 湖边 山坡下 地下水露头处 土山顶部 山谷风口等处 取1.52、高度在20m以上的一般性建筑，雷电活动 频繁区域，高度在15m以上的一般性建筑3、10至18层的普通住宅 4、省级重点文物保护建筑和构筑物5、高度不超过50 m的教学楼、普通旅馆、办公楼、图书馆等建筑,五、防雷装置,接闪器引下线接地装置,防直击雷的装置由下列三部分组成,1、接闪器,作用：
8、防直击雷，是接受雷电流的金属导体型式：针、带、网(1)避雷针常用材料：镀锌圆钢或钢管针长L 3mm(2)避雷带 避雷网 圆钢 8 mm 扁钢截面不应小于48mm2 厚度不应小于4mm,避雷针的保护范围,对变电站用折线法计算 折线角度 450-600对建筑物用滚球法计算 一、二、三类防雷建筑的滚球半径hr分别是：30m、45m、60m,2、引下线,作用：将接闪器接收的雷电流引到接地装置明设：用8圆钢或扁钢沿建筑外墙明敷支点间距1.5M；引下线以最短路径接地，建筑艺术要求较高者采用暗敷，但是圆钢 10mm，扁钢S80mm2 建筑物的消防梯、钢柱等金属构件宜作为引下线，但其各部件之间均应连成电气通路
9、。暗设：利用结构柱内两根16mm2的对角主筋，从上而下焊接连通,3、接地装置,自然接地体（基础接地）：兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、管道和建筑物的钢筋混凝土基础等称自然接地体 对于变配电所，只能利用它本身的建筑钢筋混凝土基础作为自然接地体 一般利用基础地梁底部两根 16mm2主筋沿周边分别焊接成整体。,人工接地体 水平接地体多采用圆钢或扁钢要求：圆钢直径不应小于10mm。扁钢截面不应小于100m2，厚度不应小于4mm。常用：-404 长度2.5m 间距5m垂直接地体多采用角钢或钢管常用：L 50505 或 50钢管 壁厚4mm,焊接工艺要求,接闪器 引下线 接地装置施工时都涉及钢
10、筋的焊接,规范要求如下:圆钢:焊接的长度不小于直径的6倍扁钢:焊接的长度不小于宽度的2倍均要求双面焊接,六、各类建筑的保护措施,一类防雷建筑及二类防雷建筑物中有爆炸危险场所，应有防直击雷、防雷电感应和防雷电波侵入的措施,1、一类防雷建筑保护措施,顶：设网 网格55m 或64m 屋顶任一点距网5m引下线不少于两根，间距12m Rd10超高层内设备层设法拉第笼，每三层圈梁内两根主筋焊接成环，并与作引下线的柱筋焊通。,2、二类防雷建筑保护措施,顶：设网 网格1010m或128m 顶上任一点距网10m，有平行带，每隔30 m平行带连接引下线不少于2根，间距20m Rd10铝合金窗框应用钢筋与作引下线的
11、柱筋连接,3、三类防雷建筑保护措施,顶：设网 网格2020m或2416m，可仅沿周边敷设一圈避雷带引下线不少于2根，间距24m Rd10H20 m，雷电活动较频繁地区H15 m的住宅，可不设防雷保护,4、防间接(感应)雷,通过将建筑物的金属屋顶、房屋中的大型金属物品，全部加以良好的接地处理来消除。防雷装置与建筑物内外电气设备、电线或其它金属线的绝缘距离应符合防雷的安全距离。将相互靠近的金属物体全部可靠地连成一体并加以接地的办法来消除。,5、防高电位侵入,高电位侵入在整个雷害事故中占 5070。配电线路全部采用地下电缆;进户线采用50 100m长的一段电缆;在架空线进户之处，加装避雷器或放电保护
12、间隙。,七、高层建筑的防雷,超高层内的设备层设法拉第笼作电磁屏蔽 每三层圈梁内两根主钢筋焊接成环并与作引下线的柱筋焊通 高层建筑除了要防直击雷、还要防侧击雷，在铝合金窗框旁边的柱筋出引出两根钢筋与窗框焊接重要设备做等电位联结,八、建筑工地的防雷措施,1、施工时应提前考虑防雷施工程序。为了节约钢材，应按照正式设计图纸的要求，首先做好全部接地装置。2、在开始架设结构骨架时，应按图纸规定，随时将混凝土柱子内的主筋与接地装置连接起来，以备施工期间柱顶遭到雷击时，使雷电流安全地流散入地。3、沿建筑物的四周的脚手架上，应做数根避雷针，并直接接到接地装置上，使其保护到全部施工面积。其保护角可按60计算。针长最少应高出脚手架30cm。,4、施工用的起重机、塔吊的上端装设避雷针，下部的钢架与接地装置连接。接地装置尽可能用永久性接地系统。如是水平移动起重机，须将其两条滑行用钢轨接到接地装置上。5、应随时使施工现场正在绑扎钢筋的各层地面，构成一个等电位面，以避免遭受雷击时的跨步电压。由室外引来的各种金属管道及电缆外皮，都要在进人建筑物的进口处，就近连接到接地装置上。,
