第十三章 安全用电与建筑防雷

第十三章

安全用电与建筑防雷

13-1

安全用电

13-2

建筑防雷13-1

安全用电1.

安全电压等级2.

安全电压的条件3.安全用电的基本条件4.安全用电保护措施（五）等电位连接1.

安全电压

把可能加在人身上的电压限制在某一范围内，以获得足够的安全条件，这样的电压就叫做安全电压。我国规36、24、12和为安全电压的额定值。凡手提照明灯、危险环境的携带式电动工具均应采用36伏安全电压；金属容器内、隧道内等工作地点狭窄，行动不便以及周围有大面积接地导体的环境，特别潮湿的环境所使用的照明及电动工具应采用12伏安全电压。2.安全电压的条件人体电阻

在一般情况下，人体电阻可按1000~2000欧姆计算

人体电阻因人而异。手有毛茧，皮肤潮湿、多汗，有损伤，带有导电粉尘的电阻较小，危险性较大。电流大小

感觉电流——引起人的感觉的最小电流

（1.1mA/0.7mA）

摆脱电流——人触电后能自动摆脱电源的最大（16mA/10.5mA）

致命电流——在短时间内能危机生命的最小电流（>50mA）触电时间触电时间越长，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。电流频率人体被伤害程度与电流频率及通电时间的关系

50~60HZ最危险，大于或小于，其危险性降低通电时间越长，危险性越大。电流途径

最危险：经过心脏（手——手，手——脚）

危险较小；不经过心脏（脚——脚）环境影响低矮潮湿，仰卧操作，特别是在金属容器中工作，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。触电部位的面积和压力与皮肤接触的面积和压力太小有关。接触面积和压力越大越危险。人体健康情况及精神状态身心健康，情绪乐观的人电阻大，

较安全。情绪悲观，疲劳过度的人电阻小，较危险。3.用电安全的基本原则电击和电伤

电击：电流流过人体时反映在人体内部造成器官的伤害，而在人体外表不一定留下电流痕迹。

电伤：电流流过人体时使人的皮肤受到灼伤、烤伤和皮肤金属化的伤害，严重的可致人死亡。触电的形式

单相触电、两相触电、跨步电压I=220/4+1000=0.219A〉〉50mA中性点接地的单相触电中性点接地的单相触电双相触电I=380/1000=0.38A〉〉50mA接地点附近，电位曲线很陡，距离接地点1m约下降68%。跨步电压4

安全用电保护措施预防触电事故，保证电气工作的安全措施可分为组织措施和技术措施两方面。

保证安全的组织措施：工作许可制度，工作监护制度。

保证安全的技术措施：绝缘、屏护、间距接地、接零、应用漏电保护保护措施绝缘、屏护和间距是为了防止偶然触及或接近带电体造成的直接电击所采取的安全措施。

绝缘就是用绝缘材料把带电体封闭起来。

屏护是采用遮拦、护罩、护盖、箱匣等把带电体同外界隔绝开来。

间距就是保证人体与带电体之间的安全距离。接地和接零为了防止触及正常不带电而意外带电的导电体而造成的间接电击所采取的安全措施。

接地

就是把电源或用电设备的某一部分，通常是其金属外壳用接地装置同大地作电的紧密连接。

接零

就是将电气设备的外壳可靠地接到零线上。安装保护设备

可使用自动空气开关。自动空气开关是一种具备短路、过载、欠压和失压等多种保护功能的开关。如果自动开关与漏电装置组装在一起，则称为漏电自动开关，同时具备漏电保护功能。

为防止负载短路或过流，单相电气设备的开关必须通过熔断器接到相线上。等电位连接13.2

安全用电技术措施1．工作接地

能够保证电气设备在正常和事故情况下可靠的工作而进行的接地，称为“工作接地”。

如变压器和发电机的中性点直接接地，能起维持相线对地电压不变的作用；

防雷系统的接地，可以对地泄放雷电流等。2．保护接地

在中性点不接地的低压系统中，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地体之间做良好的金属连接。

适用于中性点不接地的三相三线制低压电网。3．保护接零

在中性点接地的系统中，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与零线作良好的金属连接。

适用于中性点接地的三相四线制低压电网。4．重复接地

采用保护接零时，除系统的中性点工作接地外，将零线上的一点或多点与地再作金属连接，称为“重复接地”，13.2.2

低压配电系统接地方式

按IEC的规定，低压配电接地接零系统划分为IT方式、TT方式、TN方式3种基本形式系统。

TN方式又可以细分为TN-C、TN-S和TN-C-S这3种方式。1．ITIT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。2．TTTT系统为三相四线制电源中性点直接接地；用电设备的金属外壳亦直接接地。3．TNTN系统即电源系统有一点直接接地，负载设备的外露导电部分通过保护线连接到此接地点的系统。3．TNTN—C系统TN—C系统为三相四线制中性点直接接地，整个系统的中性与保护线是合一的系统。TN—S系统

TN—S系统为三相五线制中性点直接接地，整个系统的中性线和保护线是分开的系统，此系统安全可靠性高，目前正在逐步推广采用。

三相五线制标准导线颜色为：A相黄色，B相绿色，C相红色，N线浅蓝色，PE线黄绿双色。TN—S系统TN—C—S系统为三相四线制中性线直接接地，整个系统中有一部分中性线与保护线是合一的的系统。13.2.3

等电位连接等电位连接是使电气装置各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的一种电气连接。1.总等电位连接

将电源进户线外附近所有的金属构件，管道均与PE线连接。

MEB:Main

Earth-terminal

Board2.

局部等电位连接联接。

LEB:Local

equipotential

Earthing

terminal

Board

将局部危险该场所内所有的金属构件，管道再与PE线相互13-3

建筑防雷13.1雷电的形成及其危害13.2雷电的危害途径13.3建筑物防雷装置13.4建筑物防雷装置13.1

雷电的形成及其危害1．雷电现象雷云与雷云之间，雷云与大地之间的一种放电现象。闪电就是放电时产生的强烈的光和热。雷声是就是巨大的热量使空气在极短时间内急剧膨胀而产生的爆炸声响。2．雷电的基本特征

雷电电压很高：其电压高达百万到数千万伏

雷电电流大：雷电的主要放电电流可达数十万安，余放电电流可达数百安

雷电电流变化快：

通常雷电主放电时间极短，约50～100ms，余放电时间稍长，但也只有0.003～0.15s。因而，雷电电流变化快，即电流剃度ΔI/Δt很大。3．雷击的选择性地质条件这是影响雷击的主要因素，即土壤电阻率小处易落雷；土壤电阻率突变的地区，在电阻率较小的一方易遭雷击；在山坡与稻田交界处，岩石与土壤交界出，多在稻田与土壤中产生雷击。地下水面积大和地下金属管道多的地点，也易遭雷击。地形和地物条件即建筑群中的高耸建筑和空旷地区的孤立建筑易遭受雷击；山口或风口等暴雷走廊处，铁路枢纽和架空线路转角处。建筑物的构造及其附属构件条件即建筑物本身所能积蓄的电荷越多，越容易接闪雷电。建筑构件（梁、板、柱、基础等）内的钢筋、金属屋顶、电梯间、水箱间；楼顶突出部位（天线、旗杆、烟道、通气管等）均容易接闪雷电。建筑物内部设备的条件即金属管道设备越多，越容易遭雷击。

不同屋顶坡度（0,15,30,45°）

建筑物的雷击部位0°

30°15°45°13.2

雷电对建筑危害方式1．直击雷指雷电直接击在建筑物构架、动埴物上，热效应和机械效应等造成建筑物等损坏以及人员的伤亡。2．感应雷感应雷击是由于雷云的静电感应或放电时的电磁感应作用，使建筑物上的金属物件，如管道、钢筋、电线、设备装置等感应出与雷雨云电荷相反的电荷，造成放电所引起。3．雷电波侵入

由于雷电电流在它周围的出现瞬变电磁场，以是脉冲电磁波辐射。

在架空线路遭受直击雷或感应雷击时，高电位的雷电波将沿线路侵入室内，对室内的电器设备放电，形成破坏。4．球形雷

是一种特殊的雷电现象，简称球雷。

一般是以橙或红色，或似红色火焰地发光球体，（也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的），直径一般约为10-20厘米，最大的直径可达一米，存在的时间大约为百分之几秒至几分钟，一般是3至5秒，其下降时有的无声，有的发出嘶嘶声，一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸，其主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内，有的由烟囱或通气管道滚进楼房，多数沿带电体消消失。响雷火球闪进房

球形雷炸开造成一死四伤“平阳县水头镇南湖乡坑头村一幢建筑楼被雷击中，一人死亡，四人受伤。”昨天上午，读者金先生给温州商报热线88811110打来电话报料说。

记者核实：事故发生在2006年6月26日下午2点30分许，事发地点是一幢正在改建的四层楼房，该楼房后面是一片空旷地。事发前，有8名工人在里面作业；多人被火球击中，造成1人死亡，4人受伤。目击者：火球闪进房间，炸得整幢楼都动“那时，仿佛整幢楼都动起来了，满屋子都是焦臭味、浓烟，火星子乱窜。我当时就懵了。”被雷击中受伤的老陈在医院接受治疗“雷公”发威劈楼角

居民疑是少见的“球形雷”作怪气象专家提醒在雷电出现时，应紧闭门窗，不要使用淋浴器或接触水管；不宜使用彩电、音响、影碟机等；不要上网，不要使用调制解调器设备，最好把电脑的电源插头拔掉等。在户外最好要躲入有防雷设施保护的建筑物内；不要在孤立的大树下避雨；不要拿着金属物品在雷雨中停留等。

在效外活动时，打雷时不要乱跑，应两脚并拢，找一块干燥的地方蹲下，以减少暴露面积和触地电位差，这样有益于安全。13.4

建筑物防雷装置1．防直接雷击的措施方法引导雷电流按预先安排好的通道泄入大地，从而避免雷云向被保护的建筑物放电。防雷装置组成接闪器、引下线和接地装置接闪器避雷针附设在建筑物顶部或独立装设在地面上的针状金属杆。

使用于保护细高的建筑物或构筑物；或建筑顶部附加突出物。

对低矮的建筑或地下建筑及设备，要使用独立的避雷针。

避雷针地面保护半径约为避雷针高度的1.5倍。

工程上经常采用多支避雷针，其范围为单支的叠加。

避雷针一般用镀锌圆钢或焊接钢管制

成，圆钢截面不得小于100mm2，钢管厚度不得小于3mm。避雷带

沿着建筑物的屋脊、屋檐、屋角及女儿墙等易受雷击部位（明、暗）敷设的带状分布的金属线。

明装采用直径8mm的圆钢或截面12x4mm2的扁钢做成，支起10~20cm，间距1~1.5。

暗装利用建筑构件内不小于3mm的钢筋，所用的钢筋应焊接在一起。避雷网在较重要的建筑物上和面积较大的屋面上，纵横敷设金属线组成矩形平面网格，或以建筑物外形构成一个整体较密的金属网笼（法拉第笼式避雷网），实行较全面的保护。高层建筑防侧向雷击当建筑物过高时，屋顶的避雷网就不能有效地防护建筑的侧面，此时建筑物的侧面还会遭到雷击。

从首层起，每隔三层把结构圈梁水平钢筋焊结成环，并与做引下线的柱内主筋焊结，焊结数量不少于2根，成为均压环。

从30m起，向上每隔三层在结构圈梁内敷设一条25mm×4mm的镀锌扁钢与引下线焊结，形成环形水平避雷网。

高度超过45m的建筑，要将以上外墙的栏杆、门窗等较大金属物与防雷装置连接。高层建筑防侧向雷击的措施金属窗与防雷装置连接

引下线连接接闪器与接地装置的金属导体。引下线的作用是把接闪器上的雷电流连接到接地装置并引入大地。

明装：采用直径8mm的圆钢或截面12x4mm2的扁钢。引下线应沿建筑物外墙敷设。

引下线应敷设于人们不易触及之处。由地下0.3到地上1.7m的一段引下线应加保护设施。

暗装引下线（也可在柱内敷设铜导体）利用钢筋混凝土中的钢筋作引下线时，最少应利用四根柱子，每柱中至少用到两根主筋。

一般情况下，引下线不得少于两根，其间距不大于30米；长度、高度不超过40米的建（构）筑物，可只设一根引下线。

引下线应躲开建筑物的出入口和行人较易接触的地点。断接卡子及保护管安装.利用基础钢筋时的测试点及预留连接板引导雷电流安全泄入大地的导体，是接地体和接地线的总称。

自然接地体