建筑防雷及接地

建筑防雷及接地第一頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.1接地與接零作用及分類第八章建筑接地及防雷——8.1接地作用與分類

用電設備某處絕緣損壞可致外殼帶電，可在觸摸的人體和大地間形成接地電流，造成人身危害。

電擊對人體的危害程度主要取決于通過人體電流的大小和時間。能引起人感覺到的最小電流值稱為感知電流：交流為1mA，直流為5mA；人觸電后能自己擺脫的最大電流稱為擺脫電流：交流為10mA，直流為50mA；在較短的時間內(nèi)危及生命的電流稱為致命電流，致命電流為50mA。在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可按30mA考慮。一般情況下安全電壓為36V，在有高度觸電危險的建筑物中為24V，在有特別觸電危險的建筑物中為12V。

第二頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.1接地作用與分類電流(mA)50Hz交流電直流電0.6~1.5手指開始感覺發(fā)麻無感覺2~3手指感受覺強烈發(fā)麻無感覺5~7手指肌肉感覺痙攣手指感灼熱和刺痛8~10手指關節(jié)與手掌感覺痛，但尚能擺脫電源感灼熱增加20~25手指感覺劇痛，迅速麻痹，不能擺脫電源，呼吸困難灼熱更增，手的肌肉開始痙攣50~80呼吸麻痹，心房開始震顫強烈灼痛，手的肌肉痙攣，呼吸困難90~100呼吸麻痹，持續(xù)3s后心臟麻痹或心房停止跳動呼吸麻痹第三頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.1接地與接零作用及分類第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類

用電設備某處絕緣損壞可致外殼帶電，人觸摸時，可在人體和大地之間形成接地電流，造成人身危害。

采取接地或接零保護措施，就能保障人身安全。一、接地與接零區(qū)別

用電設備接地——將設備外殼用導線與地可靠連接，這時通過人體的電流僅是全部接地電流的一部分。接地電阻與人體電阻是并聯(lián)的，接地電阻越小，流經(jīng)人體的電流也越小，如果限制接地電阻在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，就能保障人身安全。第四頁，共四十八頁，2022年，8月28日一、接地與接零區(qū)別

用電設備接地——將設備外殼用導線與地可靠連接。這時通過人體的電流僅是全部接地電流的一部分，接地電阻與人體電阻是并聯(lián)的，接地電阻越小，流經(jīng)人體的電流也越小，如果限制接地電阻在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，就能保障人身安全。

用電設備接零——三相四線制系統(tǒng)中，將設備外殼與中線（零線）相接。在這種情況下，如果有一相帶電部分碰連設備外殼，則通過設備外殼形成相線對零線的單相短路，短路電流能使線路上的保護裝置迅速動作，從而使故障部分脫離電源，保障安全。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第五頁，共四十八頁，2022年，8月28日

接地裝置包括接地體(接地極)和接地線。二、接地概述1、接地裝置第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第六頁，共四十八頁，2022年，8月28日

接地電阻等于接地體與大地遠處之間的電壓與埋入地中的接地體流向周圍土壤的電流（接地電流）之比，包括接地線和接地體本身的電阻、接地體與大地遠處之間的電阻。接地電阻大小直接體現(xiàn)了電氣裝置接地的良好程度。二、接地概述2、接地電阻

可用接地電阻測量儀測量接地電阻大小。

接地電阻一般小于10Ω（人體對地電阻約2kΩ、潮濕時約為1kΩ）。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第七頁，共四十八頁，2022年，8月28日

由于接地電阻的存在，接地電流在接地體周圍形成電位分布（無窮遠處電位為零）：二、接地概述3、電位分布距接地體20m遠處電位幾乎為0。電位為零處稱為電氣中的“地”。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第八頁，共四十八頁，2022年，8月28日

跨步電壓是指人站在接地體旁地面時，人兩腳之間的電位差。二、接地概述4、跨步電壓計算跨步電壓時，人兩腳距離約0.8m。距接地體越近，跨步電壓越大，接地體20m外跨步電壓為0。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第九頁，共四十八頁，2022年，8月28日

根據(jù)接地作用不同，分為工作接地、保護接地、重復接地、防雷接地、屏蔽接地等。三、接地類型和作用1、工作接地

電路或設備中性點接地。

工作接地的作用是保持系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性，以保證設備正常工作。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第十頁，共四十八頁，2022年，8月28日三、接地類型和作用2、保護接地

電氣設備的金屬外殼接地。

保護接地的作用是保證電氣設備漏電時產(chǎn)生的對地電壓不超過安全范圍。3、重復接地

在中性點直接接地的系統(tǒng)中，在零線的一處或多處用金屬導線連接接地裝置。

重復接地的作用是保證零線斷線時斷線點后的其他設備仍可靠接地。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日三、接地類型和作用4、防雷接地

避免雷電危害進行的接地。5、屏蔽接地

金屬屏蔽殼體的接地，作用是將屏蔽殼上感應產(chǎn)生的電荷倒入大地。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日

接地裝置是指埋設在地下的接地體與接地體到設備之間的連接導線的總稱。1、接地體分類

接地體分為自然接地體和人工接地體兩類。（1）自然接地體

自然接地體包括建筑物中與大地有良好接觸的各種金屬構件、金屬井管、鋼筋混凝土中的鋼筋、埋地金屬管道等。

利用自然接地體時，一定要保證金屬構件可靠連接，凡用螺栓連接或其他連接的，要采用焊接。四、接地裝置第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日1、接地體分類

接地體分為自然接地體和人工接地體兩類。（2）人工接地體

人為埋入地下用作接地裝置的導體。常用鋼管、圓鋼、扁鋼、角鋼等。2、人工接地體安裝圓鋼：直徑8mm；扁鋼：厚度4

mm、截面48mm2

；角鋼：50×4mm；鋼管：直徑50mm、壁厚2.5mm

。（1）人工接地體最小尺寸垂直安裝長度一般為2.5m、水平安裝可達幾十米。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日

接地體上端離地面深度不應小于0.6m(農(nóng)田地帶不應小于1m)，并應在冰凍層以下。相鄰垂直接地體之間的距離一般為2倍長度（一般為5m）。接地體的引出導體應高出地面0.3m以上。（2）人工接地體安裝要求

接地體分為垂直安裝和水平安裝兩種形式(常用垂直安裝)。

垂直安裝分為單根、多根、環(huán)路及網(wǎng)狀等形式。

為減小電壓影響，接地體距建筑物應不小于1.5m、距出口或人行道距離不小于3m。第八章建筑接地及防雷——8.1接地與接零作用及分類第十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日單根接地體多根接地體環(huán)路接地體網(wǎng)狀接地體第十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.2電氣設備的接地第八章建筑接地及防雷——8.2電氣設備的接地

電氣設備及電子設備接地的目的是為了保證人身安全，其次才是保護設備及建筑物等的安全。

所有電氣設備均應設接地裝置(或接地端)，將裝置外殼可靠接地。

接地時有幾點注意事項——參見P199。第十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.3常見保護接地方式第八章建筑接地及防雷——8.3常見保護接地方式一、國際電工委員會（IEC）劃分的接地形式接地形式中字母意義：

根據(jù)接地不同，IEC將接地形式劃分為IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)及TN系統(tǒng)。第一個字母表示電源端與地的關系：T—電源端有一點直接接地；I—電源端不接地或通過高阻接地。第二個字母表示電氣裝置外露可導電部分與地的關系：T—電氣裝置外露可導電部分直接接地，與電源端無關；N—電氣裝置外露可導電部分與電源端接地點直接連接。第十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.3常見保護接地方式第八章建筑接地及防雷——8.3常見保護接地方式二、IT系統(tǒng)電源端不接地，電氣裝置金屬外殼直接接地。IT系統(tǒng)適用于環(huán)境條件不良、易發(fā)生單相碰殼故障的場所及易燃易爆的場所。第十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.3常見保護接地方式第八章建筑接地及防雷——8.3常見保護接地方式三、TT系統(tǒng)電源端的中性點接地，電氣裝置金屬外殼也直接接地。TT系統(tǒng)廣泛用于民用建筑中。第二十頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.3常見保護接地方式第八章建筑接地及防雷——8.3常見保護接地方式四、TN系統(tǒng)電源端的中性點接地，電氣裝置金屬外殼與電源中心點直接連接。TN系統(tǒng)節(jié)省材料，也廣泛得到應用。第二十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日1、等電位連接及作用

通過等電位聯(lián)結(jié)端子板將建筑物中的金屬構件與接地裝置相連，以達到降低建筑物接觸電壓和不同金屬部件間的電位差（這些裝置電位相等），并消除建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道引入的故障電壓危害。第八章建筑接地及防雷——8.3常見保護接地方式五、建筑物等電位連接第二十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日2、等電位連接類型

總體等電位連接是將建筑物內(nèi)煤氣、給排水管道、冷暖管道、電訊設備等所有金屬構件與接地裝置相連。

建筑物等電位連接分為總體等電位連接、局部等電位連接和輔助等電位連接三類。

局部等電位連接是將建筑物內(nèi)某一局部范圍內(nèi)的金屬構件與接地裝置相連。

輔助等電位連接是將導體用導線直接連接。第八章建筑接地及防雷——8.3常見保護接地方式五、建筑物等電位連接第二十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級一、雷電的產(chǎn)生

地面水氣受熱上升，在空中形成積云，積云在運動過程中摩擦起電，形成了帶正負電荷的兩種積云（雷云），它們之間形成空間電場。同時，接近地面的雷云使大地及建筑物感應出與其極性相反的電荷，二者之間形成空地電場。當電場足夠強時，破壞了空氣的絕緣作用，正負電荷相遇產(chǎn)生巨大火花、并伴隨著很大的響聲，同時產(chǎn)生高溫——放電現(xiàn)象，由此產(chǎn)生了雷電。

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種自然放電現(xiàn)象。第二十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級二、雷電對建筑物的破壞

雷電的放電電流可達幾十萬安、放電電壓可達幾百萬伏、溫度可達兩萬攝氏度。

空曠的孤立物、尖頂建筑物、建筑物中的突出部分、建筑物中的金屬部分、潮濕部位、金屬礦藏地帶等為易遭雷擊處。

雷電打在建筑物上（直接雷擊），極短時間內(nèi)產(chǎn)生巨大的熱量，可融化金屬、燒焦物品等；

雷電打在架空線路或金屬管道上，雷電波將沿著這些管線侵入建筑物內(nèi)部，危機人身和設備安全。第二十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級三、雷暴日

一個地區(qū)的雷暴日指的是該地有雷電活動的年平均天數(shù)。我國部分地區(qū)年平均雷暴日地區(qū)雷暴日（d/a）地區(qū)雷暴日（d/a）廣州90重慶40哈爾濱80太原40福州60北京40南昌60南京38長沙50上海35第二十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級四、建筑物防雷等級

根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性及危害性，將其防雷等級分為三類。1、第一類防雷建筑（1）凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、人工品等大量爆炸物質(zhì)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；（2）具有0區(qū)或10區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物；（3）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，會造成巨大坡壞和人身傷亡者。

遇下列情況之一時，應劃為第一類防雷建筑物：第二十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級爆炸環(huán)境分區(qū)0區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境

1區(qū)：在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境

2區(qū)：在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境

10區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性粉塵環(huán)境

11區(qū)：有時會將積留下的粉塵揚起而偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵混合物的環(huán)境

21區(qū)：具有閃點高于環(huán)境溫度的可燃液體，在數(shù)量和配置上能引起火災的環(huán)境

22區(qū)：具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵或可燃纖維，雖不可能形成爆炸混合物，但在數(shù)量和配置上能引起火災危險的環(huán)境

23區(qū)：具有固定狀可燃物質(zhì)，在數(shù)量和配置上能引起火災危險的環(huán)境第二十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級2、第二類防雷建筑（1）國家級重點文物保護的建筑物；（2）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；（3）國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經(jīng)濟有重要意義且裝有大量電子設備的建筑物；（4）制造、使用或貯存爆炸物的建筑物，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；

遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：第二十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級2、第二類防雷建筑（5）具有1區(qū)爆危險環(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；（6）具有2區(qū)或11區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物；（7）工業(yè)企業(yè)內(nèi)有爆炸危險的露天鋼質(zhì)封閉氣罐；（8）預計雷擊次數(shù)大于0.05次/a的省、部級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物；（9）預計雷擊次數(shù)大于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物；（10）地基GPS野外監(jiān)測墩。

遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：第三十頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級3、第三類防雷建筑（1）省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館；（2）預計雷擊次數(shù)大于或等于0.01次/a，且小于或等于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物，以及火災危險場所；（3）預計雷擊次數(shù)大于或等于0.05次/a，且小于或等于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物；

遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：第三十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.4雷電的產(chǎn)生與防雷等級3、第三類防雷建筑（4）在年均雷暴日大于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；（5）根據(jù)雷擊后對工業(yè)生產(chǎn)的影響及產(chǎn)生的后果，并結(jié)合當?shù)貧庀?、地形、地質(zhì)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。

遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：第三十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.5建筑物防雷措施第八章建筑接地及防雷——8.6建筑物防雷措施在建筑物最高處安裝防雷裝置，將雷電引向自身，并安全導入地下，可保護本建筑物及附近建筑物免遭雷擊。第三十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.5建筑物防雷措施第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施一、防雷裝置防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置三部分構成。第三十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施一、防雷裝置1、接閃器

接閃器是位于防雷裝置頂部的金屬物體，其作用是利用其高出被保護物的突出部位把雷電引向自身，承接直擊雷擊。第三十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施

避雷塔主要用于工廠等空曠地帶；避雷針主要用于尖狀樓體；避雷環(huán)主要用于煙囪；避雷線主要用于輸電線路保護；避雷網(wǎng)主要用于寬大建筑物（裝在屋脊、女兒墻、通風管道以及平屋頂?shù)倪呇氐茸羁赡苁芾讚舻牡胤剑Ｒ?、防雷裝置1、接閃器

接閃器有避雷針、避雷塔、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷環(huán)等，無絕緣層的金屬屋面也可作為接閃器。第三十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施一、防雷裝置1、接閃器（1）避雷針宜采用圓鋼或焊接鋼管。當針長1m以下時，圓鋼直徑≥12mm，鋼管直徑≥20mm；當針長1～2m時，圓鋼直徑≥16mm，鋼管直徑≥25mm；當避雷針裝在煙囪頂上時，圓鋼直徑≥20mm，鋼管直徑≥40mm。

（2）避雷網(wǎng)宜用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑≥8mm，扁鋼截面≥12mm×4mm。第一類防雷建筑網(wǎng)格尺寸≤5m×5m或6m×4m、第二類防雷建筑網(wǎng)格尺寸≤10m×10m或12m×8m、第三類防雷建筑網(wǎng)格尺寸≤20m×20m或24m×16m。（3）煙囪頂部的避雷環(huán)一般采用圓鋼或扁鋼，圓鋼直徑≥12mm，扁鋼截面≥25mm×4mm。第三十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施一、防雷裝置1、接閃器（4）架空避雷線和避雷網(wǎng)一般采用鍍鋅鋼絞線，其截面積≥35mm2。（5）除第一類防雷建筑物外，金屬屋面的建筑物宜利用屋面作接閃器。當金屬板之間采用搭接時，其搭接長度≥100mm，板間的連接應保持持久的電氣貫通；當金屬板下面無易燃物品時，鐵板或銅板厚度≥5mm，鋁板厚度≥7mm，且金屬板應無絕緣被覆層，但薄的油漆保護層或1mm厚的瀝青層或0.5mm厚的聚氯乙烯層均不屬于絕緣被覆層。第三十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施一、防雷裝置2、引下線

引下線要在距地面0.3～1.8m處做斷接卡，供測量、連接接地體、等電位連接等。

引下線應不少于2根，且沿建筑物周圍均勻布置，間距不大于20m。

引下線是接閃器與接地裝置之間的連接線。

引下線常用的有鍍鋅圓鋼(直徑8mm以上)、鍍鋅扁鋼(4×40mm以上)，優(yōu)先采用鍍鋅圓鋼?？衫媒ㄖ?nèi)柱或剪力墻中的主筋作為引下線。第三十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施一、防雷裝置3、接地裝置

單獨設置避雷接地體時，接地電阻不應大于2歐姆；與建筑物接地系統(tǒng)共用接地體時，接地電阻不應大于1歐姆。第四十頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施二、不同等級防雷措施

為防止雷擊或雷電波入侵，應使建筑物內(nèi)的線路及金屬管道與接地體可靠連接。

對于第一、第二類建筑物，應有獨立防直接雷擊和防雷電波侵入的措施；對于第三類建筑物，應有防雷電波沿低壓架空線侵入的措施，可利用附近高大建筑防雷措施保護較低建筑物。第四十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章建筑接地及防雷——8.5建筑物防雷措施三、避雷保護范圍

可采用“滾球法”計算出避雷裝置保護的范圍（不同高度的水平范圍）。

以單根避雷針為例：某一規(guī)定半徑的球體沿需