电工学 第八讲 安全用电与建筑防雷A.

1、8.1 电气安全8.2 建筑物的防雷8.3 接地8.1 8.1 电气安全电气安全电流通过人体的影响电流通过人体的影响（1）雷击或高压触电，大电流通过人体，使人遭受）雷击或高压触电，大电流通过人体，使人遭受严重的电灼伤，组织炭化坏死及其它难以恢复的永严重的电灼伤，组织炭化坏死及其它难以恢复的永久性伤害。久性伤害。（2）低压触电，在数十至数百毫安电流作用下，轻）低压触电，在数十至数百毫安电流作用下，轻的有刺痛感，或出现痉挛、血压升高以至昏迷等暂的有刺痛感，或出现痉挛、血压升高以至昏迷等暂时性功能失常，重的可引起呼吸停止、心跳骤停，时性功能失常，重的可引起呼吸停止、心跳骤停，危及生命。危及生命。人体

2、的安全电流值为人体的安全电流值为30mA30mAS S如果通过人体的电流不超过如果通过人体的电流不超过30mA30mAS S时，对人身机体时，对人身机体无损伤，不致引起心室纤维颤动和器质损伤；如达无损伤，不致引起心室纤维颤动和器质损伤；如达到到50mA50mAS S时，对人就有致命危险；达到时，对人就有致命危险；达到100mA100mAS S时，时，一般要致人死命。一般要致人死命。安全电流主要与以下因素有关：安全电流主要与以下因素有关：（1）触电时间：超过）触电时间：超过0.2s时致颤电流值急剧降低时致颤电流值急剧降低（2）电流性质：直流、交流和高频电流触电对人的危）电流性质：直流、交流和高频

3、电流触电对人的危害程度不同，害程度不同，50100Hz的电流对人体的危害最大。的电流对人体的危害最大。（3）电流路径：电流从手到脚，特别是从手到手对人）电流路径：电流从手到脚，特别是从手到手对人体最为危险。体最为危险。安全电压和人体电阻安全电压和人体电阻安全电压就是不致使人直接致死或致残的电压。安全电压就是不致使人直接致死或致残的电压。安全电压与人体电阻是有关系的。安全电压与人体电阻是有关系的。人体电阻人体电阻体内电阻：体内电阻：皮肤电阻：皮肤电阻：约约500500，与接触电压无关，与接触电压无关皮肤电阻随皮肤表面的干湿洁污状皮肤电阻随皮肤表面的干湿洁污状态和接触电压而变态和接触电压而变安全电

4、流取安全电流取30mA，人体电阻取，人体电阻取1700，则人体允许，则人体允许持续接触的安全电压为。持续接触的安全电压为。人体电阻的平均值为人体电阻的平均值为2000，下限为，下限为1700。30170050(UmAV 一般正常环境条件下允许接触的安全最高电压)电击的类型电击的类型（1 1）直接接触触电：指直接接触正常带电部分而使）直接接触触电：指直接接触正常带电部分而使人触电。人触电。触电触电电击：电击：电伤：电伤：电流通过人体内部，造成脏器的损伤电流通过人体内部，造成脏器的损伤电流对人体外部造成的局部伤害电流对人体外部造成的局部伤害防护：对人能触及到的带电体加隔离栅栏或保护罩。防护：对人能

5、触及到的带电体加隔离栅栏或保护罩。（2 2）跨步电压触电：当有故障电流（或雷电流）通）跨步电压触电：当有故障电流（或雷电流）通过接地装置流入大地时，人、畜在其附近行走，所承过接地装置流入大地时，人、畜在其附近行走，所承受的跨步电压超过安全电压时，对人、畜造成的伤害。受的跨步电压超过安全电压时，对人、畜造成的伤害。防护：保证安全距离。防护：保证安全距离。（3 3）接触电压触电：指接触正常不带电的外露部分）接触电压触电：指接触正常不带电的外露部分（如金属外壳等），而故障时使人触电。（如金属外壳等），而故障时使人触电。防护：采用保护接地、保护接零等。防护：采用保护接地、保护接零等。8.2 8.2 建

6、筑物的防雷建筑物的防雷 雷电是一种常见的大气放电现象。在夏天的午后或傍晚，雷电是一种常见的大气放电现象。在夏天的午后或傍晚，地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空，形成大范地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空，形成大范围的积雨云，积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电围的积雨云，积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷，形成雷雨云，而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应，荷，形成雷雨云，而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应，也会带上与云底相反极性的电荷。当云层里的电荷越积越多，也会带上与云底相反极性的电荷。当云层里的电荷越积越多，达到一定强度时，就会把空气击穿，打开一条狭窄的通道强达到

7、一定强度时，就会把空气击穿，打开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时，由于放电的电流很强，通道上的空行放电。当云层放电时，由于放电的电流很强，通道上的空气瞬间被烧得灼热，温度高达气瞬间被烧得灼热，温度高达6000-300006000-30000，所以发出耀眼，所以发出耀眼的强光，这就是闪电，而闪道上的高温会使空气急剧膨胀，的强光，这就是闪电，而闪道上的高温会使空气急剧膨胀，同时也会使水滴汽化膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲同时也会使水滴汽化膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲击波活动形成了雷声。击波活动形成了雷声。 雷电的种类雷电的种类大约大约5050的直击雷有重复放电特征。每次雷击有三、的直

8、击雷有重复放电特征。每次雷击有三、四个冲击至数十个冲击。四个冲击至数十个冲击。直击雷直击雷：雷云直接对建筑物或地面上的其他物体放电：雷云直接对建筑物或地面上的其他物体放电的现象称为直击雷。的现象称为直击雷。直击雷的破坏作用最为严重。雷云放电时，引起很大直击雷的破坏作用最为严重。雷云放电时，引起很大的雷电流，可达几万安培甚至几十万安培，从而产生的雷电流，可达几万安培甚至几十万安培，从而产生极大的破坏作用。雷电流通过被雷击物体时，产生大极大的破坏作用。雷电流通过被雷击物体时，产生大量的热量，使物体燃烧。被击物体内的水分由于突然量的热量，使物体燃烧。被击物体内的水分由于突然受热，急骤膨胀，还可能使被

9、击物劈裂。所以当雷云受热，急骤膨胀，还可能使被击物劈裂。所以当雷云向地面放电时，常常发生房屋倒塌、损坏或者引起火向地面放电时，常常发生房屋倒塌、损坏或者引起火灾，发生人畜伤亡。灾，发生人畜伤亡。 感应雷感应雷：感应雷也称作雷电感应，雷电感应是雷电：感应雷也称作雷电感应，雷电感应是雷电的第二次作用，即雷电流产生的静电效应和电磁效的第二次作用，即雷电流产生的静电效应和电磁效应作用。分为静电感应雷和电磁感应雷。应作用。分为静电感应雷和电磁感应雷。静电感应雷静电感应雷是由于雷云在架空线路导线或其他导是由于雷云在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷，在雷云与其他客电凸出物顶部感应出大量电荷，在

10、雷云与其他客体放电后，感应电荷失去束缚，以大电流、高电体放电后，感应电荷失去束缚，以大电流、高电压冲击波的形式，沿线路导线或导电凸出物的传压冲击波的形式，沿线路导线或导电凸出物的传播。播。电磁感应雷电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场在邻近的导流在周围空间产生迅速变化的强磁场在邻近的导体上产生的很高的感应电压。体上产生的很高的感应电压。聚集在建筑物的顶部或架空线路上的电荷不能很快全聚集在建筑物的顶部或架空线路上的电荷不能很快全部泄入大地，残留下来的大量电荷，相互排斥而产生部泄入大地，残留下来的大量电荷，相互排斥而产生强大的能

11、量使建筑物震裂。同时，残留电荷形成的高强大的能量使建筑物震裂。同时，残留电荷形成的高电位，往往造成屋内电线、金属管道和大型金属设备电位，往往造成屋内电线、金属管道和大型金属设备放电，击穿电气绝缘层或引起火灾、爆炸。放电，击穿电气绝缘层或引起火灾、爆炸。 雷电波侵入雷电波侵入：又称高电位引入。当架空线路或架空：又称高电位引入。当架空线路或架空金属管道遭受雷击，或者与遭受雷击的物体相碰，金属管道遭受雷击，或者与遭受雷击的物体相碰，以及由于雷云在附近放电，在导线上感应出很高的以及由于雷云在附近放电，在导线上感应出很高的电动势，沿线路或管路将高电位引进建筑物内部。电动势，沿线路或管路将高电位引进建筑物

12、内部。出现雷电波侵入时，可能发生火灾及触电事故。出现雷电波侵入时，可能发生火灾及触电事故。球雷球雷是一种球状的炽热的等离子体，是雷电放电时是一种球状的炽热的等离子体，是雷电放电时形成的发红光、橙光、白光或其他颜色光的火球。形成的发红光、橙光、白光或其他颜色光的火球。球雷常沿着地面滚动或在空气中飘动，可通过门球雷常沿着地面滚动或在空气中飘动，可通过门窗、烟囱等进入建筑物内，引发火灾。窗、烟囱等进入建筑物内，引发火灾。雷电活动的特点雷电活动的特点热而潮湿的地区雷电多；山区比平原的雷电多；春热而潮湿的地区雷电多；山区比平原的雷电多；春夏、夏秋之交雷电多。夏、夏秋之交雷电多。1.1.建筑物高耸、突出部

13、位；建筑物高耸、突出部位； 2.2.屋顶为金属结构，地下埋有金属管道，内部有大屋顶为金属结构，地下埋有金属管道，内部有大量金属设备的厂房；量金属设备的厂房； 易受雷击的部位易受雷击的部位工业建筑物的防雷等级工业建筑物的防雷等级3.3.潮湿或空旷地区的建筑物、树木等；潮湿或空旷地区的建筑物、树木等； 4.4.由于烟气的导电性，烟囱特别易遭雷击；由于烟气的导电性，烟囱特别易遭雷击； 5.5.地下有金属矿物的地带。地下有金属矿物的地带。 第一类：凡建筑物中制造、使用或储存大量爆炸物品，第一类：凡建筑物中制造、使用或储存大量爆炸物品，容易因火花而引起爆炸，并会造成巨大破坏和人身伤容易因火花而引起爆炸，

14、并会造成巨大破坏和人身伤亡者。亡者。第二类：第二类：凡建筑物中制造、使用或储存大量爆炸物品，凡建筑物中制造、使用或储存大量爆炸物品，但出现火花时不易引起爆炸或不至于造成巨大破坏和但出现火花时不易引起爆炸或不至于造成巨大破坏和人身伤亡者。人身伤亡者。第三类：未列入第一、二类的爆炸、火灾危险场所，第三类：未列入第一、二类的爆炸、火灾危险场所，根据雷击的可能性及对工业生产的影响，确定需防雷根据雷击的可能性及对工业生产的影响，确定需防雷者，高度在者，高度在1515米以上的高耸建筑物。米以上的高耸建筑物。民用建筑物的防雷等级民用建筑物的防雷等级参考教材。参考教材。装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施。用以引导雷云与避雷装置之间放电，护的主要措施。用以引导雷云与避雷装置之间放电，使雷电流迅速泄入大地，从而保护建筑物免受雷击。使雷电流迅速泄入大地，从而保护建筑物免受雷击。防直击雷的措施防直击雷的措施防止雷电感应在建筑物上聚