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文檔簡介

安全用電與建筑的防雷保護(hù)和接地

10.1安全電壓

10.1.1安全電壓等級

當(dāng)工頻(50Hz)電流漳過人體時,安全電流I為10mA即0.0lA。

人體的電阻,主要集中在厚度0.05—0.2mm中的角質(zhì)層,但該層易于損壞和脫落。去掉角質(zhì)后的皮膚電阻約800—1200Ω。去掉皮膚后內(nèi)部組織的電阻很小,約500—800Ω。

若取人體電阻R人=1200Ω,則可求出安全電壓:

V=I·R人=0.01*1200=12V。所以,我國確定安全電壓為12V。當(dāng)空氣干燥,工作條件好時可使用24V、36V。12V、24V和36V為我國規(guī)定的安全電壓三個等級。

10.1.2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;

(2)與觸電時間長短有關(guān)。觸電時間越長,情緒緊張,發(fā)熱出汗,人體電阻減小,危險大。

(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。

(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大,安全電壓取12V。其它條件較好的場所,可取24V或36V。

10.2保護(hù)接地與保護(hù)接零

10.2.1保護(hù)接地

是將電動機、家用電器等用電設(shè)備的全屬外殼,通過導(dǎo)體,和埋人地下的金屬接地體連在一起的技術(shù)措施。適用于變壓器中心點不接地(小接地電流)系統(tǒng)。

(1)不接地時用電有危險。若絕緣良好,外殼不帶電,人觸及外殼無危險。若絕緣破壞,外殼帶電,此時人若觸及外殼,則形成漏電電流回路,造成觸電事故。(2)保護(hù)接地時用電安全。人若觸及帶電的外殼,人體電阻R人和接地電阻R地相互并聯(lián),再通過另外兩相對地的漏電阻形成回路。因為R人比R地大得多,故流過人體的電流小得多,通常小于安全電流0.0lA,保證了安全用電。

10.2.2保護(hù)接零

是將電動機、家用電器等用電設(shè)備的全屬外殼,通過導(dǎo)線,與供電系統(tǒng)的零線連在一起的技術(shù)措施。適用于變壓器中性點接地(大接地電流)系統(tǒng)。

(1)仍用保護(hù)接地有觸電危險時使用。在中性點接地的三相四線制供電系統(tǒng)中,相電壓為220V。中性點接地的接地裝置與保護(hù)接地的接地裝置,接地電阻均約4Ω。若用電設(shè)備絕緣損壞,外殼帶電時,則發(fā)生短路的相,經(jīng)過外殼和兩個接地裝置,與零線構(gòu)成導(dǎo)電回路,該回路中流過的電流約為:

這么大的電流通常不能將熔體熔斷,從而使用電設(shè)備的外殼形成一個對地的電壓,其值:

若接地裝置不良,其接地電阻遠(yuǎn)大于4Ω,則設(shè)備外殼對地的電壓將遠(yuǎn)大于110V,這時人若觸及設(shè)備外殼,必造成觸電危害。

(2)保護(hù)接零時用電安全。若由于絕緣破壞使外殼帶電,則絕緣破壞的相將通過設(shè)備外殼、導(dǎo)線、與零線間發(fā)生短路,短路電流使短路相的熔斷器迅速熔斷,使設(shè)備外殼脫離電源,從而保證了人身的安全。

7.2.3重復(fù)接地

在接零的配電系統(tǒng)中,將零線再一次接地,則相對于第一處接地而言,其余處接地均稱為重復(fù)接地。

(1)在同一配電系統(tǒng)中,一部份電氣設(shè)備采用保護(hù)接地,另一部份電氣設(shè)備采用保護(hù)接零,仍然存在用電危險。

(2)重復(fù)接地,用電安全。若將采用保護(hù)接地的設(shè)備外殼再與系統(tǒng)的零線連接起來,這時接地設(shè)備的接地就成了系統(tǒng)的重復(fù)接地,將該設(shè)備外殼和系統(tǒng)零線的電位重新拉回到零電位。使故障設(shè)備迅速脫離電源,同時保證系統(tǒng)中其它用電設(shè)備的安全。

對保護(hù)接地和保護(hù)接零裝置的情況應(yīng)經(jīng)常檢查,使接地電阻滿足要求,確保安全生產(chǎn)。

雷電的形成10.3建筑防雷「先導(dǎo)閃電」的形成

「回返閃擊」的形成

閃電的產(chǎn)生雷電的種類直擊雷感應(yīng)雷球形雷

感應(yīng)雷直擊雷雷電的種類示意圖10.3建筑防雷

10.3.1雷電的危害(1)機械性破壞

由兩種力產(chǎn)生,一種是強大的雷電流通過物體時產(chǎn)生的巨大電動力,另一種是強大的雷電流通過物體時產(chǎn)生的巨大熱量,使物體內(nèi)的水份急劇蒸發(fā)而造成劈裂的物體內(nèi)壓力。

(2)熱力性破壞

產(chǎn)生的巨大熱量使物體燃燒和金屬材料熔化。(3)絕緣擊穿性破壞

極高的電壓使電氣系統(tǒng)中的絕緣材料擊穿,造成相間短路,使破壞的范圍和程度迅速擴大和增長。這是電氣系統(tǒng)中最危險的一種破壞形式。

10.3.2防雷設(shè)備

(一)防直接雷

采用避雷針,避雷帶成避雷網(wǎng)。一般優(yōu)先考慮采用避雷針。當(dāng)建筑上不允許裝設(shè)高出屋頂?shù)谋芾揍?,同時屋頂面積不大時,可采用避雷帶。若屋頂面積較大時,采用避雷網(wǎng)。

(二)防間接(感應(yīng))雷

雷云通過靜電感應(yīng)效應(yīng)在建筑物上產(chǎn)生的很高的感應(yīng)電壓,可通過將建筑物的金屬屋頂、房屋中的大型金屬物品,全部加以良好的接地處理來消除。

(三)防高電位侵入

雷電波可能沿著各種金屬導(dǎo)體、管路,特別是沿著天線或架空線引入室內(nèi),對人身和設(shè)備造成嚴(yán)重危害。對這些高電位的侵入,特別是對沿架空線引入雷電波的防護(hù)問題比較復(fù)雜,通常采用以下幾種方法:

(1)配電線路全部采用地下電纜;

(2)進(jìn)戶線采用50—100m長的一段電纜;

(3)在架空線進(jìn)戶之處,加裝避雷器或放電保護(hù)間隙。

第(1)種方法最安全可靠,但費用高,故只適用于特殊重要的民用建筑和易燃易爆的大型工業(yè)建筑。后兩種方法不能完全避免雷電波的引入,但可將引入的高電位限制在安全范圍之內(nèi),在實際中得到廣泛采用。10.3.3防雷設(shè)計

(一)目的(1)保護(hù)建筑物內(nèi)部的人身安全;

(2)保護(hù)建筑物不遭破壞和燒毀;

(3)保護(hù)建筑內(nèi)部存放的危險物品不會損壞、燃燒和爆炸;

(4)保護(hù)建筑內(nèi)部的電氣設(shè)備和系統(tǒng)不受損壞。

(二)對象設(shè)置防雷裝置需要一定數(shù)量的鋼材,增加建筑物的造價。根據(jù)建筑投資,不可能對所有建筑物都采用防雷措施。同時,在不發(fā)生雷擊現(xiàn)象和極少發(fā)生雷擊現(xiàn)象的地區(qū),也沒有必要考慮建筑防雷的問題。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐睦纂娀顒忧闆r,建筑物本身的重要性和周圍環(huán)境特點,綜合考慮確定是否安裝防雷裝置及安裝何種類型的防雷裝置。

(三)環(huán)境影響

位于同一地區(qū)的建筑,遭受雷擊的幾率并不一樣。影響雷擊選擇性的因素有以下幾方面:(1)地質(zhì)條件

是影響雷擊選擇性的主要因素。土壤電阻率小的地點易落雷。土壤電阻率突變的地區(qū),在局部電阻率較小的地點易遭雷擊。(2)地形和地物條件

建筑群中的高聳建筑和空曠區(qū)的孤立建筑易遭雷擊;山口或風(fēng)口等雷暴走廊處易遭雷擊;鐵路樞紐和架空線路轉(zhuǎn)角處易遭雷擊。

(3)建筑物的構(gòu)造及其附屬構(gòu)件條件

建筑物本身所能積蓄的電荷越多,越容易遭雷電。如建筑物的梁、板、柱和基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋;金屬屋頂、電梯間、水箱間、樓頂?shù)耐怀霾课弧⑻炀€、旗桿、煙道、透氣管等處都容易遭雷電。(4)建筑物內(nèi)外設(shè)備的條件

金屬管道設(shè)備越多,越容易遭雷擊。

(四)建筑物防雷的主要裝置

建筑物防雷主要采用接閃器系統(tǒng),由接閃器、引下線和接地裝置三大部份組成。(1)接閃器

避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)(2)引下線(明裝和暗裝)

明裝時一般采用直徑8mm的圓鋼或截面12×4mm2的扁鋼。在易受腐蝕部位,截面應(yīng)適當(dāng)加大。引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè),距墻面15mm,固定支點間距不應(yīng)大于2m。敷設(shè)時應(yīng)保持一定的松緊度,從接閃器到接地裝置,引下線的敷設(shè)應(yīng)盡量短而直。若必需彎曲時,彎角應(yīng)大于90°。

暗裝時引下線的截面應(yīng)加大一級,而且應(yīng)注意與墻內(nèi)其它金屬構(gòu)件的距離。若利用鋼筋混凝土中的鋼筋作引下線時,最少應(yīng)利用四根柱子,每柱中至少用到兩根主筋。

(3)接地裝置

自然接地體

利用埋于地下的,有其它功能的金屬物體,作為防雷保護(hù)的接地裝置。

直埋鎧裝電纜金屬外皮直埋金屬水管鋼筋混凝土電桿。

基礎(chǔ)接地體

為節(jié)約有色金屬,降低造價,應(yīng)盡量利用建筑物中的結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地裝置。

人工接地體

專門用于防雷保護(hù)的接地裝置。分垂直接地體和水平接地體兩類。

垂直接地體

可采用直徑20—50mm的鋼管(壁厚3.5mm),直徑l9mm的圓鋼或厚3mm寬20mm到厚5mm寬20mm的角鋼做成。長度均為2—3m一段。間隔5m埋地,頂端埋深為0.5—0.8m,用接地連接條或水平接地體將其連成一體。

水平接地體和接地連接條

可采用截面為25×4—40×4mm2的扁鋼、截面10×10rnm2的方鋼或直徑8—14m

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