建筑物防雷与安全用电

1、2022年7月26日第七章建筑物防雷与安全用电本章首先讲述有关雷电的基本概念；讲述建筑物的防雷等级和建筑物易受雷击的部位；介绍建筑物防雷装置的组成和安装施工有关知识；讲述建筑物防雷接地工程图的阅读程序和阅读方法；介绍安全用电基本知识。内容提要：2022年7月26日雷电是带有电荷的“雷云”之间或“雷云”对大地或物体之间产生急剧放电的的一种自然现象第一节建筑物防雷雷电是一种常见自然现象，能产生强烈的闪光、霹雳；落到地面上，会击毁房屋、杀伤人畜，给人类带来极大危害。因此防雷是现代建筑物、电气设备和线路必须采用的重要安全保护措施，防雷接地工程图是建筑电气工程图中不可缺少的图纸。一、雷电的形成及危害1.

2、雷电的形成2022年7月26日感应雷击是由静电感应与电磁感应引起的。感应雷会引起过电压，可能引起火花放电，造成火灾或爆炸，并危及人身安全。雷电的形成常用“水滴分裂理论”来说明。2. 雷电的危害雷电危害主要有三种（1）直击雷雷云与大地之间直接通过建（构）筑物、电气设备或树木等放电称为直击雷。往往会引起火灾或爆炸，造成建筑物倒塌、设备毁坏及人身伤害等重大事故。直击雷的破坏最为严重。（2）感应雷2022年7月26日雷电波侵入可由线路上遭受直击雷或发生感应雷所引起。据调查统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷害事故，在整个雷害事故中占50-70。 （3）雷电波侵入雷云出现在架空线路上方，线路上因静电

3、感应而聚集大量异性等量束缚电荷，当雷云向其他地方放电后，线路上束缚电荷被释放便成为自由电荷向线路两端行进，形成很高过电压。这个高电压沿着架空线路、金属管道会引入室内，这种现象叫做雷电波侵入。2022年7月26日指省级的重点建筑、可能遭受雷击的建筑物。 二、建筑物防雷等级的划分按建筑物防雷设计规范(GB 5005794)的规定，将建筑物防雷等级分为3类。1.第一类防雷建筑物指具有爆炸物质或具有爆炸危险环境的建筑物。2.第二类防雷建筑物指国家级的重点建筑、具有爆炸危险环境的建筑物以及可能遭受雷击的建筑物。 3.第二类防雷建筑物2022年7月26日三、建筑物易受雷击的部位建筑物易受雷击部位与多种因素

4、有关，特别是建筑物屋顶坡度与雷击部位关系较大。建筑物易受雷击部位，如下图所示。2022年7月26日屋角、屋脊、檐角如图中(d) 。 （1）平屋顶或坡度不大于110的屋顶建筑物易受雷击部位是檐角、女儿墙、屋檐如上图中的（a）和（b）。（2）坡度大于110且小于12的屋顶建筑物易受雷击部位是屋角、屋脊、檐角、屋檐如图中（c）。（3）坡度不小于12的屋顶四、建筑物防雷装置的组成建筑物防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。作用原理：将雷电引向自身并安全导入大地内，从而使被保护的建筑物免遭雷击。2022年7月26日所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接。 1.接闪器接闪器是专门用来引导雷

5、击的金属导体。可分为避雷针、避雷带(线)、避雷网以及兼作接闪的金属屋面和金属构件(如金属烟囱，风管)等。（1）避雷针避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体。是“引雷针” 。1）避雷针材料避雷针通常采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。2022年7月26日避雷针可以安装在电杆(支柱)、构架或建筑针长1m以下：圆钢直径12mm，钢管直径20mm；针长为12m时：圆钢直径16mm，钢管直径25mm；烟囱顶上的避雷针：圆钢直径20mm，钢管直径40mm。2）避雷针安装上，下端经引下线与接地装置焊接，如下页图。避雷针的保护范围，以它对直击雷所保护的空间来表示，可利用“滚球法”进行确定。单支避雷针保护范围

6、的三维立体空间，可以近似地看成是一个尖顶帐篷所包围的空间。2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日单支避雷针保护范围的三维立体空间，可以近似地看成是一个尖顶帐篷所包围的空间。（2）避雷带和避雷网1）避雷带和避雷网的材料避雷带用小截面圆钢或扁钢装于建筑物易遭雷击的部位，如屋脊、屋檐、屋角、女儿墙和山墙等的条形长带。避雷网是纵横交错的避雷带叠加在一起，形成多个网孔，它既是接闪器，又是防感应雷的装置，因此是接近全部保护的方法，一般用于重要的建筑物。 2022年7月26日避雷网也可做成笼式避雷网，简称为避雷笼。避雷笼是用来笼罩整个建筑物的金属笼。根据电学中的Faraday笼的原理，

7、对于雷电它起到均压和屏蔽的作用，任凭接闪时笼网上出现多高的电压，笼内空间的电场强度为零，笼内各处电位相等，形成一个等电位体，因此笼内人身和设备都是安全的。避雷带、网可以采用镀锌圆钢或扁钢，圆钢直径不应小于8 mm；扁钢截面积不应小于48 mm2，其厚度不得小于4 mm；装设在烟囱顶端的避雷环，其圆钢直径不应小于12 mm；扁钢截面积不得小于100 mm2，其厚度不得小于4 mm。2022年7月26日它适于安装在建筑物的屋脊、屋檐(坡屋顶)或屋顶边缘及女儿墙(平屋顶)等处，对建筑物易受雷击部位进行重点保护。见下页图（a)、图(b)。高层建筑防雷设计多采用避雷笼。避雷笼特点把整个建筑物梁、柱、板、

8、基础等主要结构钢筋连成一体，因此是最安全可靠的防雷措施。2）避雷带和避雷网的安装避雷带和避雷网的安装可分为明装和暗装一两种方式。明装2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日2022/7/262022年7月26日女儿墙上压顶为现浇混凝土时，可利用压顶板内的通长钢筋作为建筑物的暗装避雷带；当女儿墙上压顶为预制混凝土板时，就在顶板上预埋支架设避雷带。 暗装暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网，它较明装避雷网美观，尤其是在工业厂房和高层建筑中应用较多。A.用建筑物V形折板内钢筋做避雷网建筑物有防雷要求时，可利用V形折板内钢筋做避雷网。B.用女儿墙压顶钢筋做暗装

9、避雷带2022年7月26日建筑物全部为钢筋混凝土结构时，可将结构圈梁钢筋与柱内充当引下线的钢筋进行连接(焊接)作为均压环。当建筑物为砖混结构但有钢筋混凝土组合柱和圈梁时，均压环做法同钢筋混凝土结构。没有组合柱和圈梁的建筑物，应每3层在建筑物外墙内敷设一圈12 mm镀锌圆钢作为均压环，并与防雷装置的所有引下线连接， C.高层建筑暗装避雷网的安装暗装避雷网是利用建筑物屋面板内钢筋作为接闪装置。2.引下线引下线是连接接闪器和接地装置的金属导体。2022年7月26日采用圆钢时，直径不应小于8 mm；采用扁钢时，其截面不应小于48 mm2，厚度不应小于4 mm。（1）引下线材料烟囱上安装的引下线，圆钢直

10、径不应小于12 mm；扁钢截面不应小于100 mm2，厚度不应小于4 mm。（2）引下线安装引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地；建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10 mm；扁钢截面不应小于80 mm2。明敷的引下线应镀锌，焊接处应涂防腐漆。2022年7月26日引下线还可利用混凝土内钢筋、钢柱等作自然引下线。（3）断接卡设置断接卡的目的是为了便于运行、维护和检测接地电阻。采用多根专设引下线时，为了便于测量接地电阻以及检查引下线、接地线连接状况，宜在各引下线上于距地面0.3 m至1.8 m之间设置断接卡。断接卡应有保护措施。当利用混凝土内钢筋、钢柱等自然引下线并同时采用基础接

11、地体时，可不设断接卡，2022年7月26日利用钢筋作引下线时应在室内外适当地点设若干连接板，该连接板可供测量、接人工接地体和做等电位连接用。当仅利用钢筋做引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时，应在每根引下线上距地面不低于0.3 m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡，其上端应与连接板焊接。连接板处宜有明显标志。3.接地装置接地装置是接地体(或称接地极)和接地线的合称，它的作用是把引下线引下的雷电流迅速流散到大地土壤中去。（1）接地体2022年7月26日明敷引下线与断接卡2022年7月26日明敷引下线与断接卡（细部）2022年7月26日暗敷引下线与断接卡2022年7月26日暗

12、敷引下线与断接卡（细部）2022年7月26日暗敷引下线，明测试卡。2022年7月26日暗敷引下线，暗装测试盒。（施工中）2022年7月26日暗敷引下线，暗装测试盒。2022年7月26日自然接地体即兼作接地用的直接与大地接触的各种金属构件，如建筑物的钢结构、行车钢轨、埋地的金属管道(可燃液体和可燃气体管道除外)等。 指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的金属导体。接地体分人工接地体和自然接地体两种。人工接地体即直接打入地下专作接地用的经加工的各种型钢或钢管等。按其敷设方式可分为垂直接地体和水平接地体。埋入土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢。2022年7月26日人工垂直接地体的长度宜为25

13、 m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5 m，当受地方限制可适当减小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5 m。 埋入土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10 mm；扁钢截面积不应小于100 mm2，其厚度不应小于4 mm。角钢厚度不应小于4 mm；钢管壁厚不应小于3.5 mm。(2)接地线接地线是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体，是接地体与接地体之间的连接导体。接地线应与水平接地体的截面相同。2022年7月26日设在建筑物钢筋混凝土桩基和基础内的钢筋作为接地体时，称为基础接地体。利用基础接地体的接地方式称为基础接地。(3)基础接地体高层建筑

14、中，常常利用柱子和基础内的钢筋作为引下线和接地体。基础接地体可分为以下两类：自然基础接地体：利用钢筋混凝土基础中的钢筋或混凝土基础中的金属结构作为接地体时，称为自然基础接地体。人工基础接地体：把人工接地体敷设在没有钢筋的混凝土基础内时，这种接地体称为人工基础接地体。2022年7月26日有时候，在混凝土基础内虽有钢筋但由于不能满足利用钢筋作为自然基础接地体的要求，可在这种钢筋混凝土基础内加设人工接地体的情况，加入的人工接地体也称为人工基础接地体。必须说明的是，不仅仅是防雷装置的接闪器需要接地，电气工程中的很多电气设备为了正常工作和安全运行，其中性点或金属构架、外壳都必须接地，即必须配备相应的接地

15、装置，这种接地装置的组成与防雷装置的是一样的。2022年7月26日人工垂直接地极与水平接地母线的焊接 2022年7月26日电解离子接地极与接地母线的连接2022年7月26日电气设备金属外壳的接地2022/7/262022年7月26日（3）本工程采用254扁钢做水平接地体，第二节建筑防雷接地工程图阅读建筑物防雷接地工程图包括防雷工程图和接地工程图两部分。下两页图为某住宅建筑防雷平面图和立面图，图纸还附有施工说明。一、施工说明（1）避雷带、引下线均采用254的扁钢，需镀锌或做防腐处理。（2）引下线在地面上1.7 m至地面下0.3 m一段，用50 mm硬塑料管保护。2022年7月26日下页图 (a)

16、、(b)、(c)可知，该住宅建筑设置的接闪器为避雷带，避雷带沿屋面四周女儿墙敷设，支持卡子间距为1 m。在西面和东面墙上分别敷设两根引下线(254扁钢)，与埋于地下的接地体连接，引下线在距地面1.8 m处设置引下线断接卡子。引下线支架间距1.5 m。绕建筑物一周埋设，其接地电阻不大于10。施工后达不到要求时，可增设接地极。（4）施工采用国家标准图集D562，D563，并应与土建密切配合。二、防雷平面图和立面图1.接闪器、引下线的设置2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日2022年7月26日 首先在女儿墙上埋设支架，间距1 m，转角处为0.5 m，然后将避雷带与扁钢支架焊为一体，如右图所示。2.避雷带及引下线的敷设2022年7月26日 引下线在墙上明敷设与避雷带敷设基本相同，也是在墙上埋好扁钢支架之后再与引下线焊接在一起，如下图 (a)所示。2022年7月26日 避雷带及引下线的连接均用搭接焊接，搭接长度为扁钢宽度的2倍。引下线断