防雷與接地工程

1、第 5 章 建筑防雷接地工程（6 6學時）學時）建筑物防雷基本概念建筑物防雷基本概念建筑物防雷等級劃分；建筑物防雷等級劃分；建筑物防雷技術、工程做法及要求；建筑物防雷技術、工程做法及要求；接地與接零基本概念；接地與接零基本概念；電力系統(tǒng)及配電系統(tǒng)的接地型式；電力系統(tǒng)及配電系統(tǒng)的接地型式；保護接地與接零技術、工程做法及要保護接地與接零技術、工程做法及要求求。 本本章章主主要要內內容容5.1.1 5.1.1 雷電的形成及危害雷電的形成及危害5.1 5.1 建筑物防雷建筑物防雷1 1）雷電的形成）雷電的形成第 5章 建筑防雷接地工程2 2）雷電危害）雷電危害第 5章 建筑防雷接地工程 高聳孤立的建筑

2、物；高聳孤立的建筑物； 有導電粉塵排出的屋面排放管；有導電粉塵排出的屋面排放管； 建筑物的突出部位；建筑物的突出部位； 潮濕、地下水位較高的地方；潮濕、地下水位較高的地方； 金屬屋面、埋有金屬管道的廠房；金屬屋面、埋有金屬管道的廠房； 特點特點速度極快，電壓極高，瞬時電流值極大。速度極快，電壓極高，瞬時電流值極大。 危害效應危害效應熱效應；熱效應；機械效應；機械效應；電磁效應。電磁效應。 具體形式具體形式直擊雷；直擊雷；雷電感應；雷電感應；雷電波浸入；雷電波浸入； 球形雷。球形雷。3 3）雷電活動規(guī)律）雷電活動規(guī)律氣候上氣候上熱而潮濕的亞熱帶地區(qū)；熱而潮濕的亞熱帶地區(qū)；地域上地域上山區(qū)多于平原

3、；山區(qū)多于平原；時間上時間上春夏之交、夏秋之交。春夏之交、夏秋之交。5.1.2 5.1.2 建筑物防雷等級劃分建筑物防雷等級劃分建筑物防雷分類依據：建筑物防雷分類依據： GB5005794建筑物防雷設計規(guī)范建筑物防雷設計規(guī)范第 5章 建筑防雷接地工程（2 2）民用建筑的防雷分類）民用建筑的防雷分類第 5章 建筑防雷接地工程民用建筑的防雷等級劃分：民用建筑的防雷等級劃分：第 5章 建筑防雷接地工程JGJ16-2008 民用建筑電氣設計規(guī)范民用建筑電氣設計規(guī)范第第11章的規(guī)定：章的規(guī)定： l 第一類：沒有。第一類：沒有。l 第二類：第二類： 高度超過高度超過100m100m的建筑物；的建筑物； 國

4、家級重點文物保護建筑物；國家級重點文物保護建筑物； 國家級的重要用途和政治意義的建筑物。國家級的重要用途和政治意義的建筑物。l 第三類：第三類： 省級重點文物保護建筑物；省級重點文物保護建筑物； 省級重要用途和政治意義的建筑物；省級重要用途和政治意義的建筑物； 19 19層以上住宅、層以上住宅、5050米以上其他建筑物；米以上其他建筑物； 建筑群中的高聳建筑物，建筑群中的高聳建筑物，2020米以上建筑物；米以上建筑物； 15 15米以上孤立建筑物；米以上孤立建筑物； 雷擊次數較多的建筑物。雷擊次數較多的建筑物。平屋頂150以內坡屋頂450以內坡屋頂450以上坡屋頂5.1.3 5.1.3 建筑物

5、易遭雷擊的部位：建筑物易遭雷擊的部位：第 5章 建筑防雷接地工程5.1.4 5.1.4 建筑物防雷措施建筑物防雷措施l 不同建筑物對防雷類別的要求不同建筑物對防雷類別的要求一、二類建筑物一、二類建筑物三類建筑物三類建筑物防直擊雷防直擊雷防雷電波侵入防雷電波侵入防直擊雷防直擊雷、側擊雷、側擊雷防感應雷防感應雷防雷電波侵入防雷電波侵入l常規(guī)防雷技術措施常規(guī)防雷技術措施 防直擊雷防直擊雷接閃器、引下線、接地裝置接閃器、引下線、接地裝置、籠式保護籠式保護 防感應雷防感應雷接地，等電位連接；接地，等電位連接； 防雷電波浸入防雷電波浸入避雷線，避雷器，管線埋地避雷線，避雷器，管線埋地引入引入，接地，接地

6、防雷電反擊防雷電反擊保持間距，共同接地。保持間距，共同接地。第 5章 建筑防雷接地工程避雷器避雷器第 5章 建筑防雷接地工程1）第一類防雷建筑物的防雷措施）第一類防雷建筑物的防雷措施防感應雷防感應雷 30m以上，金屬欄桿、門窗等接地以上，金屬欄桿、門窗等接地防雷電波浸入防雷電波浸入 管線全線埋地引入，電源入戶處接地管線全線埋地引入，電源入戶處接地 避雷器。避雷器。防直擊雷防直擊雷 獨立避雷針、避雷線；獨立避雷針、避雷線； 屋面避雷網間距：屋面避雷網間距：5m5m、6m4m 引下線間距：引下線間距： 12m， 不少于不少于2根根 接地電阻：接地電阻： 10， 要求環(huán)形敷設要求環(huán)形敷設 30m以上

7、，水平避雷帶，以上，水平避雷帶，“籠式保護籠式保護”第 5章 建筑防雷接地工程2）第二類防雷建筑物的防雷措施）第二類防雷建筑物的防雷措施防直擊雷防直擊雷 屋面避雷網，間距：屋面避雷網，間距：10m10m、12m8m 引下線間距：引下線間距： 18m， 不少于不少于2根根 接地電阻：接地電阻： 10， 盡量環(huán)形敷設盡量環(huán)形敷設 45m以上，等電位連接，以上，等電位連接，“籠式保護籠式保護”防感應雷防感應雷 45m以上，金屬欄桿、門窗等接地；以上，金屬欄桿、門窗等接地；防雷電波浸入防雷電波浸入 20m以內管線埋地引入，入戶處接地以內管線埋地引入，入戶處接地 避雷器。避雷器。第 5章 建筑防雷接地工

8、程3）第三類防雷建筑物的防雷措施）第三類防雷建筑物的防雷措施防雷電波浸入防雷電波浸入進出管線、電源零線及金屬支架進出管線、電源零線及金屬支架 等在入戶處接地；等在入戶處接地；防直擊雷防直擊雷 屋面避雷網，間距屋面避雷網，間距20m20m、24m16m 引下線間距：引下線間距：25m， 一般不少于一般不少于2根；根； 接地電阻：接地電阻： 30； 60m以上，金屬欄桿、門窗等接地，以上，金屬欄桿、門窗等接地，第 5章 建筑防雷接地工程5.1.5 5.1.5 防雷裝置組成防雷裝置組成第 5章 建筑防雷接地工程自然接閃器自然接閃器人工接閃器人工接閃器l 接閃器類型接閃器類型接閃器；接閃器；引下線；引

9、下線；接地裝置接地裝置；l 防雷裝置組成防雷裝置組成接地干、支線；接地干、支線；接地極接地極1 1）接閃器）接閃器獨立避雷針；獨立避雷針；建筑物上避雷針建筑物上避雷針( (帶、網帶、網) )避雷線避雷線金屬屋面、金屬旗桿、建筑結金屬屋面、金屬旗桿、建筑結構鋼筋構鋼筋 l 接閃器做法及技術要求接閃器做法及技術要求第 5章 建筑防雷接地工程 自然接閃器：自然接閃器： 金屬屋面、鋼煙囪、金屬旗桿、屋面結構鋼筋、金屬屋面、鋼煙囪、金屬旗桿、屋面結構鋼筋、 2 mm 2 mm ，無易燃易爆物質；，無易燃易爆物質； 人工接閃器：人工接閃器： 避雷針避雷針長度長度1m1m以下：以下：1212圓鋼、圓鋼、G2

10、0G20焊接鋼管；焊接鋼管； 1 12m2m： 1616圓鋼、圓鋼、G25G25焊接鋼管；焊接鋼管； 2m2m以上：以上： 圓鋼、焊接鋼管組合焊接制作；圓鋼、焊接鋼管組合焊接制作； 避雷帶避雷帶88、1010圓鋼，圓鋼，24244 4扁鋼。扁鋼。避雷針安裝做法避雷針安裝做法2第 5章 建筑防雷接地工程避雷針安裝做法避雷針安裝做法1第 5章 建筑防雷接地工程避雷帶安裝做法避雷帶安裝做法1第 5章 建筑防雷接地工程自然接地線做法自然接地線做法1 1第 5章 建筑防雷接地工程避雷針的保避雷針的保護范圍護范圍（滾球法滾球法）滾滾球球半半徑徑第 5章 建筑防雷接地工程2 2）引下線類型）引下線類型自然引

11、下線自然引下線金屬結構體，金屬管線，建筑結金屬結構體，金屬管線，建筑結構構柱柱鋼筋鋼筋、人工引下線人工引下線明、暗敷設的金屬體：明、暗敷設的金屬體： 8、10圓鋼，圓鋼，244扁鋼等扁鋼等第 5章 建筑防雷接地工程l 引下線類型引下線類型l 引下線做法及技術要求引下線做法及技術要求第 5章 建筑防雷接地工程 自然引下線：自然引下線：鋼筋總截面等效于鋼筋總截面等效于1010以上圓鋼，鋼結構體以上圓鋼，鋼結構體2 mm2 mm，無易燃易爆物質；無易燃易爆物質；鋼筋相互焊接，保證電氣通路；鋼筋相互焊接，保證電氣通路；焊接外引連接端子；焊接外引連接端子；不少于兩根引下線。不少于兩根引下線。 人工引下線

12、人工引下線 88、1010圓鋼，圓鋼，24244 4扁鋼等明扁鋼等明/ /暗敷設；暗敷設；焊接牢固，保證電氣通路；焊接牢固，保證電氣通路；不少于兩根引下線；不少于兩根引下線；離地面離地面1.8m1.8m設斷接卡；設斷接卡；明敷設引下線做法：明敷設引下線做法：第 5章 建筑防雷接地工程斷接卡做法：斷接卡做法：第 5章 建筑防雷接地工程斷接卡子箱做法：斷接卡子箱做法：高層建筑的防雷：高層建筑的防雷：第 5章 建筑防雷接地工程l 防雷特點防雷特點除要防直擊雷、雷電感應以及雷電波侵除要防直擊雷、雷電感應以及雷電波侵入外，還要防入外，還要防“側擊雷側擊雷”。 防雷有效措施防雷有效措施籠式保護、等電位聯接

13、、管線埋地引籠式保護、等電位聯接、管線埋地引入。入。高層建筑的籠式連接做法高層建筑的籠式連接做法：第 5章 建筑防雷接地工程5.2 5.2 接地裝置接地裝置l 接地接地電氣設備以及其他設備的某些可導電部分與電氣設備以及其他設備的某些可導電部分與大地作良好的電氣連接。大地作良好的電氣連接。5.2.1 5.2.1 接地概述接地概述第 5章 建筑防雷接地工程l 接地目的接地目的保證人身和設備的安全；保證人身和設備的安全； 提高產品質量；提高產品質量； 提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性；提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性； 。l 接地裝置接地裝置接地極接地極將電流流散入大地中將電流流散入大地中接地線接地線將設備與接地極連接起來將設

14、備與接地極連接起來5.2.2 5.2.2 接地類型和作用接地類型和作用接地類型：接地類型： 工作接地工作接地 保護接地保護接地 重復接地重復接地 防雷接地防雷接地 屏蔽接地屏蔽接地 防靜電接地防靜電接地 專用設備接地專用設備接地第 5章 建筑防雷接地工程1 1）工作接地）工作接地小接地電流系統(tǒng)中性點不接地中性點不接地中性點直接接地中性點直接接地l 電力系統(tǒng)中性點的接地方式及特點：電力系統(tǒng)中性點的接地方式及特點：大接地電流系統(tǒng)l 工作接地工作接地為保證電氣設備和系統(tǒng)在正常和事為保證電氣設備和系統(tǒng)在正常和事故情況下穩(wěn)定可靠運行而進行的接地。故情況下穩(wěn)定可靠運行而進行的接地。第 5章 建筑防雷接地工

15、程Ic中性點不接地系統(tǒng)L1L3L2ZC C（1 1）中性點不接地系統(tǒng)）中性點不接地系統(tǒng)系統(tǒng)特點：供電可靠性高；供電可靠性高；系統(tǒng)內部過電壓系統(tǒng)內部過電壓較高；較高；安全性更低。安全性更低。U Ul l第 5章 建筑防雷接地工程kRxIL1L3L2中性點直接接地系統(tǒng)（2 2）中性點直接接地系統(tǒng)）中性點直接接地系統(tǒng)系統(tǒng)特點：供電可靠性較低供電可靠性較低；系統(tǒng)內部過電壓較低；系統(tǒng)內部過電壓較低；安全性較高。安全性較高。U Up p第 5章 建筑防雷接地工程（3 3）中性點接地方式的應用中性點接地方式的應用 供配電系統(tǒng)（供配電系統(tǒng)（3 366kV66kV） 主要問題：供電可靠性。主要問題：供電可靠性。

16、 一般采用一般采用中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng) 超高壓輸電電網（超高壓輸電電網（110kV110kV以上）以上） 主要問題：設備絕緣水平。主要問題：設備絕緣水平。 一般采用一般采用直接接地系統(tǒng)直接接地系統(tǒng) 0.4kV 0.4kV 低壓系統(tǒng)低壓系統(tǒng) 主要問題：安全性。主要問題：安全性。 一般采用一般采用直接接地系統(tǒng)直接接地系統(tǒng)第 5章 建筑防雷接地工程2 2）保護接地）保護接地l 保護接地保護接地為保證人身安全，防止觸電事故的發(fā)生，為保證人身安全，防止觸電事故的發(fā)生，將電氣設備正常不帶電的金屬部分與接地體之間作良好將電氣設備正常不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的電氣連接。的電氣連接。（1

17、1）安全電壓）安全電壓 人體對電流的反應人體對電流的反應感覺電流：感覺電流：0.70.71.1 mA1.1 mA擺脫電流：擺脫電流：10.510.516 mA16 mA 致命電流：致命電流： 30mA 30mA（DCDC） 50mA 50mA（ACAC）安全電壓（安全電壓（ACAC）：）：UIUIr rR Rr r0.050.051000100050 V 50 V 電器安全電壓等級：電器安全電壓等級： 6V6V、12V12V、24V24V、36V36V、42V42V。 第 5章 建筑防雷接地工程（2 2）保護接地作用）保護接地作用RdcIRrIdrIRIT系統(tǒng)的接地作用 rL1L2L3ZIdl

18、 在中性點不接地系統(tǒng)中的作用：在中性點不接地系統(tǒng)中的作用：C C第 5章 建筑防雷接地工程l 在中性點接地系統(tǒng)中的作用：在中性點接地系統(tǒng)中的作用：IdRITT系統(tǒng)的接地作用 IdrL2L3RrdIL1RrxRk第 5章 建筑防雷接地工程3 3）保護接零）保護接零TN系統(tǒng)的接零作用 xRL2L3L1IkIrrRIdRrPENdIl 保保護護接接零零的的作作用用l 保護接零保護接零為保證人身安全，防止觸電事故的發(fā)生，為保證人身安全，防止觸電事故的發(fā)生，在中性點接地系統(tǒng)中，將電氣設備正常不帶電的金屬部分在中性點接地系統(tǒng)中，將電氣設備正常不帶電的金屬部分與零線作良好的電氣連接。與零線作良好的電氣連接。

19、第 5章 建筑防雷接地工程4 4）重復接地）重復接地xR重復接地后L2L3L1PENIdIrRr沒有重復接地時xRL3NL2L1RrPEIddIl 重重復復接接地地的的作作用用l 重復接地重復接地在采用保護接零的系統(tǒng)中，除系統(tǒng)中性點在采用保護接零的系統(tǒng)中，除系統(tǒng)中性點工作接地外，還將零線上在多處再與接地體之間作良好的工作接地外，還將零線上在多處再與接地體之間作良好的電氣連接。電氣連接。第 5章 建筑防雷接地工程5.2.3 5.2.3 電氣設備的接地電氣設備的接地1 1）電氣設備接地范圍）電氣設備接地范圍第 5章 建筑防雷接地工程2 2）接地系統(tǒng)一般技術要求）接地系統(tǒng)一般技術要求 所有電氣設備都

20、應采取保護接地或接零的措施，并優(yōu)先使所有電氣設備都應采取保護接地或接零的措施，并優(yōu)先使用自然接地裝置。用自然接地裝置。 原則上各種設備的接地使用一個總接地裝置（原則上各種設備的接地使用一個總接地裝置（“共同接共同接地地”），其接地電阻滿足最小值要求。），其接地電阻滿足最小值要求。 不同類型的接地系統(tǒng)單獨接地時，其接地裝置裝置之間應不同類型的接地系統(tǒng)單獨接地時，其接地裝置裝置之間應保持安全間距（如各接地體地中間距保持安全間距（如各接地體地中間距5m5m，與建筑物距離，與建筑物距離1.5m1.5m），防止），防止“反擊反擊” ” 。 接地極應布置在遠離人員出入口（接地極應布置在遠離人員出入口（5m

21、5m）的地方，防止）的地方，防止“跨步電壓跨步電壓”引起的事故。引起的事故。 接地體應盡可能采取環(huán)形閉合布置。接地體應盡可能采取環(huán)形閉合布置。Rx20m800U跨步電壓的概念第 5章 建筑防雷接地工程跨跨步步電電壓壓的的概概念念3 3）接地裝置做法）接地裝置做法基本要求：基本要求： 輸送易燃易爆物質的金屬管道不能利用作自然接地體輸送易燃易爆物質的金屬管道不能利用作自然接地體 ； 建筑結構鋼筋直徑不能小于建筑結構鋼筋直徑不能小于1010，多根鋼筋合用時利，多根鋼筋合用時利用箍筋焊為一體用箍筋焊為一體 。l自然接地體自然接地體可利用作自然接地體的裝置可利用作自然接地體的裝置第 5章 建筑防雷接地工

22、程（1 1）接地體）接地體利用土建深基礎接地體做法示例利用土建深基礎接地體做法示例1 1：第 5章 建筑防雷接地工程利用土建深基礎接地體做法示例利用土建深基礎接地體做法示例2 2：第 5章 建筑防雷接地工程l 人工接地體人工接地體角鋼（角鋼（L50L505 5，L65L655 5 ，L L25002500）鋼管（鋼管（5050，L L25002500） 第 5章 建筑防雷接地工程（2 2）接地線）接地線基本要求：基本要求： 輸送易燃易爆物質的金屬管道不能利用作自然接地線輸送易燃易爆物質的金屬管道不能利用作自然接地線 ； 建筑結構鋼筋直徑不能小于建筑結構鋼筋直徑不能小于1010，鋼板厚度，鋼板厚

23、度1.5mm1.5mm； 保證電氣通路，法蘭等處需跨接；保證電氣通路，法蘭等處需跨接； 至少兩點以上與接地體連接。至少兩點以上與接地體連接。第 5章 建筑防雷接地工程扁鋼（扁鋼（25254 4 ，40404 4 ）圓鋼（圓鋼（8 8 ，10 10 ）l 人工接地線人工接地線可利用作自然接地線的裝置可利用作自然接地線的裝置l 自然接地線自然接地線4 4）各類型接地對接地電阻的要求）各類型接地對接地電阻的要求 工作接地工作接地- 4- 4保護接地保護接地-4-4重復接地重復接地- 10- 10 防雷接地防雷接地屏蔽接地屏蔽接地- 10- 10防靜電接地防靜電接地-4 -4 專用電子設備接地專用電子

24、設備接地-1 -1 一、二類建筑物一、二類建筑物-10-10三類建筑物三類建筑物-30 -30 第 5章 建筑防雷接地工程5 5）降低接地電阻的措施）降低接地電阻的措施 增加接地極；增加接地極； 換土；換土； 深埋；深埋； 外引；外引； 人工降阻。人工降阻。5.3 5.3 常見保護接地方式常見保護接地方式 5.3.1 IEC5.3.1 IEC標準接地型式標準接地型式IT IT 系統(tǒng)系統(tǒng)TT TT 系統(tǒng)系統(tǒng)TN TN 系統(tǒng)系統(tǒng)TNTNS S 系統(tǒng)系統(tǒng)TNTNC C 系統(tǒng)系統(tǒng)TNTNC CS S 系統(tǒng)系統(tǒng)符號含義： T NT NC CS S N N工作零線；工作零線；PEPE專用保護線；專用保護線

25、；PENPEN保護線與工作零線合用。保護線與工作零線合用。系統(tǒng)中性點接地方式。系統(tǒng)中性點接地方式。II不接地；不接地；TT接地接地設備保護接地方式。設備保護接地方式。TT接地；接地；NN接零接零中性線和保護線分開中性線和保護線分開中性線和保護線合一中性線和保護線合一第 5章 建筑防雷接地工程5.3.2 IT 5.3.2 IT 系統(tǒng)系統(tǒng)第 5章 建筑防雷接地工程使用要求使用要求:l 必須設置絕緣監(jiān)察系統(tǒng)，發(fā)生接地故障時發(fā)必須設置絕緣監(jiān)察系統(tǒng)，發(fā)生接地故障時發(fā)出音響或燈光信號，以便及時查排故障。出音響或燈光信號，以便及時查排故障。l 不能采取接零保護方式。不能采取接零保護方式。外露可導電部分IT 系統(tǒng)PEL3L2L1IT系統(tǒng)不能接零 L2L3L15.3.3 TT 5.3.3 TT 系統(tǒng)系統(tǒng)第 5章 建筑防雷接地工程使用要求使用要求:l 必須校驗保護開關動作的靈敏性。必須校驗保護開關動作的靈敏性。l 當開關動作靈敏性不夠時，配合使用漏電保護器。當開關動作靈敏性不夠時，配合使用漏電保護器。L1