建筑電氣安全技術(shù)

第七章

建筑電氣安全技術(shù)7.1接地與接零一、基本概念1、接地:接地接地體接地線接地裝置2、設(shè)備的對地電壓、接觸電壓與跨步電壓電流流散半徑約為20m3、接地和接零形式工作接地保護接地重復(fù)接地接零二、安全電壓、安全電流安全電流值30mA·s。安全電壓值50VI：10mA有感覺15mA麻>30mA危險R：正常50-100KΩ

狀態(tài)不佳800Ω-1KU：36V、24V、12V三、觸電形式單相觸電雙線觸電跨步電壓觸電7.2低壓配電系統(tǒng)的保護

低壓配電系統(tǒng)的保護有IT、TT、TN系統(tǒng)第一個字母表示電源中性點的對地關(guān)系

T—一點直接接地；

I—所有帶電部分與地絕緣，或一點經(jīng)阻抗接地。第二個字母表示裝置的外露可導(dǎo)電的部分對地關(guān)系；

T—外露可導(dǎo)電部分對地直接電氣連接，與電力系統(tǒng)的任何接地點無關(guān)；

N—外露可導(dǎo)電部分與電力系統(tǒng)的接地點直接連接。橫線后面的字母(S、C或C-S)表示保護線與中性線的結(jié)合情況IT系統(tǒng)作法：供電系統(tǒng)中點不接地，設(shè)備外殼用足夠粗導(dǎo)線與大地作可靠連結(jié)，工作原理漏電時R人∥RdR人>>RdI人很小適用范圍：

U>1000VU<1000V中點不接地的三相電源系統(tǒng)

IT系統(tǒng)TT系統(tǒng)作法：電源中中點接地，設(shè)設(shè)備外殼也接接地工作原理漏電時，Rd小R人大R人∥Rd人體安全缺點：自身安安全，其它設(shè)設(shè)備不安全漏電時IE=UP/（Rd+R0）=27.5A中線對地電壓壓V=IR0=110V使非故障相的的設(shè)備外殼帶帶電注意：該系統(tǒng)統(tǒng)中設(shè)備不許許接零適用范圍：系系統(tǒng)中有大量量單相設(shè)備，，而線路敷設(shè)設(shè)環(huán)境易造成成一相接地或或零線斷路使使中線電位升升高時，可才才用此系統(tǒng)TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)作法：電源中中點接地，引引出中線；將將設(shè)備外殼接到中線線上工作原理當(dāng)設(shè)備單相碰碰殼時，造成成相—零間的的短路，短路路電流較大，，可使保護電電器動作，迅迅速切斷故故障回路適用范圍：：U<1000V的三相四線制制系統(tǒng)TN系統(tǒng)分類TN系統(tǒng)又分TN—CTN—STN—C—STN—C：N與PE共用PEN線TN—S：N與PE分開，N線斷開時，不不影響PE的保護作用，，用于大型民民用建筑住宅小區(qū)TN—C—S：前端TN—C后端TN—S（a）TN系統(tǒng)（b）TN－C系統(tǒng)（c）TN－S系統(tǒng)（d）TN－C－S系統(tǒng)TN系統(tǒng)7.3雷電電的產(chǎn)生及破破壞作用一、產(chǎn)生：水水蒸汽蒸發(fā)至至高空，凝成成小水滴，運運動中水滴分分裂，帶電離離子，形成雷雷云，與大地地形成大電容容，當(dāng)E達25-30KV/cm時就放電，雷雷電流是尖峰峰電流，其幅幅值可達10-102KA，持續(xù)時間n*10-1秒，輸送電荷荷量：1-5個庫倫，放放電時不同極極性的電荷電電離中和，產(chǎn)產(chǎn)生強烈的光光和熱，形成成“閃電”和和“雷”。雷電的形式：：線狀、片狀狀、球形片：云→云線：云→地球：直徑10-20cm持續(xù)時間可達達3-5s，距地1m左右水平移動動二、雷電的破破壞作用直擊雷：雷直直擊建筑物，，發(fā)生熱效應(yīng)應(yīng)和電動力作用，主要表表現(xiàn)在電流通通過導(dǎo)體時產(chǎn)產(chǎn)生大量的熱能，引引起火災(zāi)或爆爆炸。電動力力作用表現(xiàn)為機械力力，可使被擊擊物發(fā)生劈裂裂現(xiàn)象。感應(yīng)雷：金屬屬屋頂處雷電電場中，感應(yīng)應(yīng)出大量電荷荷，雷云放電電后，云與大大地間電場消消失，導(dǎo)體上上電荷來不及及立即流散，，產(chǎn)生很高對對地電位，使使周圍的金屬屬構(gòu)件產(chǎn)生感感應(yīng)電流。若若感應(yīng)回路有有間隙就會產(chǎn)產(chǎn)生火花放電電引起危險，，稱“二次雷雷擊”。沿架空線侵入入的雷電波：：架空線遭直直擊雷，高電位沿導(dǎo)線侵侵入變配電所所或室內(nèi)，對對設(shè)備絕緣造成損壞壞。三、易遭雷擊擊的地面物體體及其部位直擊雷有選擇擇性：導(dǎo)電良好的金金屬結(jié)構(gòu)及建建筑、高聳突突出的建筑、、潮濕地帶、、地下水位較較高地帶、地地下金屬礦物物豐富的地帶帶。建筑物易遭雷雷擊的部位：：屋脊、屋檐、、山墻、女兒兒墻、水塔、、煙囪等全國一些主要要城市的年平平均雷暴日城市雷暴日城市雷暴日城市雷暴日北京36.7上海32.2濟南26.3天津28.6南京35.1鄭州22.6石家莊31.5杭州40.0武漢37.8太原36.4合肥30.1長沙49.5呼和浩特37.5南昌58.5成都36.9沈陽27.1福州57.6貴陽48.9長春36.6廣州87.6昆明62.8哈爾濱30.9南寧88.6拉薩73.2銀川19.7?？?13.8西安17.3烏魯木齊9.3臺北27.9蘭州23.6西寧32.9香港34.0建筑物防雷分類建筑物應(yīng)根據(jù)據(jù)其重要性、、使用性質(zhì)、、發(fā)生雷電事事故的可能性性及后果，按按防雷要求進進行分類。根據(jù)國標(biāo)《建筑物防雷設(shè)設(shè)計規(guī)范》(GB50057-2010)對建筑物的防防雷分類規(guī)定定，民用建筑筑中無第一類類防雷建筑物物，其分類應(yīng)應(yīng)劃分為第二二類及第三類類防雷建筑物物。在雷電活活動頻繁或強強雷區(qū)，可適適當(dāng)提高建筑筑物的防雷保保護措施。符合下列情況況之一時，應(yīng)應(yīng)劃為第二類類防雷建筑物物：1高度超過100m的建筑物。2國家級重點文文物保護建筑筑物。3國家級的會堂堂、辦公建筑筑物、檔案館館、大型博展展建筑物；特特大型、大型型鐵路旅客站站；國際性的的航空港、通通訊樞紐；國國賓館、大型型旅游建筑；；國際港口客客運站。4國家級計算中中心、國家級級通信樞紐等等對國民經(jīng)濟濟有重要意義義且裝有大量量電子設(shè)備的的建筑物。5年預(yù)計雷擊次次數(shù)大于0.06次的部、省省級辦公建筑筑及其他重要要或人員密集集的公共建筑筑物。6年預(yù)計雷擊次次數(shù)大于0.3次的住宅、辦辦公樓等一般般民用建筑物物。符合下列情況況之一時，應(yīng)應(yīng)劃為第三類類防雷建筑：：1省級重點文物物保護建筑物物及省級檔案案館。2省級及以上大大型計算中心心和裝有重要要電子設(shè)備的的建筑物。319層及以上的住住宅建筑和高高度超過50m的其他民用建建筑物4年預(yù)計雷擊次次數(shù)大于0.012次，且小于或或等于0.06次的部、省級級辦公建筑及及其他重要或或人員密集的的公共建筑物物。5年預(yù)計雷擊次次數(shù)大于或等等于0.06次，且小于或或等于0.3次的住宅、辦辦公樓等一般般民用建筑物物。6建筑群中最高高或位于建筑筑群邊緣高度度超過20m的建筑物。7通過調(diào)查確認認當(dāng)?shù)卦馐苓^過雷擊災(zāi)害的的類似建筑物物；歷史上雷雷害事故嚴(yán)重重地區(qū)或雷害害事故較多地地區(qū)的較重要要建筑物。8在平均雷暴日日大于15d/a的地區(qū)，高度度在15m及以上的煙囪囪、水塔等孤孤立的高聳構(gòu)構(gòu)筑物；在平平均雷暴日小小于或等于15d/a的地區(qū)，高度度在20m及以上的煙囪囪、水塔孤立立的高聳構(gòu)筑筑物。由重要性或使使用要求不同同的分區(qū)或樓樓層組成的綜綜合性建筑物物，且按防防雷要求分別別劃為第二類類和三類防雷雷建筑時，其其防雷分類宜宜符合下列規(guī)規(guī)定：1當(dāng)?shù)诙惙览桌捉ㄖ拿娣e積占建筑物總總面積的30%及以上時，該該建筑物宜確確定為第二類類防雷建筑物物。2當(dāng)?shù)诙惙览桌捉ㄖ拿娣e積，占建筑物物總面積的30%以下時，宜按按各自類別采采取相應(yīng)的防防雷措施。通過計算確定定建筑物防雷雷分類應(yīng)劃為第二類類防雷建筑物物：預(yù)計雷擊次數(shù)數(shù)大于0.06次/a的部、省級辦辦公建筑物及及其它重要或或人員密集的的公共建筑物物。預(yù)計雷擊次數(shù)數(shù)大于0.3次/a的住宅、辦公公樓等一般性性民用建筑物物。應(yīng)劃為第三類類防雷建筑物物：預(yù)計雷擊次數(shù)數(shù)大于或等于于0.012次/a,且小于或等于于0.06次/a的部、省級辦辦公建筑物及及其它重要或或人員密集的的公共建筑物物。預(yù)計雷擊次數(shù)數(shù)大于或等于于0.06次/a,且小于或等于于0.3次/a的住宅、辦公公樓等一般性性民用建筑物物。三類防雷建筑筑物：1、年計算雷擊擊次數(shù)為0.05以上并并結(jié)合當(dāng)?shù)厍榍闆r需防雷的的建筑N=0.015nk(L+5H)(W+5H)10-6n—年平均雷暴日日L—長W—寬H—高n大于40的為為多雷區(qū)n小于15的為為少雷區(qū)K—校正系數(shù)K取1-2K的取值：一般情況下取取1曠野野孤立取2金屬屋面的磚磚木結(jié)構(gòu)取1.7河邊湖邊山山坡下地地下水露頭處處土山頂部山山谷風(fēng)口等等處取1.52、高度在20m以上的一般性性建筑，雷電電活動頻繁區(qū)域，高高度在15m以上的一般性性建筑3、10至18層的普普通住宅4、省級重點文物物保護建筑和和構(gòu)筑物5、高度不超過過50m的教學(xué)樓、普普通旅館、辦公樓、圖書書館等建筑五、防雷裝置置接閃器引下線接地裝置防直擊雷的裝裝置由下列三三部分組成1、接閃器作用：防直擊擊雷，是接受受雷電流的金金屬導(dǎo)體型式：針、帶帶、網(wǎng)(1)避雷針常用材料：鍍鍍鋅圓鋼或鋼鋼管針長L<1m1-2m煙囪口直徑Φ（mm）≥12≥≥16≥≥20鋼管Φ（mm）202540d>3mm(2)避雷帶避雷網(wǎng)圓鋼Φ≥8mm扁鋼截面不應(yīng)應(yīng)小于48mm2厚度不應(yīng)小于于4mm避雷針的保護護范圍對變電站用折折線法計算折線角度450-600對建筑物用滾滾球法計算一、二、三類類防雷建筑的的滾球半徑hr分別是：30m、45m、、60m2、引下線作用：將接閃閃器接收的雷雷電流引到接接地裝置明設(shè)：用Φ≥8圓鋼或扁鋼沿沿建筑外墻明明敷支點間距距1.5M；引下線以最短短路徑接地，，建筑藝術(shù)要要求較高者采采用暗敷，但但是圓鋼Φ≥10mm，扁鋼S≥80mm2建筑物的消防防梯、鋼柱等等金屬構(gòu)件宜宜作為引下線線，但其各部部件之間均應(yīng)應(yīng)連成電氣通通路。暗設(shè)：利用結(jié)結(jié)構(gòu)柱內(nèi)兩根根Φ≥16mm2的對角主筋，，從上而下焊焊接連通3、接地裝置置自然接地體（（基礎(chǔ)接地）：：兼作接地體用用的直接與大大地接觸的各各種金屬構(gòu)件件、管道和建建筑物的鋼筋筋混凝土基礎(chǔ)礎(chǔ)等稱自然接地體對于變配電所所，只能利用用它本身的建建筑鋼筋混凝凝土基礎(chǔ)作為為自然接地體體一般利用基礎(chǔ)礎(chǔ)地梁底部兩兩根Φ≥16mm2主筋沿周邊分分別焊接成整整體。人工接地體水平接地體多多采用圓鋼或扁鋼要求：圓圓鋼直徑不不應(yīng)小于10mm。扁鋼截面不應(yīng)應(yīng)小于100m2，厚度不應(yīng)小于于4mm。常用：-40×4長長度2.5m間距5m垂直接地體多多采用角鋼或鋼管常用：L50×50×5或Φ50鋼管壁壁厚≥4mm焊接工藝要求求接閃器引下線接地裝置施工工時都涉及鋼鋼筋的焊接,規(guī)范要求如下下:圓鋼:焊接的長度不不小于直徑的的6倍扁鋼:焊接的長度不不小于寬度的的2倍均要求雙面焊焊接六、各類建筑筑的保護措施施一類防雷建筑筑及二類防雷雷建筑物中有有爆炸危險場場所，應(yīng)有防防直擊雷、防防雷電感應(yīng)和和防雷電波侵侵入的措施1、一類防雷雷建筑保護措措施頂：設(shè)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)格≤≤5×5m或6×4m屋頂任一點距距網(wǎng)<5m引下線不少于于兩根，間距距≤12mRd<10ΩΩ超高層內(nèi)設(shè)備備層設(shè)法拉第第籠，每三層層圈梁內(nèi)兩根根主筋焊接成成環(huán)，并與作作引下線的柱柱筋焊通。一類防雷建筑筑物的防雷措措施1、當(dāng)建筑物高高于30m時，尚應(yīng)采取取以下防側(cè)擊擊雷措施：a．從30m起每隔不大于于6m沿建筑物四周周設(shè)水平避雷雷帶并與引下下線相連。b．30m及以上外墻的的欄桿、門窗窗等較大的金金屬物與防雷雷裝置連接。。2、在電源引的的總配電箱處處宜裝設(shè)過電電壓保護器。。3、建筑物內(nèi)的設(shè)設(shè)備、管道、、構(gòu)架、電纜纜金屬外皮皮、鋼屋架、、鋼窗等較大大金屬物和突突出屋面的放放散管、風(fēng)管管等金屬物，，均應(yīng)接到防防雷電感應(yīng)的的接地裝置上上。4、防雷電波波侵入a、低壓線路宜全全線采用電纜纜埋地敷設(shè)，，在入戶端應(yīng)應(yīng)將電纜的金金屬外皮、鋼管接到防雷雷電感應(yīng)的接接地裝置上。。當(dāng)全線采用用電纜有困難難時，應(yīng)使用用一段金屬鎧鎧裝電纜或護護套電纜穿鋼鋼管直接埋地地引入，其埋埋地長度不應(yīng)應(yīng)小于15m。b、埋地或地溝內(nèi)內(nèi)金屬管道，，在進出建筑筑物處亦應(yīng)與與防雷電感應(yīng)應(yīng)的接地裝置置相連。2、二類防雷雷建筑保護措措施頂：設(shè)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)格≤10×10m或12×8m頂上任一點距距網(wǎng)<10m，有平行帶，每每隔<30m平行帶連接引下線不少于于2根，間距距≤18mRd<10ΩΩ鋁合金窗框應(yīng)應(yīng)用鋼筋與作作引下線的柱柱筋連接二類防雷建筑筑物的防雷措措施高度超過45m的鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)建筑物，，尚應(yīng)采取以以下防側(cè)擊和和等電位的保保護措施：鋼構(gòu)架和鋼筋筋混凝土的鋼鋼筋應(yīng)互相連連接；應(yīng)利用鋼柱或或柱子鋼筋作作為防雷裝置置引下線；應(yīng)將45m及以上外墻上的攔桿桿、門窗等較較大的金屬物物與防雷裝置置連接；垂直敷設(shè)的金金屬管道及金金屬物的頂端端和底端與防防雷裝置連接接。3、三類防雷建筑筑保護措施頂：設(shè)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)格≤20×20m或24×16m，可僅沿周邊敷設(shè)一一圈避雷帶引下線不少于2根根，間距≤25mRd<30ΩH<20m，雷電活動較頻繁地地區(qū)H<15m的住宅，可不設(shè)防防雷保護三類防雷建筑物的的防雷措施高度超過60m的建筑物