《防雷接地培訓》PPT課件.ppt

防雷與接地,目 錄,防 雷,防 雷,雷電是一種常見自然現象，能產生強烈的閃光、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。因此防雷是現代建筑物、電氣 設備和線路必須采用的重要安全保護措施，防雷接地工程圖是建筑電氣工程 圖中不可缺少的圖紙。 1、直接雷擊 指雷電對電氣設備或建筑物直接放電，放電時雷電流可達幾萬甚至幾十 萬安培。直擊雷一般采用由接閃器、引下線、接地裝置構成的防雷裝置防雷。 2、雷電感應 指當雷云出現在建筑物的上方時，由于靜電感應，在屋頂的金屬上積聚 大量異號電荷，在雷云對其他地方放電后，屋頂上原來被約束的電荷對地形 成感應雷，其電壓可達幾十萬伏。雷電感應的防止辦法是將感應電荷的屋頂 金屬通過引下線、接地裝置泄入大地。,防 雷,3、雷電波侵入 指由于線路、金屬管道等遭受直接雷擊或感應雷而產生的雷電波沿線路、金屬管道等侵入變電站或建筑物而造成危害。對其防護問題，一般在線路進入建筑物處安裝避雷器進行防護。 4、雷電“反擊” 雷擊直擊雷防護裝置時，雷電流經接閃器，沿引下線流入接地裝置的過程中，由于各部分阻抗的作用，接閃器、引下線、接地裝置上將產生不同的較高對地電位，若被保護物與其間距不夠時，會發(fā)生直擊雷防護裝置對被保護物的放電現象，稱為“反擊”。 雷電“反擊”的防止措施有兩種：一是使被保護物與直擊雷防護裝置保持一定的安全距離；二是將被保護物與直擊雷防護裝置做等電位連接，使其之間不存在電位差。,雷擊建筑物,防 雷,防 雷,雷擊架空線,避雷針,引下線,接地地網,防 雷,直擊雷防護,地線,接地地網,電源線路,防雷器,防 雷,感應雷防護,防 雷,建筑物根據其重要性、使用性質、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三級?？蓞⒁娊ㄖ览自O計規(guī)范GB50057-94，2000年修訂版 1、一級防雷的建筑物 凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質的建筑物，因電火花而引起爆 炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。 具有 0區(qū)或10區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。 具有 1區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。,防 雷,2、二級防雷的建筑物 國家級重點文物保護的建筑物。 國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。 國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義且裝有大量電子設備的建筑物。 制造、使用或貯存爆炸物質的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。 具有1區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。,防 雷,具有2區(qū)或11區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。 工業(yè)企業(yè)內有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。 預計雷擊次數大于 0.06 次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。 預計雷擊次數大于 0.3 次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。 3、三級防雷建筑物 省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。 預計雷擊次數大于或等于 0.012 次/a，且小于或等于 0.06 次/a 的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。,防 雷,預計雷擊次數大于或等于 0.06次/a，且小于或等于 0.3 次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。 預計雷擊次數大于或等于 0.06次/a的一般性工業(yè)建筑物。 根據雷擊后對工業(yè)生產的影響及產生的后果，并結合當地氣象、地形、地質及周圍環(huán)境等因素，確定需要防雷的 21區(qū)、22區(qū)、23 區(qū)火災危險環(huán)境。 在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度在 15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于 15d/a的地區(qū)，高度在 20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。 注：建筑物年預計雷擊次數計算參見建筑物防雷設計規(guī)范 GB 50057-1994 附錄一,防 雷,建筑物易受雷擊部位與多種因素有關，特別是建筑物屋頂坡度與雷擊部位關系較大。, 平屋面或坡度不大于1/10的屋面檐角、女兒墻、屋檐，如圖（a）、（b）。 坡度大于1/10且小于1/2的屋面屋角、屋脊、檐角、屋檐，如圖（c）。 坡度不小于1/2的屋面屋角、屋脊、檐角，如圖（d）。,防 雷,1、接閃器應由下列的一種或多種組成： 獨立避雷針； 架空避雷線或架空避雷網； 直接裝設在建筑物上的避雷針、避雷帶或避雷網。 （1）避雷針：安裝在建筑物突出部位或獨立裝設的針形導體.可以吸引雷電流進行放電，從而保護建筑物免受雷擊。 避雷針宜采用圓鋼或焊接鋼管制成，其直徑不應小于下列數值： 針長 1m以下：圓鋼為12mm； 鋼管為20mm。 針長 12m.： 圓鋼為16mm； 鋼管為25mm。 煙囪頂上的針：圓鋼為20mm； 鋼管為40mm。,防 雷,（2）避雷帶和避雷網：避雷帶是設置于屋脊、屋檐、屋角、女兒墻和山墻等條形長帶；避雷網相當于縱橫交錯的避雷帶疊加在一起，即可防直擊雷，又可防感應雷。 避雷網和避雷帶宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑不應小于8mm。扁鋼截面不應小于48mm2，其厚度不應小于4mm。 當煙囪上采用避雷環(huán)時，其圓鋼直徑不應小于12mm。扁鋼截面不應小于100mm2，其厚度不應小于4mm。 （3）避雷線：架設在架空線路之上，保護架空線路免受直接雷擊。 避雷線和避雷網宜采用截面不小于35 mm2的鍍鋅鋼絞線。,防 雷,避雷針,避雷帶,避雷帶,防 雷,避雷帶,防 雷,防 雷,2、引下線：連接接閃器和接地裝置的金屬導體。 引下線宜采用圓鋼或扁鋼，宜優(yōu)先采用圓鋼，圓鋼直徑不應小于 8mm。扁鋼截面不應小于48mm2，其厚度不應小于4mm。 當煙囪上的引下線采用圓鋼時，其直徑不應小于12mm；采用扁鋼時，其截面不應小100mm2，厚度不應小于 4mm。 引下線應沿建筑物外墻明敷，并經最短路徑接地；建筑藝術要求較高者可暗敷，但其圓鋼直徑不應小于10mm，扁鋼截面不應小于80mm2。 建筑物的消防梯、鋼柱等金屬構件宜作為引下線，但其各部件之間均應連電氣通路。 采用多根引下線時，宜在各引下線上于距地面 0.3m至1.8m之間裝設斷接卡。,防 雷,當利用混凝土內鋼筋、鋼柱作為自然引下線并同時采用基礎接地體時，可不設斷接卡，利用鋼筋作引下線時應在室內外的適當地點設若干連接板，該連接板可供測量、接人工接地和作等電位連接用。當僅利用鋼筋作引下線并采用埋于土壤中的人工接地體時，應在每根引下線上于距地面不低于 0.3m 處設接地體連接板。采用埋于土壤中的人工接地體時應設斷接卡，其上端應與連接板或鋼柱焊接。連接板處宜有明顯標志。 在易受機械損壞和防人身接觸的地方，地面上 1.7m 至地面下 0.3m 的一段接地線應采取暗敷或鍍鋅角鋼、改性塑料管或橡膠管等保護設施。,明敷引下線與斷接卡,防 雷,暗敷引下線與斷接卡,防 雷,暗敷引下線，明裝連接板,暗敷引下線，暗裝連接板,防 雷,防 雷,3、接地裝置：接地體和接地線組成的總體稱為接地裝置。 （1）接地體或接地極：直接與土壤接觸的金屬導體稱為接地體或接地極。接地體可分為人工接地體和自然接地體。 人工接地體是指專門為接地而裝設的接地體；自然接地體是指兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬管道及建筑物的混凝土基礎內鋼筋等。 （2）接地線：連接于電氣設備接地部分與接地體間的金屬導線稱為接地線。 （3）接地裝置相關規(guī)定： 埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼；埋于土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。圓鋼直徑不應小于10mm；扁鋼截面不應小于100 mm2，其厚度不應小于4mm；角鋼厚度不應小于4mm；鋼管壁厚不應小于3.5 mm。在腐蝕性較強的土壤中，應采取熱鍍鋅等防腐措施或加大截面。 接地線應與水平接地體的截面相同。,防 雷,人工垂直接地體的長度宜為2.5m。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5m，當受地方限制時可適當減小。 人工接地體在土壤中的埋設深度不應小于0.5m。接地體應遠離由于磚窯、煙道等高溫影響使土壤電阻率升高的地方。 防直擊雷的人工接地體距建筑物出人口或人行道不應小于3m。當小于3m時應采取下列措施之一： 水平接地體局部深埋不應小于1m； 水平接地體局部應包絕緣物，可采用5080mm厚的瀝青層； 采用瀝青碎石地面或在接地體上面敷設5080mm厚的瀝青層，其寬度應超過接地體2m。 埋在土壤中的接地裝置，其連接應采用焊接，并在焊接處作防腐處理。,人工垂直接地極與水平接地母線的焊接,防 雷,1、一類防雷建筑物措施 （1）應裝設獨立的避雷針或架空避雷線（網），使被保護的建筑物及其相關裝置牌接閃器的保護范圍內。架空避雷網的網格尺寸不應大于5*5m或6*4m。 （2）獨立避雷針的桿塔、架空避雷線的端部和架空避雷網的各支柱處應至少設一根引下線。對用金屬制成或有焊接、綁扎連接鋼筋網的桿塔、支柱，宜利用其作為引下線。,防 雷,（3）獨立避雷針和架空避雷線（網）的支柱及其接地裝置至被保護建筑物及與其有聯系的管道、電纜等金屬之間的距離不得小于3米。,建筑物,=3米,防 雷,（4）架空避雷線至屋面和各種突出屋面的風帽、放散管等物體之間的距離不得小于3米。,建筑物,=3米,防 雷,（5）當建筑物高于30米時，尚應采取防側擊措施。 （6）當樹木高于建筑物且不在接閃器保護范圍之內時，樹 木與建筑物之間的凈距不應小于5米。 2、二類防雷建筑物措施 （1）宜采用裝設在建筑物上的避雷針或架空避雷線（網）或由其混合組成的接閃器，避雷網（帶）應沿屋角、屋脊和檐角等易受雷擊的部位敷設，并應在整個屋面組成不大于10*10m或12*8m。 （2）引下線不少于兩根，并應沿建筑物四周均勻或對稱布置，其間距不應大于18米。 （3）高度超過45米的建筑物，應采取防側擊和等電位保護措施。 （4）有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐，當其壁厚不小于4mm時，可不裝設接閃器，但應接地，且接地點不應少于兩處；兩接地點間距不宜大于30米，沖擊接地電阻不應大于30歐姆。,防 雷,3、三類防雷建筑物措施 （1）宜采用裝設在建筑物上的避雷針或架空避雷線（網）或由其混合組成的接閃器，避雷網（帶）應沿屋角、屋脊和檐角等易受雷擊的部位敷設，并應在整個屋面組成不大于20*20m或24*16m。平屋面的建筑物，當其寬度不大于20米時，可僅沿周邊敷設一圈避雷帶。 （2）引下線不少于兩根，并應沿建筑物四周均勻或對稱布置，其間距不應大于25米。周長不超過25米，高不超過40米，可只設一根引下線。 （3）磚煙囟、鋼筋混凝土煙囪，宜在煙囪上裝設避雷針或避雷環(huán)保護。多支避雷針應連接在閉合環(huán)上。金屬煙囪應作為接閃器和引下線。 （4）高度超過60米的建筑物，應采取防側擊和等電位措施。,防 雷,不同防雷類別的滾球半徑,防 雷,4、滾球法： 在一定高度的避雷針下面，有一個安全區(qū)域，在這個區(qū)域中的物體基本上不致遭受雷擊，故稱為避雷針的保護范圍。單支避雷針保護范圍可以用“滾球法”求得，其形狀是一個對稱的錐體。,（1）當避雷針高度h小于或等于滾球半徑hr時： 距地面hr處作一平行于地面的平行線。 以避雷針針尖為圓心，以hr為半徑，作弧線交平行線于A、B兩點。 分別以A、B為圓心，hr為半徑作弧線，該兩條弧線上與避雷針尖 相交，下與地面相切，再將此兩條弧線以避雷針為軸旋轉180，形 成的圓弧曲面體空間就是避雷針的保護范圍。 避雷針在hx高度xx平面上的保護半徑rx按下式確定： （2）當避雷針高度hhr時，在避雷針上取高度hr的一點代替單支避雷針的針尖作為圓心，其余同第（1）條方法。,防 雷,防 雷,接 地,接 地,1、按功能分類 工作接地： 為了保證電氣設備在正常的情況下可靠的工作。 各種工作接地都有其各自的功能，如：變壓器、發(fā)電機的中性點直接接地能在運行中維持三相系統(tǒng)中相線對地電壓不變；又如電壓互感器一次線圈中性點接地是為了測量一次系統(tǒng)相對地的電壓源，中性點經消弧線圈接地能防止系統(tǒng)出現過電壓等。 保護接地： 將電氣設備的金屬外殼、配電裝置的構架、線路的塔桿等正常情況下不帶電，但可能因絕緣損壞而帶電的所有部分接地。因為這種接地的目的是保護人身安全，故稱為保護接地或安全接地。,防雷接地 給防雷保護裝置（避雷針、避雷線、避雷網）向大地泄放雷電流 提供通道。 防靜電接地 為了防止靜電引起易燃易爆氣體或液體發(fā)生火災或爆炸，而對貯 氣體或液體管道、容器等設置的接地。 重復接地 三相四線制的零線(或中性點)一處或多處經及接地裝置與大地再 次可靠連接，稱為重復接地。,接 地,接 地,按國際電工委員會(IEC)的規(guī)定低壓電網有五種接地方式。,2、按接線方式分類,第一個字母表示電源中性點的對地關系： T中性點直接接地； I中性點與地絕緣，或經高阻抗接地。 第二個字母表示裝置的外露可導電的部分對地關系； T外露可導電部分對地直接電氣連接； N外露可導電部分經過保護線與接地點相連。 橫線后面的字母(S、C或C-S)表示保護線與中性線的結合情況。,接 地,當設備帶電部分與外殼相連時，短路電流經外殼和N線（或PE線）而形成單相短路，顯然該短路電流較大，可使保護線快速而可靠地動作，將故障部分與電源斷開，消除觸電危險。 中性線N和保護線PE完全分開的稱為TN-S系統(tǒng)；N線與PE線前段共用、后段分開的稱為TN-C-S系統(tǒng)；N線與PE線完全共用的稱為TN-C系統(tǒng)。,（1）TN系統(tǒng),接 地,TN-S系統(tǒng)是我國現在應用最為廣泛的一種系統(tǒng)。在自帶變配電所的建筑中，幾乎無一例外地采用了TN-S系統(tǒng)；在建筑小區(qū)中，也有一些采用了TN-S系統(tǒng)。 TN-C-S系統(tǒng)也是現在應用比較廣泛的一種系統(tǒng)。工廠的低壓配電系統(tǒng)、城市公共低壓電網、小區(qū)的低壓配電系統(tǒng)等采用TN-C-S系統(tǒng)的較多。一般在采用TN-C-S系統(tǒng)時，都要同時采用重復接地這一技術措施，即在系統(tǒng)由TN-C變成TN-S處，將PEN線再次接地，以提高系統(tǒng)的安全性能。 TN-C系統(tǒng)現在已經很少采用。,接 地,TT系統(tǒng)的使用能減少人體觸電的危險，但是不夠安全。為保障人身安全，根據IEC標準應加裝漏電保護器（漏電開關）。,TT系統(tǒng)的電源中性點直接接地，也引出N線，而設備的外露可導電部分則經各自的PE線分別接地。,（2）TT系統(tǒng),接 地,在有些國家中，TT系統(tǒng)的應用十分廣泛，工業(yè)與民用 的配電系統(tǒng)都大量采用TT系統(tǒng)。在我國TT系統(tǒng)主要用于 城市公共配電網和農網。在實施剩余電流保護的基礎上， TT系統(tǒng)有很多的優(yōu)點，是一種值得推廣的接地形式。在農 網改造中，使用TT系統(tǒng)已比較普遍。,接 地,IT系統(tǒng)又稱為三相三線制系統(tǒng)。當電氣設備發(fā)生單相接地故障時，接地電流將通過人體和電網、大地之間的電容構成回路。一般情況下，此電流是不大的，但是，如果電網絕緣強度顯著下降，這個電流可能達到危險程度。,（3）IT系統(tǒng),接 地,IT系統(tǒng)常用于對供電連續(xù)性要求較高的配電系統(tǒng)，或用于對電擊防護要求較高的場所。前者如礦山巷道的供電，后者如醫(yī)院手術室的配電等。,接 地,接 地,1、電機、變壓器、電器、手握式及移動式電器； 2、電力設備的傳動裝置； 3、室內外配電裝置的金屬構架，鋼筋混凝土構架的鋼筋及靠近帶 電部分的金屬圍欄等； 4、配電屏及控制屏的框架； 5、電力線路的金屬保護管、各種金屬接線盒(如開關、插座等金 屬接線盒)，敷線的鋼索、電纜橋架、線槽，起重運輸設備的金屬 管道； 6、電纜的金屬外皮及電力電纜接線盒、終端盒； 7、在非瀝青地面場所的小接地電流系統(tǒng)中架空電力線路的金屬桿 塔。安裝在電力線路上的開關、電容器等電力設備及支架等。,接 地,以上設備的外露金屬部分按低壓系統(tǒng)(TN、TT、IT)的分類分 別接地和接零。另外在使用過程中產生靜電并對正常工作有影響 的場所，宜采取防靜電接地措施，在共用接地系統(tǒng)中，防靜電接 地可與共用接地系統(tǒng)相連。,作為保護線，PE線和PEN線的截面積應滿足： 具有足夠的機械強度； 在接地故障電流通過時具有熱穩(wěn)定性； 其阻抗保證在發(fā)生接地故障時不致產生過高的接觸電壓， 并滿足接地故障時保護裝置的靈敏性要求。,接 地,接 地,與防雷部分接地裝置的內容基本相同，補充以下接地要求。 1、各種不同性質的接地裝置聯合接地時，接地電阻要求小 于1歐姆。 2、接地裝置應優(yōu)先利用建筑物的自然接地體，當自然接地體 的接地電阻達不到要求時應增加人工接地體。,接 地,3、建筑物接地裝置宜采用共用接地裝置，但直擊雷與感應雷入地 點不能共點。,避雷針,電源進線,接地裝置,SPD,直擊雷地線與感應雷地線正確接法,直擊雷地線與感應雷地線錯誤接法,接 地,電氣設備金屬外殼的接地,接 地,室內接地線,接 地,等電位聯結,等電位聯結技術是我國20世紀90年代出現的新技術。在具體的實踐中，等電位聯結就是把建筑物內/附近的所有金屬物，如建筑物的基礎鋼筋、自來水管、煤氣管及其金屬屏蔽層，電力系統(tǒng)的零線、建筑物的接地系統(tǒng)，用電氣連接的方法連接起來，使整座建筑物成為一個良好的等電位體。 等電位聯結的目的就是使整個建筑物的正常非帶電導體處于電氣連通狀態(tài)，防止設備與設備之間、系統(tǒng)與