建筑设备课件-第九章2概述

9.4建筑防雷与接地9.4.1安全用电9.4.2建筑防雷

9.4.3接地

9.4.4等电位连接

9-4-1安全用电一、安全电流和安全电压二、电流对人体的伤害发生触电的危险程度与通过人体电流的大小、电流的频率、通电时间的长短、电流在人体的路径等多方面因素有关。1.1安全电流触电主要是指电流流经人体，使人体机能受到损害。人体对流经肌体的电流所产生的感觉，是随电流的大小而不同，伤害程度也不同。一、安全电流和安全电压

安全电流就是人体触电后最大的摆脱电流。我国规定安全电流为30mA（50Hz交流），按触电时间不超过1s（即1000ms），因此安全电流值为30mA·s。通过人体电流不超过30mA·s时，对人机体不会有损伤。如果通过人体电流达到50mA·s，对人就有致命危险，而达到100mA·s时，一般会致人死亡。100mA·s，即为“致命电流”。一、安全电流和安全电压

1.2.与触电电流大小有关的因素：通过人体电流的大小主要取决于加在人体上的电压和人体电阻。（1）人体电阻人体电阻因人而异，主要集中在厚度0.05～0.2mm的角质层，但该层易于损坏和脱落。去掉角质后皮肤的电阻约800～1200Ω。一、安全电流和安全电压

1.2.与触电电流大小有关的因素：(2)触电部位及健康状况：触电电流流过呼吸器官和神经中枢时，危害程度较大；流过心脏时，危害程度更大；流过大脑时，会使人立即昏迷。心脏病、内分泌失调、肺病、精神病患者，在同等情况下危险更大。(3)触电时间：触电时间越长，后果就越严重。一、安全电流和安全电压

1.2.与触电电流大小有关的因素：(4)触电电压：电压越高，危险性就越大。人体通过10mA以上的电流就会有危险。因此，要使通过人体的电流小于10mA，若人体电阻按1200Ω算，根据欧姆定律：U=IR=0.01×1200=12V。如果触电电压小于12V，电流小于10mA，人体是安全的。一、安全电流和安全电压

1.3.安全电压我国规定安全电压为12V，当空气干燥，工作条件较好时，可使用24V、36V电压。

12V、24V、36V为我国规定的安全电压三个等级。一、安全电流和安全电压

1.4.安全电压的条件(1)因人而异手有老茧、身心健康、情绪乐观的人电阻大，较安全；皮肤细微、情绪悲观、疲劳过度的人电阻小，较危险。(2)与触电时间长短有关触电时间长，情绪紧张，发热出汗人体电阻减小，危险大；若可迅速脱离电源,则危险小。一、安全电流和安全电压

1.4.安全电压的条件(3)与皮肤接触的面积和压力大小有关接触的面积和压力越大，越危险；反之，较安全。

(4)与工作环境有关在低矮潮湿、仰卧操作、不易脱离现场的情况下、触电危险大，安全电压取12V；其它条件较好的场所，可取24V或36V。一、安全电流和安全电压

二、触电引起的事故触电或雷击是由于人体受到一定量的电流通过人体致使组织损伤和功能障碍甚至死亡的现象。一般把电流对人体的伤害方式分为两类：电击和电伤。电击：电流流过人体时在人体内部造成器官的损伤，而在人体的外表不一定会留下电流痕迹。电伤：电伤是由电流的热效应、化学效应、机械效应等效应对人造成的伤害。2.1电击电击是电流对人体内部组织的伤害，是最危险的一种伤害，绝大多数(大约85％以上)的触电死亡事故都是由电击造成的。电击的主要特征有：(1)伤害人体内部。(2)在人体的外表没有显著的痕迹。(3)致命电流较小。2.1电击按照发生电击时电气设备的状态，电击可分为直接接触电击和间接接触电击：

(1)直接接触电击：是触及设备和线路正常运行时的带电体发生的电击，也称为正常状态下的电击。(2)间接接触电击：是触及正常状态下不带电，而当设备或线路故障时意外带电的导体发生的电击，也称为故障状态下的电击。2.1电击按照人体触及带电体的方式和电流流过人体的途径，电击可分为单相触电、两相触电和跨步电压触电。2.1.1．单相触电人体站在地面上，触及电源的一根相线或者人体直接碰触漏电设备的外壳，电流通过人体流入大地，这种触电现象称为单相触电。2.1.1．单相触电单相触电由于通过人体的电流路径不同，其危险性也不同①电源变压器中性点接地的供电系统②电源变压器中性点不接地的供电系统①中性点接地电网的单相触电。

当人体接触导线时，电流经过人体、大地和中性点接地装置形成闭合回路。由于接地电阻较人体电阻小的多，加在人体的电压值接近于电源的相电压，触电后果比较严重。2.1.1单相触电②中性点不接地单相触电。

因为中性点不接地，所以有两个回路的电流通过人体。一个是从L3相导线出发，经人体、大地、线路对地空气阻抗Z到L1相导线；另一个是同样路径到L2相导线。如果人体和大地绝缘良好，流经人体的电流就比较小，一般不发生危险；绝缘性不好，危险性就增大。2.1.1单相触电是人体同时触及两根相线。因为施加于人体的电压为全部工作电压（即线电压），且此时电流将不经过大地，直接从L2经人体到L3构成闭合回路。所以不论中性点是否接地、人体对地是否绝缘，都会使人触电。

此时人体处于线电压下，电流流经人的中枢神经系统和心脏，对人的危害最严重。2.1.2.两相触电2.1.3.接触电压和跨步电压当电力系统和设备的接地装置中有电流时，此电流经埋设在土壤中的接地体向周围土壤中流散，使接地体附近的地表任意两点之间都可能出现电压。

如果以大地为零电位，即接地体以外15-20m处可以认为是零电位，则接地体附近地面各点的电位分布如下图示。0.8m0.8mUjaUjc20m20m接地电流电位分布曲线Uja--跨步电压;Ujc--接触电压Ujc接触电压：在短路接地系统中，人体触及设备的带电外壳一点和人站立地面上一点之间的电位差，称为接触电压。Uja跨步电压:在距接地点20m范围内，地面上两腿间的电位差，称为跨步电压，跨步电压大小与跨距有关,人的跨距一般按0.8m考虑。2.1.3.接触电压和跨步电压

当供电系统中出现对地短路时，或有雷电流流经输电线入地时，都会在接地体上流过很大的电流，使接触电压Ujc和跨步电压Uja都大大超过安全电压，造成触电伤亡。为此接地体要做好，使接地电阻尽量小，一般要求为4Ω。2.1.3.接触电压和跨步电压

(1)电烧伤是电流的热效应造成的伤害，分为电流灼伤和电弧烧伤。电流灼伤是人体与带电体接触，电流通过人体由电能转换成热能造成的伤害。。电弧烧伤是由弧光放电造成的伤害，分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。2.2.电伤直接电弧烧伤是带电体与人体之间发生电弧，有电流流过人体的烧伤；间接电弧烧伤是电弧发生在人体附近对人体的烧伤，包含熔化了的炽热金属溅出造成的烫伤。直接电弧烧伤是与电击同时发生的。电弧温度高达900℃以上，可造成大面积、大深度的烧伤，甚至烧焦、烧掉四肢及其他部位。高压电弧的烧伤较低压电弧严重，直流电弧的烧伤较直流交流电弧严重。发生直接电弧烧伤时，电流进、出口烧伤最为严重。2.2.电伤(2)皮肤金属化是在电弧高温的作用下，金属熔化、汽化，金属微粒渗入皮肤，使皮肤伤害。皮肤金属化多与电弧烧伤同时发生。(3)电烙印是在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。斑痕处皮肤失去原有弹性、色泽，表皮坏死，失去知觉。2.2.电伤(4)机械性损伤是电流作用于人体时，由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩等作用导致的机体组织断裂、骨折等伤害。(5)电光眼是发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。电光眼表现为角膜炎或结膜炎。2.2.电伤9.4.2建筑防雷雷电现象是自然界大气层中在特定条件下形成的。雷云对地面泄放电荷的现象，称为雷击。雷击产生的破坏力极大，它对地面上的建筑物、电气线路、电气设备和人身都可能造成直接或间接的危害。因此必须采取适当的防范措施。雷击的危害方式主要有直击雷，雷电感应和雷电波侵入。雷电的破坏作用1）直击雷直击雷就是雷云直接通过建筑物或地面设备对地放电的过程。强大的雷电流通过建筑物产生大量的热，使其破坏，还能产生过电压破坏绝缘，产生火花，引起燃烧和爆炸等。雷电的破坏作用2）雷电感应附近有雷云或落雷所引起的电磁作用的结果，分静电感应和电磁感应。静电感应是由于雷云靠近建筑物，使建筑物顶部由于静电感应积聚起极性相反的电荷，来不及流散入地形成很高的对地电位，在建筑物内引起火花；电磁感应是当雷电流通过金属导体入地时，形成迅速变化的强大磁场，在附近的金属导体内感应出电势，而在导体回路的缺口处引起火花，发生火灾。雷电的破坏作用3）雷电波侵入架空线路在直接受到雷击或因附近落雷而感应出过电压时，如果在中途不能使大量电荷入地，就会侵入建筑物内，破坏建筑物和电气设备。防雷装置作用是将雷云电荷或建筑物感应电荷迅速引导入地，以保护建筑物、电气设备及人身不受损害。主要由接闪器、引下线和接地装置组成。

1.接闪器接闪器是引导雷电流的装置。接闪器的类型主要有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网和避雷器等。避雷器主要防范雷电波侵入。避雷针引下线断接卡子（测试点）接地体接地线避雷带(网)引下线（柱筋）测试点接地体(基础筋)接地线(地梁筋)均压环（梁筋）避雷针防雷装置（1）避雷针常用在屋面较小建筑物、构筑物上，有些室外低矮的大型设备附近，一般在地面上设置独立的避雷针。避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。避雷带防雷装置（2）避雷带（网）常设置在屋面较大的建筑物上，沿建筑物易受雷击的部位（如屋脊、屋角等）装设成闭合的环形（网格形状）导体。避雷带（网）常用镀锌圆钢制作。（3）避雷线一般采用截面不小于35㎜的镀锌钢绞线，架设在架空线路之上，以保护架空线路免受雷击。避雷线引下线引下线测试点2.引下线是将雷电流引入大地的通道。引下线的材料多采用镀锌扁钢或圆钢。图为利用柱筋作为引下线时，在柱筋上设置的测试点做法。2.引下线高层建筑的外墙有大量的金属门窗等金属导体，易遭受雷击，称侧雷击。为防止侧雷击，将建筑物外墙圈梁内敷设圆钢与引下线连接成环形导体，称均压环。外墙的金属导体与附近的均压环连接，可以有效防止侧雷击。防雷装置避雷带(网)引下线（柱筋）测试点接地体(基础筋)接地线(地梁筋)均压环（梁筋）2.引下线

为便于测量接地电阻，在引下线距地1.8m处装设断接卡子（接地电阻测试点），并在引下线地上1.7m至地下0.3m的一段加装塑料管（或竹管）保护。利用建筑柱子内钢筋作为引下线时，不能设置断接卡子，一般在距地0.5m处用短的扁钢或镀锌钢筋从柱筋焊接引出，作为测试接地电阻的测试点。利用柱子内柱筋作为引下线时，柱内的钢筋应每根柱至少使用两根，钢筋搭接时应焊接牢固以连接成电气通路，上部焊接在接闪器上，下部焊接在接地装置上。防雷装置接地装置可迅速使雷电流在大地中流散。接地装置按安装形式分为垂直接地体和水平接地体。一般垂直接地体长度在2.5m～3.0m之间，常用镀锌圆钢、角钢、钢管、扁钢等材料，其最小规格见表。

3.接地装置名称接闪器引下线接地体避雷针烟囱上避雷网带烟囱顶上避雷环一般处所装在水平垂直针长m烟囱上1以下1-2埋地埋地埋地圆钢直径㎜121620-8128121010钢管直径㎜2025--------扁钢截面㎜2----4810048100100-厚度㎜----44444-角钢厚度㎜---------4钢管壁厚㎜---------3.5镀锌钢绞线㎜2---35---25--接地电流从接地体向大地周围流散所遇到的全部电阻称为接地电阻。接地电阻越小，越容易流散雷电流。当有雷电流通过接地装置向大地流散时，在接地装置附近的地面上，将形成较高的跨步电压，危及行人安全，因此接地体应埋设在行人较少的地方，要求接地装置距建筑物或构筑物出入口及人行道不应小于3m时，应采取降低跨步电压的措施，如在接地装置上面敷设50-80mm厚的沥青层，其宽度超过接地装置2m。3.接地装置避雷器用来防护雷电沿线路侵入建筑物内，以免电气设备损坏。常用避雷器的型式有阀式避雷器、管式避雷器、金属氧化物避雷器、保护间隙和击穿保险器等。阀式避雷器金属氧化物避雷器4.避雷器电气线路防雷措施防雷的基本措施主要是利用避雷装置，把雷云电荷引导流入大地。（1）对配电变压器的防雷电保护，一般采用阀型避雷器，设置在高压进线处。避雷器的接地线、变压器的外壳及低压侧的中性点接地线应连接在一起后，统一连接到接地装置上.电气线路防雷措施（2）高低压架空进户线路，在接户横担上或接户杆横担上设置避雷器，避雷器下端、横担连接引下线与建筑防雷接地装置相连接。（3）在低压配电室配电柜内或总配电箱内一般设置金属氧化物避雷器，既可以起到防雷作用，又可以起到防止系统过电压的作用。9.4.3接地为满足电气装置和系统的工作特性和安全防护的需要，而将电气装置和电力系统的某一部位通过接地装置与大地作良好的连接。建筑电气系统的三相电源（变压器）中性点一般直接接地，由接地端子上引出中线（零线）线路工作和保护根据实际情况可以采用直接接地或通过零线接地（接零）方式.9.4.3接地接地的作用1.工作接地为保证电气设备的可靠运行并提供部分电气设备和装置所需要的相电压，将电力系统中的变压器低压侧中性点通过接地装置与大地直接连接的接地方式。2.保护接地为防止电气设备由于绝缘损坏而造成触电事故，将电气设备的金属外壳通过接地线与接地装置连接起来的接地方式。其连接线称为保护线（PE）或保护地线和接地线。接地的方式⑴工作接地。变压器中性点与接地装置连接。