《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(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)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(jí)7.1.4

建筑物防雷措施7.1.5

建筑屋面防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1.1建筑物與雷電

對(duì)于建筑物來說，雷電主要有4種形式，分別是：□直擊雷□側(cè)擊雷□感應(yīng)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(gòu)）筑物①高聳突出的建筑物；②排出導(dǎo)電塵埃、廢氣熱氣柱的廠房、管道等；③內(nèi)部有大量金屬設(shè)備的廠房；④地下水位高或有金屬礦床等地區(qū)的建（構(gòu)）筑物；⑤孤立、突出在曠野的建（構(gòu)）筑物。

2.易遭受雷擊的建（構(gòu)）筑物與部位7.1.1建筑物與雷電（2）建（構(gòu)）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(gòu)）筑物屋面突出部位。

2.易遭受雷擊的建（構(gòu)）筑物與部位7.1.2建筑物防雷裝置

●雷電防護(hù)系統(tǒng)：外部防雷裝置、內(nèi)部防雷裝置

?外部防雷：防直擊雷、防側(cè)擊雷?內(nèi)部防雷：防感應(yīng)雷、防雷電波●雷電電磁脈沖防護(hù)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(nèi)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(hù)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(hù)器及其他連接導(dǎo)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件等人工引下線——明、暗敷設(shè)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(dǎo)至接地裝置的導(dǎo)體。柱內(nèi)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(dǎo)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(nèi)部防雷裝置

建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)及進(jìn)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(nèi)系統(tǒng)與外部防雷裝置的電氣絕緣（間隔距離）?！ㄖ飪?nèi)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(dǎo)電部分而在需要保護(hù)的建筑物內(nèi)發(fā)生危險(xiǎn)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(chǎng)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)效應(yīng)，也就是雷電流經(jīng)電阻、電感、電容耦合產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，包含閃電電涌和輻射電磁場(chǎng)?！览讚綦姶琶}沖一般采用電涌保護(hù)器及防雷等電位連接。?（1）電壓開關(guān)型電涌保護(hù)器?（2）限壓型電涌保護(hù)器?（3）組合型電涌保護(hù)器7.1.3建筑物防雷等級(jí)1.建筑物防雷等級(jí)的劃分根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057，建筑物根據(jù)建筑物的重要性、使用性質(zhì)、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(jí)1.建筑物防雷等級(jí)的劃分■第一類防雷建筑物

在可能發(fā)生對(duì)地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)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(xiǎn)建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會(huì)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(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物。3）具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物，因電火花而引起爆炸，會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者。7.1.3建筑物防雷等級(jí)1.建筑物防雷等級(jí)的劃分■第二類防雷建筑物

在可能發(fā)生對(duì)地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第二類防雷建筑物：1）具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)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(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物。3）有爆炸危險(xiǎn)的露天鋼質(zhì)封閉氣罐。4）高度超過100m的建筑物。5）國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑物。6）國(guó)家級(jí)會(huì)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(guó)際性的航空港、通信樞紐；國(guó)賓館、大型旅游建筑物；國(guó)際港口客運(yùn)站。7）國(guó)家級(jí)計(jì)算中心、國(guó)家級(jí)通信樞紐等對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要意義且裝有大量電子設(shè)備的建筑物。8）特級(jí)和甲級(jí)體育建筑。9）制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險(xiǎn)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(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.05的部、省級(jí)辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物。11）年預(yù)計(jì)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(jí)1.建筑物防雷等級(jí)的劃分■第三類防雷建筑物

在可能發(fā)生對(duì)地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第三類防雷建筑物：1）省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑物及省級(jí)檔案館；2）省級(jí)大型計(jì)算中心和裝有重要電子設(shè)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(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.01且小于或等于0.05的部、省級(jí)辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物；5）年預(yù)計(jì)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(diào)查確認(rèn)當(dāng)?shù)卦馐苓^雷擊災(zāi)害的類似建筑物；歷史上雷害事故嚴(yán)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(gòu)筑物；在平均雷暴日7.1.3建筑物防雷等級(jí)1.建筑物防雷等級(jí)的劃分■第三類防雷建筑物

在可能發(fā)生對(duì)地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第三類防雷建筑物：1）省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)建筑物及省級(jí)檔案館；2）省級(jí)大型計(jì)算中心和裝有重要電子設(shè)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(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.01且小于或等于0.05的部、省級(jí)辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物；5）年預(yù)計(jì)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(diào)查確認(rèn)當(dāng)?shù)卦馐苓^雷擊災(zāi)害的類似建筑物；歷史上雷害事故嚴(yán)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(gòu)筑物；在平均雷暴日7.1.3建筑物防雷等級(jí)1.建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)的計(jì)算

建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)是建筑物防雷等級(jí)的重要?jiǎng)澐忠罁?jù)。建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：N＝k×Ng×Ae

式中：N——建筑物年預(yù)計(jì)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(fēng)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(jié)構(gòu)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(shí)，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(chǔ)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(jí)的建筑物，對(duì)于避雷帶、避雷網(wǎng)和引下線的設(shè)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(shí)，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(chǔ)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(jí)的建筑物，對(duì)于避雷帶、避雷網(wǎng)和引下線的設(shè)置有著不同的規(guī)定。屋面避雷帶柱內(nèi)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(yīng)裝設(shè)獨(dú)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(yīng)大于5m×5m或6m×4m。

獨(dú)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(yīng)至少設(shè)一根引下線。

對(duì)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(dāng)難以裝設(shè)獨(dú)立的外部防雷裝置時(shí)，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(yīng)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(shè)。

當(dāng)建筑物高度超過30m時(shí)，首先應(yīng)沿屋頂周邊敷設(shè)接閃帶，接閃帶應(yīng)設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設(shè)在外墻外表面或屋檐垂直面外。接閃器之間應(yīng)互相連接。

引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周和內(nèi)庭院四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距沿周長(zhǎng)計(jì)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(shè)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(shè)，并在整個(gè)屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格；當(dāng)建筑物高度超過45m時(shí)，首先應(yīng)沿屋頂周邊敷設(shè)接閃帶，接閃帶應(yīng)設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。（2）專設(shè)引下線不應(yīng)少于2根，并應(yīng)沿建筑物四周和內(nèi)庭院四周均勻?qū)ΨQ布置，其間距沿周長(zhǎng)計(jì)算不宜大于18m。當(dāng)建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設(shè)引下線，應(yīng)在跨距兩端設(shè)引下線并減小其他引下線的間距，專設(shè)引下線的平均間距不應(yīng)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(shè)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(shè)，并在整個(gè)屋面組成不大于20m×20m或24m×16m的網(wǎng)格；

當(dāng)建筑物高度超過60m時(shí)，首先應(yīng)沿屋頂周邊敷設(shè)接閃帶，接閃帶應(yīng)設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設(shè)在外墻外表面或屋檐邊垂直面外。接閃器之間應(yīng)互相連接。（2）專設(shè)引下線不應(yīng)少于2根，并應(yīng)沿建筑物四周和內(nèi)庭院四周均勻?qū)ΨQ布置，其間距沿周長(zhǎng)計(jì)算不宜大于25m。當(dāng)建筑物的跨度較大，無法在跨距中間設(shè)引下線，應(yīng)在跨距兩端設(shè)引下線并減小其他引下線的間距，專設(shè)引下線的平均間距不應(yīng)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(shè)計(jì)

建筑物防雷設(shè)計(jì)時(shí)，建筑屋面防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟如下：■（1）設(shè)置四周避雷帶。在建筑屋面沿女兒墻四周設(shè)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?！觯?）設(shè)置避雷網(wǎng)格。依據(jù)確定的建筑物防雷等級(jí)，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(shè)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(shè)置的一圈避雷帶，共同構(gòu)成避雷網(wǎng)格。為構(gòu)成避雷網(wǎng)格而設(shè)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(shè)計(jì)■（3）設(shè)置引下線。找出結(jié)構(gòu)柱，采用結(jié)構(gòu)柱的柱內(nèi)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(jí)的引下線間距要求。同時(shí)引下線需與屋面上設(shè)置的避雷帶、避雷網(wǎng)電氣連接。采用結(jié)構(gòu)柱的柱內(nèi)鋼筋作為引下線時(shí)，引下線在接觸接地平面需與建筑物的基礎(chǔ)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(dǎo)至基礎(chǔ)接地網(wǎng)，從而流散入大地?！觯?）屋面金屬構(gòu)件或金屬設(shè)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(shè)計(jì)時(shí)，建筑屋面防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟如下：本節(jié)主要內(nèi)容7.1建筑物接地系統(tǒng)7.2.2建筑物基礎(chǔ)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(luò)和接地裝置連在一起的整個(gè)系統(tǒng)。?建筑物接地系統(tǒng)包括：

??基礎(chǔ)接地網(wǎng)

??等電位聯(lián)結(jié)7.2.1

建筑物接地系統(tǒng)2.等電位聯(lián)結(jié)

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

建筑物接地系統(tǒng)2.等電位聯(lián)結(jié)

通常位于建筑物的供配電進(jìn)線處，將建筑物內(nèi)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(diào)管道、金屬傳輸管道等)以及建筑物的金屬構(gòu)件等均與總等電位聯(lián)結(jié)端子(MEB)聯(lián)結(jié)，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(jié)(MEB)

總等電位聯(lián)結(jié)采用總等電位聯(lián)結(jié)端子箱?？偟入娢宦?lián)結(jié)端子箱設(shè)置部位包括：

①強(qiáng)電系統(tǒng)中，電源直接引自變配電房的首層