第七章(1)安全用电

触电是因人体接触到带电体而造成伤害的现象。人在触电时表现出的损伤往往是综合性的。触电对人体的伤害可归纳为电击与电伤两种。触电，因接触方式不同分为三类：1)单相触电人体的某一部位与地面或接地导体接触，另一部位触及带电体造成的触电事故。此种触电加在人体上的是相电压，所以又可以叫相电压触电。人体过分靠近高压带电体，造成对人体的放电，也是单相触电。在一般情况下，中性点接地电网比不接地电网单相触电的危险性为大。7.1安全用电技术7.1.1触电种类及危害7.1安全用电技术2)两相触电人体同时触及两相带电体而发生的触电事故。此种触电加在人体上的是线电压，所以又可以叫线电压触电。无论电网的中性点接地与否，其危险性都比较大。3)跨步电压触电当电网或电气设备发生接地故障时，流入大地的电流，在土壤中形成电位，地表面也形成以接地点为圆心的径向电位差分布。如果行人误入其中时，因前后两脚间(一般按0.8m计算)电位差达到危险电压而造成触电，称为跨步电压触电。1.电流大小和安全电压

影响触电严重程度主要是通过人体的电流。能引起有电感觉的最小电流称为感知电流，交流为1mA左右；触电后能自主摆脱的最大电流称为摆脱电流，交流为10mA左右；在较短时间内危及生命的电流称为致命电流，如100mA的电流通过人体1s，可足以使人致命，因此致命电流为50mA。在有防止触电保护装置的情况下，人体允许通过的电流一般可按30mA考虑。电流的大小取决于人体的电阻及触电电压。一般不大于36V电压或小于10mA的电流，对人体不会造成生命危险。

7.1安全用电技术7.1.2影响触电严重程度的因素7.1安全用电技术2.电流路径

电流通过人体造成的伤害，与于心脏受损状况关系密切。3.触电时间

触电对人体伤害的轻重程度还与电流作用时间的长短有关。4.电流性质国际电工委员会(IEC)指出：人体触电后的危害与触电电流的种类、大小、频率和流经人体的时间有关。在交流供电系统，以50～60Hz低频的电流对人体的危害最为严重。5.健康状况及精神状态

1.电气安全组织措施1)加强电气安全教育2)严格执行各项规章制度3)建立健全电气安全管理机构，落实人员安排2.电气安全技术措施预防触电事故保障人身及设备安全的主要技术措施，有采用安全的特低电压，保证电气设备的绝缘性能，采取屏护、障碍，保证安全距离，合理选用电气装置，装设漏电保护装置和自动断开电源等。1)采用安全特低电压在需要电击防护的地方，采用不高于国标《GB/T3805-2008特低7.1安全用电技术7.1.3电气安全措施7.1安全用电技术电压(ELV)限值》中规定的不同环境下，正常和故障状态时的电压限值，见表7.2，则不会对人体构成危险。2)保证设备电气绝缘性能电气绝缘就是用绝缘物将带电导体封闭起来，使人不能触及，从而保证安全。设备的电气绝缘是直接触电的防护措施。3)采用屏护、障碍所谓屏护，就是用箱盒、围栏、护罩、护盖等把带电体同外界隔绝开来，以防止人员无意触及带电体，造成直接触电。

所谓障碍，就是在带电体与行走路线之间设置障碍物，防止无意过去触及或过分接近带电体而触电。4)保证电气安全距离为避免发生触电以及各种短路事故、防止发生火灾、过电压放7.1安全用电技术电等，在带电体与人体之间、带电体与其它设施与设备之间、带电体与带电体之间、带电体与地面之间必须留有一定的间隔距离，这个距离就是电气安全距离。5)正确使用安全标志供配电系统中的安全标志可以分为安全色标、安全牌和设备标志。①安全色标：是为了保证人身的安全和设备不受损坏，提醒人员对危险或不安全因素的注意，防止发生意外而设置的带颜色图案的标牌。安全色标包括安全色和安全牌。安全色就是不同的安全信息用不同的颜色表示，目的是使人们能够迅速地发现安全标志并分辨出其中的安全信息，预防事故的发生。一般采用的安全色有：ⅰ红色：用来标志禁止、停止、危险以及消防设备。如“禁止合闸”“禁止启动”等。7.1安全用电技术ⅱ黄色：用来提醒人们注意危险。如“当心触电”、“当心电缆”等。ⅲ蓝色：用来表示指令，要求人们必须遵守的规定。如“必须戴安全帽”、“必须系安全带”等。ⅳ绿色：用来给人们提供允许、安全的信息。如“在此工作”、“已接地”等。ⅴ黑色：用来标志文字、图形符号以及警告标志的几何边框等。②安全牌：由不同的几何图形和安全色构成，并加上相应的图形符号和文字，用以表达特定的安全信息。一般有以下几种：ⅰ禁止类安全牌：用圆形，基本型式是带斜杠的圆边框。斜杠与圆边框用红色，背景用白色，含义是禁止人们不安全行为。例如：“禁止靠近”、“禁止入内”等。ⅱ警告类安全牌：基本型式是正三角形边框，背景用黄色，边和图7.1安全用电技术象都用黑色。用于提醒人们对周围环境引起注意，以避免可能发生危险。例如：“注意安全”、“当心伤手”等。ⅲ指令类安全牌：用圆形，背景用蓝色，图象及文字用白色。含义是强制人们必须做出某种动作或采用防范措施。例如：“必须戴防护眼镜”、“必须戴防护手套”等。ⅳ提示类安全牌：用矩形，背景用绿色，图象及文字用白色。含义是向人们提供某种信息的图形标志。例如：“避险处”、“可动火区”等。安全标示牌的悬挂位置与安全标识牌的类别有关。例如：“禁止合闸，有人工作”等禁止类标示牌用来挂在一经合闸即可送电到施工现场设备的开关的操作把手上，防止误送电；“止步，高压危险”等警告类标示牌用来挂在禁止通行的过道、配电装置、变压器周围的7.1安全用电技术遮拦、施工地点靠近带电设备的遮栏等明显处，以警示周边行人；“在此工作”等提示类标示牌用来挂在工作现场周围所装设的临时遮栏入口处或指定工作的设备上，以提示他人，注意作业人员安全，不得随意操作。③设备标志：在供配电系统中，电气设备是十分复杂的，这些设备若没有统一明确的标志和编号，不仅不便于识别与管理，而且更重要的是在操作和检修维护过程中容易发生错误。因分辨设备出错而造成的血淋淋的事故在系统中比比皆是。因此，设备标志也是防止人身事故，保证安全生产的一项重要技术措施。设备标志包括设备名称和编号。设备名称按照国家标准和部颁专业规程中规定的名称确定。供配电系统中的主要设备(如供电线路、发动机、变压器、母7.1安全用电技术线等)编号格式，一般采用“通用字母+阿拉伯数字”形式，可以按设备的安装位置，从南到北，或从东向西，或从固定端指向扩建端，或从电源端向负荷端按递增序列编制，不得有断号、跳号。与主要设备关联的如断路器、隔离开关、接地开关等电器设备编号，其编号方法与主要设备编号方法类似，书写时，以“主要设备编号+关联设备编号”形式表示。6）装设残余电流保护装置

残余(剩余)电流保护又称漏电保护，是一种在电气设备或线路漏电时，切除供电回路，保证人身与设备安全的装置。其主要作用是防止由于漏电而引起的触电事故，其动作电流不大于30mA。其次是可以用残余电流保护防止由于漏电，漏电地点局部过热而引起的火灾，其动作电流一般相对较大，可达几百mA。残余电流保护7.1安全用电技术装置还可以作为监视、用于电源单相接地或三相电机缺相运行故障的保护来使用。残余电流保护装置按工作原理分，有电压动作型和电流动作型两种，一般采用电流动作型。电流动作型残余电流保护的工作原理如图7.2所示。电流动作型残余电流保护装置，由：含脱扣器YR的低压断路器QF、零序电流互感器TAn和放大器A等几部分组成。图7.2所示的是三相残余电流保护的工作原理。设备运行正常时，三相电流基本对称，因此零序电流互感器TAn的铁心中没有磁通，其二次侧线圈没有电流输出。如果设备发生漏电或单相接地故7.1安全用电技术障时，由于三相电流不对称，零序电流互感器TAn的铁心中将产生零序磁通，其二次侧线圈输出的电流达到规定的数值，经放大器A放大后，驱动脱扣器YR，使断路器QF跳闸，切除故障电路。单相残余电流保护其组成部分，工作原理与三相的相似。不同的是，接入电流互感器TAn的是相线L与中性线N。设备正常工作时，相线L与N线中的电流大小相等，方向一去一回，在电流互感器TAn的铁心中的磁通叠加为零。当设备发生漏电时，相线L与N线中的电流大小不一样(差值为漏电流)，在电流互感器TAn的铁心中的将有磁通产生，二次侧线圈输出的电流达到规定的数值后，保护驱动脱扣器YR，使断路器QF跳闸。7)自动断开电源(接地故障保护)根据低压配电网的运行方式以及安全的要求，选择合适的保护7.1安全用电技术元件和接地形式，在发生漏电、接地等故障时能在规定的时间内自动断开电源，防止人员触及危险的电压。8)创造等电位环境把可能会同时触及的外露导体互相连接起来，形成等电位环境，防止形成危险的接触电压。9)采取电气隔离措施采用隔离变压器或电气上隔离的发电机供电，以防止外露导体异常带电时造成触电事故。要求被隔离的回路电压不超过500V，并且带电部分不能与大地、其他电路相连接。10)设置不导电环境让所在环境的地面、墙体等全部成为绝缘体，可能出现不同电位的两点之间的距离拉开到2m之外，这样可以避免因工作绝缘而使人同时触及不同电位的两点。1.过电压的定义及种类过电压是指对供配电系统绝缘有危险的，超过其最高工作电压的电压升高。例如：工频交流电，其电压均方根值超过额定值的10%，并持续大约1分钟时间以上时，可以认为是过电压。过电压属于供配电系统中的一种电磁扰动现象，在电路状态或电磁状态突然变化时出现，分内部过电压和外部过电压两大类。(1)内部过电压系统本身由于故障、负荷剧烈变动、开关操作等原因使运行方式发生突然改变而引起的过电压。包括操作过电压、谐振过电压、暂态过电压等。7.2建筑物及其设备防雷7.2.1过电压及雷电知识7.2建筑物及其设备防雷1)操作过电压是由于进行开关投切操作或发生突然短路而引起的过电压。操作过电压的持续时间一般约为几百微秒至几毫秒，持续时间短衰减较快，其具有脉冲性质，又称操作冲击波。是供配电系统内部过电压的一种主要形式。

2)谐振过电压是系统中元件的L、C、R参数在某些接线方式下出现不利的组合，与电源频率发生谐振所造成的过电压。

3)暂态过电压是由于开关投切操作或发生突然短路，使系统从稳态状态经历一个过渡过程，后重新达到某种暂时稳定状态时所出现的过电压。暂态过电压主要是50Hz的振荡，衰减过程较慢，持续时间较长，又可称为工频电压升高。7.2建筑物及其设备防雷(2)外部过电压又称大气过电压、雷电过电压，是由于大气中的雷云放电而在供配电系统的电气设备上所形成的过电压。外部过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，常称为雷电冲击波，其电压幅值可高达几千万伏，电流幅值可大到几十万安培。雷电过电压又分为直击雷过电压和感应雷过电压两种。1)直击雷过电压是指雷电直接击中电气设备、线路、建筑物时所出现的过电压。7.2建筑物及其设备防雷2)感应雷过电压是指雷电在放电过程中，由于静电感应或电磁感应，致使未直接遭受雷击的电气设备、线路或其他物体上感应出的过电压。

1）在雷云放电时，变化的雷电流在其泄放通道的附近会形成一个很强的感应电磁场，会使周围的金属物产生高感应电压，造成干扰、破坏等。

2）当雷云到来时，地面上的物体，尤其是导体，因静电感应会聚集起与雷云电荷极性相反的电荷。在雷云的电荷没有泄放之前，其被束缚住。当雷云放电后，感应出的电荷就变成了自由电荷，以雷电波的形式向两边传，其过电压幅值可达到几万到几十万伏。

7.2建筑物及其设备防雷2.雷电波侵入雷电波侵入指雷电作用于架空线路或金属管道等，使雷电波可能沿着这些管线侵入，危及人身安全或造成设备的损坏等。

3.防雷相关名词1)雷电流是指流入雷击点的电流，短时首次雷击是—个幅值很大、陡度很7.2建筑物及其设备防雷高的冲击波电流，如图7.5所示。从图7.5可以看出，短时雷电流幅值从0到峰值电流I的上升时间是很短，在达到峰值后，雷电流以较长时间逐步衰减。国际电工委员会IEC采用了波头时间T1，半值时间T2和平均陡度I/T1来描述雷电波波形。波头时间T1是雷电流由幅值的10%上升到90%时所需要的时间。IEC规定了首次雷击的数值为10μs，后继雷击为0.25μs。半值时间T2是雷电流由幅值10%上升到峰值然后逐渐下降到幅值50%时所需要的时间。IEC规定了首次雷击为350μs，后续雷击为100μs。可以用T1与T2的比值来表示雷电流波形，如10/350μs表示首次雷击波7.2建筑物及其设备防雷形，0.25/100μs则代表了后续雷击的波形。

雷电流的陡度di/dt，用雷电流波头部分增长的平均速率来表示即：I/T1。2)雷暴日指某地区一年中有雷电放电的天数，在一天中只要听到一次以上的雷声就记录成一个雷暴日，它反映了各地区雷电活动的频繁程度，是防雷设计的重要依据。年平均雷暴日数越多，说明该地区雷电活动越频繁，防雷要求越高。多雷区：雷暴日大于40的为多雷区。少雷区：雷暴日小于15的为少雷区。37.2建筑物及其设备防雷3)年预计雷击次数反映某建筑物一年时间内可能会遭受雷击的次数，与建筑物等效面积、当地雷暴日及建筑物地况有关。

N=kNgAe雷击大地的年平均密度应按下式确定：

建筑物等效面积Ae，应为其实际平面积向外扩大后的面积。当建筑物的高H小于100m时

当建筑物的高H等于或大于100m时2.容易遭受雷击的建筑物及相关因素:(1)建筑群中的高耸建筑物及尖顶建筑物、构筑物，如水塔、宝塔、烟囱及发射台天线等。(2)空旷地区孤立物，如野外孤立建筑、输电线杆、塔及高大树木等。(3)建筑物的突出部位，如屋脊、屋角、女儿墙、屋顶蓄水箱烟囱及天线等。(4)屋顶为金属结构的建筑物，地下埋设的金属管道，内部有大量金属设备的厂房或排放带电尘埃的工厂等。(5)特别潮湿的建筑物和地下水位较高的地方。(6)金属矿藏地区，由于地下金属矿的存在，容易引起雷电感应，从而造成雷击。建筑物按其重要程度、使用性质，以及发生雷电事故的可能性和发生雷电事故的后果，分为三类：1.有下列情况之一者，应属于第一类防雷建筑物：

①凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。②具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。③具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

2.根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》，下列民用建筑物，应划为第二类防雷建筑物：7.2建筑物及其设备防雷7.2.2建筑物防雷分类7.2建筑物及其设备防雷①国家级的会堂、档案馆、大型博物展览建筑物、办公建筑物；国宾馆、大型旅游建筑物；国际港口客运站；特大型、大型铁路旅客站；国际性的航空港、通信枢纽。②国家级计算中心、国家级通信枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。③国家级重点文物保护建筑物。④高度超过100m的建筑物。⑤建筑物的年预计雷击次数N>0.06的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物。⑥建筑物的年预计雷击次数N>0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物。3.根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》，下列民用建筑物，应划为第三类防雷建筑物：7.2建筑物及其设备防雷①省级重点文物保护建筑和省级档案馆。②省级大型计算中心与装有重要电子设备的建筑物。③19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物。④年预计雷击次数，在0.012≤N≤0.06之间的部、省级办公建筑物及其他重要的或人员密集的公共建筑物。⑤年预计雷击次数，在0.06≤N≤0.3之间的住宅、办公楼等一般民用建筑物。⑥建筑群中最高的建筑物或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物。⑦通过调查确认当地遭受过雷击灾害的类似建筑物；历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物。⑧在年平均雷暴日Td>15d／a的地区，高度≥15m的烟囱、水塔等孤立的高耸构筑物；以及在年平均雷暴日Td≤15d／a的地区，高度≥20m的烟囱、水塔等孤立的高耸构筑物。1.建筑物防雷根据规范，各类防雷建筑物都应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。并且在装有防雷装置的建筑物，防雷装置如果与其它设施和建筑物内的人员无法隔离，应采取等电位连接。(1)第一类防雷建筑物防雷措施1)直击雷防护

防直击雷时，应装设独立避雷针或架空避雷线(网)，使被保护建筑物及突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。架空避雷网的网格尺寸大小符合第一类防雷的要求。要求独立避雷针和架空避雷线(网)的支柱及其接地装置至被保护7.2建筑物及其设备防雷7.3.2防雷措施7.2建筑物及其设备防雷建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离，架空避雷线(网)至被保护建筑物屋面和各种突出屋面物体之间的距离，均不应小于3m。独立避雷针、架空避雷线(网)应设置独立的接地装置，并且每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω，在高土壤电阻率的地区，可适当增大。当建筑物高度超过30m时，应采取防侧击雷的措施，即：从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设置一水平避雷带并与引下线相连；30m及以上外墙上的如栏杆、门窗等较大的金属物件需与防雷装置连接。2)雷电波侵入防护架空线路或裸露的金属管道等遭遇雷雨时，即使不遭受直接雷击，但也因与雷电发生感应，产生的雷电波会沿着管线侵入建筑物7.2建筑物及其设备防雷内，危及人身与设备的安全，这种现像称为雷电波侵入。第一类防雷建筑物防雷电波侵入时，低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，并在入户端，应将电缆的金属外皮、所穿钢管接到防雷电感应的接地装置上。如果全线采用电缆有困难，可采用铁横担和水泥电杆的架空线，并应使用一段埋地长度不于小15m的金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。在电缆与架空线连接处，还应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管及绝缘子铁脚、金具等均应连在一起接地，其冲击接地电阻小于等于10Ω。建筑物内的如设备、管道、构架等较大金属物和凸出屋面的金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接7.2建筑物及其设备防雷地电阻不应大于10Ω。室内接地干线与防雷电感应接地装置的连接，不应少于两处。

(2)第二类防雷建筑物防雷措施1)直击雷防护应在建筑物上宜采取装设避雷网(带)或避雷针或由其两者混合组成的接闪器，使被保护的建筑物及突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围中。在整个屋面上装设避雷网的网格尺寸大小，应符合第二类建筑物防雷的要求。防直击雷的引下线应优先采用建筑物钢筋混凝土中的钢筋或钢结构柱，其根数可不限，间距不应大于18m，但建筑外廓易受雷击的各个角上的柱子的钢筋等应被利用，每根引下线的冲击接地电阻可不作规定。接闪器专设接地引下线时的冲击接地电阻不大于10Ω，7.2建筑物及其设备防雷其根数不应少于2根。当建筑物高于45m时，应采取防侧击雷措施，即：结构圈梁中的钢筋应每三层连成闭合回路，并应同防雷装置引下线连接。应将45m及以上外墙上的较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连。2)雷电波侵入防护进入建筑物的各种线路及金属管道宜采用全线埋地引入，在入户端应将电缆金属外皮、金属管道等接地。当有困难时，可采用一段埋地长度不小于15m的铠装电缆或穿钢管的电缆直接埋地引入。应在电源引入处的总配电箱装设电涌保护器。平均雷暴日小于30d/a地区的建筑物，可采用低压架空线直接引入建筑物内，但在入户应装设避雷器或设2～3mm的空气间隙，并与7.2建筑物及其设备防雷绝缘子铁脚、金具连在一起接到防雷接地装置上，其冲击接地电阻不应大于10Ω。建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，可不另设接地装置。(3)第三类防雷建筑物防雷措施1)直击雷防护宜采取在建筑物上装设避雷网(带)或避雷针或由其两者混合组成的接闪器。避雷带应装设在屋脊、屋檐、屋角、女儿墙等易受雷击部位，整个屋面上网格尺寸大小应符合第三类建筑物防雷的要求。建筑物当利用其构造柱中的钢筋作防雷引下线时，其间距不应大于25m，引下线数量可不受限制。建筑物外廓易受雷击的各个角上的柱子的主钢筋也可用于引下线。每根引下线的冲击接地电阻值可7.2建筑物及其设备防雷不作规定。为防雷专设的引下线，其数量不应少于两根，间距不应大于25m，每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω；年预计雷击次数大于等于0.012且小于等于0.06的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物则不宜大于10Ω。当建筑物高于60m时，尚应有防侧击雷的措施，应将60m及以上外墙上较大的金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连等。2)雷电波侵入防护对电缆进出线的，应在进出端将电缆的金属外皮、金属导管等与电气设备接地相连。架空线转换为电缆时，电缆长度不宜小于15m，应在转换处装设避雷器。电缆金属外皮和架空线的绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。采用低压架空进出线的，应7.2建筑物及其设备防雷在进出处装设避雷器，并应与绝缘子铁脚、金具连在一起接地，如图7.10所示。进出建筑物的架空金属管道，在进出处应就近接地，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。2.机电设备设施雷电电磁脉冲防护当今智能化、信息化的时代，各种类型的电子信息装置包括计算机、电信设备、控制系统等应用广泛。这些高精度、高灵敏度的产品中使用着大量的固态半导体元件，因耐压很低极易受到电磁冲击而出现故障或损坏。因此要保证现在渗透到各个领域的电子信息、控制系统的正常运行，必须装设雷电电磁脉冲的防护。

雷电电磁脉冲(LEMP)的防护可以采取：屏蔽、等电位联结、接地及装设电涌保护器等措施。建筑物本身抗LEMP干扰的典型思路是格栅形的笼式屏蔽系统。

防雷保护包括外部防雷保护和内部防雷保护两部份。外部防雷保护是指建筑物（或设施）的直击雷防护，内部防雷保护是指雷电电磁脉冲的防护。1.直击雷防护设备完整的防直击雷装置包括：接闪器、引下线和接地装置三个部分。其中接闪器是关键部分，它利用凸出于被保护物位置的金属导体把雷电引向自身，专门接受直击雷的放电。(1)接闪器接闪器有多种型式。常见的有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等。7.3建筑物及其设备防雷7.3.3防雷设备

7.2建筑物及其设备防雷1)避雷针：引雷针，把雷电波引入地下。为金属材料，棒状的接闪器，一般采用镀锌圆钢(针长1m以下时直径不小于12mm、针长1～2m时直径不小于16mm、烟囱顶上的针直径不小于20mm)或镀锌焊接钢管(针长1m以下时内径不小于20mm、针长1～2m时内径不小于25mm、烟囱顶上的针直径不小于40mm)制成。它既可以附设式安装又可以独立式安装。2)避雷线又称架空地线，常架设在杆塔顶部，保护下面的架空电力线路等狭长物体。其保护原理与避雷针相似。避雷线宜采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线。3)避雷带与避雷网避雷带是指沿建筑物檐角、屋角、屋脊、屋檐、女儿墙等最可7.2建筑物及其设备防雷能受雷击的地方敷设的防直击雷的金属导体。当屋顶面积较大时，中间需增加敷设金属导体，形成网格状，就成了避雷网。避雷网的网格尺寸要求见表7.7。避雷带和避雷网宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2并且其厚度不应小于4mm。(2)引下线是指连接接闪器与接地装置的金属导体。防雷装置的引下线应满足机械强度、热稳定以及耐腐蚀的要求。根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》中的规定：建筑物防雷装置宜利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋，或采用圆钢、扁钢作为引下线。作为防雷引下线的钢筋，当钢筋直径大于或等于16mm时，应将两根钢筋绑扎或焊接在一起，作为一组引下线；当钢筋直7.2建筑物及其设备防雷径大于或等于10mm且小于16mm时，应利用四根钢筋绑扎或焊接作为一组引下线。当采用圆钢作引下线时，直径不应小于8mm。当采用扁钢时，截面不应小于48mm2，厚度不应小于4mm。装设在烟囱上的引下线，圆钢直径要求不应小于12mm，扁钢截面不应小于100mm2且厚度不应小于4mm。专设的引下线宜沿建筑物外墙明敷设，并应以较短路径接地。对建筑外观要求较高者，可暗敷，但截面应加大一级。3.接地装置（1）人工接地体垂直接地体宜采用圆钢、钢管或角钢，最常用为钢管长2.5，直径50mm。水平接地体宜采用扁钢、圆钢。圆钢直径不应小于10mm。扁钢截面不应小于100m2，厚度不应小于4mm。角钢厚度不应小于4mm。钢管厚度不应小于3.5mm。2.自然接地体兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、管道和建筑物的钢筋混凝土基础等。对于变配电所，只能利用它本身的建筑钢筋混凝土基础作为自然接地体。在高层建筑中，推荐利用柱子、基础内的钢筋作为引下线和接地装置。主要优点：(1)接地电阻低。(2)电位分布均匀，均压效果好。(3)施工方便．可省去大量土方挖掘工程量。(4)节约钢材。(5)维护工程量少。7.3.5避雷针的保护范围1.单支避雷针的保护范围避雷针在hｘ高度的xx'平面上和在地面上的保护半径【例7-1】某厂一座30m高的水塔旁边，建有一水泵房（属第三类防雷建筑物），尺寸如图（7-8）所示。水塔上装有一支高2m的避雷针，试问此针能否保证这一水泵房。解：查表7‑2，得滚球半径hr=60m，而

h=30m+2m=32m，hx=6m，因此得m现水泵在hx=6m高度上最远一角距离避雷针的水平距离为

m＜rx水塔上的避雷针完全能保护这一水泵房。

1.接地与接地装置

接地是指物体的某部分与大地之间作良好的电气连接。在土壤中直接与大地接触，作散流用的金属导体，称为接地体(或接地极)。其中，专门为接地而装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的各种地下金属管线及建筑物混凝土基础的钢筋等称为自然接地体。从接地体到引下线断线卡子处、到等电位连接带或到接地端子的金属连接导体，称为接地线。接地体与接地线合称为接地装置。实际的接地装置是一个由多个接地体在大地中用接地线连接起来的网络状整体(又称接地网)。7.4电气装置接地7.4.1基本概念7.4.1接地概述1.接地电阻和接地电流接地电阻：是指电流从埋入地中的接地体流向周围土壤时，接地体与大地远处的电位差与该电流之比，而不是接地体的表面电阻。

当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向大地做半球形散开，这一电流称为接地电流。7.3电气装置接地2.接地电流和对地电压当电流通过接地体导入大地后，在地下将作半球形扩散(叫散流)。这一电流被称为接地电流Id。在距离接地体越远的地方扩散球面越大，其散流电阻越小，电位相对于接地点处来说也越低，其电位分布曲线如图7.21所示。通过试验发现，在距离接地点约20m左右的地方，电位已趋近于零，这个电位为零的位置，可称为电气上的“地”。电气设备的接地部分与零电位“地”之间的电位差，就称为接地部分的对地电压Ud0，如图7.21所示。图中的电位分布曲线还可用来解释跨步电压触电。2.对地电压、接触电压和跨步电压对地电压：电气设备从接地外壳及接地体到20m以外的零电位之间的电位差。接触电压：人站在发生接地故障的电气设备旁边，手触及设备的外露可导电部分，则人所接触的两点（如手和脚）之间所呈现的电位差。跨步电压：人在接地故障点周围行走，两脚之间所呈现的电位差。（跨距一般取0.8米）跨步电压：人在接地故障点周围行走，两脚之间所呈现的电位差。工作接地（系统接地）定义：电源测的接地称为工作接地作用：保证电力系统和设备达到正常工作方法：变压器中性点接地

7.4.2接地的类型和作用一、接地的分类保护接地定义：负载则的接地称为保护接地作用：保障人身安全、防止间接触电方法：将设备的外露可导电部分进行接地接地工作接地保护接地IT系统TT系统TN系统TN-S系统TN-C系统TN-C-S系统7.3电气装置接地3.工作接地、保护接地和重复接地1)工作接地

工作接地为保证电力系统和电气设备在正常和事故情况下可靠地运行，人为地将电力系统的中性点（如发电机和变压器的中性点）及电气设备的某一部分（如避雷针和避雷线的接地引下线）直接或经消弧线圈、电阻、击穿熔断器等与地作金属连接。例如变压器中性点接地、防雷装置的接地等。电力系统发电机和变压器三种运行方式：电源中性点不接地（3-63kV)电源中性点经消弧线圈接地（3-10kV中接地电流30A,20kV及以上接地电流大于10A）电源中性点直接接地（110kV以上及220/380V的低压配电系统）1.电源中性点不接地电力系统单相接地故障时，非故障相对地相电压升高为原对地电压的1.732倍，接地相电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。允许继续允许2h。2.电源中性点经消弧线圈接地产生RLC串联谐振，过电压危险，绝缘薄弱点击穿消弧线圈实质上是铁芯线圈，电抗大，电抗电流与电容电流互相补偿允许继续允许2h。3.电源中性点直接接地单相短路电流比正常负荷电流大，使线路熔断器熔断或跳闸，短路故障部分切除，系统其他部分恢复正常运行。单相接地故障时，非故障相对地相电压不会升高，绝缘只需按相考虑。220/380V的低压配电系统普遍采用，引出有:中性线（N):接用单相设备，传导不平衡电流和单相电流，减少负荷中性点电位偏移保护线（PE)：保障人身安全，防止触电事故（设备外露可导电部分连接到电源接地点）7.3电气装置接地2)保护接地与保护接零保护接地是为保障人身及设备安全，将设备在正常下不带电的外露可导电部分与接地装置之间作良好的金属连接。

保护接地：接地方式TNTN-STN-CITTN-C-STT第一个字母（T或I）表示电源中性点的对地关系；T：接地，I：不接地或高阻抗接地。第二个字母（N或T）表示装置外露导电部分的对地关系；N：电气设备正常运行时不带电的金属外露部分与电力网的中性点直接连接，T：与地直接连接，与低压系统任何接地点无关。是为保障人身安全、防止间接触电而将设备的外露可导电部分接地。

TN系统

TN系统的电源中性点直接接地，并引出有中性线（N线）、保护线（PE线）或保护中性线（PEN线），属于三相四线制或五线制系统。1.TN-C系统

N线和PE线全部合为PEN线

它是将PE线和N线的功能综合起来，由一根保护中性线PEN，同时承担保护和中性线两者的功能。TN-C系统特点

当系统发生单相接地故障时，短路电流经外壳和PEN线构成回路，回路中相线、PEN线和设备外壳阻抗很小，短路电流很大，令线路上的过流保护装置动作，切除故障。

供配电系统的过流保护可兼作单相接地故障保护如PEN线断线，短路保护装置不动作，使接PEN的设备外露可导电部分带电，造成人身触电危险。

PEN线可能有电流流过，设备外壳对地存在电位差，与不带电金属体碰撞时易产生火花，引发火灾。此外，会对连接在PEN线上的其他设备产生电磁干扰。目前在民用建筑中，已不允许采用这种方式。2.TN-S系统

N线和PE线全部分开

在电源中性点工作接地，而用电设备外壳等可导电部分通过专门设置的保护线PE连接到电源中性点上。供配电系统的过流保护也可兼作单相接地故障保护

PE线与N线分开,PE线中无电流流过，因此对接PE线的设备无电磁干扰。

PE线断线时，正常情况不会使PE的设备外露可导电部分带电，但在有设备发生一相接壳故障时，将会带电，危及人身安全。

PE线与N线分开,投资较TN－C高。适于对安全或抗电磁干扰要求高的场所。是我国目前推广的供电系统。3.TN-C-S

从电源出来的一段采用TN—C系统，只起电能的传输作用，到用电负荷附近某一点处，将PEN线分开成单独的N线和PE线。综合了TN－C与TN－S系统的特点。PE与N线一旦分开，两者不能再相连。此系统比较灵活，对安全或抗电磁干扰要求高的场所采用TN－S系统，而其它情况则采用TN－C系统。广泛地应用于分散的民用建筑中，特别适合一台变压器供好几幢建筑物用电的系统。4.TN