建筑設(shè)備第十三章

13安全用電和建筑防雷目錄安全用電1建筑物防雷213.1安全用電1、安全電流安全電流，也就是人體觸電后最大的擺脫電流。各國對于安全電流的規(guī)定并不完全一致。我國規(guī)定，30mA(50Hz交流)為安全電流值，但要求其觸電時(shí)間不超過1秒。2、安全電壓安全電壓，就是不致使人直接致死或致殘的電壓。安全電壓與人體電阻是有關(guān)系的。從觸電安全角度考慮，人體電阻一般可取1700Ω。由于安全電流為30mA，所以人體允許13.1.1安全電流和安全電壓持續(xù)接觸的安全電壓為：

U=30mA×1700Ω≈50V

所以一般稱50V為正常環(huán)境條件下允許持續(xù)接觸的安全特低電壓。我國規(guī)定的安全電壓標(biāo)準(zhǔn)有：42、36、24、12、6V。3、安全電壓的條件(1)因人而異。手有老繭，身心健康，情緒樂觀的人電阻大，較安全。皮膚細(xì)嫩，情緒悲觀，疲勞過度的人電阻小，較危險(xiǎn)。(2)與觸電時(shí)間長短有關(guān)。觸電時(shí)間越長，情緒緊張，發(fā)熱出汗，人體電阻減小，危險(xiǎn)大。若迅速脫離電源，則危險(xiǎn)小。13.1安全用電(3)與皮膚接觸的面積和壓力大小有關(guān)。接觸面積和壓力越大越危險(xiǎn)。反之較安全。(4)與工作環(huán)境有關(guān)。低矮潮濕，仰臥操作，不易脫離現(xiàn)場的情況下觸電危險(xiǎn)大。

13.1安全用電為了保護(hù)人身和設(shè)備的安全，電氣設(shè)備應(yīng)可靠接地。電氣設(shè)備的接地一般可分為工作性接地和保護(hù)性接地。保護(hù)性接地又可分為保護(hù)接地和保護(hù)接零兩種形式。①工作接地：為保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，將電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地（如將變壓器中性點(diǎn)N接地）叫工作接地。②保護(hù)性接地：分保護(hù)接地和保護(hù)接零兩種。保護(hù)接地是將大型用電設(shè)備、電動(dòng)機(jī)等的金屬外殼通過導(dǎo)體與埋入地下的金屬接地體相連接的方法。保護(hù)接零（也叫TN系統(tǒng)）是將用電設(shè)備的金屬外殼與保護(hù)線（也叫保護(hù)零線）PE可靠連接。

13.1安全用電13.1.2電氣設(shè)備的接地低壓配電系統(tǒng)接地的形式根據(jù)電源端與地的關(guān)系、電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系分為TN、TT、IT系統(tǒng)，其中TN系統(tǒng)又分為TN-S、TN-C、TN-C-S系統(tǒng)。

以拉丁文字作代號(hào)形式的意義為：第一個(gè)字母表示電源與地的關(guān)系。T表示電源有一點(diǎn)直接接地；I表示電源端所有帶電部分不接地或有一點(diǎn)通過阻抗接地。第二個(gè)字母表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系。N表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與電源端有直接電氣連接；T表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分直接接地，此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)。13.1安全用電1、TN系統(tǒng)電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地（中性線N接地），用電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線與接地點(diǎn)連接。按照中性線與保護(hù)線組合情況，又可分為三種型式：按中性線與保護(hù)線的組合情況，TN系統(tǒng)有以下三種形式：①TN-S系統(tǒng)（見圖13-1）整個(gè)系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線是分開的。②TN-C系統(tǒng)（見圖13-2）整個(gè)系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線是合一的。③TN-C-S系統(tǒng)（見圖13-3）系統(tǒng)中有一部分中性線和保護(hù)線是合一的。13.1安全用電2、TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)有一個(gè)直接接地點(diǎn)，電氣設(shè)施的外露可導(dǎo)電部分接至電氣上與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)無關(guān)的接地極（見圖13-4）。3、IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)的帶電部分與大地間不直接連接，而電氣設(shè)施的外露可導(dǎo)電部分則是接地的（見圖13-5）。在IT系統(tǒng)中的任何帶電部分嚴(yán)禁直接接地。IT系統(tǒng)中的電源系統(tǒng)對地應(yīng)保持良好的絕緣狀態(tài)。在正常情況下，從各項(xiàng)測得的對地短路電流值均不得超過70mA(交流有效值)。所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均應(yīng)通過導(dǎo)線與接地線連接。

13.1安全用電IT系統(tǒng)必須裝設(shè)絕緣監(jiān)視及接地故障報(bào)警或顯示裝置。在無特殊要求的情況下，IT系統(tǒng)不宜引出中性線。必須注意，不允許在同一系統(tǒng)中采用不同的接地保護(hù)型式。應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)安全保護(hù)所具備的條件并結(jié)合工程的實(shí)際情況，確定其中一種。如在同一低壓配電系統(tǒng)中，不能既采用TN系統(tǒng)又采用TT系統(tǒng)，只能全部采用其中的一種系統(tǒng)。4、重復(fù)接地采用保護(hù)接零時(shí)，除系統(tǒng)的中性點(diǎn)工作接地外，將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn)與地再作金屬連接，稱為重復(fù)接地，如圖13-6所示。

13.1安全用電如果不采取重復(fù)接地，一旦出現(xiàn)零線折斷的情況，那么，接在折斷處后面的用電設(shè)備相線碰殼時(shí)，保護(hù)電器就不會(huì)動(dòng)作，該設(shè)備以及后面的所有接零設(shè)備外殼，都存在接近于相電壓的對地電壓，相當(dāng)于設(shè)備既沒有接地又沒有接零。若在用戶集中的地方采取重要接地，即使零線偶爾折斷，帶電的外殼也可以通過重復(fù)接地裝置與系統(tǒng)中性點(diǎn)構(gòu)成回路，產(chǎn)生接地短路電流，保護(hù)電器動(dòng)作。如果用電設(shè)備較大，保護(hù)電器因整定電流大于接地短路電流而不動(dòng)作，也可以減輕事故的危害。在R0與Rd相等的情況下，外殼對地電壓只有相電壓的1/2。當(dāng)然，這個(gè)電壓對人還是危險(xiǎn)的，因此零線折斷的故障應(yīng)盡量避免。13.1安全用電5、等電位連接我們常做的安全接地其實(shí)就是等電位連接，它以地電位作為基準(zhǔn)電位，由于它連接的范圍大、線路距離長，減少故障接觸電壓的效果并不好。在建筑物內(nèi)用幾根導(dǎo)線作等電位連接可大大減少接觸電壓，而被連接的金屬管道，結(jié)構(gòu)本身往往就是接地電阻小、壽命長的自然接地極，因此除有特殊要求外，做等電位連接后人工接地極沒有多大意義。民用建筑中需進(jìn)行等電位連接的部位有：

(1)電纜橋架、設(shè)施管道、金屬門框架、金屬地板、電梯軌道等大尺寸的內(nèi)部導(dǎo)電物，其等電位連接應(yīng)以最短路徑連到最13.1安全用電近的等電位連接帶。(2)電力線、通信線和外來導(dǎo)電物均應(yīng)在進(jìn)入建筑物處做等電位連接。

(3)信息系統(tǒng)的所有外露導(dǎo)電物應(yīng)建立一個(gè)等電位連接網(wǎng)，并與建筑物的共用接地系統(tǒng)等電位連接。13.1安全用電13.1安全用電圖13-1TN-S系統(tǒng)

Back13.1安全用電圖13-2TN-C系統(tǒng)

Back13.1安全用電圖13-3TN-C-S系統(tǒng)

Back13.1安全用電圖13-4TT系統(tǒng)

Back13.1安全用電圖13-5IT系統(tǒng)

Back13.1安全用電圖13-6重復(fù)接地的作用

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雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，雷擊能使建筑物損壞、著火，能造成嚴(yán)重的人身安全事故，損壞電氣設(shè)備，使電力系統(tǒng)停電。因此，防雷是現(xiàn)代建筑物必須設(shè)置的安全保護(hù)措施。雷電按其造成危害的形式和作用一般可分為直接雷和感應(yīng)雷兩種，直接雷和感應(yīng)雷都可轉(zhuǎn)變成另外一種作用形式—高電位侵入，即很高的電壓沿著供電線路和金屬管道，高速涌人變電所、用電戶等建筑內(nèi)部，造成人員傷亡和設(shè)備損壞。13.2建筑物防雷建筑物根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三級(jí)。1、一級(jí)防雷的建筑物(1)具有特別重要用途的建筑物。如國家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑、檔案館、大型博展建筑；特大型、大型鐵路旅客站；國際性的航空港、通訊樞紐、國賓館、大則旅游建筑、國際港口客運(yùn)站等。

(2)國家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物。

(3)高度超過100m的建筑物。13.2建筑物防雷13.2.1建筑物防雷分級(jí)2、二級(jí)防雷建筑

(1)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、通信、廣播等建筑；以及大型商店、影劇院等。

(2)省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物。

(3)19層及以上的住宅建筑和高度超過50m的其他民用建筑物。

(4)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。13.2建筑物防雷3、三級(jí)防雷的建筑物

(1)當(dāng)年計(jì)算雷擊次數(shù)大于或等于0．05時(shí)，或通過調(diào)查確認(rèn)需要防雷的建筑物。

(2)建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物。

(3)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15d)其高度可為20m及以上。(4)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。13.2建筑物防雷建筑物防雷裝置一般由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。1、接閃器接閃器是接受雷電流的金屬導(dǎo)體，接閃器有避雷針、避雷網(wǎng)(帶)、避雷線等。(1)避雷針一般用鍍鋅圓鋼(針長1～2m，直徑不小于16mm)或鍍鋅鋼管(長1-2m，內(nèi)徑不小于25mm)制成，可以安裝在建筑物上、支柱或電桿上，下端經(jīng)引下線與接地裝置焊接連接。13.2建筑物防雷13.2.2建筑物防雷系統(tǒng)組成(2)避雷網(wǎng)(帶)

一般采用截面48mm2、厚度不小于4mm的鍍鋅扁鋼或直徑不小于8mm的圓鋼制成。避雷帶一般安裝在建筑物頂部突出的部位上，如屋脊、女兒墻等。避雷帶一般采用25×4的鍍鋅扁鋼相互焊接連成一片。避雷帶可用鍍鋅扁鋼引下到接地裝置，也可與建筑物柱子、剪力墻內(nèi)的主鋼筋焊連，形成一個(gè)接地網(wǎng)，然后接到共用接地體上。(3)避雷線用于架空線路上的防雷，一般35kV以上的電力架空線路，都必須在輸電線的上方架設(shè)避雷線，避雷線一般采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。13.2建筑物防雷2、引下線引下線是把雷電流由接閃器引到接地裝置的金屬導(dǎo)體。在現(xiàn)代民用建筑中，一般利用建、構(gòu)筑物的混凝土柱中的鋼筋或金屬構(gòu)件作為防雷引下線。引下線采用圓鋼時(shí)直徑不小于8mm；采用扁鋼時(shí)，截面不小于48mm2，明敷時(shí)外表面需鍍鋅，焊接處應(yīng)涂防腐漆。引下線連接必須采用焊接連成電氣通路。3、接地裝置接地裝置是對埋設(shè)于地下的接地體和接地線的總稱。通常稱之為接地極。其作用是把雷電流疏散到大地中去。接地

13.2建筑物防雷體有自然接地體和人工接地體。自然接地體可利用建筑物的基礎(chǔ)中的鋼筋，人工接地體按埋設(shè)方式可分為垂直接地和水平接地體，垂直接地體一般采用鍍鋅鋼管、鍍鋅角鋼，水平接地體一般采用鍍鋅圓鋼、扁鋼等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)置自然接地體，當(dāng)接地電阻不能滿足要求時(shí)再加裝人工接地體。13.2建筑物防雷1、一級(jí)防雷建筑物的保護(hù)措施

(1)防直擊雷的接閃器應(yīng)采用裝設(shè)在屋角、屋脊、女兒墻或屋檐上的避雷帶，并在屋面上裝設(shè)不大于5m×5m的網(wǎng)格。(2)為了防止雷電波的侵入，進(jìn)入建筑物的各種線路及金屬管道宜采用全線埋地引入，并在入戶端將電纜的金屬外皮、鋼管及金屬管道與接地裝置連接。(3)對于高層建筑，應(yīng)采取防側(cè)擊雷和等電位措施。13.2建筑物防雷13.2.3各級(jí)防雷建筑物的保護(hù)措施2、二級(jí)防雷建筑物的保護(hù)措施

(1)防直擊雷宜采用裝設(shè)在屋角、屋脊、女兒墻或屋脊上的環(huán)狀避雷帶，并在屋面上裝設(shè)不大于10m×10m的網(wǎng)格。

(2)為了防止雷電波的侵入，對全長低壓線路采用埋地電纜或在架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入，在入戶端將電纜金屬外皮、金屬線槽接地，并與防雷接地裝置相連。

(3)其他防雷措施與一級(jí)防雷措施相同。13.2建筑物防雷3、三級(jí)防雷建筑物的保護(hù)措施

(1)防直擊雷宜在建筑物屋角、屋檐、女兒墻或屋脊上裝設(shè)避雷帶或避雷針，當(dāng)采用避雷帶保護(hù)時(shí)，應(yīng)在屋面上裝設(shè)不大于20m×20m的網(wǎng)格。對防直擊雷裝置引下線的要求，與一級(jí)防雷建筑物的保護(hù)措施對防直擊雷裝置引下線的要求相同。

(2)為了防止雷電波的侵入，應(yīng)在進(jìn)線端將電纜的金屬外皮、鋼管等與