第5章建筑防雷及接地系统-2

1、5.4 安全用电安全用电1) 触电的原因与触电的方式 (1) 触电原因及危害造成触电事故，往往是由于操作人员麻痹大意，违反电气操作规程；或是电气设备绝缘损坏、接地不良；或是进入高压线路的接地短路点以及遭雷击等原因。 人体触电的危险性与通过体内的电流强弱、时间长短及电流的频率等有关。表5.3表示电流通过人体不同部位时，心脏内流过的电流占人体触电电流的百分率。 一、一、 触电、急救与防护触电、急救与防护(2) 安全电压一般而言，工频30mA电流，对人体是个临界值，当人体内通过30mA以上的交流电，将引起呼吸困难，自己已不能摆脱电源，所以有生命危险。于是，根据欧姆定律，对人体来讲，安全电压为UIRm

2、3010-3(8001200）2436V安全电压是指人体不戴任何防护设备时，触及带电体而不受电击或电伤，这个带电体的电压就是安全电压。严格地讲，安全电压是因人而异的，与触碰带电体的时间长短、与带电体接触的面积和压力等均有关系。 (3) 触电方式 直接触电即人体的某一部位接触电气设备的带电导体，而另一部位与大地接触引起的触电，或同时接触到两相不同的导体。 间接触电人体接触到故障状态带电导体，而正常情况下该导体是不带电的。减少接触电压的有效方法就是在后面将讲述的等电位联接。如图5-9(a)所示。 跨步电压触电当有电流流入电网接地点或防雷接地点时，电流在接地点周围土壤中产生电压降，接地点的电位往往很

3、高，距接地点越远，则电位逐渐下降越陡。通常把地面上0.8m的两处的电位差叫做跨步电压，用Uk表示，如图5-9(b)所示。 2) 触电的急救 触电事故发生后，首先要使触电者脱离电源，并且要马上进行现场急救。(1) 脱离电源对低压触电，若触电地点附近有电源开关或插销，可立即拉开开关或拔出插销，断开电源。当电线搭落在触电者身上或被压在身下时，可用干燥的衣服、手套、绳索、木板等绝缘物作为工具拉开触电者或挑开电线，使触电者脱离电源。对高压触电事故，应立即通知有关部门停电，或戴上绝缘手套，穿上绝缘用相应电压等级的绝缘衣拉开开关。 (2) 现场急救触电者脱离电源后需积极进行抢救，时间愈快愈好。若触电者失去知

4、觉，但仍能呼吸，应立即抬到空气流通、温暖舒适的地方平卧，并解开衣服，速请医生诊治。若触电者已停止呼吸，心脏也已停止跳动，这种情况往往是假死，一般不要打强心针，而应该通过人工呼吸和心脏挤压的急救方法，使触电者逐渐恢复正常。3) 常用的安全用电防护措施(1) 设立屏障，保证人与带电体的安全距离，并挂标示牌。(2) 有金属外壳的电气设备，要采取接地或接零保护。(3) 采用安全电压。(4) 采用联锁装置和继电保护装置，推广使用漏电断路器对人进行保护。(5) 正确选用和安装导线、电缆、电气设备，对有故障的电气设备及时进行修理。(6) 合理使用各种安全保护用具。(7) 建立健全各项安全规章制度，加强安全教

5、育和对电气工作人员的培训。表表5.3 心脏内流过的电流占人体触电电流的百分率心脏内流过的电流占人体触电电流的百分率 触电部位两脚触电两手触电 右手至右脚 左手至右脚通过心脏的电流百分率 0.43.33.76.7 图5-9 接触电压与跨步电压示意图 （a） 接触电压；（b） 跨步电压 一、接地概述一、接地概述 1）名词：）名词：接地，接地体，自然接地体，人工接地接地，接地体，自然接地体，人工接地体，接地线，接地装置。体，接地线，接地装置。 2）接地类型与作用）接地类型与作用 工作接地；保护接地；接零保护；防雷接工作接地；保护接地；接零保护；防雷接地；屏蔽接地等。地；屏蔽接地等。 3）IEC对系统

6、接地的文字代号规定对系统接地的文字代号规定 第一个字母表示电力系统的对地关系；第一个字母表示电力系统的对地关系； 第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系；第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系；后面的字母表示中性线与保护线的组合后面的字母表示中性线与保护线的组合 。7.5 低压配电系统接地方式低压配电系统接地方式二、低压配电系统的接地形式二、低压配电系统的接地形式(1) TN系统电力系统有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接。 TN-S系统：整个系统的中性线（N）与保护线(PE)是分开的，见图7-10。 TN-C系统：整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是

7、合一的，见图7-11。 TN-C-S系统：系统的前一部分线路的中性线(N)与保护线(PE)是合一的，而系统的后一部分线路的中性线(N)与保护线(PE)则是分开的，见图5-12。(2) TT系统电力系统有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极。见图5-13。(3) IT系统电力系统的带电部分与大地无直接连接（或有一点经足够大的阻抗接地），受电设备的外露可导电部分通过保护线接至接地极。见图5-14。图5-10 TN-S系统 图5-11 TN-C系统 图5-12TN-C-S系统 图5-13 TT系统 图5-14 IT系统 二、保护接地与保护接零二、保护

8、接地与保护接零(1) 保护接地将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳用电阻很小的导线与接地体可靠地连接起来，这种接地方式称为保护接地。保护接地适用于中性点不接地的供电系统，根据规定在电压低于1000V而中性点不接地的电力网中， 或电压高于1000V的电力网中均须采用保护接地。图5-15所示为保护接地的作用。(2) 保护接零 在三相四线制中，电源中性点接地的低压供电系统，如果仍然采用保护接地的方法不能有效地防止人身触电的事故。如图5-16 所示的中性点接地系统，当采用保护接地而绝缘损坏使一相线碰壳短路时，短路电流Ik为： PkodUIRR设R0、Rd为4，电源相电压为220V。Ik=220/（4

9、+4）=27.5A设备外壳对地电压为：U=IkRd27.54110V所以人体将承受110V的对地电压，会非常危险。在1000V以下电源中性点接地的三相四线制供电系统中应采用保护接零的方法，如图5-17所示 (3) 重复接地在中性点接地的供电系统中，除将电源中性点接地外，沿中线走向，每隔一定距离再次将中线接地，叫重复接地。 如图5-18所示。经过重复接地处理后，即使零线发生断裂，也能使故障程度减轻。在照明线路中，也可以避免因零线断裂三相电压不平衡而造成的某些电气设备的损坏。 图5-15 保护接地的作用 图5-16中性点接地系统采用保护接地的情况 图5-17 保护接零 图5-18 重复接地 7.6

10、 接地电阻接地电阻接地电阻是指接地体电阻、接地线电阻和土壤流散电阻三部分之和。其中主要是土壤流散电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。 测量接地电阻的方法很多，有电流表电压表测量法和专用仪器测量法。(1) 用电流表电压表测量接地电阻，如图5-19所示。(2) 用接地电阻测量仪测量接地电阻接地电阻测量仪又叫接地摇表。图5-20是ZC8型接地摇表外形。一、一、 接地电阻测量方法接地电阻测量方法VDDURI用此接地摇表测量接地电阻的方法如下： 按图5-20所示接线图接线。 用仪表所附的导线分别将 E、P、C连接到仪表相应的端子E、P、C上。 将仪表放置水平位置，调整

11、零指示器，使零指示器指针指到中心线上。 将“倍率标度”置于最大倍数，慢慢转动发电机的手柄，同时旋动“测量标度盘”，使零指示器的指针指于中心线。 如果“测量标度盘”的读数小于1时，应将“倍率标度”置于较小倍数，然后再重新测量。 当指针完全平衡指在中心线上后，将此时“测量标度盘”的读数乘以倍率标度，即为所测的接地电阻值。 图5-19 电流表-电压表测量接地电阻 图5-21 接地摇表测量接地电阻 流散电阻与土壤的电阻有直接关系。土壤电阻率愈低，流散电阻也就愈低，接地电阻就愈小。常用的方法如下：(1) 对土壤进行混合或浸渍处理(2) 改换接地体周围部分土壤(3) 增加接地体埋设深度(4) 外引式接地二

12、、二、 降低接地电阻的措施降低接地电阻的措施7.7 等电位联接等电位联接等电位联接可分为总等电位联接和辅助(或局部)等电位联接。 所谓总等电位联接就是将建筑物内的下列导电部分汇集到进线配电箱近旁的接地母排上而互相联接：进线配电箱的保护线干线；自电气装置接地极引来的接地干线；建筑物内水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；条件许可的建筑物金属构件等导电体。 一、一、 等电位联接的作用等电位联接的作用辅助等电位联接是将上述导电部分在局部范围内再作一次联接，或将人体可同时触及的有可能出现危险电位差的不同导电部分互相直接联接。 图5-21所示为总等电位联接示意图。根据有关规范(如低压配电设计规范GB5

13、0054-95)的规定，采用接地故障保护时，应在建筑物内作总等电位联接。需要联接的部分如前所述，所需联接的各导电体应尽量在进入建筑物处接向总等电位联接端子，如图5-22所示。 图5-21 总等电位联接示意图 图5-22 卫生间局部等电位联接示意图 二、二、 等电位联接时的注意事项等电位联接时的注意事项在施工完毕后应进行测试，对个别导电不良处需做跨接处理。 水管的联接应与其主管部门协调 。煤气管的联接也应与其主管部门协调。为了提高电气安全水平，避免或减少人体遭受电击的危险，应根据具体情况将各种安全保护措施结合使用。建筑的低压配电系统宜采用TNS制的接地形式，为了提高过电流保护装置的接地故障保护的

14、灵敏度，降低PE线上的接触电压，应尽量降低故障回路的阻抗。 为了尽量降低故障回路的阻抗，应尽量将PE(PEN)线与相线靠近并同路敷设。 接地母排或总接地端子作为一建筑物电气装置内的参考电位点，通过它将电气装置的外露导电部分与接地体相连接，也通过它将电气装置内的诸总等电位联接线互相连通。 对于地下等电位联接，一般要求地面上任意一点距接地体不超过10m，即要求地面下有20m20m的金属网格。 5.5 漏电保护器漏电保护器为了保证施工人员的安全，建设部JGJ4688施工现场临时用电安全技术规范规定：施工现场所有用电设备，除做保护接零外，必须在设备负荷线的首端设置漏电保护装置。施工现场在采用保护接地或

15、保护接零的同时，必须设立两级漏电保护装置。开关箱内也必须装设漏电保护器。国际电工委员会颁布剩余电流动作装置的一般要求（IEC7551983）中规定：带有插座的家庭应安装动作电流小于30mA的漏电开关。 5.5.1 安装漏电保护器的目的与要求安装漏电保护器的目的与要求5.5.2 漏电保护器的功能漏电保护器的功能如果流过人体的电流瞬间大于50mA，人体就会发生伤亡事故，我们把这个电流叫做致命电流。漏电保护器的功能有两个：(1) 当发生人体触电时，十几毫安的触电电流就能使漏电保护器动作，直接或间接地切断电源，从而保证人身安全。(2) 当设备发生漏电，保护接地或保护接零不能切断电源时，十几毫安的漏电电

16、流也能使漏电保护器切断电源。5.5.3 漏电保护器的分类与工作原理漏电保护器的分类与工作原理(1) 漏电保护器的分类漏电保护器按其动作原理分为电压动作型和电流动作型两大类。电流动作型的漏电保护器又分为电磁式、电子式和中性点接地式三种。漏电保护器按其工作性质又分为漏电断路器和漏电继电器。漏电保护器按其漏电动作值又分为高灵敏度型、中灵敏度型和低灵敏度型三种。漏电保护器按其动作速度又分为高速型、延时型和反时限型三种。漏电保护器按其极数和电流回路数分为：单极两线漏电保护器、两极漏电保护器、两极三线漏电、三极漏电保护器、三极四线漏电、四极漏电保护器。 (2) 电磁式漏电保护器的工作原理电磁式漏电保护装置

17、由放大器、零序互感器和脱扣装置组成。它具有检测和判断漏电的能力，并在脱扣器的作用下，动作跳闸，切断电路。漏电保护开关的工作原理如图5.22所示。 图5.22 漏电保护开关动作原理图 A放大器；QF断路器；YR脱扣器；TAN零序互感器 5.5.4 漏电保护器的技术指标与型号漏电保护器的技术指标与型号(1) 额定电压：漏电保护器的工作电压，即被保护设备的额定电压，有220V、380V两种。(2) 额定电流：漏电保护器长期通过的并能正常接通或分断的电流。漏电开关工作电流的等级有（IEC标准）：6、10、16、20、32、40、50、63、100、200、400A等。(3) 脱扣器的额定电流：脱扣器接

18、通或分断的电流，该电流可以在一定范围内进行调整，最大值等于脱扣器的额定电流。(4) 额定漏电动作电流：能使漏电保护器动作的最小漏电电流。数值在10500mA之间，可根据具体情况进行选择，数值越小越灵敏。(5) 动作时间：从发生漏电到漏电保护器动作所用的时间，小于0.2s。(6) 额定漏电不动作电流：使漏电保护器不动作的最大漏电电流，叫做漏电保护器的额定漏电不动作电流。 (7) 额定接通分断能力：漏电保护器在规定的使用性能条件下所能分断的漏电电流值和短路电流值。 5.5.5 漏电保护器的安装与选择漏电保护器的安装与选择1) 漏电保护器的安装(1) 必须安装漏电断路器的设备和场所 属于第类的移动式

19、电气设备及手持电动工具； 安装在潮湿、强腐蚀性等环境恶劣场所的电气设备； 建筑施工工地的电气施工机械设备； 暂设临时用电的电气设备； 宾馆、饭店及招待所的客房内的插座回路； 机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路； 游泳池、喷水池、浴池的水中照明设备； 安装在水中的供电线路和设备； 医院中直接接触人体的电气医用设备； 其它需要安装漏电保护器的场所。 (2) 报警式漏电保护器的应用 公共场所的通道照明、应急照明； 消防用电梯及确保公共场所安全的设备； 用于消防设备的电源，如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等； 用于防盗报警的电源； 其它不允许停电的特殊设备和场所。(3) 不需要装设漏电保

20、护器的设备 使用安全电压供电的电器设备； 一般环境条件下使用的具有双重绝缘或加强绝缘的电气设备； 使用隔离变压器供电的电气设备； 在采用了不接地的局部等电位联接安全措施的场所中使用的电气设备； 在没有间接触电危险的场所中使用的电气设备。 2) 漏电保护器的选择(1) 根据电气设备的供电方式来选择漏电保护器 单相220V电源供电的电气设备应选用单极两线式或两极两线式漏电保护器； 三相三线式380V电源供电的电气设备应选用三极式漏电保护器； 三相四线式380V电源供电的电气设备，或单相设备与三相设备共用的电路，应选用三极四线式或四极式漏电保护器。(3) 根据漏电保护器的动作参数进行选择 手持式电动

21、工具、移动电器、家用电器插座回路的设备应优先选用额定漏电动作电流不大于30mA快速动作的漏电保护器。 单台电机设备可选用额定漏电动作电流为30mA及30mA以上、100mA以下快速动作的漏电保护器。 有多台设备的总保护应选用额定漏电动作电流为100mA及100mA以上、快速动作的漏电保护器。(2) 根据电气线路的正常泄漏电流，选择漏电保护器的额定漏电动作电流从安全角度出发，漏电保护器的额定漏电动作电流选择得越小越好；但从供电的可靠性出发，不能过小，应受到被保护线路和设备正常泄漏电流值的制约。 成套开关柜、分配电盘的额定漏电动作电流为100mA以上。 防止电气火灾的漏电保护器的额定漏电动作电流为

22、300mA。 类手持式电动工具必须装设额定漏电动作电流小于15mA、动作时间小于0.1s的漏电保护器。(4) 对特殊负荷和场所应按其特点选用漏电保护器 医院中的医疗电气设备安装漏电保护器时，应选用额定漏电动作电流为10mA快速动作的漏电保护器。 安装在潮湿场所的电气设备应选用额定漏电动作电流为1530mA快速动作的漏电保护器。 安装于游泳池、喷水池、水上游乐场、浴室的照明线路，应选用额定漏电动作电流为10mA、快速动作的漏电保护器。 在金属物体上工作，操作手持式电动工具或行灯时，应选用额定漏电动作电流为10mA、快速动作的漏电保护器。 连接室外架空线路的应选用冲击电压不动作型的漏电保护器。 带

23、有架空线路的总保护应选择中、低灵敏度及延时动作的漏电保护器。 电路末端必须安装漏电动作电流小于30mA的高速动作型漏电保护器。(5) 施工现场漏电保护器的选择 JGJ4688施工现场临时用电安全技术规范规定：总配电箱中应装设漏电保护器，漏电保护器应装设在电源隔离开关的负荷侧。 JGJ4688施工现场临时用电安全技术规范规定：开关箱内的漏电保护器，其额定漏电动作电流不大于30mA、额定漏电动作时间应小于0.1s；使用于潮湿和有腐蚀介质场所的漏电保护器应采用防溅型产品，其额定漏电动作电流应不大于15mA、额定漏电动作时间应小于0.1s。 漏电保护器的选择应满足选择性要求：当采取分段保护时，应满足上

24、下级动作的选择性。即当某处发生接地故障时，应由本级的漏电保护器切断故障点的电源，而上一级（靠近电源）的漏电保护器不应同时或提前动作切断电源。 5.5.6 漏电保护器的接线漏电保护器的接线(1) 要严格注意工作零线N和保护零线PE的接法。 (2) 从漏电保护器负荷侧接出的工作零线N不能重复接地，否则漏电保护器就会误动作。 (3) 分支线路的工作零线不能相连，否则，漏电保护器就会发生误动作。(4) 单相负荷不能跨接漏电保护器两侧，否则，漏电保护器就会发生误动作。 (5) 工作零线不能就近支接，否则，漏电保护器就会发生误动作。(6) 单相负荷尽可能均衡分布。否则，一相的负荷偏大会使该相的漏电电流也偏大，造成漏电保护器误动作。(7) 必须保证工作零线N的绝缘等级。如果工作零线N的绝缘电阻较小，对地绝缘较差，