第十三章 安全用電與建筑防雷

第十三章

安全用電與建筑防雷

13-1

安全用電

13-2

建筑防雷13-1

安全用電1.

安全電壓等級(jí)2.

安全電壓的條件3.安全用電的基本條件4.安全用電保護(hù)措施（五）等電位連接1.

安全電壓

把可能加在人身上的電壓限制在某一范圍內(nèi)，以獲得足夠的安全條件，這樣的電壓就叫做安全電壓。我國(guó)規(guī)36、24、12和為安全電壓的額定值。凡手提照明燈、危險(xiǎn)環(huán)境的攜帶式電動(dòng)工具均應(yīng)采用36伏安全電壓；金屬容器內(nèi)、隧道內(nèi)等工作地點(diǎn)狹窄，行動(dòng)不便以及周?chē)写竺娣e接地導(dǎo)體的環(huán)境，特別潮濕的環(huán)境所使用的照明及電動(dòng)工具應(yīng)采用12伏安全電壓。2.安全電壓的條件人體電阻

在一般情況下，人體電阻可按1000~2000歐姆計(jì)算

人體電阻因人而異。手有毛繭，皮膚潮濕、多汗，有損傷，帶有導(dǎo)電粉塵的電阻較小，危險(xiǎn)性較大。電流大小

感覺(jué)電流——引起人的感覺(jué)的最小電流

（1.1mA/0.7mA）

擺脫電流——人觸電后能自動(dòng)擺脫電源的最大（16mA/10.5mA）

致命電流——在短時(shí)間內(nèi)能危機(jī)生命的最小電流（>50mA）觸電時(shí)間觸電時(shí)間越長(zhǎng)，情緒緊張，發(fā)熱出汗，人體電阻減小，危險(xiǎn)大。若可迅速脫離電源則危險(xiǎn)小。電流頻率人體被傷害程度與電流頻率及通電時(shí)間的關(guān)系

50~60HZ最危險(xiǎn)，大于或小于，其危險(xiǎn)性降低通電時(shí)間越長(zhǎng)，危險(xiǎn)性越大。電流途徑

最危險(xiǎn)：經(jīng)過(guò)心臟（手——手，手——腳）

危險(xiǎn)較??；不經(jīng)過(guò)心臟（腳——腳）環(huán)境影響低矮潮濕，仰臥操作，特別是在金屬容器中工作，不易脫離現(xiàn)場(chǎng)的情況下觸電危險(xiǎn)大，安全電壓取12V。其它條件較好的場(chǎng)所，可取24V或36V。觸電部位的面積和壓力與皮膚接觸的面積和壓力太小有關(guān)。接觸面積和壓力越大越危險(xiǎn)。人體健康情況及精神狀態(tài)身心健康，情緒樂(lè)觀的人電阻大，

較安全。情緒悲觀，疲勞過(guò)度的人電阻小，較危險(xiǎn)。3.用電安全的基本原則電擊和電傷

電擊：電流流過(guò)人體時(shí)反映在人體內(nèi)部造成器官的傷害，而在人體外表不一定留下電流痕跡。

電傷：電流流過(guò)人體時(shí)使人的皮膚受到灼傷、烤傷和皮膚金屬化的傷害，嚴(yán)重的可致人死亡。觸電的形式

單相觸電、兩相觸電、跨步電壓I=220/4+1000=0.219A〉〉50mA中性點(diǎn)接地的單相觸電中性點(diǎn)接地的單相觸電雙相觸電I=380/1000=0.38A〉〉50mA接地點(diǎn)附近，電位曲線很陡，距離接地點(diǎn)1m約下降68%?？绮诫妷?

安全用電保護(hù)措施預(yù)防觸電事故，保證電氣工作的安全措施可分為組織措施和技術(shù)措施兩方面。

保證安全的組織措施：工作許可制度，工作監(jiān)護(hù)制度。

保證安全的技術(shù)措施：絕緣、屏護(hù)、間距接地、接零、應(yīng)用漏電保護(hù)保護(hù)措施絕緣、屏護(hù)和間距是為了防止偶然觸及或接近帶電體造成的直接電擊所采取的安全措施。

絕緣就是用絕緣材料把帶電體封閉起來(lái)。

屏護(hù)是采用遮攔、護(hù)罩、護(hù)蓋、箱匣等把帶電體同外界隔絕開(kāi)來(lái)。

間距就是保證人體與帶電體之間的安全距離。接地和接零為了防止觸及正常不帶電而意外帶電的導(dǎo)電體而造成的間接電擊所采取的安全措施。

接地

就是把電源或用電設(shè)備的某一部分，通常是其金屬外殼用接地裝置同大地作電的緊密連接。

接零

就是將電氣設(shè)備的外殼可靠地接到零線上。安裝保護(hù)設(shè)備

可使用自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)。自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)是一種具備短路、過(guò)載、欠壓和失壓等多種保護(hù)功能的開(kāi)關(guān)。如果自動(dòng)開(kāi)關(guān)與漏電裝置組裝在一起，則稱為漏電自動(dòng)開(kāi)關(guān)，同時(shí)具備漏電保護(hù)功能。

為防止負(fù)載短路或過(guò)流，單相電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)必須通過(guò)熔斷器接到相線上。等電位連接13.2

安全用電技術(shù)措施1．工作接地

能夠保證電氣設(shè)備在正常和事故情況下可靠的工作而進(jìn)行的接地，稱為“工作接地”。

如變壓器和發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)直接接地，能起維持相線對(duì)地電壓不變的作用；

防雷系統(tǒng)的接地，可以對(duì)地泄放雷電流等。2．保護(hù)接地

在中性點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與接地體之間做良好的金屬連接。

適用于中性點(diǎn)不接地的三相三線制低壓電網(wǎng)。3．保護(hù)接零

在中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中，將電氣設(shè)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。

適用于中性點(diǎn)接地的三相四線制低壓電網(wǎng)。4．重復(fù)接地

采用保護(hù)接零時(shí)，除系統(tǒng)的中性點(diǎn)工作接地外，將零線上的一點(diǎn)或多點(diǎn)與地再作金屬連接，稱為“重復(fù)接地”，13.2.2

低壓配電系統(tǒng)接地方式

按IEC的規(guī)定，低壓配電接地接零系統(tǒng)劃分為IT方式、TT方式、TN方式3種基本形式系統(tǒng)。

TN方式又可以細(xì)分為T(mén)N-C、TN-S和TN-C-S這3種方式。1．ITIT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)是對(duì)地絕緣的或經(jīng)高阻抗接地，而用電設(shè)備的金屬外殼直接接地。2．TTTT系統(tǒng)為三相四線制電源中性點(diǎn)直接接地；用電設(shè)備的金屬外殼亦直接接地。3．TNTN系統(tǒng)即電源系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，負(fù)載設(shè)備的外露導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)線連接到此接地點(diǎn)的系統(tǒng)。3．TNTN—C系統(tǒng)TN—C系統(tǒng)為三相四線制中性點(diǎn)直接接地，整個(gè)系統(tǒng)的中性與保護(hù)線是合一的系統(tǒng)。TN—S系統(tǒng)

TN—S系統(tǒng)為三相五線制中性點(diǎn)直接接地，整個(gè)系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線是分開(kāi)的系統(tǒng)，此系統(tǒng)安全可靠性高，目前正在逐步推廣采用。

三相五線制標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線顏色為：A相黃色，B相綠色，C相紅色，N線淺藍(lán)色，PE線黃綠雙色。TN—S系統(tǒng)TN—C—S系統(tǒng)為三相四線制中性線直接接地，整個(gè)系統(tǒng)中有一部分中性線與保護(hù)線是合一的的系統(tǒng)。13.2.3

等電位連接等電位連接是使電氣裝置各外露可導(dǎo)電部分和裝置外可導(dǎo)電部分電位基本相等的一種電氣連接。1.總等電位連接

將電源進(jìn)戶線外附近所有的金屬構(gòu)件，管道均與PE線連接。

MEB:Main

Earth-terminal

Board2.

局部等電位連接聯(lián)接。

LEB:Local

equipotential

Earthing

terminal

Board

將局部危險(xiǎn)該場(chǎng)所內(nèi)所有的金屬構(gòu)件，管道再與PE線相互13-3

建筑防雷13.1雷電的形成及其危害13.2雷電的危害途徑13.3建筑物防雷裝置13.4建筑物防雷裝置13.1

雷電的形成及其危害1．雷電現(xiàn)象雷云與雷云之間，雷云與大地之間的一種放電現(xiàn)象。閃電就是放電時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈的光和熱。雷聲是就是巨大的熱量使空氣在極短時(shí)間內(nèi)急劇膨脹而產(chǎn)生的爆炸聲響。2．雷電的基本特征

雷電電壓很高：其電壓高達(dá)百萬(wàn)到數(shù)千萬(wàn)伏

雷電電流大：雷電的主要放電電流可達(dá)數(shù)十萬(wàn)安，余放電電流可達(dá)數(shù)百安

雷電電流變化快：

通常雷電主放電時(shí)間極短，約50～100ms，余放電時(shí)間稍長(zhǎng)，但也只有0.003～0.15s。因而，雷電電流變化快，即電流剃度ΔI/Δt很大。3．雷擊的選擇性地質(zhì)條件這是影響雷擊的主要因素，即土壤電阻率小處易落雷；土壤電阻率突變的地區(qū)，在電阻率較小的一方易遭雷擊；在山坡與稻田交界處，巖石與土壤交界出，多在稻田與土壤中產(chǎn)生雷擊。地下水面積大和地下金屬管道多的地點(diǎn)，也易遭雷擊。地形和地物條件即建筑群中的高聳建筑和空曠地區(qū)的孤立建筑易遭受雷擊；山口或風(fēng)口等暴雷走廊處，鐵路樞紐和架空線路轉(zhuǎn)角處。建筑物的構(gòu)造及其附屬構(gòu)件條件即建筑物本身所能積蓄的電荷越多，越容易接閃雷電。建筑構(gòu)件（梁、板、柱、基礎(chǔ)等）內(nèi)的鋼筋、金屬屋頂、電梯間、水箱間；樓頂突出部位（天線、旗桿、煙道、通氣管等）均容易接閃雷電。建筑物內(nèi)部設(shè)備的條件即金屬管道設(shè)備越多，越容易遭雷擊。

不同屋頂坡度（0,15,30,45°）

建筑物的雷擊部位0°

30°15°45°13.2

雷電對(duì)建筑危害方式1．直擊雷指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、動(dòng)埴物上，熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。2．感應(yīng)雷感應(yīng)雷擊是由于雷云的靜電感應(yīng)或放電時(shí)的電磁感應(yīng)作用，使建筑物上的金屬物件，如管道、鋼筋、電線、設(shè)備裝置等感應(yīng)出與雷雨云電荷相反的電荷，造成放電所引起。3．雷電波侵入

由于雷電電流在它周?chē)某霈F(xiàn)瞬變電磁場(chǎng)，以是脈沖電磁波輻射。

在架空線路遭受直擊雷或感應(yīng)雷擊時(shí)，高電位的雷電波將沿線路侵入室內(nèi)，對(duì)室內(nèi)的電器設(shè)備放電，形成破壞。4．球形雷

是一種特殊的雷電現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱球雷。

一般是以橙或紅色，或似紅色火焰地發(fā)光球體，（也有帶黃色、綠色、藍(lán)色或紫色的），直徑一般約為10-20厘米，最大的直徑可達(dá)一米，存在的時(shí)間大約為百分之幾秒至幾分鐘，一般是3至5秒，其下降時(shí)有的無(wú)聲，有的發(fā)出嘶嘶聲，一旦遇到物體或電氣設(shè)備時(shí)會(huì)產(chǎn)生燃燒或爆炸，其主要是沿建筑物的孔洞或開(kāi)著的門(mén)窗進(jìn)入室內(nèi)，有的由煙囪或通氣管道滾進(jìn)樓房，多數(shù)沿帶電體消消失。響雷火球閃進(jìn)房

球形雷炸開(kāi)造成一死四傷“平陽(yáng)縣水頭鎮(zhèn)南湖鄉(xiāng)坑頭村一幢建筑樓被雷擊中，一人死亡，四人受傷?！弊蛱焐衔纾x者金先生給溫州商報(bào)熱線88811110打來(lái)電話報(bào)料說(shuō)。

記者核實(shí)：事故發(fā)生在2006年6月26日下午2點(diǎn)30分許，事發(fā)地點(diǎn)是一幢正在改建的四層樓房，該樓房后面是一片空曠地。事發(fā)前，有8名工人在里面作業(yè)；多人被火球擊中，造成1人死亡，4人受傷。目擊者：火球閃進(jìn)房間，炸得整幢樓都動(dòng)“那時(shí)，仿佛整幢樓都動(dòng)起來(lái)了，滿屋子都是焦臭味、濃煙，火星子亂竄。我當(dāng)時(shí)就懵了?！北焕讚糁惺軅睦详愒卺t(yī)院接受治療“雷公”發(fā)威劈樓角

居民疑是少見(jiàn)的“球形雷”作怪氣象專家提醒在雷電出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)緊閉門(mén)窗，不要使用淋浴器或接觸水管；不宜使用彩電、音響、影碟機(jī)等；不要上網(wǎng)，不要使用調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，最好把電腦的電源插頭拔掉等。在戶外最好要躲入有防雷設(shè)施保護(hù)的建筑物內(nèi)；不要在孤立的大樹(shù)下避雨；不要拿著金屬物品在雷雨中停留等。

在效外活動(dòng)時(shí)，打雷時(shí)不要亂跑，應(yīng)兩腳并攏，找一塊干燥的地方蹲下，以減少暴露面積和觸地電位差，這樣有益于安全。13.4

建筑物防雷裝置1．防直接雷擊的措施方法引導(dǎo)雷電流按預(yù)先安排好的通道泄入大地，從而避免雷云向被保護(hù)的建筑物放電。防雷裝置組成接閃器、引下線和接地裝置接閃器避雷針附設(shè)在建筑物頂部或獨(dú)立裝設(shè)在地面上的針狀金屬桿。

使用于保護(hù)細(xì)高的建筑物或構(gòu)筑物；或建筑頂部附加突出物。

對(duì)低矮的建筑或地下建筑及設(shè)備，要使用獨(dú)立的避雷針。

避雷針地面保護(hù)半徑約為避雷針高度的1.5倍。

工程上經(jīng)常采用多支避雷針，其范圍為單支的疊加。

避雷針一般用鍍鋅圓鋼或焊接鋼管制

成，圓鋼截面不得小于100mm2，鋼管厚度不得小于3mm。避雷帶

沿著建筑物的屋脊、屋檐、屋角及女兒墻等易受雷擊部位（明、暗）敷設(shè)的帶狀分布的金屬線。

明裝采用直徑8mm的圓鋼或截面12x4mm2的扁鋼做成，支起10~20cm，間距1~1.5。

暗裝利用建筑構(gòu)件內(nèi)不小于3mm的鋼筋，所用的鋼筋應(yīng)焊接在一起。避雷網(wǎng)在較重要的建筑物上和面積較大的屋面上，縱橫敷設(shè)金屬線組成矩形平面網(wǎng)格，或以建筑物外形構(gòu)成一個(gè)整體較密的金屬網(wǎng)籠（法拉第籠式避雷網(wǎng)），實(shí)行較全面的保護(hù)。高層建筑防側(cè)向雷擊當(dāng)建筑物過(guò)高時(shí)，屋頂?shù)谋芾拙W(wǎng)就不能有效地防護(hù)建筑的側(cè)面，此時(shí)建筑物的側(cè)面還會(huì)遭到雷擊。

從首層起，每隔三層把結(jié)構(gòu)圈梁水平鋼筋焊結(jié)成環(huán)，并與做引下線的柱內(nèi)主筋焊結(jié)，焊結(jié)數(shù)量不少于2根，成為均壓環(huán)。

從30m起，向上每隔三層在結(jié)構(gòu)圈梁內(nèi)敷設(shè)一條25mm×4mm的鍍鋅扁鋼與引下線焊結(jié)，形成環(huán)形水平避雷網(wǎng)。

高度超過(guò)45m的建筑，要將以上外墻的欄桿、門(mén)窗等較大金屬物與防雷裝置連接。高層建筑防側(cè)向雷擊的措施金屬窗與防雷裝置連接

引下線連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。引下線的作用是把接閃器上的雷電流連接到接地裝置并引入大地。

明裝：采用直徑8mm的圓鋼或截面12x4mm2的扁鋼。引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè)。

引下線應(yīng)敷設(shè)于人們不易觸及之處。由地下0.3到地上1.7m的一段引下線應(yīng)加保護(hù)設(shè)施。

暗裝引下線（也可在柱內(nèi)敷設(shè)銅導(dǎo)體）利用鋼筋混凝土中的鋼筋作引下線時(shí)，最少應(yīng)利用四根柱子，每柱中至少用到兩根主筋。

一般情況下，引下線不得少于兩根，其間距不大于30米；長(zhǎng)度、高度不超過(guò)40米的建（構(gòu)）筑物，可只設(shè)一根引下線。

引下線應(yīng)躲開(kāi)建筑物的出入口和行人較易接觸的地點(diǎn)。斷接卡子及保護(hù)管安裝.利用基礎(chǔ)鋼筋時(shí)的測(cè)試點(diǎn)及預(yù)留連接板引導(dǎo)雷電流安全泄入大地的導(dǎo)體，是接地體和接地線的總稱。

自然接地體