建筑物防雷與安全用電

1、2022年7月26日第七章建筑物防雷與安全用電本章首先講述有關(guān)雷電的基本概念；講述建筑物的防雷等級和建筑物易受雷擊的部位；介紹建筑物防雷裝置的組成和安裝施工有關(guān)知識；講述建筑物防雷接地工程圖的閱讀程序和閱讀方法；介紹安全用電基本知識。內(nèi)容提要：2022年7月26日雷電是帶有電荷的“雷云”之間或“雷云”對大地或物體之間產(chǎn)生急劇放電的的一種自然現(xiàn)象第一節(jié)建筑物防雷雷電是一種常見自然現(xiàn)象，能產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃光、霹靂；落到地面上，會擊毀房屋、殺傷人畜，給人類帶來極大危害。因此防雷是現(xiàn)代建筑物、電氣設(shè)備和線路必須采用的重要安全保護(hù)措施，防雷接地工程圖是建筑電氣工程圖中不可缺少的圖紙。一、雷電的形成及危害1.

2、雷電的形成2022年7月26日感應(yīng)雷擊是由靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)引起的。感應(yīng)雷會引起過電壓，可能引起火花放電，造成火災(zāi)或爆炸，并危及人身安全。雷電的形成常用“水滴分裂理論”來說明。2. 雷電的危害雷電危害主要有三種（1）直擊雷雷云與大地之間直接通過建（構(gòu)）筑物、電氣設(shè)備或樹木等放電稱為直擊雷。往往會引起火災(zāi)或爆炸，造成建筑物倒塌、設(shè)備毀壞及人身傷害等重大事故。直擊雷的破壞最為嚴(yán)重。（2）感應(yīng)雷2022年7月26日雷電波侵入可由線路上遭受直擊雷或發(fā)生感應(yīng)雷所引起。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，供電系統(tǒng)中由于雷電波侵入而造成的雷害事故，在整個雷害事故中占50-70。 （3）雷電波侵入雷云出現(xiàn)在架空線路上方，線路上因靜電

3、感應(yīng)而聚集大量異性等量束縛電荷，當(dāng)雷云向其他地方放電后，線路上束縛電荷被釋放便成為自由電荷向線路兩端行進(jìn)，形成很高過電壓。這個高電壓沿著架空線路、金屬管道會引入室內(nèi)，這種現(xiàn)象叫做雷電波侵入。2022年7月26日指省級的重點(diǎn)建筑、可能遭受雷擊的建筑物。 二、建筑物防雷等級的劃分按建筑物防雷設(shè)計規(guī)范(GB 5005794)的規(guī)定，將建筑物防雷等級分為3類。1.第一類防雷建筑物指具有爆炸物質(zhì)或具有爆炸危險環(huán)境的建筑物。2.第二類防雷建筑物指國家級的重點(diǎn)建筑、具有爆炸危險環(huán)境的建筑物以及可能遭受雷擊的建筑物。 3.第二類防雷建筑物2022年7月26日三、建筑物易受雷擊的部位建筑物易受雷擊部位與多種因素

4、有關(guān)，特別是建筑物屋頂坡度與雷擊部位關(guān)系較大。建筑物易受雷擊部位，如下圖所示。2022年7月26日屋角、屋脊、檐角如圖中(d) 。 （1）平屋頂或坡度不大于110的屋頂建筑物易受雷擊部位是檐角、女兒墻、屋檐如上圖中的（a）和（b）。（2）坡度大于110且小于12的屋頂建筑物易受雷擊部位是屋角、屋脊、檐角、屋檐如圖中（c）。（3）坡度不小于12的屋頂四、建筑物防雷裝置的組成建筑物防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。作用原理：將雷電引向自身并安全導(dǎo)入大地內(nèi)，從而使被保護(hù)的建筑物免遭雷擊。2022年7月26日所有接閃器都必須經(jīng)過接地引下線與接地裝置相連接。 1.接閃器接閃器是專門用來引導(dǎo)雷

5、擊的金屬導(dǎo)體?？煞譃楸芾揍?、避雷帶(線)、避雷網(wǎng)以及兼作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件(如金屬煙囪，風(fēng)管)等。（1）避雷針避雷針是安裝在建筑物突出部位或獨(dú)立裝設(shè)的針形導(dǎo)體。是“引雷針” 。1）避雷針材料避雷針通常采用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管制成。2022年7月26日避雷針可以安裝在電桿(支柱)、構(gòu)架或建筑針長1m以下：圓鋼直徑12mm，鋼管直徑20mm；針長為12m時：圓鋼直徑16mm，鋼管直徑25mm；煙囪頂上的避雷針：圓鋼直徑20mm，鋼管直徑40mm。2）避雷針安裝上，下端經(jīng)引下線與接地裝置焊接，如下頁圖。避雷針的保護(hù)范圍，以它對直擊雷所保護(hù)的空間來表示，可利用“滾球法”進(jìn)行確定。單支避雷針保護(hù)范圍

6、的三維立體空間，可以近似地看成是一個尖頂帳篷所包圍的空間。2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日單支避雷針保護(hù)范圍的三維立體空間，可以近似地看成是一個尖頂帳篷所包圍的空間。（2）避雷帶和避雷網(wǎng)1）避雷帶和避雷網(wǎng)的材料避雷帶用小截面圓鋼或扁鋼裝于建筑物易遭雷擊的部位，如屋脊、屋檐、屋角、女兒墻和山墻等的條形長帶。避雷網(wǎng)是縱橫交錯的避雷帶疊加在一起，形成多個網(wǎng)孔，它既是接閃器，又是防感應(yīng)雷的裝置，因此是接近全部保護(hù)的方法，一般用于重要的建筑物。 2022年7月26日避雷網(wǎng)也可做成籠式避雷網(wǎng)，簡稱為避雷籠。避雷籠是用來籠罩整個建筑物的金屬籠。根據(jù)電學(xué)中的Faraday籠的原理，

7、對于雷電它起到均壓和屏蔽的作用，任憑接閃時籠網(wǎng)上出現(xiàn)多高的電壓，籠內(nèi)空間的電場強(qiáng)度為零，籠內(nèi)各處電位相等，形成一個等電位體，因此籠內(nèi)人身和設(shè)備都是安全的。避雷帶、網(wǎng)可以采用鍍鋅圓鋼或扁鋼，圓鋼直徑不應(yīng)小于8 mm；扁鋼截面積不應(yīng)小于48 mm2，其厚度不得小于4 mm；裝設(shè)在煙囪頂端的避雷環(huán)，其圓鋼直徑不應(yīng)小于12 mm；扁鋼截面積不得小于100 mm2，其厚度不得小于4 mm。2022年7月26日它適于安裝在建筑物的屋脊、屋檐(坡屋頂)或屋頂邊緣及女兒墻(平屋頂)等處，對建筑物易受雷擊部位進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。見下頁圖（a)、圖(b)。高層建筑防雷設(shè)計多采用避雷籠。避雷籠特點(diǎn)把整個建筑物梁、柱、板、

8、基礎(chǔ)等主要結(jié)構(gòu)鋼筋連成一體，因此是最安全可靠的防雷措施。2）避雷帶和避雷網(wǎng)的安裝避雷帶和避雷網(wǎng)的安裝可分為明裝和暗裝一兩種方式。明裝2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日2022/7/262022年7月26日女兒墻上壓頂為現(xiàn)澆混凝土?xí)r，可利用壓頂板內(nèi)的通長鋼筋作為建筑物的暗裝避雷帶；當(dāng)女兒墻上壓頂為預(yù)制混凝土板時，就在頂板上預(yù)埋支架設(shè)避雷帶。 暗裝暗裝避雷網(wǎng)是利用建筑物內(nèi)的鋼筋做避雷網(wǎng)，它較明裝避雷網(wǎng)美觀，尤其是在工業(yè)廠房和高層建筑中應(yīng)用較多。A.用建筑物V形折板內(nèi)鋼筋做避雷網(wǎng)建筑物有防雷要求時，可利用V形折板內(nèi)鋼筋做避雷網(wǎng)。B.用女兒墻壓頂鋼筋做暗裝

9、避雷帶2022年7月26日建筑物全部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，可將結(jié)構(gòu)圈梁鋼筋與柱內(nèi)充當(dāng)引下線的鋼筋進(jìn)行連接(焊接)作為均壓環(huán)。當(dāng)建筑物為磚混結(jié)構(gòu)但有鋼筋混凝土組合柱和圈梁時，均壓環(huán)做法同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。沒有組合柱和圈梁的建筑物，應(yīng)每3層在建筑物外墻內(nèi)敷設(shè)一圈12 mm鍍鋅圓鋼作為均壓環(huán)，并與防雷裝置的所有引下線連接， C.高層建筑暗裝避雷網(wǎng)的安裝暗裝避雷網(wǎng)是利用建筑物屋面板內(nèi)鋼筋作為接閃裝置。2.引下線引下線是連接接閃器和接地裝置的金屬導(dǎo)體。2022年7月26日采用圓鋼時，直徑不應(yīng)小于8 mm；采用扁鋼時，其截面不應(yīng)小于48 mm2，厚度不應(yīng)小于4 mm。（1）引下線材料煙囪上安裝的引下線，圓鋼直

10、徑不應(yīng)小于12 mm；扁鋼截面不應(yīng)小于100 mm2，厚度不應(yīng)小于4 mm。（2）引下線安裝引下線應(yīng)沿建筑物外墻明敷，并經(jīng)最短路徑接地；建筑藝術(shù)要求較高者可暗敷，但其圓鋼直徑不應(yīng)小于10 mm；扁鋼截面不應(yīng)小于80 mm2。明敷的引下線應(yīng)鍍鋅，焊接處應(yīng)涂防腐漆。2022年7月26日引下線還可利用混凝土內(nèi)鋼筋、鋼柱等作自然引下線。（3）斷接卡設(shè)置斷接卡的目的是為了便于運(yùn)行、維護(hù)和檢測接地電阻。采用多根專設(shè)引下線時，為了便于測量接地電阻以及檢查引下線、接地線連接狀況，宜在各引下線上于距地面0.3 m至1.8 m之間設(shè)置斷接卡。斷接卡應(yīng)有保護(hù)措施。當(dāng)利用混凝土內(nèi)鋼筋、鋼柱等自然引下線并同時采用基礎(chǔ)接

11、地體時，可不設(shè)斷接卡，2022年7月26日利用鋼筋作引下線時應(yīng)在室內(nèi)外適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)若干連接板，該連接板可供測量、接人工接地體和做等電位連接用。當(dāng)僅利用鋼筋做引下線并采用埋于土壤中的人工接地體時，應(yīng)在每根引下線上距地面不低于0.3 m處設(shè)接地體連接板。采用埋于土壤中的人工接地體時應(yīng)設(shè)斷接卡，其上端應(yīng)與連接板焊接。連接板處宜有明顯標(biāo)志。3.接地裝置接地裝置是接地體(或稱接地極)和接地線的合稱，它的作用是把引下線引下的雷電流迅速流散到大地土壤中去。（1）接地體2022年7月26日明敷引下線與斷接卡2022年7月26日明敷引下線與斷接卡（細(xì)部）2022年7月26日暗敷引下線與斷接卡2022年7月26日暗

12、敷引下線與斷接卡（細(xì)部）2022年7月26日暗敷引下線，明測試卡。2022年7月26日暗敷引下線，暗裝測試盒。（施工中）2022年7月26日暗敷引下線，暗裝測試盒。2022年7月26日自然接地體即兼作接地用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件，如建筑物的鋼結(jié)構(gòu)、行車鋼軌、埋地的金屬管道(可燃液體和可燃?xì)怏w管道除外)等。 指埋入土壤中或混凝土基礎(chǔ)中作散流用的金屬導(dǎo)體。接地體分人工接地體和自然接地體兩種。人工接地體即直接打入地下專作接地用的經(jīng)加工的各種型鋼或鋼管等。按其敷設(shè)方式可分為垂直接地體和水平接地體。埋入土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼。2022年7月26日人工垂直接地體的長度宜為25

13、 m。人工垂直接地體間的距離及人工水平接地體間的距離宜為5 m，當(dāng)受地方限制可適當(dāng)減小。人工接地體在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于0.5 m。 埋入土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。圓鋼直徑不應(yīng)小于10 mm；扁鋼截面積不應(yīng)小于100 mm2，其厚度不應(yīng)小于4 mm。角鋼厚度不應(yīng)小于4 mm；鋼管壁厚不應(yīng)小于3.5 mm。(2)接地線接地線是從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導(dǎo)體，是接地體與接地體之間的連接導(dǎo)體。接地線應(yīng)與水平接地體的截面相同。2022年7月26日設(shè)在建筑物鋼筋混凝土樁基和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地體時，稱為基礎(chǔ)接地體。利用基礎(chǔ)接地體的接地方式稱為基礎(chǔ)接地。(3)基礎(chǔ)接地體高層建筑

14、中，常常利用柱子和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為引下線和接地體?；A(chǔ)接地體可分為以下兩類：自然基礎(chǔ)接地體：利用鋼筋混凝土基礎(chǔ)中的鋼筋或混凝土基礎(chǔ)中的金屬結(jié)構(gòu)作為接地體時，稱為自然基礎(chǔ)接地體。人工基礎(chǔ)接地體：把人工接地體敷設(shè)在沒有鋼筋的混凝土基礎(chǔ)內(nèi)時，這種接地體稱為人工基礎(chǔ)接地體。2022年7月26日有時候，在混凝土基礎(chǔ)內(nèi)雖有鋼筋但由于不能滿足利用鋼筋作為自然基礎(chǔ)接地體的要求，可在這種鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)加設(shè)人工接地體的情況，加入的人工接地體也稱為人工基礎(chǔ)接地體。必須說明的是，不僅僅是防雷裝置的接閃器需要接地，電氣工程中的很多電氣設(shè)備為了正常工作和安全運(yùn)行，其中性點(diǎn)或金屬構(gòu)架、外殼都必須接地，即必須配備相應(yīng)的接地

15、裝置，這種接地裝置的組成與防雷裝置的是一樣的。2022年7月26日人工垂直接地極與水平接地母線的焊接 2022年7月26日電解離子接地極與接地母線的連接2022年7月26日電氣設(shè)備金屬外殼的接地2022/7/262022年7月26日（3）本工程采用254扁鋼做水平接地體，第二節(jié)建筑防雷接地工程圖閱讀建筑物防雷接地工程圖包括防雷工程圖和接地工程圖兩部分。下兩頁圖為某住宅建筑防雷平面圖和立面圖，圖紙還附有施工說明。一、施工說明（1）避雷帶、引下線均采用254的扁鋼，需鍍鋅或做防腐處理。（2）引下線在地面上1.7 m至地面下0.3 m一段，用50 mm硬塑料管保護(hù)。2022年7月26日下頁圖 (a)

16、、(b)、(c)可知，該住宅建筑設(shè)置的接閃器為避雷帶，避雷帶沿屋面四周女兒墻敷設(shè)，支持卡子間距為1 m。在西面和東面墻上分別敷設(shè)兩根引下線(254扁鋼)，與埋于地下的接地體連接，引下線在距地面1.8 m處設(shè)置引下線斷接卡子。引下線支架間距1.5 m。繞建筑物一周埋設(shè)，其接地電阻不大于10。施工后達(dá)不到要求時，可增設(shè)接地極。（4）施工采用國家標(biāo)準(zhǔn)圖集D562，D563，并應(yīng)與土建密切配合。二、防雷平面圖和立面圖1.接閃器、引下線的設(shè)置2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日 首先在女兒墻上埋設(shè)支架，間距1 m，轉(zhuǎn)角處為0.5 m，然后將避雷帶與扁鋼支架焊為一體，如右圖所示。2.避雷帶及引下線的敷設(shè)2022年7月26日 引下線在墻上明敷設(shè)與避雷帶敷設(shè)基本相同，也是在墻上埋好扁鋼支架之后再與引下線焊接在一起，如下圖 (a)所示。2022年7月26日 避雷帶及引下線的連接均用搭接焊接，搭接長度為扁鋼寬度的2倍。引下線斷