《建筑電氣》 課件 第7章 建筑防雷與接地系統(tǒng)

第7章

建筑防雷與接地系統(tǒng)

建筑物防雷系統(tǒng)7.1

建筑物接地系統(tǒng)7.2本章主要內容本節(jié)主要內容7.1建筑物防雷系統(tǒng)7.1.2建筑物防雷裝置7.1.1建筑物與雷電7.1.3

建筑物防雷等級7.1.4

建筑物防雷措施7.1.5

建筑屋面防雷系統(tǒng)設計7.1.1建筑物與雷電

對于建筑物來說，雷電主要有4種形式，分別是：□直擊雷□側擊雷□感應雷□雷電波

1.雷電的具體形式7.1.1建筑物與雷電（1）易遭受雷擊的建（構）筑物①高聳突出的建筑物；②排出導電塵埃、廢氣熱氣柱的廠房、管道等；③內部有大量金屬設備的廠房；④地下水位高或有金屬礦床等地區(qū)的建（構）筑物；⑤孤立、突出在曠野的建（構）筑物。

2.易遭受雷擊的建（構）筑物與部位7.1.1建筑物與雷電（2）建（構）筑物易遭受雷擊的部位①平屋面和坡度≤1/10的屋面，檐角、女兒墻和屋檐；②坡屋度＞1/10且＜1/2的屋面；屋角、屋脊、檐角和屋檐；③坡度＞1/2的屋面、屋角、屋脊和檐角；④建（構）筑物屋面突出部位。

2.易遭受雷擊的建（構）筑物與部位7.1.2建筑物防雷裝置

●雷電防護系統(tǒng)：外部防雷裝置、內部防雷裝置

?外部防雷：防直擊雷、防側擊雷?內部防雷：防感應雷、防雷電波●雷電電磁脈沖防護系統(tǒng)：防雷擊電磁脈沖

建筑物的防雷系統(tǒng)包括：7.1.2建筑物防雷裝置

●外部防雷裝置：

?接閃器

?引下線

?接地裝置●內部防雷裝置：

?防雷等電位連接?與外部防雷裝置的電氣絕緣（間隔距離）?電涌保護器建筑物的防雷系統(tǒng)包括：?建筑物的防雷裝置是接閃器、引下線、接地網(wǎng)、電涌保護器及其他連接導體的總和。7.1.2建筑物防雷裝置1.建筑物外部防雷裝置接閃器引下線接地裝置建筑物防雷裝置接閃器——指的是接受雷電閃擊的器件。由攔截閃擊的接閃桿、接閃帶、接閃線、接閃網(wǎng)以及金屬屋面、金屬構件等組成。

避雷針

避雷線

避雷帶和避雷網(wǎng)

避雷器

金屬屋面和金屬構件人工接閃器自然接閃器具體形式7.1.2建筑物防雷裝置1.建筑物外部防雷裝置?接閃器7.1.2建筑物防雷裝置1.建筑物外部防雷裝置?接閃器瓦屋面平屋面自然引下線——建筑物的金屬構件等人工引下線——明、暗敷設的金屬體7.1.2建筑物防雷裝置1.建筑物外部防雷裝置?引下線引下線——是用于將雷電流從接閃器傳導至接地裝置的導體。柱內鋼筋人工引下線7.1.2建筑物防雷裝置1.建筑物外部防雷裝置?接地裝置接地裝置——是用于傳導雷電流并將其流散入大地，是接地體和接地線的總合。接地體接地體——接地極、接地環(huán)、接地網(wǎng)接地線——接地引線、接地連接線7.1.2建筑物防雷裝置2.建筑物內部防雷裝置

建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內系統(tǒng)及進出建筑物的金屬管線的防雷等電位連接。

建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內系統(tǒng)與外部防雷裝置的電氣絕緣（間隔距離）。→建筑物內部防雷裝置是防止由于雷電流流經(jīng)外部防雷裝置或建筑物的其他導電部分而在需要保護的建筑物內發(fā)生危險的火花放電。7.1.2建筑物防雷裝置3.防雷擊電磁脈沖→雷擊電磁脈沖是指作為干擾源的雷電流及雷電電磁場產生的電磁場效應，也就是雷電流經(jīng)電阻、電感、電容耦合產生的電磁效應，包含閃電電涌和輻射電磁場?！览讚綦姶琶}沖一般采用電涌保護器及防雷等電位連接。?（1）電壓開關型電涌保護器?（2）限壓型電涌保護器?（3）組合型電涌保護器7.1.3建筑物防雷等級1.建筑物防雷等級的劃分根據(jù)國家標準規(guī)范《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057，建筑物根據(jù)建筑物的重要性、使用性質、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類，分別為：■第一類防雷建筑物■第二類防雷建筑物■第三類防雷建筑物7.1.3建筑物防雷等級1.建筑物防雷等級的劃分■第一類防雷建筑物

在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時，應劃為第一類防雷建筑物：1）凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會造成巨大破壞和人身傷亡者。2）具有0區(qū)或20區(qū)爆炸危險場所的建筑物。3）具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。7.1.3建筑物防雷等級1.建筑物防雷等級的劃分■第二類防雷建筑物

在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：1）具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物，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。2）具有2區(qū)或22區(qū)爆炸危險場所的建筑物。3）有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。4）高度超過100m的建筑物。5）國家級重點文物保護建筑物。6）國家級會堂、辦公建筑物、檔案館、大型博展建筑物；特大型、大型鐵路旅客站；國際性的航空港、通信樞紐；國賓館、大型旅游建筑物；國際港口客運站。7）國家級計算中心、國家級通信樞紐等對國民經(jīng)濟有重要意義且裝有大量電子設備的建筑物。8）特級和甲級體育建筑。9）制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，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。10）年預計雷擊次數(shù)大于0.05的部、省級辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物。11）年預計雷擊次數(shù)大于0.25的住宅、辦公樓等一般民用建筑物或一般工業(yè)建筑物。7.1.3建筑物防雷等級1.建筑物防雷等級的劃分■第三類防雷建筑物

在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：1）省級重點文物保護建筑物及省級檔案館；2）省級大型計算中心和裝有重要電子設備的建筑物；3）100m以下，高度超過54m的住宅建筑和高度超過50m的公共建筑物；4）年預計雷擊次數(shù)大于或等于0.01且小于或等于0.05的部、省級辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物；5）年預計雷擊次數(shù)大于或等于0.05且小于或等于0.25的住宅、辦公樓等一般民用建筑物或一般工業(yè)建筑物；6）建筑群中最高的建筑物或位于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物；7）通過調查確認當?shù)卦馐苓^雷擊災害的類似建筑物；歷史上雷害事故嚴重地區(qū)或雷害事故較多地區(qū)的較重要建筑物；8）在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度大于或等于15m的煙囪、水塔等孤立的高聳構筑物；在平均雷暴日7.1.3建筑物防雷等級1.建筑物防雷等級的劃分■第三類防雷建筑物

在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：1）省級重點文物保護建筑物及省級檔案館；2）省級大型計算中心和裝有重要電子設備的建筑物；3）100m以下，高度超過54m的住宅建筑和高度超過50m的公共建筑物；4）年預計雷擊次數(shù)大于或等于0.01且小于或等于0.05的部、省級辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物；5）年預計雷擊次數(shù)大于或等于0.05且小于或等于0.25的住宅、辦公樓等一般民用建筑物或一般工業(yè)建筑物；6）建筑群中最高的建筑物或位于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物；7）通過調查確認當?shù)卦馐苓^雷擊災害的類似建筑物；歷史上雷害事故嚴重地區(qū)或雷害事故較多地區(qū)的較重要建筑物；8）在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度大于或等于15m的煙囪、水塔等孤立的高聳構筑物；在平均雷暴日7.1.3建筑物防雷等級1.建筑物年預計雷擊次數(shù)的計算

建筑物年預計雷擊次數(shù)是建筑物防雷等級的重要劃分依據(jù)。建筑物年預計雷擊次數(shù)應按下式計算：N＝k×Ng×Ae

式中：N——建筑物年預計雷擊次數(shù)（次/a）；

k——校正系數(shù)，在一般情況下取1；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5；金屬屋面沒有接地的磚木結構建筑物取1.7；位于山頂上或曠野的孤立建筑物取2；

Ng——建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度（次/km2/a）；

Ae——與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2）。7.1.4建筑物防雷措施

避雷帶作為接閃器，遭受直擊雷時，避雷帶接受雷電流，并通過引下線把雷電流傳到引入建筑物基礎接地網(wǎng)，從而把雷電流泄放、流散入大地。

但是不同防雷等級的建筑物，對于避雷帶、避雷網(wǎng)和引下線的設置有著不同的規(guī)定。屋面防雷7.1.4建筑物防雷措施

避雷帶作為接閃器，遭受直擊雷時，避雷帶接受雷電流，并通過引下線把雷電流傳到引入建筑物基礎接地網(wǎng)，從而把雷電流泄放、流散入大地。

但是不同防雷等級的建筑物，對于避雷帶、避雷網(wǎng)和引下線的設置有著不同的規(guī)定。屋面避雷帶柱內鋼筋作為引下線7.1.4建筑物防雷措施1.第一類防雷建筑物的防雷措施（1）應裝設獨立接閃桿或架空接閃線或網(wǎng)。架空接閃網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應大于5m×5m或6m×4m。

獨立接閃桿的桿塔、架空接閃線的端部和架空接閃網(wǎng)的每根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(wǎng)的桿塔、支柱，宜利用金屬桿塔或鋼筋網(wǎng)作為引下線。（2）當難以裝設獨立的外部防雷裝置時，可將接閃桿或網(wǎng)格不大于5m×5m或6m×4m的接閃網(wǎng)或由其混合組成的接閃器直接裝在建筑物上，接閃網(wǎng)應按《防雷》規(guī)范附錄B的規(guī)定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設。

當建筑物高度超過30m時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐垂直面外。接閃器之間應互相連接。

引下線不應少于兩根，并應沿建筑物四周和內庭院四周均勻或對稱布置，其間距沿周長計算不宜大于12m。7.1.4建筑物防雷措施2.第二類防雷建筑物的防雷措施（1）采用裝設在建筑物上的接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿，也可采用由接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿混合組成的接閃器。

接閃網(wǎng)、接閃帶沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并在整個屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格；當建筑物高度超過45m時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。（2）專設引下線不應少于2根，并應沿建筑物四周和內庭院四周均勻對稱布置，其間距沿周長計算不宜大于18m。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線，應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線的間距，專設引下線的平均間距不應大于18m。7.1.4建筑物防雷措施3.第三類防雷建筑物的防雷措施（1）采用裝設在建筑物上的接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿，也可采用由接閃網(wǎng)、接閃帶或接閃桿混合組成的接閃器。

接閃網(wǎng)、接閃帶沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并在整個屋面組成不大于20m×20m或24m×16m的網(wǎng)格；

當建筑物高度超過60m時，首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶，接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。接閃器之間應互相連接。（2）專設引下線不應少于2根，并應沿建筑物四周和內庭院四周均勻對稱布置，其間距沿周長計算不宜大于25m。當建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設引下線，應在跨距兩端設引下線并減小其他引下線的間距，專設引下線的平均間距不應大于25m。7.1.4建筑物防雷措施防雷類別避雷網(wǎng)格部位避雷網(wǎng)格尺寸引下線間距第一類防雷建筑物沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的的部位(建筑物四周)≤5×5m或≤6×4m沿建筑物四周，不宜大于12m第二類防雷建筑物沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的的部位(建筑物四周)≤10×10m或≤12×8m沿建筑物四周，不宜大于18m第三類防雷建筑物沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的的部位(建筑物四周)≤20×20m或≤24×16m沿建筑物四周，不宜大于25m7.1.5建筑屋面防雷系統(tǒng)設計

建筑物防雷設計時，建筑屋面防雷系統(tǒng)設計步驟如下：■（1）設置四周避雷帶。在建筑屋面沿女兒墻四周設置一圈避雷帶。避雷帶可明敷或暗敷，通常為明敷。避雷帶采用熱浸鍍鋅圓鋼或扁鋼。■（2）設置避雷網(wǎng)格。依據(jù)確定的建筑物防雷等級，確定避雷網(wǎng)格尺寸。并根據(jù)避雷網(wǎng)格尺寸，在屋面東西向或南北向的中間設置幾處明敷或暗敷的避雷帶，這些避雷帶與沿女兒墻四周設置的一圈避雷帶，共同構成避雷網(wǎng)格。為構成避雷網(wǎng)格而設置的幾處避雷帶也可采用熱浸鍍鋅圓鋼或扁鋼。7.1.5建筑屋面防雷系統(tǒng)設計■（3）設置引下線。找出結構柱，采用結構柱的柱內鋼筋作為引下線，且引下線間距需依據(jù)不同建筑物防雷等級的引下線間距要求。同時引下線需與屋面上設置的避雷帶、避雷網(wǎng)電氣連接。采用結構柱的柱內鋼筋作為引下線時，引下線在接觸接地平面需與建筑物的基礎接地網(wǎng)電氣連接。這樣可使得建筑屋頂避雷帶、避雷網(wǎng)的雷電流通過引下線，傳導至基礎接地網(wǎng)，從而流散入大地。■（4）屋面金屬構件或金屬設施需與屋面避雷帶電氣連接。電氣連接可采用熱浸鍍鋅圓鋼或扁鋼。

建筑物防雷設計時，建筑屋面防雷系統(tǒng)設計步驟如下：本節(jié)主要內容7.1建筑物接地系統(tǒng)7.2.2建筑物基礎接地系統(tǒng)設計7.2.1建筑物接地系統(tǒng)7.2.1建筑物接地系統(tǒng)?建筑物接地系統(tǒng)是將等電位連接網(wǎng)絡和接地裝置連在一起的整個系統(tǒng)。?建筑物接地系統(tǒng)包括：

??基礎接地網(wǎng)

??等電位聯(lián)結7.2.1

建筑物接地系統(tǒng)2.等電位聯(lián)結

等電位聯(lián)結可分為總等電位聯(lián)結和局部等位聯(lián)結。等電位聯(lián)結采用等電位聯(lián)結端子箱。等電位聯(lián)結端子箱可分為總等電位聯(lián)結端子箱和局部等電位聯(lián)結端子箱。箱體內部接線端子等電位聯(lián)結端子箱7.2.1

建筑物接地系統(tǒng)2.等電位聯(lián)結

通常位于建筑物的供配電進線處，將建筑物內的PE線或PEN線、電氣裝置的接地干線、各種金屬管道(包括給水總管、煤氣管、采暖空調管道、金屬傳輸管道等)以及建筑物的金屬構件等均與總等電位聯(lián)結端子(MEB)聯(lián)結，然后統(tǒng)一接地使它們都具有基本相等的電位?？偟入娢宦?lián)結(MEB)

總等電位聯(lián)結采用總等電位聯(lián)結端子箱。總等電位聯(lián)結端子箱設置部位包括：

①強電系統(tǒng)中，電源直接引自變配電房的首層