防雷与接地工程

1、第 5 章 建筑防雷接地工程（6 6学时）学时）建筑物防雷基本概念建筑物防雷基本概念建筑物防雷等级划分；建筑物防雷等级划分；建筑物防雷技术、工程做法及要求；建筑物防雷技术、工程做法及要求；接地与接零基本概念；接地与接零基本概念；电力系统及配电系统的接地型式；电力系统及配电系统的接地型式；保护接地与接零技术、工程做法及要保护接地与接零技术、工程做法及要求求。 本本章章主主要要内内容容5.1.1 5.1.1 雷电的形成及危害雷电的形成及危害5.1 5.1 建筑物防雷建筑物防雷1 1）雷电的形成）雷电的形成第 5章 建筑防雷接地工程2 2）雷电危害）雷电危害第 5章 建筑防雷接地工程 高耸孤立的建筑

2、物；高耸孤立的建筑物； 有导电粉尘排出的屋面排放管；有导电粉尘排出的屋面排放管； 建筑物的突出部位；建筑物的突出部位； 潮湿、地下水位较高的地方；潮湿、地下水位较高的地方； 金属屋面、埋有金属管道的厂房；金属屋面、埋有金属管道的厂房； 特点特点速度极快，电压极高，瞬时电流值极大。速度极快，电压极高，瞬时电流值极大。 危害效应危害效应热效应；热效应；机械效应；机械效应；电磁效应。电磁效应。 具体形式具体形式直击雷；直击雷；雷电感应；雷电感应；雷电波浸入；雷电波浸入； 球形雷。球形雷。3 3）雷电活动规律）雷电活动规律气候上气候上热而潮湿的亚热带地区；热而潮湿的亚热带地区；地域上地域上山区多于平原

3、；山区多于平原；时间上时间上春夏之交、夏秋之交。春夏之交、夏秋之交。5.1.2 5.1.2 建筑物防雷等级划分建筑物防雷等级划分建筑物防雷分类依据：建筑物防雷分类依据： GB5005794建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范第 5章 建筑防雷接地工程（2 2）民用建筑的防雷分类）民用建筑的防雷分类第 5章 建筑防雷接地工程民用建筑的防雷等级划分：民用建筑的防雷等级划分：第 5章 建筑防雷接地工程JGJ16-2008 民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范第第11章的规定：章的规定： l 第一类：没有。第一类：没有。l 第二类：第二类： 高度超过高度超过100m100m的建筑物；的建筑物； 国

4、家级重点文物保护建筑物；国家级重点文物保护建筑物； 国家级的重要用途和政治意义的建筑物。国家级的重要用途和政治意义的建筑物。l 第三类：第三类： 省级重点文物保护建筑物；省级重点文物保护建筑物； 省级重要用途和政治意义的建筑物；省级重要用途和政治意义的建筑物； 19 19层以上住宅、层以上住宅、5050米以上其他建筑物；米以上其他建筑物； 建筑群中的高耸建筑物，建筑群中的高耸建筑物，2020米以上建筑物；米以上建筑物； 15 15米以上孤立建筑物；米以上孤立建筑物； 雷击次数较多的建筑物。雷击次数较多的建筑物。平屋顶150以内坡屋顶450以内坡屋顶450以上坡屋顶5.1.3 5.1.3 建筑物

5、易遭雷击的部位：建筑物易遭雷击的部位：第 5章 建筑防雷接地工程5.1.4 5.1.4 建筑物防雷措施建筑物防雷措施l 不同建筑物对防雷类别的要求不同建筑物对防雷类别的要求一、二类建筑物一、二类建筑物三类建筑物三类建筑物防直击雷防直击雷防雷电波侵入防雷电波侵入防直击雷防直击雷、侧击雷、侧击雷防感应雷防感应雷防雷电波侵入防雷电波侵入l常规防雷技术措施常规防雷技术措施 防直击雷防直击雷接闪器、引下线、接地装置接闪器、引下线、接地装置、笼式保护笼式保护 防感应雷防感应雷接地，等电位连接；接地，等电位连接； 防雷电波浸入防雷电波浸入避雷线，避雷器，管线埋地避雷线，避雷器，管线埋地引入引入，接地，接地

6、防雷电反击防雷电反击保持间距，共同接地。保持间距，共同接地。第 5章 建筑防雷接地工程避雷器避雷器第 5章 建筑防雷接地工程1）第一类防雷建筑物的防雷措施）第一类防雷建筑物的防雷措施防感应雷防感应雷 30m以上，金属栏杆、门窗等接地以上，金属栏杆、门窗等接地防雷电波浸入防雷电波浸入 管线全线埋地引入，电源入户处接地管线全线埋地引入，电源入户处接地 避雷器。避雷器。防直击雷防直击雷 独立避雷针、避雷线；独立避雷针、避雷线； 屋面避雷网间距：屋面避雷网间距：5m5m、6m4m 引下线间距：引下线间距： 12m， 不少于不少于2根根 接地电阻：接地电阻： 10， 要求环形敷设要求环形敷设 30m以上

7、，水平避雷带，以上，水平避雷带，“笼式保护笼式保护”第 5章 建筑防雷接地工程2）第二类防雷建筑物的防雷措施）第二类防雷建筑物的防雷措施防直击雷防直击雷 屋面避雷网，间距：屋面避雷网，间距：10m10m、12m8m 引下线间距：引下线间距： 18m， 不少于不少于2根根 接地电阻：接地电阻： 10， 尽量环形敷设尽量环形敷设 45m以上，等电位连接，以上，等电位连接，“笼式保护笼式保护”防感应雷防感应雷 45m以上，金属栏杆、门窗等接地；以上，金属栏杆、门窗等接地；防雷电波浸入防雷电波浸入 20m以内管线埋地引入，入户处接地以内管线埋地引入，入户处接地 避雷器。避雷器。第 5章 建筑防雷接地工

8、程3）第三类防雷建筑物的防雷措施）第三类防雷建筑物的防雷措施防雷电波浸入防雷电波浸入进出管线、电源零线及金属支架进出管线、电源零线及金属支架 等在入户处接地；等在入户处接地；防直击雷防直击雷 屋面避雷网，间距屋面避雷网，间距20m20m、24m16m 引下线间距：引下线间距：25m， 一般不少于一般不少于2根；根； 接地电阻：接地电阻： 30； 60m以上，金属栏杆、门窗等接地，以上，金属栏杆、门窗等接地，第 5章 建筑防雷接地工程5.1.5 5.1.5 防雷装置组成防雷装置组成第 5章 建筑防雷接地工程自然接闪器自然接闪器人工接闪器人工接闪器l 接闪器类型接闪器类型接闪器；接闪器；引下线；引

9、下线；接地装置接地装置；l 防雷装置组成防雷装置组成接地干、支线；接地干、支线；接地极接地极1 1）接闪器）接闪器独立避雷针；独立避雷针；建筑物上避雷针建筑物上避雷针( (带、网带、网) )避雷线避雷线金属屋面、金属旗杆、建筑结金属屋面、金属旗杆、建筑结构钢筋构钢筋 l 接闪器做法及技术要求接闪器做法及技术要求第 5章 建筑防雷接地工程 自然接闪器：自然接闪器： 金属屋面、钢烟囱、金属旗杆、屋面结构钢筋、金属屋面、钢烟囱、金属旗杆、屋面结构钢筋、 2 mm 2 mm ，无易燃易爆物质；，无易燃易爆物质； 人工接闪器：人工接闪器： 避雷针避雷针长度长度1m1m以下：以下：1212圆钢、圆钢、G2

10、0G20焊接钢管；焊接钢管； 1 12m2m： 1616圆钢、圆钢、G25G25焊接钢管；焊接钢管； 2m2m以上：以上： 圆钢、焊接钢管组合焊接制作；圆钢、焊接钢管组合焊接制作； 避雷带避雷带88、1010圆钢，圆钢，24244 4扁钢。扁钢。避雷针安装做法避雷针安装做法2第 5章 建筑防雷接地工程避雷针安装做法避雷针安装做法1第 5章 建筑防雷接地工程避雷带安装做法避雷带安装做法1第 5章 建筑防雷接地工程自然接地线做法自然接地线做法1 1第 5章 建筑防雷接地工程避雷针的保避雷针的保护范围护范围（滚球法滚球法）滚滚球球半半径径第 5章 建筑防雷接地工程2 2）引下线类型）引下线类型自然引

11、下线自然引下线金属结构体，金属管线，建筑结金属结构体，金属管线，建筑结构构柱柱钢筋钢筋、人工引下线人工引下线明、暗敷设的金属体：明、暗敷设的金属体： 8、10圆钢，圆钢，244扁钢等扁钢等第 5章 建筑防雷接地工程l 引下线类型引下线类型l 引下线做法及技术要求引下线做法及技术要求第 5章 建筑防雷接地工程 自然引下线：自然引下线：钢筋总截面等效于钢筋总截面等效于1010以上圆钢，钢结构体以上圆钢，钢结构体2 mm2 mm，无易燃易爆物质；无易燃易爆物质；钢筋相互焊接，保证电气通路；钢筋相互焊接，保证电气通路；焊接外引连接端子；焊接外引连接端子；不少于两根引下线。不少于两根引下线。 人工引下线

12、人工引下线 88、1010圆钢，圆钢，24244 4扁钢等明扁钢等明/ /暗敷设；暗敷设；焊接牢固，保证电气通路；焊接牢固，保证电气通路；不少于两根引下线；不少于两根引下线；离地面离地面1.8m1.8m设断接卡；设断接卡；明敷设引下线做法：明敷设引下线做法：第 5章 建筑防雷接地工程断接卡做法：断接卡做法：第 5章 建筑防雷接地工程断接卡子箱做法：断接卡子箱做法：高层建筑的防雷：高层建筑的防雷：第 5章 建筑防雷接地工程l 防雷特点防雷特点除要防直击雷、雷电感应以及雷电波侵除要防直击雷、雷电感应以及雷电波侵入外，还要防入外，还要防“侧击雷侧击雷”。 防雷有效措施防雷有效措施笼式保护、等电位联接

13、、管线埋地引笼式保护、等电位联接、管线埋地引入。入。高层建筑的笼式连接做法高层建筑的笼式连接做法：第 5章 建筑防雷接地工程5.2 5.2 接地装置接地装置l 接地接地电气设备以及其他设备的某些可导电部分与电气设备以及其他设备的某些可导电部分与大地作良好的电气连接。大地作良好的电气连接。5.2.1 5.2.1 接地概述接地概述第 5章 建筑防雷接地工程l 接地目的接地目的保证人身和设备的安全；保证人身和设备的安全； 提高产品质量；提高产品质量； 提高系统运行稳定性；提高系统运行稳定性； 。l 接地装置接地装置接地极接地极将电流流散入大地中将电流流散入大地中接地线接地线将设备与接地极连接起来将设

14、备与接地极连接起来5.2.2 5.2.2 接地类型和作用接地类型和作用接地类型：接地类型： 工作接地工作接地 保护接地保护接地 重复接地重复接地 防雷接地防雷接地 屏蔽接地屏蔽接地 防静电接地防静电接地 专用设备接地专用设备接地第 5章 建筑防雷接地工程1 1）工作接地）工作接地小接地电流系统中性点不接地中性点不接地中性点直接接地中性点直接接地l 电力系统中性点的接地方式及特点：电力系统中性点的接地方式及特点：大接地电流系统l 工作接地工作接地为保证电气设备和系统在正常和事为保证电气设备和系统在正常和事故情况下稳定可靠运行而进行的接地。故情况下稳定可靠运行而进行的接地。第 5章 建筑防雷接地工

15、程Ic中性点不接地系统L1L3L2ZC C（1 1）中性点不接地系统）中性点不接地系统系统特点：供电可靠性高；供电可靠性高；系统内部过电压系统内部过电压较高；较高；安全性更低。安全性更低。U Ul l第 5章 建筑防雷接地工程kRxIL1L3L2中性点直接接地系统（2 2）中性点直接接地系统）中性点直接接地系统系统特点：供电可靠性较低供电可靠性较低；系统内部过电压较低；系统内部过电压较低；安全性较高。安全性较高。U Up p第 5章 建筑防雷接地工程（3 3）中性点接地方式的应用中性点接地方式的应用 供配电系统（供配电系统（3 366kV66kV） 主要问题：供电可靠性。主要问题：供电可靠性。

16、 一般采用一般采用中性点不接地系统中性点不接地系统 超高压输电电网（超高压输电电网（110kV110kV以上）以上） 主要问题：设备绝缘水平。主要问题：设备绝缘水平。 一般采用一般采用直接接地系统直接接地系统 0.4kV 0.4kV 低压系统低压系统 主要问题：安全性。主要问题：安全性。 一般采用一般采用直接接地系统直接接地系统第 5章 建筑防雷接地工程2 2）保护接地）保护接地l 保护接地保护接地为保证人身安全，防止触电事故的发生，为保证人身安全，防止触电事故的发生，将电气设备正常不带电的金属部分与接地体之间作良好将电气设备正常不带电的金属部分与接地体之间作良好的电气连接。的电气连接。（1

17、1）安全电压）安全电压 人体对电流的反应人体对电流的反应感觉电流：感觉电流：0.70.71.1 mA1.1 mA摆脱电流：摆脱电流：10.510.516 mA16 mA 致命电流：致命电流： 30mA 30mA（DCDC） 50mA 50mA（ACAC）安全电压（安全电压（ACAC）：）：UIUIr rR Rr r0.050.051000100050 V 50 V 电器安全电压等级：电器安全电压等级： 6V6V、12V12V、24V24V、36V36V、42V42V。 第 5章 建筑防雷接地工程（2 2）保护接地作用）保护接地作用RdcIRrIdrIRIT系统的接地作用 rL1L2L3ZIdl

18、 在中性点不接地系统中的作用：在中性点不接地系统中的作用：C C第 5章 建筑防雷接地工程l 在中性点接地系统中的作用：在中性点接地系统中的作用：IdRITT系统的接地作用 IdrL2L3RrdIL1RrxRk第 5章 建筑防雷接地工程3 3）保护接零）保护接零TN系统的接零作用 xRL2L3L1IkIrrRIdRrPENdIl 保保护护接接零零的的作作用用l 保护接零保护接零为保证人身安全，防止触电事故的发生，为保证人身安全，防止触电事故的发生，在中性点接地系统中，将电气设备正常不带电的金属部分在中性点接地系统中，将电气设备正常不带电的金属部分与零线作良好的电气连接。与零线作良好的电气连接。

19、第 5章 建筑防雷接地工程4 4）重复接地）重复接地xR重复接地后L2L3L1PENIdIrRr没有重复接地时xRL3NL2L1RrPEIddIl 重重复复接接地地的的作作用用l 重复接地重复接地在采用保护接零的系统中，除系统中性点在采用保护接零的系统中，除系统中性点工作接地外，还将零线上在多处再与接地体之间作良好的工作接地外，还将零线上在多处再与接地体之间作良好的电气连接。电气连接。第 5章 建筑防雷接地工程5.2.3 5.2.3 电气设备的接地电气设备的接地1 1）电气设备接地范围）电气设备接地范围第 5章 建筑防雷接地工程2 2）接地系统一般技术要求）接地系统一般技术要求 所有电气设备都

20、应采取保护接地或接零的措施，并优先使所有电气设备都应采取保护接地或接零的措施，并优先使用自然接地装置。用自然接地装置。 原则上各种设备的接地使用一个总接地装置（原则上各种设备的接地使用一个总接地装置（“共同接共同接地地”），其接地电阻满足最小值要求。），其接地电阻满足最小值要求。 不同类型的接地系统单独接地时，其接地装置装置之间应不同类型的接地系统单独接地时，其接地装置装置之间应保持安全间距（如各接地体地中间距保持安全间距（如各接地体地中间距5m5m，与建筑物距离，与建筑物距离1.5m1.5m），防止），防止“反击反击” ” 。 接地极应布置在远离人员出入口（接地极应布置在远离人员出入口（5m

21、5m）的地方，防止）的地方，防止“跨步电压跨步电压”引起的事故。引起的事故。 接地体应尽可能采取环形闭合布置。接地体应尽可能采取环形闭合布置。Rx20m800U跨步电压的概念第 5章 建筑防雷接地工程跨跨步步电电压压的的概概念念3 3）接地装置做法）接地装置做法基本要求：基本要求： 输送易燃易爆物质的金属管道不能利用作自然接地体输送易燃易爆物质的金属管道不能利用作自然接地体 ； 建筑结构钢筋直径不能小于建筑结构钢筋直径不能小于1010，多根钢筋合用时利，多根钢筋合用时利用箍筋焊为一体用箍筋焊为一体 。l自然接地体自然接地体可利用作自然接地体的装置可利用作自然接地体的装置第 5章 建筑防雷接地工

22、程（1 1）接地体）接地体利用土建深基础接地体做法示例利用土建深基础接地体做法示例1 1：第 5章 建筑防雷接地工程利用土建深基础接地体做法示例利用土建深基础接地体做法示例2 2：第 5章 建筑防雷接地工程l 人工接地体人工接地体角钢（角钢（L50L505 5，L65L655 5 ，L L25002500）钢管（钢管（5050，L L25002500） 第 5章 建筑防雷接地工程（2 2）接地线）接地线基本要求：基本要求： 输送易燃易爆物质的金属管道不能利用作自然接地线输送易燃易爆物质的金属管道不能利用作自然接地线 ； 建筑结构钢筋直径不能小于建筑结构钢筋直径不能小于1010，钢板厚度，钢板厚

23、度1.5mm1.5mm； 保证电气通路，法兰等处需跨接；保证电气通路，法兰等处需跨接； 至少两点以上与接地体连接。至少两点以上与接地体连接。第 5章 建筑防雷接地工程扁钢（扁钢（25254 4 ，40404 4 ）圆钢（圆钢（8 8 ，10 10 ）l 人工接地线人工接地线可利用作自然接地线的装置可利用作自然接地线的装置l 自然接地线自然接地线4 4）各类型接地对接地电阻的要求）各类型接地对接地电阻的要求 工作接地工作接地- 4- 4保护接地保护接地-4-4重复接地重复接地- 10- 10 防雷接地防雷接地屏蔽接地屏蔽接地- 10- 10防静电接地防静电接地-4 -4 专用电子设备接地专用电子

24、设备接地-1 -1 一、二类建筑物一、二类建筑物-10-10三类建筑物三类建筑物-30 -30 第 5章 建筑防雷接地工程5 5）降低接地电阻的措施）降低接地电阻的措施 增加接地极；增加接地极； 换土；换土； 深埋；深埋； 外引；外引； 人工降阻。人工降阻。5.3 5.3 常见保护接地方式常见保护接地方式 5.3.1 IEC5.3.1 IEC标准接地型式标准接地型式IT IT 系统系统TT TT 系统系统TN TN 系统系统TNTNS S 系统系统TNTNC C 系统系统TNTNC CS S 系统系统符号含义： T NT NC CS S N N工作零线；工作零线；PEPE专用保护线；专用保护线

25、；PENPEN保护线与工作零线合用。保护线与工作零线合用。系统中性点接地方式。系统中性点接地方式。II不接地；不接地；TT接地接地设备保护接地方式。设备保护接地方式。TT接地；接地；NN接零接零中性线和保护线分开中性线和保护线分开中性线和保护线合一中性线和保护线合一第 5章 建筑防雷接地工程5.3.2 IT 5.3.2 IT 系统系统第 5章 建筑防雷接地工程使用要求使用要求:l 必须设置绝缘监察系统，发生接地故障时发必须设置绝缘监察系统，发生接地故障时发出音响或灯光信号，以便及时查排故障。出音响或灯光信号，以便及时查排故障。l 不能采取接零保护方式。不能采取接零保护方式。外露可导电部分IT 系统PEL3L2L1IT系统不能接零 L2L3L15.3.3 TT 5.3.3 TT 系统系统第 5章 建筑防雷接地工程使用要求使用要求:l 必须校验保护开关动作的灵敏性。必须校验保护开关动作的灵敏性。l 当开关动作灵敏性不够时，配合使用漏电保护器。当开关动作灵敏性不够时，配合使用漏电保护器。L1