施工现场临时用电安全技术(2005)要点(下)

1、五、危险环境因素的防护施工现场有关电气安全的危险环境因素主要有外电线路、易燃易爆物、腐蚀介质、机械损伤，以及强电磁辐射的电磁感应和有害静电等。由于这些危险因素往往都是客观原已存在的，并且是不可回避的，所以为了保障施工现场人员和财 产安全，不受其侵害，只有而且必须对其采取预防性防护措施。1夕卜电防护在施工现场周围往往存在一些高、 低压电力线路，这些不属于施工现场的外 界电力线路统称为外电线路。外电线路一般为架空线路，个别现场也会遇到电缆 线路。如果施工现场距离外电线路较近，往往会因施工人员搬运物料、器具，尤 其是金属料具或操作不慎意外触及外电线路，从而发生触电伤害事故。因此，当施工现场邻近外电线

2、路作业时，为了防止外电线路对施工现场作业人员可能造成 的触电伤害事故，施工现场必须对其采取相应的防护措施， 这种对外电线路触电 伤害的防护称为外电线路防护，简称外电防护。外电防护的机理外电防护的机理源于带电体周围的电场感应和放电现象。带电体周围电场中的电场感应和放电现象对人体是有害的。 据有关资料介绍，自从采用高压输电技 术以来，出现了许多影响人身安全的异常现象。如人们在高压输电线路或设备下 站立或行走时，往往会有不舒服的感觉。当人们距离带电导体较近时，会呈现精 神紧张、毛发竖立，严重时身体与衣服接触处会有刺痛的感觉；在潮湿天气里， 头和帽子之间、脚和鞋之间往往会发生使人难受的电火花。 当年美

3、国在500kV高 压输电线路投入运行后，有的地方在该线路下面或附近装设金属围栏，曾发生因人体接触栅栏而触电的事故；有的地方在该线路附近用铁线作晒衣绳， 也曾发生 过因接触铁线而触电的事故；甚至还发生过人体接触停放在该带电线路下面的汽 车外壳时触电的现象。我国在330kV输电线路投入运行的初期，在陕西省眉县金 渠镇该线路跨越汽车站处，也发生过旅客上、下汽车时有麻电的现象，后来只好 将汽车站迁移到距该线路更远一些的其它地方。上述现象为什么会发生？按照电磁场理论， 上述诸现象的发生可解释为由于 高压线路周围存在的强电场感应所致。 事实上任何架空电力线路都是带电体， 其 周围都存在电场，在这个电场作用

4、下，处于线路附近导体（包括人体）上本来 处于中性中和状态下的正、负自由电荷将要重新分布，分别集中于导体最靠近和 最远离电力线路的两端，而且随着线路电压交变，正、负电荷的分布也随之交替 变化。这种现象叫做电场感应，如图 5- 11所示。电力线路+ + + + + + + + +地面-图5 1 1电场感应示意图如果线路与地面之间的导体对地绝缘， 则由于电场感应导体与地面之间就会 呈现电压， 高压线下人体接触铁栅栏、 晒衣铁线和汽车外壳发生触电的现象即与 此相关。与导体在电场中的电感应现象相对应， 电介质或绝缘体在电场中将被极 化，电极化的结果是电介质或绝缘体内原子的正、 负电荷作用中心被加大分离距

5、 离，并在其表面呈现束缚电荷。人的头发和穿着的衣服（可视为电介质）在电力 线路附近的异常现象即与极化现象有关。一般来说，架空线路的电压等级越高， 与邻近导体的距离越小， 其与邻近导体之间电介质 （空气）被极化的程度就越高， 空气介质中的电场强度就越大、 电场越强。 除此以外，电力线路与邻近导体之间 空气介质被极化的程度和电场强度还与导体邻近线路一侧表面的曲率半径（尖锐程度 ）有关。导体邻近线路一侧表面的曲率半径越小 （即曲率越大或表面越尖锐 ）， 其间电场被畸变 （不均匀 ）程度就越高，局部尖端领域电场就越强，相应地空气介 质被极化的程度也就越高。 当地面上的导体接近电力线路至一定距离时， 其

6、间空 气介质内原子被电场极化分离的正负束缚电荷将脱离束缚而成为自由电荷， 在电 力线路与地面导体之间形成放电通道， 失去其介电或绝缘性能， 而呈现导电性能， 这种情况称为电介质 （此处是空气 ）被击穿。由此可见，对外电线路防护的机理就是通过保持足够的距离， 降低电场感应 的危害性影响，消除电介质放电现象。 许多国家规定了限制高压电场强度的数值， 例如日本规定在 500kV 线路下面离地面 1 米处的电场强度不得超过 3kV/m ；相 对应的美国为 15kV/m ；前苏联为 10kV/m ；我国为 8kV/m 。综上所述， 施工现场对外电线路的防护实质上就是直接接触防护， 基本方法 就是使人体与

7、外电线路之间的距离大于所谓“安全距离” 。外电防护的技术措施根据所述外电防护的机理，引用现行国家标准 用电安全导则 （ GB/T 13869附录A V电击防护的基本措施的规定，直接接触防护应选用以下适应 措施：绝缘；屏护；安全距离；限制放电能量； 24V及以下安全特低电压。上述直接接触防护的五项基本措施具有普遍适用的意义。 但是对于施工现场 外电防护这种特殊的直接接触防护来说， 其防护措施主要应是绝缘、 屏护、安全 距离问题。不仅如此，还应考虑到作业现场人员移动、操作、运送物料器材、搭 设脚手架具、开挖沟槽和建造暂设设施、车辆通行等诸多动态防护因素。规范结合施工现场实际， 以外电防护机理为基础

8、， 以电击防护的基本措 施和确保外电防护可靠性为宗旨，具体确立了 外电防护三项原则或三项基本措 施：即保证安全操作距离，架设安全防护设施，无防护措施时禁止强行施工。 这 三项基本措施具有依次传递关联关系的，现将各项措施分述如下： 保证安全操作距离 保证安全操作距离就是充分考虑各种操作因素的影响， 确立外电线路与施工 现场的各种位置关系，它是外电防护的首要措施。对此 规范 规定的措施要点 是：a在建工程不得在外电架空线路正下方施工、搭设作业棚、建造生活设施或 堆放构件、架具、材料及其它杂物等。b.在建工程（含脚手架）的周边与外电架空线路的边线之间的最小安全操作 距离不应小于表（5- 1 1）所列

9、数值。表（5-1-1 ）在建工程与外电架空线路边线之间的安全操作距离外电线路电压等级 （kV）111035110220330500最小安全操作距离（m）4681015注：上、下脚手架的斜道不宜设在有外电线路的一侧。c.施工现场的机动车道与外电架空线路交叉时，架空线路的最低点与路面的垂直距离不应小于表（5- 1- 2）所列数值。表（5- 1-2）施工现场的机动车道与架空线路交叉时的最小垂直距离外电线路电压等级 （kV）111035最小垂直距离（m）6.07.07.0d.起重机严禁越过无防护设施的外电架空线路作业。在外电架空线路附近吊装时，起重机的任何部位或被吊物边缘在最大偏斜时与架空线路的最小距

10、离不得 小于表（5- 1- 3）所列数值。表（5- 1-3）起重机与外电架空线路间的最小安全距离电压（kV） 安全距离11035110220330500沿垂直方向1.53.04.05.06.07.08.5沿水平方向1.52.0r 3.54.0 :6.07.0r 8.5e施工现场开挖沟槽边缘与外电埋地电缆沟槽边缘之间的距离不得小于0.5 mf.施工现场在外电架空线路附近开挖沟槽时，必须会同有关部门采取加固措 施，防止外电架空线路电杆倾斜、悬倒。如果受工程位置和其周围环境限制， 无法保证安全操作距离，则必须实施下 面第二项防护措施。即架设安全防护设施。 架设安全防护设施架设安全防护设施是一种绝缘隔

11、离防护措施，宜通过采用木、竹或其它绝缘 材料增设屏障、遮栏、围栏、保护网等与外电线路实现强制性绝缘隔离，并须在 隔离处悬挂醒目的警告标志牌。为防止因电场感应可能使防护设施带电，防护设施不宜采用金属材料架设。架设安全防护设施必须符合以下要求。a防护设施必须经有关部门批准，采用线路暂时停电或其它可靠的安全技术 措施，并有电气工程技术人员和专职安全人员监护。b.防护设施必须与外电线路保持一定的安全距离。安全距离不应小于表（5-1-4）所列数值（表中，外电线路电压等级w 10kV的规定适用于220/380V线 路）。表（51 4）防护设施与外电架空线路间的安全距离外电线路电压等级（kV） 103511

12、0220330500最小安全距离（m）1.72.02.54.05.06.0考虑到防护设施架设安全，表中数值大于通常的安全距离数值。 c.防护设施应坚固、稳定、严密。完善的防护设施可使人体被限制在与外电线路有效保护隔离的范围内，也可使外电线路免受施工机具损伤，最主要的是能够防止外电线路可能对人体造成的 直接接触触电伤害。因此，防护设施及其架设首先应当做到坚固、稳定，应能承 受施工过程中人体、工具、器材、落物的意外撞击和风雨、机械振动等不良环境 因素的冲击，而保持其防护功能，即不歪斜、不扭曲、不松动，特别要保证不悬 倒、不塌落，以保障施工作业人员、防护设施临近其它人员，以及被防护电力线 路的安全。

13、其次，防护设施的防护等级或严密程度应达到 规范规定的水平，即IP30 级。所谓IP30级的规定是指防护设施的缝隙，能防止2.5mm固体异物穿越。如果防护设施无法架设，则必须实施第三项，也是最后一项防护措施，即无 任何防护措施时不得强行施工。 无任何防护措施时不得强行施工对外电线路无法架设防护设施的施工现场， 如欲继续施工作业，唯一可行的 办法就是与有关部门协商，使外电线路暂时停电，或迁移，或改变在建工程的位 置。否则，严禁强行施工。以上三项防护措施均属于直接接触防护。为了不至因此而使施工无法安全进 行，在现场勘测时即应关注并预先处置与此相关的问题。2易燃易爆物及腐蚀介质防护易燃易爆物防护对易燃

14、易爆物的防护，也是施工现场用电安全方面的一个重要问题， 这是因 为施工现场用电工程配置有数量、 种类繁多的电气设备，这些设备在运行过程中 不可避免地会产生电火花、电弧或高温。例如配电装置的开关电器在带负荷分断 或故障自动切断时会产生电火花； 配电线路过载时会过热，断线和碰壳短路时会 打火爆裂；灯具点燃时表面会产生高温；而电焊机正是依靠电弧工作的。 所有这 些因素都很容易导致点燃易燃易爆物， 从而引发电气火灾和爆炸事故。 所以，施 工现场在用电的同时应十分关注对易燃易爆物的防护。对易燃易爆物的防护，概括起来说可归纳为以下二点原则性防护措施： 电气设备现场周围应无易燃易爆物。电气设备现场周围应无易

15、燃易爆物是指电气设备设置或工作现场周围没有 因电火花或电弧可能点燃或引起爆炸的物品，也包括对该类物品的清除。 电气设备对其周围易燃易爆物应采取阻断、阻燃隔离。电气设备对其周围易燃易爆物的阻断、阻燃隔离是指当电气设备周围的易燃 易爆物无法清除和回避时，要根据防护类别采取绝热隔温及阻燃隔弧、 隔爆等措 施，包括设置阻燃隔离板和采用防爆电机、电器、灯具等。腐蚀介质防护腐蚀介质对施工现场用电工程的安全运行也有很大的危害，主要表现是使电 接触不良，导致烧毁电气连接点；绝缘性能下降，导致漏电增加。这些危害不仅 使电气设备的安全使用寿命下降，可靠性降低，有时还能诱发电气火灾。对电气设备腐蚀危害最大的介质主要

16、是各类酸、碱、盐。酸、碱、盐不仅较 集中地存在于相关的化工厂和使用场所， 而且在自然界中到处都有， 例如某些地 区的酸雨、酸雾，沿海地区的盐雾，以及地面和地下的雨水、污水、垃圾等。施工现场的用电工程是一个开放式的露天用电工程， 对自然界腐蚀介质的潜 在腐蚀危害是无法回避的， 唯一的办法就是采取有针对性的防护。 对腐蚀介质的 防护，概括起来说也可归纳为以下二点原则性防护措施。 电气设备现场周围应无污源和腐蚀介质 电气设备现场周围应无污源和腐蚀介质是指电气设备设置或工作现场周围 没有能对设备造成腐蚀作用的酸、 碱、盐等污源和介质， 也包括对该类介质的清 除。 电气设备对其周围污源和腐蚀介质应采取阻

17、断隔离 电气设备对其周围污染源和腐蚀介质应采取阻断隔离措施， 是指当设备周围 的污源和腐蚀介质无法清除和回避时， 应采取具体的、有针对性的隔离防护措施。 例如：配电装置箱体的外形结构要做到能够防雨、防尘，在某些雪和盐雾、酸 雾较多的地区，箱体的外形结构还要做到能够防雪、防雾，可采取箱门口严密、 进出线口密封等措施； 金属箱体涂刷防腐油漆； 导线的连接点要做防水绝缘 包扎；地面上的用电设备（包括配电线缆不得拖地放置）要防止被雨水、污水冲 洗和浸泡；酸雨、酸雾和沿海盐雾多的地区采用相应的耐腐电缆代替一般绝缘 导线等；在污源和腐蚀介质相对严重集中的场所， 则应按照相应的国家标准规 定采用具有相应防护

18、结构、适应相应防护等级的电气设备。3. 机械损伤防护机械损伤防护主要是指对施工现场用电工程的配电装置、 配电线路、 用电设 备等在施工作业过程中可能遭受意外机械损伤的防护。 由于施工现场是多工种交 叉作业的露天场所， 上述电气设备缺少有效的空间保护， 所以可能遭受机械损伤 的概率增大， 损伤的形式也是多种多样的。 例如运送钢筋等物料时可能刮伤线路 和撞坏配电装置；推车、行人可能碾伤（断） 、踩伤（断）地面上的电缆；高处 和吊装落物可能砸坏线路和设备；加工废料和沙石材料堆集可能压坏负荷线电 缆；车辆超高装载可能挂断架空配电线路； 钢筋网面上的电焊机电缆可能被拖拉 和踩踏而破皮等等。电气设备（包括

19、线路）的机械损伤，不仅使电气设备不能正常使用，有时还 会引发触电和电火， 所以有必要采取相应的防护措施予以避免。 主要防护措施如 下： 电气设备的设置位置应能避免各种施工落物的物体 打击或设置防护棚。 塔式起重机回转跨越现场露天配电线路上方应有防 护隔离设施。 用电设备负荷线不应拖地放置。 电焊机二次线应避免在钢筋网面上拖拉和踩踏。 穿越道路的线路或者架空，或者穿管埋地保护，严禁直铺地面。 加工废料和施工材料堆场要远离电气设备和线路，不得有任何接触。机械损伤防护不仅仅是防止电气设备受到损伤， 而且由于它与触电和电火有 联系，所以也是一种人身安全防护和财产损失防护。4. 电磁感应及静电防护电磁感

20、应防护 这里所谓电磁感应防护是指对因强电磁辐射在高大建筑机械或高架金属设 施上产生有害对地感应电压，并导致人体触电的防护。电磁辐射实质上就是源于波源的不断交替产生的变化电场和变化磁场由近 及远的间递传播。 这种随时间变化并在空间传播的电磁场称为电磁波， 在存在电 磁辐射的空间， 当辐射电磁波遇到金属物体， 例如高大建筑机械时， 就会在金属 物体上感应产生电场， 而感应电场在金属体内的积分效应即形成电动势， 如果金 属体在感应电场的方向上是开口的， 则在开口两端就会呈现电压， 这种因电磁辐 射而产生的感应电压是一种高频感应电压，其大小或高低与电磁辐射（电磁波） 的强度有关， 辐射电磁波越强， 产

21、生的高频感应电压也就越高。 当塔式起重机在 电台或其它强电磁波源附近工作时， 有时吊钩或吊绳与大地之间会呈现一种对地 电压，人手接触时有麻电感觉，这就是上述高频感应电压所致。此外，钢管脚手 架等各种高架金属设施也会因电磁辐射波的电磁感应， 在钢管脚手架等各种高架 金属设施的顶端和底端 （通常是地面或者是地面上的支撑物） 之间也会因电磁辐 射波的电磁感应效应而呈现高频感应电压。 与塔式起重机不同， 人体的两部分往 往很难，甚至不可能同时接触钢管脚手架或者高架金属设施的顶端和底端。 因此， 在钢管脚手架或各种高架金属设施上进行施工作业的人员往往不会有高频触电 的感觉。需要指出， 这种由电磁辐射感应

22、产生的电场是一种涡旋电场， 它不是由电荷 产生的所谓静电场。 在静电场中， 任何带电物体上集聚的静电 （不论是正电荷还 是负电荷）均可以通过将带电体接地中和消除， 而这种以涡旋电场形式存在的高 频感应电是不能靠接地消除的。 例如，塔式起重机虽然已经作了接地， 但是它的 吊钩或吊绳，以及机体呈现的对地电压，不会因其机体接地而消失。消除有害电磁感应的有效办法就是采取所谓电磁屏蔽措施， 例如许多电子器 件和电子装置， 为了防止其周围空间杂散电磁波对其正常工作状态的影响， 常常 包上一层铁质或其它金属外皮， 用以阻挡或削弱外界电磁波的透入， 以防止外界 电磁波对其正常工作状态的电磁干扰。 但是，在施工

23、现场对塔式起重机等高大建 筑机械和钢管脚手架等高架金属设施实施电磁屏蔽是不现实的， 也就是说企图通 过电磁屏蔽来消除强电磁感应的危害是难以实施的。 通常，为了防止强电磁波辐 射在塔式起重机吊钩或吊绳上产生对地电压的危害，可采取以下防护措施： 地面操作者穿绝缘胶鞋，戴绝缘胶皮手套。 吊钩用绝缘胶皮包裹或吊钩与吊绳间用绝缘材料隔离。 挂装吊物时，将吊钩挂接临时接地线。静电防护 静电是相对静止电荷的简称。 自然界的电荷分为正电荷和负电荷两类性质截 然相反的电荷。 它们都来源于组成物质的最小单元原子。 在正常情况下原子中 的正、负电荷电量因大小相等而中和，因而不显电性，而呈中性。如果因某种原 因或用某

24、种方法使中性原子中的正、 负电荷量发生相对变化， 例如获得一些负电 荷（电子负电荷最小粒子） 或失去一些负电荷， 则其对外就分别显示负电性或 正电性，而成为负电荷或正电荷，这就是静电的形成。实际上，产生静电的原因和方法很多， 最典型、最常见的方法就是摩擦起电。 除此以外，还有诸如静电感应，电磁感应（发电机） ，化电效应（化学电池，如 干电池、蓄电池等），热电效应（热电偶），光电效应（光电元件）等。在自然界 中摩擦起电的例子到处都有， 例如天空中带电的雷云， 就是云层与空气之间因摩 擦而形成的；在日常生活中， 当你在黑暗处脱掉化纤类内衣或毛衣， 并与身体皮 肤或头发接触时，会有丝丝声和闪亮的金星

25、出现，这实际上就是摩擦生电现象。 在施工现场里， 可能在某些场合， 某些设备上也会产生静电。 例如在传送带与传 送轮之间，会因摩擦而在传送带和传送轮上产生不同性的电荷（正电荷和负电 荷）；在塔式起重机、物料输送机等所有具有转轴的建筑机械上，其转轴与轴套 之间由于油泥的存在， 也会因摩擦而在转轴和轴套上产生不同性的电荷。 所以静 电的产生是客观的。静电聚集到一定程度， 就会对人体构成危害， 因为当人体接触到带静电的物 体时，就会有电荷在人体和带电体之间瞬间转移， 转移的过程人就会有感觉， 例 如针刺、麻、以至身体颤抖等，依静电的聚集量和转移程度而不同。为了消除静电对人体的危害， 通常的方法是将能

26、产生静电的设备或其相关部 位接地，使其所带静电被大地中的异性电荷中和掉， 并使接地部位与大地保持等 电位（地电位）。这样一来，即使人体接触到产生静电的设备或其相关部位，也 不会有因电荷转移而带来的诸如针刺、麻、以至身体颤抖等触电感觉。所以规范 规定，在有静电的施工现场内，对聚集在机械设备上的静电应 采取接地泄漏措施。 为了保障防静电接地的效果， 依据现行国家标准 防止静电 事故通用导则，结合施工现场实际，规范规定了防静电接地的接地电阻限值， 即每组专设的防静电接地体的接地电阻值一般不应大于100Q,在高土壤电阻率地区也不应大于1000Q。六、防雷1雷电的形成及其危害雷电现象大家知道，地面上的水

27、经蒸发形成水雾，水雾升入天空聚集在一起就形成云， 所以说云就是密集在大地上空的水雾。天空中的云层在上、下气流的强烈摩擦和碰撞下会带有正电荷或负电荷， 这 种带电的云称为雷云。当雷云中的电荷逐渐聚集增加，并使其周围空气中的电场 强度达到空气的击穿强度值及以上时，空气的介电（绝缘）性能就会遭到破坏， 这时在正、负雷云之间或雷云与大地之间就会发生强烈的放电现象。这种雷云放电现象就称为雷电现象。雷电的形成过程雷电依据形成和危害方式、过程不同分为直击雷和感应雷两种。 直击雷的形成过程雷云对大地放电称为直击雷。所以，直击雷的形成过程就是雷云对大地的放 电过程。雷云对大地的放电过程开始于雷云所带电荷的电场对

28、大地的静电感应。由于雷云电荷电场的静电感应，使雷云下面的大地以及地面上具有导电性的物体 （例 如各种金属物体）出现与雷云电荷符号相反的异性电荷，如图61 1所示。这样一来，相当于在雷云和大地之间形成了一个巨大的空间充电电容器。并且在这个雷云和大地之间形成的空间充电电容器中， 形成了一个以空气为介质的空间电 场，这种空间电场一般来说不是均匀电场， 而是因局部受地面突出物影响而被畸 变了的不均匀空间电场。图6 1 1直击雷的形成过程雷云中的电荷分布是不均匀的，在雷云中形成多处聚集中心。当雷云中任- 电荷聚集中心处的电场强度达到 2530kV/cm时，就会使周围空气被击穿，形成空间游离区，并由雷云向

29、大地迅速发展，逐渐形成一个导电通道，这叫做雷电 先导。雷电先导进展到离地面的高度约为 100300m时，地面因静电感应而聚集 的与雷云电荷符号相反的异性电荷便更加集中， 特别是易于聚集在较突起或较高 的地面突出物的尖端上，且使其周围空气游离，形成迎雷先导，并向空中的雷电 先导快速接近。当二者接触时，地面的异性电荷经过迎雷先导通道与雷电先导通 道中的电荷发生强烈中和，出现极大的电流，闪光和雷鸣同时相伴而生，这就是 雷电的主放电阶段。主放电阶段存在的时间极短，一般约为50100梅但主放电电流却可达几百千安。当主放电完成以后，雷云中剩余电荷沿着主放电通道继 续流向大地，这一阶段的放电电流约为数百安，

30、该阶段称为放电的余辉阶段，一 般能持续约0.04 0.15s 感应雷的形成过程当雷云经过输电线上空时，由于受雷云电荷电场的感应，输电线上靠近雷云 的部分便密集了与雷云电荷符号相反的大量异性电荷，如图6- 1-2所示。图6- 1-2感应雷的形成过程如果该雷云与附近带异性电荷的雷云之间发生放电，或该雷云与地面发生放 电，则该雷云中的电荷将被中和，其周围电场随之消失。此时输电线上高度密集 的电荷将因电场束缚消失和同性电荷排斥力而迅速向输电线两端散开， 形成对地 电压幅度很高，但作用时间 极短的所谓感应雷电波，亦 称大气过电压波。直击雷的雷电流波和感应雷的雷电压波都属于冲击波。例如，在绝大多数情况下，

31、雷电流波波形可形 象地如图6- 1- 3所示。图中为斜角波头雷电流波形，横轴表示雷电流持续时间，以微秒计；纵轴表示雷电流值，以千安计。从图中可以看出，雷电流在 4 s极短的时间内图61 3斜角波头雷电流波波形迅速增长到幅值（约60kA），这一段波形习惯上称作波头，用时间段 t（ s）表示； 而把雷电流从波幅降至1/2波幅约30kA 段的波形称作波尾，用时间段 w（ s） 表示，一般波尾延续约数十微秒。包括波头、波尾全过程的波形就是表达雷电流 特征的雷电流波形。雷电流（或雷电压）冲击波的特征一般用波幅值（kA）和波头（s）对波尾（s）的比值来表达，如图6 1 3所示斜角波头雷电流冲击波 可近似表

32、达为60kA 4 35 s。雷电的危害 直击雷的危害直击雷主放电时，集聚在雷云中的大量电荷通过主放电通道， 瞬间泄入大地， 形成强大的雷电流（一种冲击电流）。强大的雷电流通过地面上的被击物，产生 了具有极大破坏作用的综合性效应：a其一，直击雷发生时，几百万伏的冲击电压对人体会造成十分危险的电击 危害，特别是当直击雷主放电通道即使没有经过人体， 但却靠近地面上的人体时， 人体也会受到危险的电击危害。b. 其二，直击雷发生时，数十千安雷电流的热效应会严重烧毁被击物，如果 被击物体或其临近的物体属于易燃易爆物，还会引发电气火灾。c. 其三，直击雷发生时，瞬间强烈放电引起的空气急剧膨胀会产生巨大的机

33、械破坏力，损坏被击物和邻近设施。由此可见，直击雷的危害是十分严重的，作为直击雷本身虽然无法消除它，但其危害却是可以设法避免或减轻的 感应雷的危害感应雷电波具有很高的电压幅值，当其沿输电线侵入变、配电装置时，如果 这些装置的绝缘耐压水平低于雷电侵入波的幅值，则其绝缘将被击穿，设备将被烧毁，还能引起大面积停电和电气火灾事故。 可见感应雷电侵入波的危害也是巨 大的。对于施工现场而言，虽然两种雷电危害都可能遇到，但实际上危害最大的是 直击雷。因为其供电电源方面的变、配电装置通常已设置了防感应雷电波侵入危 害的避雷装置，感应雷电波侵入施工现场供配电系统的可能性很小，只是在施工现场设置专用变电所时才需要和

34、对待直击雷一样，考虑其综合防护问题。2. 防雷措施雷电是一种破坏力，危害性极大的自然现象，要想消除它是不可能的，但消 除其危害却是可能的。即可通过设置一种装置，人为控制和限制雷电发生的位置， 并使其不至危害到需要保护的人、设备或设施。这种装置称作防雷装置或避雷装 置。防雷部位的确定参照现行国家标准建筑物防雷设计规范，规范规定施工现场需要考虑 防直击雷的部位主要是塔式起重机、物料提升机、外用电梯等高大机械设备，以 及钢管脚手架、在建工程金属结构等咼架金属设施，并且其防雷等级可按三类防 雷对待。而防感应雷部位的规定，通常是当设置现场变电所时，在变电所的进、 出线处。按照规范的规定，对于施工现场防直

35、击雷而言，不是上述所有设备都必须设置防雷装置，而是首先应考虑邻近建筑物或设施是否有防直击雷装置，如果邻近建筑物或设施有防直击雷装置，则要判断它们是在其保护范围以内， 还是在 其保护范围以外。如果施工现场的起重机、物料提升机、外用电梯等机械设备， 以及钢脚手架和正在施工的在建工程等的金属结构，均在相邻建筑物、构筑物等 设施的防雷装置保护范围以外，则应按表（6- 2 1）规定安装防雷装置。表（6-2- 1）施工现场内机械设备及高架设施需安装防雷装置的规定地区年平均雷暴日（d）机械设备高度（m） 5015 ， 3240， 20 90及雷害特别严重地区n 12表（10-2-1中的数据是参照第三类防雷建

36、、构筑物特征，考虑到全国各地施工 现场的气象、地形、地质、周围环境和现场机械、设施特征及其年计算雷击次数 N 0.01次/年确定的。一般建筑物年雷击次数经验公式为：N 0.015k n L 5h b 5h 10 6 （次/ 年）（6- 2- 1）式中，N 年计算雷击次数（次/年）;n-年平均雷暴日数（d），即年平均打雷的天数（天）；L 建筑物的长度（m）;b 建筑物的宽度（m）；h 建筑物的高度（m）；k -校正系数。在一般情况下取 k=1 ;在位于旷野孤立的建筑物，位于河 边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、土山顶部、山谷风口、特别潮湿 等处的建筑物以及建筑群中有高于 25m的建筑物，

37、k值可取为k=1.52。例6-2- 1某施工现场设置井字架，其高度为h=12m，长度为L=3m,宽 度为b=3m。该地区年平均雷暴日数为n = 120（天/年），为年平均雷暴日数n 90（天/年）的雷电特别频发区；该地区雨量充沛，气温湿热，现场为低土壤电阻 率地区，并特别潮湿，按照校正系数的取值原则，可取为k=2。根据以上这些条件，则该施工现场所设置的井字架，其年平均雷击次数N可按上述“一般建筑物年雷击次数经验公式（6- 21）”计算为N = 0.015X 2X 120X （3+5X 12）X （3+5 X 12）X 106=0.0143 次 / 年由于本例中施工现场所设置的井字架，其年平均雷

38、击次数按（10-2-1式已计算 出为N =0.0143次/年0.01次/年。所以，如果该施工现场所设置的井字架未在 临近建筑物或设施防直击雷装置的保护范围之内，则需按第三类防雷设施设置防 直击雷装置，此结论与表（6-2- 1）的规定是一致的。例6 - 2-2某施工现场起重机的高度为h=50m，长度、宽度相同，为L= b=10m，该施工现场所处地区的年平均雷暴日数为 n =15天/年。年平均雨量 不大，气温不高，土壤电阻率较低，主要是因为起重机高度 h=50m25m,所以 可取校正系数为k=2。则该起重机年平均雷击次数可按上述 “一般建筑物年雷击 次数经验公式 （621）”计算为N = 0.01

39、5X 2X 15X （10+5X 50）X （10+5 X 50）X 106= 0.03次/ 年由于本例中施工现场所设置起重机的年平均雷击次数按（62 1）式也已计算出为 N =0.03次/年 0.01次/年。所以，如果该施工现场所设置的起重机也未 在其临近建筑物或设施防直击雷装置的防雷保护范围之内， 同样也应当按照第三 类防雷设施设置防直击雷装置，而且此结论与表（621）所作的规定也是一致的。以上两个例题只是为了从一个方面说明表 （6 2 1 ）所作规定的依据。 在实际 工程应用中，其实不必去计算是否需要设置防雷装置的高大建筑机械和高架金属 设施的年平均雷击次数 N ，而只需按照表 （621

40、）的规定执行即可。其中机械 设备高度（m）规定中的“机械设备”除了包括塔式起重机、外用电梯、物料提 升机等高大建筑机械以外，还应包括需要考虑设置防直击雷装置的高架金属设 施；而地区年平均雷暴日数可查阅 规范附录 A 全国主要城镇年平均雷暴日 数得到，它是根据全国各个地区连续若干年（ 50 年）逐年雷暴活动情况的历史 资料记载， 经过统计分析而得出的统计数据， 在实际工程应用时可作为参考， 例 如从该附录中可查阅出沈阳地区年平均雷暴日数为 27.1。防雷装置的设置 防直击雷装置的设置 防直击雷装置由接闪器（避雷针、避雷线、避雷带等） 、防雷引下线和防雷接地体组成。 对于施工现场高大建筑机械和高架

41、金属设施来说， 接闪器（避雷针） 应设置于其最顶端，可采用直径为20及以上的钢筋、圆钢等；防雷引下线可采 用铜线、圆钢、扁钢、角钢、钢筋等；防雷接地体与供配电系统接地体一样。避 雷针、防雷引下线、防雷接地体之间必须可靠焊接。单独设置的防雷接地体，其 冲击接地电阻值不应大于30Q;与供配电系统PE线重复接地共用的防雷接地体, 其接地电阻值应符合PE线重复接地接地电阻值不大于10Q的要求。对于塔式起 重机，由于其臂架长， 而且使用中有回转运动， 故在任何情况下均应设置防直击 雷装置，其塔顶和臂架远端可作为接闪器， 不需另装避雷针； 其机体可作为防雷 引下线，但应保证电气连接；其防雷接地体可与 PE

42、线重复接地的接地体共用。 防感应雷装置的设置当施工现场设置有低压配电室， 但不设置临时专用变电所， 这时如配电线路 为架空线路，则应按照 规范 的规定，将其架空进、出线处绝缘子铁脚与配电 室接地装置相连接，作防雷接地，以防雷电波侵入，亦兼有防直击雷作用。如果 配电线路为埋地电缆， 且线路较短， 为防雷电波从其与架空线的连接处侵入， 在 电缆两端来回反射叠加成过电压波， 并进入配电室， 需在电缆两端装设阀型避雷 器。当施工现场设置有专用临时变电所时， 为防止感应雷电波侵入变电所内， 威 胁电力变压器和高、 低压电器的绝缘， 以及变电所工作人员的安全， 应在该专用 临时变电所的三相进、出线处各装设

43、一组阀型避雷器，如图 621 所示。阀型避雷器的选择应符合三项基本原则，即 避雷器的额定电压等级应与线路的额定电压等级保持一致； 避雷器的额定电压不得低于安装地点可能出现的最大对地工频电压； 避雷器的工频放电电压和冲击放电电压上限值应低于电网 （包括直接联接 于电网上的相关电气设备）相应的（工频的或冲击的）绝缘水平。在施工现场临时用电工程中，如果要选用阀型避雷器，可以查阅有关电气设 备手册。10kV线路_ 220 / 380 V 线路?Li_ L2i3r- nPE? ? ?阀型避雷器d? I?可隙 放电间隙非线性电阻丄（阀片）图6- 2- 1变电所雷电侵入波保护原理接线需特别指出，按照规范的要

44、求，施工现场所有需要设置防雷装置的机械 设备，其配置及固定安装的动力、控制、照明、信号及通信线路均应采用穿钢管 敷设，并且其敷设钢管应与机械设备的金属结构体作等电位电气连接，这主要是基于通过敷设钢管的电磁屏蔽作用和敷设钢管与机械设备金属结构体的等电位 连接作用，防止这些机械设备一旦遭受直击雷时机械设备与其临近具有导电性物 体之间可能放电，从而造成的雷电侧击危害。3. 防雷保护范围这里所说的防雷保护范围是指接闪器对直击雷的保护范围。按照现行国家标准建筑物防雷设计规范，接闪器防直击雷的保护范围是 按“滚球法”确定的。所谓滚球法是指选择一个其半径hr由防雷类别确定的一个 可以滚动的球体，沿需要防直击

45、雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利 用作为接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷 击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该未被触及部分就得到接闪器的 保护。按“滚球法”确定避雷针和避雷线作为接闪器防雷保护范围的方法可参阅 规 范附录B滚球法。七、接地接地装置是构成施工现场用电基本保护系统的主要组成部分之一， 是施工现场用电工程的基础性安全装置。在施工现场用电工程中，电力变压器二次侧（低压侧）中性点要直接接地， PE 线要作重复接地，高大建筑机械和高架金属设施要 作防雷接地， 以及产生静电的设备要作防静电接地等。 本章将首先简要介绍接地 的概念，然后重点介绍

46、接地装置的组成和设计。1. 接地的概念接地与接地装置所谓接地， 是指设备与大地作电气连接或金属性连接。 电气设备的接地， 通 常的方法是将金属导体埋入地中，并通过导体与设备作电气连接（金属性连接 ）。这种埋入地中直接与地接触的金属物体称为接地体， 而连接设备与接地体的金属 导体称为接地线，接地体与接地线的连接组合就称为接地装置。接地的分类 接地有多种分类方法，以下主要介绍接地按其作用和方式不同的分类。 按接地作用分类接地按其作用分类可分为： 功能性接地和保护性接地及兼有功能和保护性的 重复接地。a功能性接地：电气系统或设备因运行稳定需要的接地，称为功能性接地。功能性接地又分为：工作接地、屏蔽接

47、地、逻辑接地 。工作接地是指电气系统为稳定正常工作电压的接地。 例如电力变压器和发电 机中性点的接地即属于工作接地。屏蔽接地是指电气线路或装置为使其内部导体或器件免受外界电磁场干扰 而将其外露可导电部分接地。 例如将电缆金属外护层、 穿线金属管及电子组件金 属外壳等接地均属于屏蔽接地。逻辑接地是指为保证电子设备稳定工作而将其金属底板或某一公共连接线 作为逻辑信号的电位参考点而接地。b.保护性接地：为防止电气设备的金属外壳因绝缘损坏带电危及人、畜安全 和设备安全， 以及设置相应保护系统需要， 而将电气设备正常不带电的金属外壳 或其它金属结构接地，称为保护性接地。保护性接地分为保护接地、防雷接地、

48、 防静电接地等 。保护接地是指在接地保护系统中将电气设备外露可导电部分接地。 例如将电 动机的金属底座、 配电箱和开关箱的金属箱体等接地， 均属于保护接地， 又称安 全接地。保护接地的接地装置应是独立设置的， 即与系统接地无关。 如果保护接 地是籍助于导体与系统中性点接地装置相连接实现，则只能称为保护接零。防雷接地是指为防止雷电对电气系统和设备， 以及高架金属设施和建、 构筑 物的危害， 使雷击防雷装置时雷电流顺利泄入大地而将防雷装置接地。 例如接闪 器（避雷针、避雷线、避雷带 ）、避雷器的接地，均属于防雷接地。防静电接地是指为防止电气系统或设备在运行过程中产生的静电对人畜和 财产造成危害，并

49、将有害静电顺利导入大地，而将产生静电的部位接地。C.重复接地 在三相四线制系统中，为了增强接地保护系统接地的作用、效果和可靠性， 在其接地线的另一处或多处再作接地 （通过新增接地装置 ），称为重复接地。按接地方式分类 接地按其接地方式分类可分为： 直接接地与间接接地， 固定性接地与临时性 接地。a直接接地与间接接地一部分工作接地（例如我国220kV以上电网，110kV绝大部分电网，一般0.4kV 低压电网的中性点接地 ）以及其它功能性接地，全部保护性接地和重复接地都是 直接接地。一部分工作接地为间接接地。例如我国 154kV 电网、 60kV 以下高压电网为 非直接接地系统，一般经消弧线圈 （

50、电抗器 ）接地。一些特殊场所工作接地采用经 击穿保险器间接接地方式。b.固定性接地与临时性接地 所谓固定性接地是指接地装置的接地一经设置联接， 不再改动的接地。 上述 所有功能性接地、 保护性接地、 重复接地一般都采用固定性接地， 即接地装置的 接地联接一经设置，不再改动。电气系统或设备的临时性接地通常与电气系统或设备的故障和检修相联系。 故临时性接地又可分为故障接地和检修接地。检修接地是指当电气系统或设备停电检修时， 将已断电的正常情况带电部分 暂时接地， 通常通过具有接线夹的多股软导线与接地体作电气连接， 于检修完毕 后撤除，然后才能送电，以保证检修人员在检修过程中的安全。故障接地是指电气

51、系统或设备因绝缘损坏， 其正常情况带电部分通过导体与 大地电气连接。 故障接地会引起很大短路电流， 容易引发火灾和爆炸。 在电气系 统和设备中，对故障接地是需要加以防止和预防性保护的。其它分类方式、方法，这里不再赘述。2. 接地装置的组成 如上所述，接地装置主要由接地体 （或称接地极 ）与接地线连接组合而成。 以下将按照 规范 的相关规定，综合介绍接地装置组成中的规定和要求。接地体 接地体一般分为自然接地体和人工接地体两种。 自然接地体： 自然接地体是指原已埋入地下并可兼做接地用的金属物体。 例如原已埋入地中的直接与地接触的钢筋混凝土基础中的钢筋结构体、金属井 管、非燃气金属管道、铠装电缆 （

52、铅包电缆除外 ）的金属外皮等，均可作为自然接 地体。 人工接地体： 人工接地体是指人为埋入地中直接与地接触的金属物体。 简 言之，即人工埋入地中的接地体。 用作人工接地体的金属材料通常可以采用圆钢、 钢管、角钢、扁钢，及其焊接件，但不得采用螺纹钢或铝材。接地线 接地线也可以分为自然接地线和人工接地线。 自然接地线：自然接地线是指设备本身原已具备的接地线。 如钢筋混凝土 构件的钢筋、穿线钢管、铠装电缆(铅包电缆除外)的金属外皮等。自然接地线可 用于一般场所各种接地的接地线，但在有爆炸危险场所只能用作辅助接地线。自 然接地线各部分之间应保证电气连接，严禁采用不能保证可靠电气连接的水管和 既不能保证

53、电气连接又有引起爆炸危险的燃气管道作为自然接地线。 人工接地线：人工接地线是指人为设置的接地线。人工接地线一般可采用 圆钢、钢管、角钢、扁钢等钢质材料，但接地线直接与电气设备相连的部分以及 采用钢接地线有困难时，应采用绝缘铜线。3. 接地装置的敷设接地装置的敷设应遵循下述原则和要求：应充分利用自然接地体。当无自然接地体可利用，或自然接地体电阻不符 合要求，或自然接地体运行中各部分连接不可靠， 或有爆炸危险场所，则需敷设 人工接地体。应尽量利用自然接地线。当无自然接地线可利用，或自然接地线不符合要 求，或自然接地线运行中各部分连接不可靠， 或有爆炸危险场所，则需要敷设人 工接地线。人工接地体可垂

54、直敷设或水平敷设。垂直敷设时，接地极相互间距不宜小 于其长度的2倍，顶端埋深一般为0.8m；水平敷设时，接地极相互间距不宜小 于5m,埋深一般不小于0.8m。人工接地体和人工接地线的最小规格分别如表 (7 3 - 1)和表(7 3-2)所 示。表(7 3 1)人工接地体最小规格材料名称规格项目最小规格圆钢直径(伽)4钢管壁厚(mm)3.5角钢板厚(m)4扁钢截面(m)48板厚(m)6注：敷设在腐蚀性较强的场所或土壤电阻率pW 100Q - m的潮湿土壤中的接地 体，应适当加大规格或热镀锌。表(7 3 2)人工接地线最小规格材料名称规格项目地上敷设地下敷设室外圆钢直径(m)568钢|管壁厚(m)

55、2.52.53.5角钢板厚(m)22.54扁钢截面(m)244848板厚(m) 348绝缘铜线截面(mm2)1.5注：敷设在腐蚀性较强的场所或土壤电阻率pW 100Q - m的潮湿土 壤中的接地体，应适当加大规格或热镀锌。接地体各部分接地极间及接地体与接地线的连接均应采用焊接。 接地线连接处应采用搭接焊。其中扁钢的搭接长度应为其宽度的2倍;圆钢的搭接长应为其直径的6倍。接地线及其连接处如位于潮湿或腐蚀介质场所，应涂刷防潮、防腐蚀油每一组接地装置的接地线应采用两根及以上导体，并在不同点与接地体 焊接。接地线与接地设备的连接可用焊接或螺栓连接。用螺栓连接时，应设防 松螺帽或加防松垫片。接地体周围不得有垃圾或非导体杂物，且应与土壤紧密接触。4. 接地装置的设计 所谓接地装置的设计，就是根据对接地电阻的要求，选择、确定接地装置。 对接地装置接地