安全用電與建筑防雷

會(huì)計(jì)學(xué)1安全用電與建筑防雷(2)

安全電壓一般而言，工頻30mA電流，對(duì)人體是個(gè)臨界值，當(dāng)人體內(nèi)通過(guò)30mA以上的交流電，將引起呼吸困難，自己已不能擺脫電源，所以有生命危險(xiǎn)。于是，根據(jù)歐姆定律，對(duì)人體來(lái)講，安全電壓為

U＝IRm＝30×10-3×(800～1200）＝24～36V

安全電壓是指人體不戴任何防護(hù)設(shè)備時(shí)，觸及帶電體而不受電擊或電傷，這個(gè)帶電體的電壓就是安全電壓。嚴(yán)格地講，安全電壓是因人而異的，與觸碰帶電體的時(shí)間長(zhǎng)短、與帶電體接觸的面積和壓力等均有關(guān)系。第1頁(yè)/共96頁(yè)(3)

觸電方式

①直接觸電即人體的某一部位接觸電氣設(shè)備的帶電導(dǎo)體，而另一部位與大地接觸引起的觸電，或同時(shí)接觸到兩相不同的導(dǎo)體。

②間接觸電人體接觸到故障狀態(tài)帶電導(dǎo)體，而正常情況下該導(dǎo)體是不帶電的。減少接觸電壓的有效方法就是在后面將講述的等電位聯(lián)接。如圖5.1(a)所示。第2頁(yè)/共96頁(yè)

③跨步電壓觸電當(dāng)有電流流入電網(wǎng)接地點(diǎn)或防雷接地點(diǎn)時(shí)，電流在接地點(diǎn)周?chē)寥乐挟a(chǎn)生電壓降，接地點(diǎn)的電位往往很高，距接地點(diǎn)越遠(yuǎn)，則電位逐漸下降越陡。通常把地面上0.8m的兩處的電位差叫做跨步電壓，用Uk表示，如圖5.1(b)所示。第3頁(yè)/共96頁(yè)2)

觸電的急救觸電事故發(fā)生后，首先要使觸電者脫離電源，并且要馬上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)急救。(1)

脫離電源對(duì)低壓觸電，若觸電地點(diǎn)附近有電源開(kāi)關(guān)或插銷(xiāo)，可立即拉開(kāi)開(kāi)關(guān)或拔出插銷(xiāo)，斷開(kāi)電源。當(dāng)電線(xiàn)搭落在觸電者身上或被壓在身下時(shí)，可用干燥的衣服、手套、繩索、木板等絕緣物作為工具拉開(kāi)觸電者或挑開(kāi)電線(xiàn)，使觸電者脫離電源。對(duì)高壓觸電事故，應(yīng)立即通知有關(guān)部門(mén)停電，或戴上絕緣手套，穿上絕緣用相應(yīng)電壓等級(jí)的絕緣衣拉開(kāi)開(kāi)關(guān)。第4頁(yè)/共96頁(yè)(2)

現(xiàn)場(chǎng)急救觸電者脫離電源后需積極進(jìn)行搶救，時(shí)間愈快愈好。若觸電者失去知覺(jué)，但仍能呼吸，應(yīng)立即抬到空氣流通、溫暖舒適的地方平臥，并解開(kāi)衣服，速請(qǐng)醫(yī)生診治。若觸電者已停止呼吸，心臟也已停止跳動(dòng)，這種情況往往是假死，一般不要打強(qiáng)心針，而應(yīng)該通過(guò)人工呼吸和心臟擠壓的急救方法，使觸電者逐漸恢復(fù)正常。第5頁(yè)/共96頁(yè)3)

常用的安全用電防護(hù)措施

(1)

設(shè)立屏障，保證人與帶電體的安全距離，并掛標(biāo)示牌。

(2)

有金屬外殼的電氣設(shè)備，要采取接地或接零保護(hù)。

(3)

采用安全電壓。

(4)

采用聯(lián)鎖裝置和繼電保護(hù)裝置，推廣使用漏電斷路器對(duì)人進(jìn)行保護(hù)。第6頁(yè)/共96頁(yè)

(5)

正確選用和安裝導(dǎo)線(xiàn)、電纜、電氣設(shè)備，對(duì)有故障的電氣設(shè)備及時(shí)進(jìn)行修理。

(6)

合理使用各種安全保護(hù)用具。

(7)

建立健全各項(xiàng)安全規(guī)章制度，加強(qiáng)安全教育和對(duì)電氣工作人員的培訓(xùn)。第7頁(yè)/共96頁(yè)表5.1心臟內(nèi)流過(guò)的電流占人體觸電電流的百分率觸電部位兩腳觸電兩手觸電右手至右腳左手至右腳通過(guò)心臟的電流百分率0.4％3.3％3.7％6.7％第8頁(yè)/共96頁(yè)圖5.1接觸電壓與跨步電壓示意圖（a）接觸電壓；（b）跨步電壓第9頁(yè)/共96頁(yè)(1)

TN系統(tǒng)電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)線(xiàn)與接地點(diǎn)連接。

①TN-S系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的中性線(xiàn)（N）與保護(hù)線(xiàn)(PE)是分開(kāi)的，見(jiàn)圖5.2。

②TN-C系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的中性線(xiàn)（N）與保護(hù)線(xiàn)（PE）是合一的，見(jiàn)圖5.3。

③TN-C-S系統(tǒng)：系統(tǒng)的前一部分線(xiàn)路的中性線(xiàn)(N)與保護(hù)線(xiàn)(PE)是合一的，而系統(tǒng)的后一部分線(xiàn)路的中性線(xiàn)(N)與保護(hù)線(xiàn)(PE)則是分開(kāi)的，見(jiàn)圖5.4。5.1.2低壓配電系統(tǒng)的接地形式第10頁(yè)/共96頁(yè)(2)

TT系統(tǒng)電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)線(xiàn)接至與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無(wú)直接關(guān)聯(lián)的接地極。見(jiàn)圖5.5。(3)

IT系統(tǒng)電力系統(tǒng)的帶電部分與大地?zé)o直接連接（或有一點(diǎn)經(jīng)足夠大的阻抗接地），受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)線(xiàn)接至接地極。見(jiàn)圖5.6。第11頁(yè)/共96頁(yè)圖5.2TN-S系統(tǒng)三相五線(xiàn)制，變壓器輸出三相五線(xiàn)制PE在規(guī)定距離內(nèi)接地，入戶(hù)端就近接地。五線(xiàn)制到達(dá)用電設(shè)備。對(duì)設(shè)備直接使用者接線(xiàn)對(duì)號(hào)入座就可！導(dǎo)線(xiàn)分為黃、綠、紅、N淡藍(lán)、PE黃綠線(xiàn)。最費(fèi)材料的系統(tǒng)！第12頁(yè)/共96頁(yè)圖5.3TN-C系統(tǒng)三相四線(xiàn)制PEN線(xiàn)規(guī)定距離內(nèi)接地，在入戶(hù)端就近接地，四線(xiàn)到達(dá)用電設(shè)備。節(jié)省了一根線(xiàn)！導(dǎo)線(xiàn)分為黃、綠、紅、黃綠線(xiàn)。節(jié)省一根淡藍(lán)線(xiàn)！第13頁(yè)/共96頁(yè)圖5.4

TN-C-S系統(tǒng)偽三相五線(xiàn)制，三相四線(xiàn)制PEN線(xiàn)規(guī)定距離內(nèi)接地，在入戶(hù)端就近接地，進(jìn)入入戶(hù)端后分為五線(xiàn)制到達(dá)用電設(shè)備。對(duì)設(shè)備直接使用者接線(xiàn)對(duì)號(hào)入座就可！導(dǎo)線(xiàn)分為入戶(hù)端前為黃、綠、紅、黃綠線(xiàn)、入戶(hù)端后分為黃、綠、紅、N淡藍(lán)、PE黃綠線(xiàn)。節(jié)省入戶(hù)端前的淡藍(lán)線(xiàn)！第14頁(yè)/共96頁(yè)圖5.5TT系統(tǒng)第15頁(yè)/共96頁(yè)圖5.6IT系統(tǒng)第16頁(yè)/共96頁(yè)

(1)

保護(hù)接地將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬外殼用電阻很小的導(dǎo)線(xiàn)與接地體可靠地連接起來(lái)，這種接地方式稱(chēng)為保護(hù)接地。保護(hù)接地適用于中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)，根據(jù)規(guī)定在電壓低于1000V而中性點(diǎn)不接地的電力網(wǎng)中，或電壓高于1000V的電力網(wǎng)中均須采用保護(hù)接地。

圖5.7所示為保護(hù)接地的作用。5.1.3保護(hù)接地與保護(hù)接零第17頁(yè)/共96頁(yè)(2)

保護(hù)接零

在三相四線(xiàn)制中，電源中性點(diǎn)接地的低壓供電系統(tǒng)，如果仍然采用保護(hù)接地的方法不能有效地防止人身觸電的事故。如圖5.8所示的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，當(dāng)采用保護(hù)接地而絕緣損壞使一相線(xiàn)碰殼短路時(shí)，短路電流Ik為：第18頁(yè)/共96頁(yè)設(shè)R0、Rd為4Ω，電源相電壓為220V。

Ik=220/（4+4）=27.5V設(shè)備外殼對(duì)地電壓為：

U=IkRd＝27.5×4＝110V所以人體將承受110V的對(duì)地電壓，會(huì)非常危險(xiǎn)。在1000V以下電源中性點(diǎn)接地的三相四線(xiàn)制供電系統(tǒng)中應(yīng)采用保護(hù)接零的方法，如圖5.9所示第19頁(yè)/共96頁(yè)(3)

重復(fù)接地在中性點(diǎn)接地的供電系統(tǒng)中，除將電源中性點(diǎn)接地外，沿中線(xiàn)走向，每隔一定距離再次將中線(xiàn)接地，叫重復(fù)接地。如圖5.10所示。經(jīng)過(guò)重復(fù)接地處理后，即使零線(xiàn)發(fā)生斷裂，也能使故障程度減輕。在照明線(xiàn)路中，也可以避免因零線(xiàn)斷裂三相電壓不平衡而造成的某些電氣設(shè)備的損壞。第20頁(yè)/共96頁(yè)圖5.7保護(hù)接地的作用第21頁(yè)/共96頁(yè)圖5.8中性點(diǎn)接地系統(tǒng)采用保護(hù)接地的情況第22頁(yè)/共96頁(yè)圖5.9保護(hù)接零第23頁(yè)/共96頁(yè)圖5.10重復(fù)接地第24頁(yè)/共96頁(yè)5.2接地電阻的測(cè)量

接地電阻是指接地體電阻、接地線(xiàn)電阻和土壤流散電阻三部分之和。其中主要是土壤流散電阻。接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對(duì)地電壓與通過(guò)接地體流入地中電流的比值。第25頁(yè)/共96頁(yè)測(cè)量接地電阻的方法很多，有電流表電壓表測(cè)量法和專(zhuān)用儀器測(cè)量法。

(1)用電流表電壓表測(cè)量接地電阻，如圖5.11所示。

(2)用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量接地電阻接地電阻測(cè)量?jī)x又叫接地?fù)u表。圖5.12是ZC—8型接地?fù)u表外形。5.2.1接地電阻測(cè)量方法第26頁(yè)/共96頁(yè)

用此接地?fù)u表測(cè)量接地電阻的方法如下：

①按圖5.12所示接線(xiàn)圖接線(xiàn)。

②用儀表所附的導(dǎo)線(xiàn)分別將E′、P′、C′連接到儀表相應(yīng)的端子E、P、C上。

③將儀表放置水平位置，調(diào)整零指示器，使零指示器指針指到中心線(xiàn)上。

④將“倍率標(biāo)度”置于最大倍數(shù)，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)的手柄，同時(shí)旋動(dòng)“測(cè)量標(biāo)度盤(pán)”，使零指示器的指針指于中心線(xiàn)。第27頁(yè)/共96頁(yè)

⑤如果“測(cè)量標(biāo)度盤(pán)”的讀數(shù)小于1時(shí)，應(yīng)將“倍率標(biāo)度”置于較小倍數(shù)，然后再重新測(cè)量。

⑥當(dāng)指針完全平衡指在中心線(xiàn)上后，將此時(shí)“測(cè)量標(biāo)度盤(pán)”的讀數(shù)乘以倍率標(biāo)度，即為所測(cè)的接地電阻值。第28頁(yè)/共96頁(yè)圖5.11電流表-電壓表測(cè)量接地電阻第29頁(yè)/共96頁(yè)圖5.12接地?fù)u表測(cè)量接地電阻第30頁(yè)/共96頁(yè)

流散電阻與土壤的電阻有直接關(guān)系。土壤電阻率愈低，流散電阻也就愈低，接地電阻就愈小。常用的方法如下：

(1)

對(duì)土壤進(jìn)行混合或浸漬處理

(2)

改換接地體周?chē)糠滞寥?/p>

(3)

增加接地體埋設(shè)深度

(4)

外引式接地5.2.2降低接地電阻的措施第31頁(yè)/共96頁(yè)5.3建筑防雷1)

雷電的形成及種類(lèi)在帶有不同電荷雷云之間，或在雷云及由其感應(yīng)而生的不同電荷之間發(fā)生擊穿放電，即為雷電。造成危害的雷電有以下三種。

(1)直擊雷：接近地面的雷云，當(dāng)其附近沒(méi)有帶電荷的雷云時(shí)，就會(huì)在地面凸出物上感應(yīng)異性電荷。5.3.1雷電的基本知識(shí)第32頁(yè)/共96頁(yè)

(2)雷電感應(yīng)：雷電感應(yīng)分靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。靜電感應(yīng)形成是由于雷云接近地面時(shí)，在地面凸出物頂部感應(yīng)出大量異性電荷。當(dāng)雷云與其它雷云或物體放電后，凸出物頂部積聚的電荷頓時(shí)失去約束，呈現(xiàn)出高電壓，雷電流在周?chē)臻g產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)，在附近的金屬上感應(yīng)出高電壓。

(3)雷電侵入波：由于雷擊，在架空線(xiàn)路或金屬管道上產(chǎn)生高壓沖擊波，沿線(xiàn)路或管道的兩個(gè)方向迅速傳播，侵入室內(nèi)，稱(chēng)為雷電侵入波或高電位侵入。第33頁(yè)/共96頁(yè)2)

雷電的特點(diǎn)及其危害

由于雷電具有大電流和高電位的特點(diǎn)，因此能造成很大的危害。

(1)雷電的特點(diǎn)雷電流放電電流大，幅值高達(dá)數(shù)十至數(shù)百千安；放電時(shí)間極短，大約只有50～100μs;波頭陡度高，可達(dá)50kA/s，屬于高頻沖擊波。雷電感應(yīng)所產(chǎn)生的電壓可高達(dá)300～500kV。直擊雷沖擊電壓高達(dá)MV級(jí)，放電時(shí)產(chǎn)生的溫度達(dá)2000K。第34頁(yè)/共96頁(yè)

(2)雷電的危害

①機(jī)械效應(yīng)：雷電流流過(guò)建筑物時(shí)，使被擊建筑物縫隙中的氣體劇烈膨脹，水分充分汽化，導(dǎo)致被擊建筑物破壞或炸裂甚至擊毀，以致傷害人畜及設(shè)備

②熱效應(yīng)：雷電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱能，可燒斷導(dǎo)線(xiàn)，燒壞設(shè)備，引起金屬熔化、飛濺而造成火災(zāi)及停電事故。

③電氣效應(yīng)：雷電引起大氣過(guò)電壓，使得電氣設(shè)備和線(xiàn)路的絕緣破壞，產(chǎn)生閃爍放電，以致開(kāi)關(guān)掉閘，線(xiàn)路停電，甚至高壓竄入低壓，造成人身傷亡。第35頁(yè)/共96頁(yè)3)

年平均雷暴日數(shù)和年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)

(1)年平均雷暴日數(shù)Td由當(dāng)?shù)貧庀笳窘y(tǒng)計(jì)的多年雷暴日的年平均值，稱(chēng)為年平均雷暴日數(shù)。此值不超過(guò)15d的地區(qū)稱(chēng)為少雷區(qū)，此值超過(guò)40d的地區(qū)稱(chēng)為多雷區(qū)。也有用雷暴小時(shí)作單位的，即在1h內(nèi)只要聽(tīng)到雷聲或者看到雷閃就算一個(gè)雷暴小時(shí)。我國(guó)大部分地區(qū)一個(gè)雷暴日約折合3個(gè)雷暴小時(shí)。第36頁(yè)/共96頁(yè)

(2)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)表征建筑物可能遭受雷擊的一個(gè)頻率參數(shù)，按GB50057—94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂本規(guī)定，用下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算

N=0.024KTd1.3Ae

第37頁(yè)/共96頁(yè)4)

雷擊的選擇性大量雷害事故的統(tǒng)計(jì)資料和實(shí)驗(yàn)研究證明，雷擊的地點(diǎn)和建筑物遭受雷擊的部分是有一定規(guī)律的，這些規(guī)律稱(chēng)為雷擊的選擇性。

雷擊通常受下列因素影響：

(1)

與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。

(2)

與地面上的設(shè)施情況有關(guān)。

(3)

從地形來(lái)看，凡是有利于雷云的形成和相遇條件的易遭受雷擊。第38頁(yè)/共96頁(yè)

建筑物的雷擊部位如下：

①不同屋頂坡度（0°、15°、30°、45°）建筑物的雷擊部位如圖5.13所示。

②屋角與檐角的雷擊率最高。

③屋頂?shù)钠露仍酱?，屋脊的雷擊率也越大；?dāng)坡度大于40°時(shí)，屋檐一般不會(huì)再受到雷擊。

④當(dāng)屋面坡度小于27°，長(zhǎng)度小于30m時(shí)，雷擊多發(fā)生在山墻，而屋脊和屋檐一般不再受雷擊。

⑤雷擊屋面的幾率很小。第39頁(yè)/共96頁(yè)圖5.13建筑物易受雷擊部位第40頁(yè)/共96頁(yè)按《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T16—92)規(guī)定，可劃分為如下三級(jí)：(1)

一級(jí)防雷的建筑物此類(lèi)建筑物指具有特別重要用途的建筑物。如國(guó)家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑、檔案館、大型博展建筑；特大型、大型鐵路樞紐站；國(guó)際性的航空港、通訊樞紐；國(guó)賓館、大型旅游建筑、國(guó)際港口、客運(yùn)站等；另外，還有國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物，高度超過(guò)100m的建筑物。5.3.2建筑物的防雷5.3.2.1建筑物的防雷分級(jí)第41頁(yè)/共96頁(yè)(2)

二級(jí)防雷的建筑物此類(lèi)建筑物指重要的或人員密集的大型建筑物。如部、省級(jí)辦公樓；省級(jí)會(huì)堂、博展、體育、交通、通訊、廣播等建筑；以及大型商店、影劇院等。另外，還有省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物；19層及以上的住宅建筑和高度超過(guò)50m的其它民用建筑物；省級(jí)及以上大型計(jì)算中心和裝有重要電子設(shè)備的建筑物。第42頁(yè)/共96頁(yè)(3)

三級(jí)防雷的建筑物當(dāng)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.05時(shí)，或通過(guò)調(diào)查確認(rèn)需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過(guò)20m的建筑物；高度為15m及以上的煙囪、水塔等孤立的建筑物或構(gòu)筑物，在雷電活動(dòng)較弱地區(qū)(年平均雷暴日不超過(guò)15)其高度可為20m及以上；歷史上雷害事故嚴(yán)重地區(qū)或雷害事故較多地區(qū)的較重要建筑物。第43頁(yè)/共96頁(yè)5.3.2.2防雷措施(1)

防直擊雷的措施

①安裝獨(dú)立避雷針（一級(jí)防雷建筑物）。

②建筑物上安裝避雷針（一、二級(jí)防雷建筑物）。

③建筑物上安裝避雷帶（三級(jí)防雷建筑物）。避雷針、避雷帶通稱(chēng)接閃器，安裝在建筑物的頂端，以引導(dǎo)雷云與大地之間放電，使強(qiáng)大的雷電流通過(guò)引下線(xiàn)進(jìn)入大地，從而保護(hù)建筑物免遭雷擊。第44頁(yè)/共96頁(yè)(2)

防感應(yīng)雷的措施

①將金屬屋面或鋼筋混凝土屋面的鋼筋用引下線(xiàn)與接地裝置連接（一、二級(jí)防雷建筑物）。

②將建筑物內(nèi)的金屬管道、鋼窗等與接地裝置連接（一、二級(jí)防雷建筑物）。這樣做可以使殘留在建筑物上的電荷順利引入大地，消除建筑物內(nèi)部出現(xiàn)的高電位。第45頁(yè)/共96頁(yè)(3)

防雷電波侵入的措施

①在進(jìn)戶(hù)架空電力線(xiàn)路上或進(jìn)戶(hù)電纜首端安裝閥型避雷器（一、二級(jí)防雷建筑物）。

②在進(jìn)戶(hù)線(xiàn)上安裝最簡(jiǎn)單的避雷器，如羊角保護(hù)間隙。避雷器的作用是將雷電流引入大地，保護(hù)建筑物。第46頁(yè)/共96頁(yè)5.3.2.3防雷裝置建筑物的防雷裝置一般由接閃器、引下線(xiàn)、接地裝置三個(gè)基本部分組成。1.接閃器接閃器又稱(chēng)受雷裝置，是接受雷電流的金屬導(dǎo)體，其型式有避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)三類(lèi)。1)

避雷針避雷針通常設(shè)在被保護(hù)的建筑物頂端的突出部位。有時(shí)也采用鋼筋混凝土或鋼架構(gòu)成獨(dú)立式避雷針。第47頁(yè)/共96頁(yè)新頒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50057—94則規(guī)定采用IEC推薦的“滾球法”來(lái)確定。

所謂滾球法，就是選擇一個(gè)半徑為hr的球體，沿需要防護(hù)直擊雷的部分滾動(dòng)；如果球體只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，則該部位就在這個(gè)接閃器的保護(hù)范圍之內(nèi)。如圖5.14所示。

(1)當(dāng)避雷針高度h≤hr時(shí)

①距地面hr處作一平行于地面的平行線(xiàn)。

②以避雷針的針尖為圓心，hr為半徑，作弧線(xiàn)交平行線(xiàn)于A、B兩點(diǎn)。第48頁(yè)/共96頁(yè)

③以A、B為圓心，hr為半徑作弧線(xiàn)，該弧線(xiàn)與針尖相交，并與地面相切。由此弧線(xiàn)起到地面上的整個(gè)錐形空間就是避雷針的保護(hù)范圍。

④避雷針在被保護(hù)物高度hx的xx′平面上的保護(hù)半徑rx按下式計(jì)算：

(2)

當(dāng)避雷針高度h＞hr時(shí)，在避雷針上取高度為hr的一點(diǎn)代替避雷針的針尖作為圓心。其余的作法如同上述h≤hr時(shí)。第49頁(yè)/共96頁(yè)【例5.1】某廠一座30m高的水塔旁邊，建有一水泵房（屬三類(lèi)防雷建筑物），尺寸如圖5.15所示。水塔上面裝有2m高的避雷針。試問(wèn)此避雷針能否保護(hù)這一水泵房？【解】查表5.2知滾球半徑為hr=60m，而h=30m+2m=32m，hx=8m，因此得保護(hù)半徑現(xiàn)水泵房在hx=8m高度上，最遠(yuǎn)一角距離避雷針的水平距離為

可見(jiàn)水塔上的避雷針完全能保護(hù)這一水泵房。

第50頁(yè)/共96頁(yè)2)

避雷帶避雷帶是一種接閃器，水平敷設(shè)在建筑物頂部突出部位，如屋脊、屋檐、女兒墻、山墻等位置，對(duì)建筑物易受雷擊部位進(jìn)行保護(hù)。避雷帶一般采用鍍鋅圓鋼或扁鋼制成，其尺寸不小于下列數(shù)值：圓鋼直徑為8mm，扁鋼截面積為50mm2，扁鋼厚度為4mm。避雷帶進(jìn)行安裝時(shí)，每隔1m用支架固定在墻上或現(xiàn)澆在混凝土的支座上。第51頁(yè)/共96頁(yè)3)

避雷網(wǎng)這是金屬導(dǎo)體做成網(wǎng)式的一種接閃器。網(wǎng)格不應(yīng)大于8～10m，使用的材料與避雷帶相似，采用截面積不小于50mm2的圓鋼和扁鋼，交叉點(diǎn)必須進(jìn)行焊接。避雷網(wǎng)宜采用暗裝，其距屋面層的厚度一般不大于20mm。通常最好采用明裝避雷帶與暗裝避雷網(wǎng)相結(jié)合的方法，以減少接閃時(shí)在屋面層上擊出的小洞。避雷網(wǎng)又可以看成是可靠性更高的多行交錯(cuò)的避雷帶，既是接閃器，又是防感應(yīng)雷害的裝置。第52頁(yè)/共96頁(yè)2.引下線(xiàn)

引下線(xiàn)是連接接閃器和接地裝置的金屬導(dǎo)線(xiàn)，它可以把接閃器上的雷電流引到接地裝置上去。引下線(xiàn)可以用圓鋼和扁鋼制作，截面積不小于48mm2。3.接地線(xiàn)與接地極

接地極是指與大地作良好接觸的導(dǎo)體。接地極分垂直接地極和水平接地極兩種。垂直接地極常用長(zhǎng)度為2.5m的角鋼、圓鋼或鋼管制成，底部割成錐形，頂部深埋0.8～1m。連接引下線(xiàn)和接地極的導(dǎo)體稱(chēng)為接地線(xiàn)。第53頁(yè)/共96頁(yè)圖5.14單根避雷針的保護(hù)范圍第54頁(yè)/共96頁(yè)圖5.15例題中所示避雷針的保護(hù)范圍第55頁(yè)/共96頁(yè)表5.2按建筑物防雷類(lèi)別確定滾球半徑和避雷網(wǎng)格尺寸建筑物防雷類(lèi)別第一類(lèi)第二類(lèi)第三類(lèi)滾球半徑hr（m）304560避雷網(wǎng)格尺寸（不大于）（m）5×5或6×410×10或12×820×20或24×16第56頁(yè)/共96頁(yè)5.3.2.4建筑防雷平面圖

對(duì)建筑物的要求，要用建筑防雷平面圖來(lái)表示。建筑防雷平面圖是在屋面平面圖的基礎(chǔ)上繪制的。如圖5.16所示。圖中用圖例符號(hào)表示出避雷針、避雷帶、引下線(xiàn)和接地裝置的安裝位置，并說(shuō)明接閃器、引下線(xiàn)及接地裝置的選用材料及尺寸，以及對(duì)接地裝置施工要求、接地電阻的要求等。第57頁(yè)/共96頁(yè)圖5.16建筑防雷平面圖第58頁(yè)/共96頁(yè)5.3.3半導(dǎo)體少長(zhǎng)針消雷裝置

半導(dǎo)體少長(zhǎng)針消雷裝置（SLE）的特點(diǎn)在于將“引雷”變?yōu)椤跋住?。SLE是SemiconductorLightningEliminator的縮寫(xiě)。SLE半導(dǎo)體少長(zhǎng)針消雷裝置是在避雷針的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，特點(diǎn)在采用少長(zhǎng)針的形式增大了中和電流，在雷云下地面平均電場(chǎng)達(dá)到0kV/m時(shí)，能產(chǎn)生15mA的中和電流，天頂有強(qiáng)雷云時(shí)，可發(fā)出1~2m左右的電暈火花，中和電流達(dá)安培級(jí)。

SLE由半導(dǎo)體針組、接地引下線(xiàn)組成。半導(dǎo)體針組由5m長(zhǎng)的半導(dǎo)體針構(gòu)成，針的頂部有4根金屬分叉尖端。見(jiàn)圖5.17。第59頁(yè)/共96頁(yè)

SLE防雷裝置的安裝：

(1)

為保證足夠的電暈中和電流，消雷針組的安裝高度不應(yīng)小于35m，被保護(hù)對(duì)象應(yīng)處于消雷針基礎(chǔ)水平面1.5m以下。

(2)

為保證消雷裝置的安全可靠，引下線(xiàn)應(yīng)不少于兩根，且間距不應(yīng)大于12m。

(3)

航空障礙燈如必須裝在消雷裝置的鐵塔上，應(yīng)裝在消雷針組的下部，其電源線(xiàn)必須穿過(guò)鐵管，鐵管在地中埋設(shè)長(zhǎng)度應(yīng)大于15m，鐵管應(yīng)為完整的電氣通路，每隔10m與鐵塔焊接一次。

(4)利用原有的避雷裝置改造為半導(dǎo)體消雷裝置第60頁(yè)/共96頁(yè)圖5.17SLE防雷裝置示意圖第61頁(yè)/共96頁(yè)5.3.4電涌保護(hù)器的運(yùn)用

防護(hù)雷電電磁脈沖可采用接閃、分流、屏蔽、接地、等電位聯(lián)接等。電涌保護(hù)器必須能承受預(yù)期通過(guò)它們的雷電流，并且應(yīng)符合通過(guò)電涌時(shí)的最大嵌壓及有能力熄滅在雷電流通過(guò)后產(chǎn)生的工頻續(xù)流。

圖5.18所示為T(mén)N-C-S系統(tǒng)SPD安裝示意圖。要求最大持續(xù)運(yùn)行電壓不大于1.5×220=330V。

圖5.19中為T(mén)N-S系統(tǒng)的接線(xiàn)示意圖。第62頁(yè)/共96頁(yè)圖5.18TN-C-S系統(tǒng)SPD安裝示意圖第63頁(yè)/共96頁(yè)圖5.19TN-S系統(tǒng)SPD安裝示意圖第64頁(yè)/共96頁(yè)5.4等電位聯(lián)接等電位聯(lián)接可分為總等電位聯(lián)接和輔助(或局部)等電位聯(lián)接。所謂總等電位聯(lián)接就是將建筑物內(nèi)的下列導(dǎo)電部分匯集到進(jìn)線(xiàn)配電箱近旁的接地母排上而互相聯(lián)接：進(jìn)線(xiàn)配電箱的保護(hù)線(xiàn)干線(xiàn)；自電氣裝置接地極引來(lái)的接地干線(xiàn)；建筑物內(nèi)水管、煤氣管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道；條件許可的建筑物金屬構(gòu)件等導(dǎo)電體。5.4.1等電位聯(lián)接的作用第65頁(yè)/共96頁(yè)輔助等電位聯(lián)接是將上述導(dǎo)電部分在局部范圍內(nèi)再作一次聯(lián)接，或?qū)⑷梭w可同時(shí)觸及的有可能出現(xiàn)危險(xiǎn)電位差的不同導(dǎo)電部分互相直接聯(lián)接。

圖5.20所示為總等電位聯(lián)接示意圖。根據(jù)有關(guān)規(guī)范(如《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95)的規(guī)定，采用接地故障保護(hù)時(shí)，應(yīng)在建筑物內(nèi)作總等電位聯(lián)接。需要聯(lián)接的部分如前所述，所需聯(lián)接的各導(dǎo)電體應(yīng)盡量在進(jìn)入建筑物處接向總等電位聯(lián)接端子，如圖5.21所示。第66頁(yè)/共96頁(yè)圖5.20總等電位聯(lián)接示意圖第67頁(yè)/共96頁(yè)圖5.21衛(wèi)生間局部等電位聯(lián)接示意圖第68頁(yè)/共96頁(yè)5.4.2等電位聯(lián)接時(shí)的注意事項(xiàng)

在施工完畢后應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)個(gè)別導(dǎo)電不良處需做跨接處理。水管的聯(lián)接應(yīng)與其主管部門(mén)協(xié)調(diào)。煤氣管的聯(lián)接也應(yīng)與其主管部門(mén)協(xié)調(diào)。為了提高電氣安全水平，避免或減少人體遭受電擊的危險(xiǎn)，應(yīng)根據(jù)具體情況將各種安全保護(hù)措施結(jié)合使用。建筑的低壓配電系統(tǒng)宜采用TNS制的接地形式，為了提高過(guò)電流保護(hù)裝置的接地故障保護(hù)的靈敏度，降低PE線(xiàn)上的接觸電壓，應(yīng)盡量降低故障回路的阻抗。第69頁(yè)/共96頁(yè)

為了盡量降低故障回路的阻抗，應(yīng)盡量將PE(PEN)線(xiàn)與相線(xiàn)靠近并同路敷設(shè)。接地母排或總接地端子作為一建筑物電氣裝置內(nèi)的參考電位點(diǎn)，通過(guò)它將電氣裝置的外露導(dǎo)電部分與接地體相連接，也通過(guò)它將電氣裝置內(nèi)的諸總等電位聯(lián)接線(xiàn)互相連通。對(duì)于地下等電位聯(lián)接，一般要求地面上任意一點(diǎn)距接地體不超過(guò)10m，即要求地面下有20m×20m的金屬網(wǎng)格。第70頁(yè)/共96頁(yè)5.5漏電保護(hù)器為了保證施工人員的安全，建設(shè)部JGJ—4688施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定：施工現(xiàn)場(chǎng)所有用電設(shè)備，除做保護(hù)接零外，必須在設(shè)備負(fù)荷線(xiàn)的首端設(shè)置漏電保護(hù)裝置。施工現(xiàn)場(chǎng)在采用保護(hù)接地或保護(hù)接零的同時(shí)，必須設(shè)立兩級(jí)漏電保護(hù)裝置。開(kāi)關(guān)箱內(nèi)也必須裝設(shè)漏電保護(hù)器。國(guó)際電工委員會(huì)頒布《剩余電流動(dòng)作裝置的一般要求》（IEC755—1983）中規(guī)定：帶有插座的家庭應(yīng)安裝動(dòng)作電流小于30mA的漏電開(kāi)關(guān)。5.5.1安裝漏電保護(hù)器的目的與要求第71頁(yè)/共96頁(yè)5.5.2漏電保護(hù)器的功能

如果流過(guò)人體的電流瞬間大于50mA，人體就會(huì)發(fā)生傷亡事故，我們把這個(gè)電流叫做致命電流。

漏電保護(hù)器的功能有兩個(gè)：

(1)

當(dāng)發(fā)生人體觸電時(shí)，十幾毫安的觸電電流就能使漏電保護(hù)器動(dòng)作，直接或間接地切斷電源，從而保證人身安全。

(2)

當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電，保護(hù)接地或保護(hù)接零不能切斷電源時(shí)，十幾毫安的漏電電流也能使漏電保護(hù)器切斷電源。第72頁(yè)/共96頁(yè)5.5.3漏電保護(hù)器的分類(lèi)與工作原理(1)

漏電保護(hù)器的分類(lèi)漏電保護(hù)器按其動(dòng)作原理分為電壓動(dòng)作型和電流動(dòng)作型兩大類(lèi)。電流動(dòng)作型的漏電保護(hù)器又分為電磁式、電子式和中性點(diǎn)接地式三種。漏電保護(hù)器按其工作性質(zhì)又分為漏電斷路器和漏電繼電器。漏電保護(hù)器按其漏電動(dòng)作值又分為高靈敏度型、中靈敏度型和低靈敏度型三種。漏電保護(hù)器按其動(dòng)作速度又分為高速型、延時(shí)型和反時(shí)限型三種。

漏電保護(hù)器按其極數(shù)和電流回路數(shù)分為：?jiǎn)螛O兩線(xiàn)漏電保護(hù)器、兩極漏電保護(hù)器、兩極三線(xiàn)漏電、三極漏電保護(hù)器、三極四線(xiàn)漏電、四極漏電保護(hù)器。

第73頁(yè)/共96頁(yè)(2)

電磁式漏電保護(hù)器的工作原理電磁式漏電保護(hù)裝置由放大器、零序互感器和脫扣裝置組成。它具有檢測(cè)和判斷漏電的能力，并在脫扣器的作用下，動(dòng)作跳閘，切斷電路。漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的工作原理如圖5.22所示。第74頁(yè)/共96頁(yè)圖5.22漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作原理圖A—放大器；QF—斷路器；YR—脫扣器；TAN—零序互感器第75頁(yè)/共96頁(yè)5.5.4漏電保護(hù)器的技術(shù)指標(biāo)與型號(hào)

(1)額定電壓：漏電保護(hù)器的工作電壓，即被保護(hù)設(shè)備的額定電壓，有220V、380V兩種。

(2)額定電流：漏電保護(hù)器長(zhǎng)期通過(guò)的并能正常接通或分?jǐn)嗟碾娏?。漏電開(kāi)關(guān)工作電流的等級(jí)有（IEC標(biāo)準(zhǔn)）：6、10、16、20、32、40、50、63、100、200、400A等。

(3)脫扣器的額定電流：脫扣器接通或分?jǐn)嗟碾娏?，該電流可以在一定范圍?nèi)進(jìn)行調(diào)整，最大值等于脫扣器的額定電流。第76頁(yè)/共96頁(yè)

(4)額定漏電動(dòng)作電流：能使漏電保護(hù)器動(dòng)作的最小漏電電流。數(shù)值在10~500mA之間，可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，數(shù)值越小越靈敏。

(5)動(dòng)作時(shí)間：從發(fā)生漏電到漏電保護(hù)器動(dòng)作所用的時(shí)間，小于0.2s。

(6)額定漏電不動(dòng)作電流：使漏電保護(hù)器不動(dòng)作的最大漏電電流，叫做漏電保護(hù)器的額定漏電不動(dòng)作電流。

(7)額定接通分?jǐn)嗄芰Γ郝╇姳Ｗo(hù)器在規(guī)定的使用性能條件下所能分?jǐn)嗟穆╇婋娏髦岛投搪冯娏髦?。?7頁(yè)/共96頁(yè)5.5.5漏電保護(hù)器的安裝與選擇1)

漏電保護(hù)器的安裝(1)

必須安裝漏電斷路器的設(shè)備和場(chǎng)所

①屬于第Ⅰ類(lèi)的移動(dòng)式電氣設(shè)備及手持電動(dòng)工具；

②安裝在潮濕、強(qiáng)腐蝕性等環(huán)境惡劣場(chǎng)所的電氣設(shè)備；

③建筑施工工地的電氣施工機(jī)械設(shè)備；

④暫設(shè)臨時(shí)用電的電氣設(shè)備；

⑤賓館、飯店及招待所的客房?jī)?nèi)的插座回路；第78頁(yè)/共96頁(yè)

⑥機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)、住宅等建筑物內(nèi)的插座回路；

⑦游泳池、噴水池、浴池的水中照明設(shè)備；

⑧安裝在水中的供電線(xiàn)路和設(shè)備；

⑨醫(yī)院中直接接觸人體的電氣醫(yī)用設(shè)備；

(10)

其它需要安裝漏電保護(hù)器的場(chǎng)所。第79頁(yè)/共96頁(yè)(2)

報(bào)警式漏電保護(hù)器的應(yīng)用

①

公共場(chǎng)所的通道照明、應(yīng)急照明；

②消防用電梯及確保公共場(chǎng)所安全的設(shè)備；

③用于消防設(shè)備的電源，如火災(zāi)報(bào)警裝置、消防水泵、消防通道照明等；

④用于防盜報(bào)警的電源；

⑤其它不允許停電的特殊設(shè)備和場(chǎng)所。第80頁(yè)/共96頁(yè)(3)

不需要裝設(shè)漏電保護(hù)器的設(shè)備

①使用安全電壓供電的電器設(shè)備；

②一般環(huán)境條件下使用的具有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的電氣設(shè)備；

③使用隔離變壓器供電的電氣設(shè)備；

④在采用了不接地的局部等電位聯(lián)接安全措施的場(chǎng)所中使用的電氣設(shè)備；

⑤在沒(méi)有間接觸電危險(xiǎn)的場(chǎng)所中使用的電氣設(shè)備。第81頁(yè)/共96頁(yè)2)

漏電保護(hù)器的選擇

(1)

根據(jù)電氣設(shè)備的供電方式來(lái)選擇漏電保護(hù)器

①單相220V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)選用單極兩線(xiàn)式或兩極兩線(xiàn)式漏電保護(hù)器；

②三相三線(xiàn)式380V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)選用三極式漏電保護(hù)器；

③三相四線(xiàn)式380V電源供電的電氣設(shè)備，或單相設(shè)備與三相設(shè)備共用的電路，應(yīng)選用三極四線(xiàn)式或四極式漏電保護(hù)器。第82頁(yè)/共96頁(yè)

(2)

根據(jù)電氣線(xiàn)路的正常泄漏電流，選擇漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流從安全角度出發(fā)，漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流選擇得越小越好；但從供電的可靠性出發(fā)，不能過(guò)小，應(yīng)受到被保護(hù)線(xiàn)路和設(shè)備正常泄漏電流值的制約。第83頁(yè)/共96頁(yè)

(3)

根據(jù)漏電保護(hù)器的動(dòng)作參數(shù)進(jìn)行選擇

①手持式電動(dòng)工具、移動(dòng)電器、家用電器插座回路的設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用額定漏電動(dòng)作電流不大于30mA快速動(dòng)作的漏電保護(hù)器。

②單臺(tái)電機(jī)設(shè)備可選用額定漏電動(dòng)作電流為30mA及30mA以上、100mA以下快速動(dòng)作的漏電保護(hù)器。

③有多臺(tái)設(shè)備的總保護(hù)應(yīng)選用額定漏電動(dòng)作電流為100mA及100mA以上、快速動(dòng)作的漏電保護(hù)器。第84頁(yè)/共96頁(yè)

④成套開(kāi)關(guān)柜、分配電盤(pán)的額定漏電動(dòng)作電流為100mA以上。

⑤防止電氣火災(zāi)的漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流為300mA。

⑥

Ⅱ類(lèi)手持式電動(dòng)工具必須裝設(shè)額定漏電動(dòng)作電流小于15mA、動(dòng)作時(shí)間小于0.1s的漏電保護(hù)器。第85頁(yè)/共96頁(yè)

(4)

對(duì)特殊負(fù)荷和場(chǎng)所應(yīng)按其特點(diǎn)選用漏電保護(hù)器

①醫(yī)院中的醫(yī)療電氣設(shè)備安裝漏電保護(hù)器時(shí)，應(yīng)選用額定漏電動(dòng)作電流為10mA快速動(dòng)作的漏電保護(hù)器。

②安裝在潮濕場(chǎng)所的電氣設(shè)備應(yīng)選用額定漏電動(dòng)作電流為15~30mA快速動(dòng)作的漏電保護(hù)器。

③安裝于游泳池、噴水池、水上游樂(lè)場(chǎng)、浴室的照明線(xiàn)路，應(yīng)選用額定漏電動(dòng)作電流為10mA、快速動(dòng)作的漏電保護(hù)器。第86頁(yè)/共96頁(yè)

④在金屬物體上工作，操作手持式電動(dòng)工具或行燈時(shí)，應(yīng)選用額定漏電動(dòng)作電流為10mA、快速動(dòng)作的漏電保護(hù)器。

⑤連接室外架空線(xiàn)路的應(yīng)選用沖擊電壓不動(dòng)作型的漏電保護(hù)器。

⑥帶有架空線(xiàn)路的總保護(hù)應(yīng)選擇中、低靈敏度及延時(shí)動(dòng)作的漏電保護(hù)器。

⑦電路末端必須安裝漏電動(dòng)作電流小于30mA的高速動(dòng)作型漏電保護(hù)器。第87頁(yè)/共96頁(yè)

(5)

施工現(xiàn)場(chǎng)漏電保護(hù)器的選擇

①

JGJ—4688施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定：總配電箱中應(yīng)裝設(shè)漏電保護(hù)器，漏電保護(hù)器應(yīng)裝設(shè)在電源隔離開(kāi)關(guān)的負(fù)荷側(cè)。

②

JGJ—4688施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定：開(kāi)關(guān)箱