第七章+接地與安全及防雷(2008)

1、第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 接地安全接地安全電氣設備接地的目的：電氣設備接地的目的：保證由于電氣設備某處絕緣損壞而使外殼帶電時，一旦保證由于電氣設備某處絕緣損壞而使外殼帶電時，一旦人觸及電氣設絕緣損壞的外殼，使人體避免觸電的危險。人觸及電氣設絕緣損壞的外殼，使人體避免觸電的危險。保證電氣設備以及建筑物等的安全。保證電氣設備以及建筑物等的安全。 接地電阻：電流從埋入地中的接地體流向周圍土壤時，接地電阻：電流從埋入地中的接地體流向周圍土壤時，接地體與大地遠處的電位差與該電流之比（不是接地體的表接地體與大地遠處的電位差與該電流之比（不是接地體的表面電阻）。面電阻）。 接地電流（接

2、地短路電流）：當電氣設備發(fā)生接地故障接地電流（接地短路電流）：當電氣設備發(fā)生接地故障時，電流通過接地體向大地作半球形散開的這一電流。時，電流通過接地體向大地作半球形散開的這一電流。圖圖 接地體周圍電場分布接地體周圍電場分布 第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 電氣上的電氣上的“地地”或或“大地大地”：接地電流在大地中：接地電流在大地中散逸時，在各點有不同的電位梯度和電位，而電位散逸時，在各點有不同的電位梯度和電位，而電位梯度或電位為零的地方，稱為電氣上的梯度或電位為零的地方，稱為電氣上的“地地”或或“大地大地”。 跨步電壓：跨步電壓：當帶電導體發(fā)生接地故障時，人站在接地裝置附當帶電

3、導體發(fā)生接地故障時，人站在接地裝置附近的地面上，由于兩腳的地方電位不同，兩腳之間就有電位近的地面上，由于兩腳的地方電位不同，兩腳之間就有電位差。差。 圖圖 人的跨步電壓人的跨步電壓 接觸電壓：接觸電壓：人觸及發(fā)生接地故障設備，人體接觸故障設備人觸及發(fā)生接地故障設備，人體接觸故障設備的點與接地體相連的點之間呈現(xiàn)一定的電位差。減小接觸的點與接地體相連的點之間呈現(xiàn)一定的電位差。減小接觸電壓或跨步電壓的措施電壓或跨步電壓的措施工程上采用等電位聯(lián)結。工程上采用等電位聯(lián)結。 等電位聯(lián)接的含義等電位聯(lián)接的含義 在電氣裝置或某一空間內(nèi)，將所有金屬可導電部在電氣裝置或某一空間內(nèi)，將所有金屬可導電部分，以恰當?shù)姆?/p>

4、式互相聯(lián)接，使其電位相等或相近，分，以恰當?shù)姆绞交ハ嗦?lián)接，使其電位相等或相近，從而消除或減少各部分之間的電位差，有效的防止人身遭受電從而消除或減少各部分之間的電位差，有效的防止人身遭受電擊、電氣火災等事故的發(fā)生，此類連接擊、電氣火災等事故的發(fā)生，此類連接稱為等電位聯(lián)接。稱為等電位聯(lián)接。 等電位聯(lián)接的分類：等電位聯(lián)接的分類：分為總等電位聯(lián)接分為總等電位聯(lián)接(Mai Equipotential (Mai Equipotential Bonding MEB)Bonding MEB)；輔助等電位聯(lián)接；輔助等電位聯(lián)接(Supplementary (Supplementary Equipotential

5、Bonding SEB)Equipotential Bonding SEB)；局部等電位聯(lián)接；局部等電位聯(lián)接(Local (Local Equipotential Bonding LEB) Equipotential Bonding LEB) ，即是，即是IECIEC的最新觀念。的最新觀念。 總等電位聯(lián)接總等電位聯(lián)接(MEB)(MEB)：在一建筑物的電氣裝置范圍內(nèi)，將其建筑在一建筑物的電氣裝置范圍內(nèi)，將其建筑物構件、各種金屬管道、電氣系統(tǒng)的保護線物構件、各種金屬管道、電氣系統(tǒng)的保護線(PE(PE線線) )和人工或自和人工或自然接地裝置通過總等電位聯(lián)接端子板然接地裝置通過總等電位聯(lián)接端子板( (

6、條條) )互相連接，以降低建互相連接，以降低建筑物內(nèi)間接接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物內(nèi)間接接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道，金屬件引入的危險故障電筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道，金屬件引入的危險故障電壓的危害。壓的危害。 輔助等電位聯(lián)接輔助等電位聯(lián)接(SEB)(SEB)：將兩個或幾個可導電部分，進行電氣連將兩個或幾個可導電部分，進行電氣連通，直接作等電位聯(lián)結，使其故障接觸電壓，降至安全限值電通，直接作等電位聯(lián)結，使其故障接觸電壓，降至安全限值電壓以下。壓以下。 局部等電位聯(lián)接局部等電位聯(lián)接(LEB)(LEB)：在某一個局部范圍內(nèi)，通

7、過局部等電位在某一個局部范圍內(nèi)，通過局部等電位端子板端子板( (條條) )，將多個輔助等電位聯(lián)接。，將多個輔助等電位聯(lián)接。 第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 等電位聯(lián)接和接地的關系：等電位聯(lián)接和接地的關系：接地一般是指電氣系統(tǒng)、電接地一般是指電氣系統(tǒng)、電氣設備可導電金屬外殼、電氣設備外可導電金屬件等，氣設備可導電金屬外殼、電氣設備外可導電金屬件等，用導體與大地相聯(lián)結，使其被聯(lián)結部分與地電位相等或用導體與大地相聯(lián)結，使其被聯(lián)結部分與地電位相等或相近，故等電位聯(lián)結應該接地。但由于對象不同，有時不一定要相近，故等電位聯(lián)結應該接地。但由于對象不同，有時不一定要求必須與大地連接。如：在某一

8、局部區(qū)域內(nèi)，對地電阻在求必須與大地連接。如：在某一局部區(qū)域內(nèi)，對地電阻在50M50M以以上，這時其等電位聯(lián)結系統(tǒng)，不予接地，也是安全的。又如：車上，這時其等電位聯(lián)結系統(tǒng)，不予接地，也是安全的。又如：車載發(fā)電機及其供電設備，飛機等其等電位聯(lián)結指與其機架、載發(fā)電機及其供電設備，飛機等其等電位聯(lián)結指與其機架、機殼的連接，使其在此空間及平面范圍內(nèi)不存在電位差，達機殼的連接，使其在此空間及平面范圍內(nèi)不存在電位差，達到安全的目的。到安全的目的。 等電位聯(lián)結的作用：等電位聯(lián)結的作用：所有的電氣災害，均不是因為電位的高、低所有的電氣災害，均不是因為電位的高、低引起的，而是由于電位差的原因引起放電。電位差又稱電

9、壓。人引起的，而是由于電位差的原因引起放電。電位差又稱電壓。人身遭受電擊、電氣火災、電氣信息設備的損壞等，其主要原因都身遭受電擊、電氣火災、電氣信息設備的損壞等，其主要原因都是由于有了電位差引起放電造成。是由于有了電位差引起放電造成。 為了防止以上所述事故的發(fā)生，消除電位差或減小電位差是為了防止以上所述事故的發(fā)生，消除電位差或減小電位差是最有效的措施。采用等電位聯(lián)結的方法，能有效的消除或減小電最有效的措施。采用等電位聯(lián)結的方法，能有效的消除或減小電位差，使其設備及人員獲得安全防范保護。位差，使其設備及人員獲得安全防范保護。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 第七章第七章 接地與安全

10、及防雷接地與安全及防雷 二、接地類型和作用二、接地類型和作用按照電氣設備接地的作用區(qū)分，將接地類型分為：按照電氣設備接地的作用區(qū)分，將接地類型分為：工作接地：保證電器設備在正常和事故情況下可靠地工作接地：保證電器設備在正常和事故情況下可靠地工作而進行的接地。如維持相線對地電壓不變的變壓器和工作而進行的接地。如維持相線對地電壓不變的變壓器和發(fā)電機的中性點直接接地。發(fā)電機的中性點直接接地。保護接地：在中性點不接地的低壓系統(tǒng)中，將電氣設保護接地：在中性點不接地的低壓系統(tǒng)中，將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的備在正常情況下不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。金屬連接。

11、當某處絕緣損壞時，使用電設備的金屬外殼帶電。有了當某處絕緣損壞時，使用電設備的金屬外殼帶電。有了保護接地，故障電流經(jīng)兩條閉合回路。保護接地，故障電流經(jīng)兩條閉合回路。 接地保護示意圖接地保護示意圖 第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 MEEMMMEEMERRIIRIRIUU、 流經(jīng)接地體的電流及其電阻；流經(jīng)接地體的電流及其電阻； EIER、 流經(jīng)人體的電流及其電阻。流經(jīng)人體的電流及其電阻。 MIMR 一般為一般為4-104-10，人體電阻一般為，人體電阻一般為10001000左右，安全電左右，安全電流一般?。航涣髁饕话闳。航涣?3mA33mA，直流，直流50 mA 50 mA 。流經(jīng)

12、人體的電流極小，。流經(jīng)人體的電流極小，從而保護了人身安全。因此，在中性點不接地的系統(tǒng)中，從而保護了人身安全。因此，在中性點不接地的系統(tǒng)中，不采取保護接地是很危險的。不采取保護接地是很危險的。 ER接零保護接零保護 首先區(qū)分中性線和零線的意義不同。首先區(qū)分中性線和零線的意義不同。 中性點：發(fā)電機、變壓器、電動機等繞組中心有一點，中性點：發(fā)電機、變壓器、電動機等繞組中心有一點，它與外部各接線端間的電壓絕對值均相等，這一點稱為中性它與外部各接線端間的電壓絕對值均相等，這一點稱為中性點或中點。點或中點。 零點：當中性點接地時，該點就稱為零點。零點：當中性點接地時，該點就稱為零點。 中性線：由中性點引出

13、的導線稱為中性線。中性線：由中性點引出的導線稱為中性線。 零線：由零點引出的導線稱為零線零線：由零點引出的導線稱為零線。 第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 保護接零（又稱接零保護）：在中性點接地的保護接零（又稱接零保護）：在中性點接地的系統(tǒng)中，將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬系統(tǒng)中，將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與零線作良好的金屬連接。部分與零線作良好的金屬連接。 圖圖 接零保護接零保護 注意：注意： 對于中性點接地的三相四線制系統(tǒng)，只能采取保護接零。對于中性點接地的三相四線制系統(tǒng)，只能采取保護接零。保護接地不能有效地防止人身觸電事故。保護接地不能有效地防止人身觸電事故

14、。保護接地的危害產(chǎn)生：假設電源中性點接地電阻和電氣設保護接地的危害產(chǎn)生：假設電源中性點接地電阻和電氣設備的接地電阻均為備的接地電阻均為4 4，電源電壓，電源電壓220V220V，當電氣設備的絕緣，當電氣設備的絕緣損壞使電氣設備外殼帶電時，兩接地電阻間的電流：損壞使電氣設備外殼帶電時，兩接地電阻間的電流： 第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 AAARRIEE5 .27)44/(220)/(2200 這一電流值不一定能使保護裝置動作，因而使這一電流值不一定能使保護裝置動作，因而使電氣設備外殼長期存在著對地的電壓，其值為電氣設備外殼長期存在著對地的電壓，其值為: : =27.5 =27.

15、54V=110V4V=110V 若電氣設備的接地裝置不良，若電氣設備的接地裝置不良，則該電壓將會更高，人體接觸就會發(fā)生觸點的危險。則該電壓將會更高，人體接觸就會發(fā)生觸點的危險。 EIU ER結論：對中性點接地的電源系統(tǒng)，只有采用保護接零才結論：對中性點接地的電源系統(tǒng)，只有采用保護接零才是最為安全的。是最為安全的。 重復接地重復接地 采用保護接零時，除系統(tǒng)的中性點工作接地外，將零線采用保護接零時，除系統(tǒng)的中性點工作接地外，將零線上的一點或多點與地再作金屬連接。上的一點或多點與地再作金屬連接。防雷接地防雷接地 由接閃器、引下線、接地裝置組成，作用是將雷電電荷由接閃器、引下線、接地裝置組成，作用是將

16、雷電電荷分散引入大地，避免建筑及其內(nèi)部電氣設備遭受雷電侵害分散引入大地，避免建筑及其內(nèi)部電氣設備遭受雷電侵害。屏蔽接地屏蔽接地 使干擾電場在金屬屏蔽層感應所產(chǎn)生的電荷導入大地，使干擾電場在金屬屏蔽層感應所產(chǎn)生的電荷導入大地，將金屬屏蔽層接地。如變頻器的弱電信號電纜采用屏蔽電將金屬屏蔽層接地。如變頻器的弱電信號電纜采用屏蔽電纜，將屏蔽層接地。纜，將屏蔽層接地。專用電氣設備的接地。專用電氣設備的接地。三、電氣設備、電子設備的接地三、電氣設備、電子設備的接地 電氣設備的分類及接地電氣設備的分類及接地 電氣設備的劃分電氣設備的劃分 以以1000V1000V為界線，為界線，1000V1000V以下為低壓

17、電氣設備，以下為低壓電氣設備，1000V1000V以上為高壓電氣設備。以上為高壓電氣設備。 大接地短路電流的電氣設備：電壓在大接地短路電流的電氣設備：電壓在1KV1KV以上的電以上的電氣設備，當發(fā)生單相接地短路時，接地短路電流大于氣設備，當發(fā)生單相接地短路時，接地短路電流大于500A500A；小于；小于500A500A稱為小接地短路電流稱為小接地短路電流 的電氣設備。的電氣設備。 電氣設備接地的目的：電氣設備接地的目的：A.A.首先保護人身安全。首先保護人身安全。B.B.其其次保證電氣設備及建筑物等的安全。次保證電氣設備及建筑物等的安全。注意：為了保證人身安全，所有的電氣設備都應裝設接地注意：

18、為了保證人身安全，所有的電氣設備都應裝設接地裝置，并將電氣設備外殼接地或接零。裝置，并將電氣設備外殼接地或接零。 各種接地的電阻值要求各種接地的電阻值要求、學生自學、學生自學。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 2 2常見保護接地方式常見保護接地方式 按按IECIEC標準，低壓配電系統(tǒng)根據(jù)保護接地形式的不同標準，低壓配電系統(tǒng)根據(jù)保護接地形式的不同分為：分為：ITIT系統(tǒng)、系統(tǒng)、TTTT系統(tǒng)系統(tǒng) 、TNTN系統(tǒng)。系統(tǒng)。一、一、IECIEC（國際電工委員會）對系統(tǒng)接地的文字代號規(guī)定。（國際電工委員會）對系統(tǒng)接地的文字代號規(guī)定。第一個字母表示電力系統(tǒng)的對地關系。第一個字母表示電力系統(tǒng)的對

19、地關系。T T：一點直接接地：一點直接接地I I：所有帶電部分與地絕緣或一點經(jīng)高阻抗接地。：所有帶電部分與地絕緣或一點經(jīng)高阻抗接地。第二字母表示裝置的外露可導電部分的對地關系。第二字母表示裝置的外露可導電部分的對地關系。T T：外露可導電部分對地直接電氣連接，與電力系統(tǒng)的任何：外露可導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。接地點無關。N N：外露可導電部分與電力系統(tǒng)的接地點直接電氣連接，即：外露可導電部分與電力系統(tǒng)的接地點直接電氣連接，即 N N和和PEPE連在一起。連在一起。后面有字母時，表示中性線與保護線的組合。后面有字母時，表示中性線與保護線的組合。S S：中性線和保護線是

20、分開的。：中性線和保護線是分開的。C C：中性線和保護線是合一的。：中性線和保護線是合一的。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 二、二、ITIT系統(tǒng)系統(tǒng)定義：系統(tǒng)的中性點是對地絕緣或經(jīng)高阻抗接地，定義：系統(tǒng)的中性點是對地絕緣或經(jīng)高阻抗接地，用電設備的金屬外殼直接接地。用電設備的金屬外殼直接接地。ITIT系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖 IT系統(tǒng)的工作原理：當設備外殼未接地時，發(fā)生了單相碰殼故障系統(tǒng)的工作原理：當設備外殼未接地時，發(fā)生了單相碰殼故障時，設備外殼帶上了相電壓。人觸及設備，人和大地及電網(wǎng)的分布時，設備外殼帶上了相電壓。人觸及設備，人和大地及電網(wǎng)

21、的分布電容形成回路，對人體非常有危險。當設備外殼接上地以后，人體電容形成回路，對人體非常有危險。當設備外殼接上地以后，人體電阻遠遠大于接地裝置的接地電阻。這樣，大部分電流被接地裝置電阻遠遠大于接地裝置的接地電阻。這樣，大部分電流被接地裝置分流，流經(jīng)人體的電流很小，對人體起到了保護作用。分流，流經(jīng)人體的電流很小，對人體起到了保護作用。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 IT系統(tǒng)發(fā)生碰殼單相短路時，僅存在系統(tǒng)的分布系統(tǒng)發(fā)生碰殼單相短路時，僅存在系統(tǒng)的分布電容電流，電流小不會產(chǎn)生火花。因此，電容電流，電流小不會產(chǎn)生火花。因此，ITIT系統(tǒng)系統(tǒng)適用與環(huán)境不良，已發(fā)生單相接地故障的場所，適用

22、與環(huán)境不良，已發(fā)生單相接地故障的場所，以及易燃、易爆的場所，如紡織廠、煤廠和化工以及易燃、易爆的場所，如紡織廠、煤廠和化工廠等。廠等。三、三、 TTTT系統(tǒng)系統(tǒng) 定義：系統(tǒng)的電源中性點直接接地，與用電設備接地無定義：系統(tǒng)的電源中性點直接接地，與用電設備接地無關，設備的金屬外殼保護直接接地（關，設備的金屬外殼保護直接接地（PEPE）。）。 TT系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)的工作原理：當發(fā)生單相碰殼故障時，接地電流當發(fā)生單相碰殼故障時，接地電流經(jīng)經(jīng)PEPE和電源的工作接地和電源的工作接地N N構成回路。此時，若人觸及設備構成回路。此時，若人觸及設

23、備外殼時，由于保護接地裝置的電阻遠小于人體的電阻，外殼時，由于保護接地裝置的電阻遠小于人體的電阻，大部分接地電流被接地裝置分流，對人體起到保護作用。大部分接地電流被接地裝置分流，對人體起到保護作用。 TT系統(tǒng)在確保安全方面存在的不足：系統(tǒng)在確保安全方面存在的不足：當用電設備僅當用電設備僅是由于絕緣不良引起漏電時，漏電電流往往不大（僅為是由于絕緣不良引起漏電時，漏電電流往往不大（僅為毫安級），不可能使線路的保護裝置動作，導致漏電設毫安級），不可能使線路的保護裝置動作，導致漏電設備外殼長期帶電，增加了人體觸電的危險。備外殼長期帶電，增加了人體觸電的危險。 解決辦法：解決辦法：TTTT系統(tǒng)必須加漏電

24、保護開關。應用：民用系統(tǒng)必須加漏電保護開關。應用：民用建筑中。建筑中。 四、四、TNTN系統(tǒng)系統(tǒng) 定義：在變壓器或發(fā)電機中性點直接接地的定義：在變壓器或發(fā)電機中性點直接接地的380/220V380/220V三相四線低壓電網(wǎng)中，將正常運行時不帶電的用電設備三相四線低壓電網(wǎng)中，將正常運行時不帶電的用電設備的金屬外殼經(jīng)公共的保護線和電源的中性點直接電氣連的金屬外殼經(jīng)公共的保護線和電源的中性點直接電氣連接。接。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 TN系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖 系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)的工作原理：當電氣設備發(fā)生單相碰殼時，故障電當電氣設備發(fā)生單相碰殼時，故障電流經(jīng)設備的金屬外殼形成相線對保護

25、線的單相短路。將產(chǎn)流經(jīng)設備的金屬外殼形成相線對保護線的單相短路。將產(chǎn)生較大的短路電流，使線路上的保護裝置立即動作，將故生較大的短路電流，使線路上的保護裝置立即動作，將故障部分迅速切除，從而保證人身安全和其他設備或線路的障部分迅速切除，從而保證人身安全和其他設備或線路的正常運行。正常運行。 第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 TN系統(tǒng)的電源中性點直接接地，并有中性線（系統(tǒng)的電源中性點直接接地，并有中性線（N N）引出，按其保護形式，引出，按其保護形式，TNTN系統(tǒng)分為：系統(tǒng)分為：TN-CTN-C、TN-STN-S和和TN-C-STN-C-S三種系統(tǒng)。三種系統(tǒng)。 （1 1）TN-CTN

26、-C系統(tǒng)（三相四線制）。系統(tǒng)（三相四線制）。 TN-C系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖整個系統(tǒng)的中性線（整個系統(tǒng)的中性線（N N）和保護線（）和保護線（PEPE）是合一的，該線又）是合一的，該線又稱為保護中性線（稱為保護中性線（PEPE）線。）線。 優(yōu)點：優(yōu)點：節(jié)省了一條導線（節(jié)省了一條導線（PEPE）。）。 缺點：缺點：三相負載不平衡或保護中性線斷開時，會使所有用三相負載不平衡或保護中性線斷開時，會使所有用電設備的金屬外殼都帶上危險電壓。電設備的金屬外殼都帶上危險電壓。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 （2 2）TN-STN-S系統(tǒng)（三相五線制；糾正：叫法不科學，系統(tǒng)（三相五線制；糾正：叫法不科學

27、，國外沒有這種叫法）。國外沒有這種叫法）。 TN-STN-S系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖特點：特點：整個系統(tǒng)的整個系統(tǒng)的N N線和保護線和保護PEPE線是分開的。線是分開的。優(yōu)點：優(yōu)點：1 1）正常情況下）正常情況下 PEPE線沒有電流，不會對接在線沒有電流，不會對接在 PEPE線上的其他線上的其他設備產(chǎn)生電磁干擾。設備產(chǎn)生電磁干擾。 2）N N線和線和 PEPE線分開，線分開，N N線斷線不會影響線斷線不會影響 PEPE線的保護作用。線的保護作用。缺點：缺點：系統(tǒng)耗用的導電材料較多，投資較大。系統(tǒng)耗用的導電材料較多，投資較大。應用：應用：多用于安全可靠性要求較高，設備對電磁干擾要求較嚴或多用于安全可靠性要求

28、較高，設備對電磁干擾要求較嚴或環(huán)境條件較差的場所使用。新建的大型民用建筑。環(huán)境條件較差的場所使用。新建的大型民用建筑。 第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 （3 3）TN-C-STN-C-S系統(tǒng)系統(tǒng)TN-C -S系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖特點：特點：系統(tǒng)中有一部分中線和保護線是合一的，而有一系統(tǒng)中有一部分中線和保護線是合一的，而有一部分是分開的。部分是分開的。系統(tǒng)兼有系統(tǒng)兼有TN-CTN-C和和TN STN S系統(tǒng)的特點。系統(tǒng)的特點。適用范圍：適用范圍：用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境較差或對電磁干擾要用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境較差或對電磁干擾要求較嚴的場所。求較嚴的場所。住宅小區(qū)住宅小區(qū)( (如山東標準如山東標

29、準) )。 3 3民用建筑的防雷民用建筑的防雷 雷電的形成及其特性，民用建筑的防雷分級和民用建筑的防雷雷電的形成及其特性，民用建筑的防雷分級和民用建筑的防雷措施，建筑物防雷裝置的組成、高層民用建筑特殊防雷措施。措施，建筑物防雷裝置的組成、高層民用建筑特殊防雷措施。一、雷電的形成及對建筑物的危害一、雷電的形成及對建筑物的危害雷電的產(chǎn)生雷電的產(chǎn)生 雷電是由雷云（帶電的云層）對地面建筑物（包括大地）放電雷電是由雷云（帶電的云層）對地面建筑物（包括大地）放電所引起的。所引起的。 雷電形成：地面的濕氣受熱上升雷電形成：地面的濕氣受熱上升在空中與冷氣團相遇，凝成在空中與冷氣團相遇，凝成水滴，形成積云水滴，

30、形成積云在運動過程中受強烈氣流的作用在運動過程中受強烈氣流的作用形成帶正、負不形成帶正、負不同電荷的兩部分積云，這種積云稱為雷云。同電荷的兩部分積云，這種積云稱為雷云。在上下氣流的強烈撞在上下氣流的強烈撞擊和摩擦下，雷云中的電荷越聚越多擊和摩擦下，雷云中的電荷越聚越多一方面在空中形成了正、負一方面在空中形成了正、負不同雷云間的強大電場；另一方面，臨近地面的雷云（實測表明負不同雷云間的強大電場；另一方面，臨近地面的雷云（實測表明負極性占絕大多數(shù)）使大地或建筑物感應出與其極性相反的電荷。極性占絕大多數(shù)）使大地或建筑物感應出與其極性相反的電荷。雷云與大地或建筑物之間形成了強大的電場。雷云與大地或建筑

31、物之間形成了強大的電場。當雷云附近的電場當雷云附近的電場強度達到足以使空氣絕緣破壞時，空氣開始游離（電子），變導電強度達到足以使空氣絕緣破壞時，空氣開始游離（電子），變導電的通道，的通道，這個導電的通道由雷云逐步向地面發(fā)展，這個過程叫先這個導電的通道由雷云逐步向地面發(fā)展，這個過程叫先導放電。導放電。先導放電的頭部接近異性雷云電荷中心或地面感應電荷先導放電的頭部接近異性雷云電荷中心或地面感應電荷中心，就開始進入放電的第二階段中心，就開始進入放電的第二階段主放電階段。主放電階段。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 主放電：主放電：放電的電流就是雷電流，可達幾十萬安，電壓可放電的電流就是

32、雷電流，可達幾十萬安，電壓可達幾百萬伏，溫度可達達幾百萬伏，溫度可達2 2萬攝氏度。在幾個微妙的時間內(nèi)，萬攝氏度。在幾個微妙的時間內(nèi)，使周圍的空氣通道燒成白熱而猛烈膨脹，出現(xiàn)光亮和巨響，使周圍的空氣通道燒成白熱而猛烈膨脹，出現(xiàn)光亮和巨響，這就是通常所說的這就是通常所說的“打閃打閃”和和“打雷打雷”。 雷擊中建筑物、樹木或人畜稱為雷擊中建筑物、樹木或人畜稱為“雷電事故雷電事故”。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 建筑物遭受雷擊的一般情況建筑物遭受雷擊的一般情況直接雷擊直接雷擊 雷電直接打在建筑物上。雷電直接打在建筑物上。 特征：一般作用于建筑物頂部的突出部分和建筑物的側特征：一般作

33、用于建筑物頂部的突出部分和建筑物的側面。面。雷電波浸入雷電波浸入 雷電打在架空線路上或金屬管道上，雷電波將沿著這些雷電打在架空線路上或金屬管道上，雷電波將沿著這些管線侵入建筑物內(nèi)部，危及人身或設備安全。管線侵入建筑物內(nèi)部，危及人身或設備安全。雷電對建筑物的危害雷電對建筑物的危害 雷電的熱效應和機械效應使受直擊的建筑物遭受嚴重雷電的熱效應和機械效應使受直擊的建筑物遭受嚴重的破壞。的破壞。雷的電磁效應雷的電磁效應 在雷電流通過的周圍，將產(chǎn)生強大的電磁場，使附近在雷電流通過的周圍，將產(chǎn)生強大的電磁場，使附近的導體或金屬結構以及電力裝置上，產(chǎn)生很高的感應電壓，的導體或金屬結構以及電力裝置上，產(chǎn)生很高的

34、感應電壓，達到幾十萬伏，破壞一般電氣設備的絕緣。達到幾十萬伏，破壞一般電氣設備的絕緣。 在金屬結構回路中，由于接觸不良，或有空隙的地方，在金屬結構回路中，由于接觸不良，或有空隙的地方，將產(chǎn)生火花放電，造成爆炸或火災。將產(chǎn)生火花放電，造成爆炸或火災。二、建筑物落雷的相關因素和民用建筑的防雷分類二、建筑物落雷的相關因素和民用建筑的防雷分類 建筑物遭受雷擊的相關因素建筑物遭受雷擊的相關因素 建筑物落雷次數(shù)的多少受以下兩個因數(shù)的影響：建筑物落雷次數(shù)的多少受以下兩個因數(shù)的影響： 與當?shù)氐睦纂娀顒宇l繁程度有關；與當?shù)氐睦纂娀顒宇l繁程度有關； 與建筑物本身的結構特征有關。與建筑物本身的結構特征有關。第七章第

35、七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 易遭雷擊的建筑物特征：易遭雷擊的建筑物特征： a.a.建筑物的高度和孤立程度：曠野中孤立的建筑物建筑物的高度和孤立程度：曠野中孤立的建筑物和建筑群中高聳的建筑物，容易遭受雷擊。和建筑群中高聳的建筑物，容易遭受雷擊。 b.b.建筑物的結構及所用材料：凡金屬屋頂、金屬構架、鋼建筑物的結構及所用材料：凡金屬屋頂、金屬構架、鋼筋混凝土結構的建筑物容易遭雷擊。筋混凝土結構的建筑物容易遭雷擊。建筑物的地下情況，如地下有金屬管道、金屬礦藏，建筑物的地建筑物的地下情況，如地下有金屬管道、金屬礦藏，建筑物的地下水位較高，這些建筑下水位較高，這些建筑物也易遭雷擊。物也易遭雷

36、擊。 建筑物易遭雷擊的部位：建筑物易遭雷擊的部位：屋面上突出的部分和邊沿。如平屋面的屋面上突出的部分和邊沿。如平屋面的檐角、女兒墻和四周屋檐；有坡度的屋面的屋角、屋脊、檐角；檐角、女兒墻和四周屋檐；有坡度的屋面的屋角、屋脊、檐角；高層建筑的側面墻上易遭雷擊的側擊。高層建筑的側面墻上易遭雷擊的側擊。民用建筑的分類民用建筑的分類 建筑物的防雷分類是根據(jù)建筑物的重要性、使用性質，發(fā)生雷建筑物的防雷分類是根據(jù)建筑物的重要性、使用性質，發(fā)生雷電事故的可能性，以及影響后果來劃分的，在建筑電氣設計中，電事故的可能性，以及影響后果來劃分的，在建筑電氣設計中，把民用建筑按照防雷等級分成三類。把民用建筑按照防雷等

37、級分成三類。1 1） 第一類民用建筑物第一類民用建筑物 a.a.具有特別重要用途和重大政治意義的建筑物。如國家級會堂、具有特別重要用途和重大政治意義的建筑物。如國家級會堂、辦公機關建筑、通訊樞紐等。辦公機關建筑、通訊樞紐等。 b.b.國家級重點文物保護的建筑物；國家級重點文物保護的建筑物； c c超高層建筑物。超高層建筑物。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 2 2）第二類防雷民用建筑第二類防雷民用建筑 a.a.重要的或人員密集的大型建筑物，如省、部級辦公樓；重要的或人員密集的大型建筑物，如省、部級辦公樓；省及交通、通訊、廣播設施等。省及交通、通訊、廣播設施等。 b.b.省級重點文

38、物保護的建筑物。省級重點文物保護的建筑物。 c.19c.19層及以上的住宅建筑和高度超過層及以上的住宅建筑和高度超過50m50m的其他民用建筑。的其他民用建筑。3 3）第三類防雷民用建筑物第三類防雷民用建筑物 a.a.建筑群中高于其它建筑物或處于邊緣地帶的高度為建筑群中高于其它建筑物或處于邊緣地帶的高度為20m20m以上的建筑物。在雷電活動強烈地區(qū)高度為以上的建筑物。在雷電活動強烈地區(qū)高度為15m15m以上的建以上的建筑物；筑物； b.b.高度超過高度超過15m15m的煙囪、水塔等孤立建筑物；的煙囪、水塔等孤立建筑物； c.c.歷史上雷電事故嚴重地區(qū)的建筑物或雷電事故較多地歷史上雷電事故嚴重地

39、區(qū)的建筑物或雷電事故較多地區(qū)的較重要建筑物。區(qū)的較重要建筑物。 d.d.建筑物年計算累計次數(shù)達到幾次及以上的民用建筑。建筑物年計算累計次數(shù)達到幾次及以上的民用建筑。三、民用建筑的防雷措施和防雷裝置三、民用建筑的防雷措施和防雷裝置 民用建筑防雷堅持的原則：做到安全可靠、經(jīng)濟合理。民用建筑防雷堅持的原則：做到安全可靠、經(jīng)濟合理。因此，民用建筑的防雷一般采取，防直接雷擊和防雷電因此，民用建筑的防雷一般采取，防直接雷擊和防雷電波入侵的措施。波入侵的措施。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 一般的防雷措施及其防雷裝置一般的防雷措施及其防雷裝置措施：防止直接雷擊。措施：防止直接雷擊。裝置：由接

40、閃器、引下線和接地裝置三部分組成。裝置：由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。防止直接雷擊裝置的作用原理：防止直接雷擊裝置的作用原理： 將雷電引向自身并安全導入地中，保護了附近建筑物免遭雷擊。將雷電引向自身并安全導入地中，保護了附近建筑物免遭雷擊。如：避雷針、避雷帶、避雷器。如：避雷針、避雷帶、避雷器。a.a.接閃器接閃器 用良好導體材料制成，并且裝在建筑物的頂部。直接用良好導體材料制成，并且裝在建筑物的頂部。直接受雷擊的部分，用來吸引雷電的。受雷擊的部分，用來吸引雷電的。 接閃器的結構有避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等，還有兼做接閃器接閃器的結構有避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等，還有兼做接閃器的金屬屋面和

41、金屬構件。的金屬屋面和金屬構件。b.b.引下線引下線 接閃器通過引下線與接地裝置相連。接閃器通過引下線與接地裝置相連。作用：將接閃器作用：將接閃器“接接”下來的雷電流引入大地。下來的雷電流引入大地。材料：一般用圓鋼或扁鋼制成，截面大小應能承受通過的雷電流。材料：一般用圓鋼或扁鋼制成，截面大小應能承受通過的雷電流。另外可用建筑物的金屬構件或利用建筑物鋼筋混泥土屋面板、梁、另外可用建筑物的金屬構件或利用建筑物鋼筋混泥土屋面板、梁、柱以及基礎內(nèi)的鋼筋作為防雷引下線，但這時有關金屬部件或被柱以及基礎內(nèi)的鋼筋作為防雷引下線，但這時有關金屬部件或被利用的鋼筋均應焊接成電氣通路。利用的鋼筋均應焊接成電氣通路

42、。c.c.接地裝置接地裝置 是接地體和接地線的統(tǒng)稱。是接地體和接地線的統(tǒng)稱。作用：使雷電流迅速流散到大地中去。接地線、接地電阻要滿足作用：使雷電流迅速流散到大地中去。接地線、接地電阻要滿足一定的要求。一定的要求。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 防雷電流入侵措施和防雷裝置防雷電流入侵措施和防雷裝置 雷電波的入侵：是由于雷擊對架空線路或金屬管道的作雷電波的入侵：是由于雷擊對架空線路或金屬管道的作用，雷電波可能沿著這些管線入侵屋內(nèi)，危及人身安全或損壞設備。用，雷電波可能沿著這些管線入侵屋內(nèi)，危及人身安全或損壞設備。 措施：把進入建筑物的各種線路及金屬管道全線埋地引入，并在措施：把進入

43、建筑物的各種線路及金屬管道全線埋地引入，并在入戶處將其有關部分與接地裝置相連接。當?shù)蛪壕€路采用架空直接入戶處將其有關部分與接地裝置相連接。當?shù)蛪壕€路采用架空直接入戶時，應在入戶處裝設閥型避雷器。入戶時，應在入戶處裝設閥型避雷器。防止雷電反擊的措施防止雷電反擊的措施 雷電反擊的概念：當防雷裝置接受雷擊時，在接閃器、引下線和雷電反擊的概念：當防雷裝置接受雷擊時，在接閃器、引下線和接地體上都產(chǎn)生很高的電位，如果防雷裝置與建筑物內(nèi)外的電器設接地體上都產(chǎn)生很高的電位，如果防雷裝置與建筑物內(nèi)外的電器設備、電線或其他金屬管線之間的絕緣距離不夠，它們之間就會發(fā)生備、電線或其他金屬管線之間的絕緣距離不夠，它們之

44、間就會發(fā)生放電，這種現(xiàn)象稱為雷電反擊。放電，這種現(xiàn)象稱為雷電反擊。 反擊的危害：造成電氣設備絕緣破壞，金屬管道燒穿，甚至引起反擊的危害：造成電氣設備絕緣破壞，金屬管道燒穿，甚至引起火災和爆炸?；馂暮捅?。 防止雷電反擊的措施：防止雷電反擊的措施： a.a.將建筑物的金屬物體與防雷裝置的接閃器、引下線分離開，且保將建筑物的金屬物體與防雷裝置的接閃器、引下線分離開，且保持一定的距離；持一定的距離； b.b.當防雷裝置不易與建筑物內(nèi)的鋼筋、金屬管道分隔開時，則將建當防雷裝置不易與建筑物內(nèi)的鋼筋、金屬管道分隔開時，則將建筑物內(nèi)的金屬管道系統(tǒng)，在其主干管道處與靠近的防雷裝置相連接，筑物內(nèi)的金屬管道系統(tǒng)，

45、在其主干管道處與靠近的防雷裝置相連接，建建筑物每層的鋼筋與所有的防雷引下線連接。建建筑物每層的鋼筋與所有的防雷引下線連接。第七章第七章 接地與安全及防雷接地與安全及防雷 現(xiàn)代建筑的防雷特點現(xiàn)代建筑的防雷特點 現(xiàn)代民用建筑較多地采用了鋼筋混凝土結構，且屋內(nèi)的長伸現(xiàn)代民用建筑較多地采用了鋼筋混凝土結構，且屋內(nèi)的長伸金屬和電器設備越來越多。在考慮防雷措施時，不僅要考慮建筑金屬和電器設備越來越多。在考慮防雷措施時，不僅要考慮建筑物本身的防雷，還要考慮到建筑物內(nèi)部設備的防雷。物本身的防雷，還要考慮到建筑物內(nèi)部設備的防雷。 對于民用建筑所采取的防雷措施，主要是根據(jù)建筑物的不同防對于民用建筑所采取的防雷措施，主要是根據(jù)建筑物的不同防雷類別來決定。雷類別來決定。 第一類民用建筑物應設置防直接雷和雷電波侵入的保護措施。第一類民用建筑物應設置防直接雷和雷電波侵入的保護措施。 第二類民用建筑防雷設計應根據(jù)設置防直接雷的