第十一章防雷接地系统1节

第三篇 电气工程,第十一章 建筑物的防雷与接地,第一节 建筑物的防雷,P300305,本节导学,内容 1.雷电的基本形式 2.雷电对物体的破坏性 3.雷电活动规律 4.建筑防雷的目的 5.建筑物防雷措施 6.防雷设施 7.防雷装置的安装与维护 8.其他防雷措施 要求 熟悉建筑物防雷措施以及防雷设施的技术要求。,防雷与接地,雷电作为一种自然现象，会给地球带来灾难。 对人类、牲畜、建筑物和树木都存在严重的威 胁。因此，采取有效的防雷措施对建筑物和人 员、设备的安全至关重要。 电能虽然是一种方便的能源，但使用不当同样 会造成危害。同样，接地保护是安全可靠用电 的另一个重要方面。 防雷与接地之间又存在密切的联系，所以建筑 物和电气设备的防雷与接地是建筑电气专业技 术领域的重要组成部分。,1. 雷电的基本形式,雷电是处于天空中带有不同电荷的云间出现放电 时，所产生的强烈的光和热。光称之为 “闪”，而热使其周围的空气突然急剧膨胀，发出霹雳的轰鸣声，称之为“雷”。 雷电的形状：线状、片状和球状。 雷电的形式：直击雷和间接雷两种，其中间接雷 又称为感应雷。 雷电与地面接触就称之为“雷击”。雷击会诱发出高达数十万伏的电压，沿着供电线路、金属管道等，高速涌入建筑物内部，从而引起故障。,2. 雷电对物体的破坏性,机械性破坏：是由于强大的雷电流通过物体时产生的巨大电动力和所产生的热量使物体内部的水分急剧蒸发而产生的内压力，两种力作用于同一物体中，就会使其承受不了而断裂、垮塌和折损。 热力性破坏：雷电产生的巨大热量使物体燃烧和金属材料熔化。 绝缘的击穿性破坏：极高的电压使供配电系统中的绝缘材料被击穿，造成短路等电气事故。 无线干扰性破坏：由于雷电在放电过程中会产生大量的高频杂波、谐波，对通信、广播、电视、雷达等电子设备和系统有强烈的干扰破坏作用,3. 雷电活动规律,从地理条件上看，湿热带地区雷电活动较干冷地区 的活动频繁。在我国华南、西南地区的雷电活动就 多于华北、西北地区。 从季节上看，春季雷电开始活动，夏季最为剧烈， 秋季开始减少，至冬季可能消失。 从地形上看，坐落在山谷、潮湿地带、河湖边、土 壤结构不同的地质交界处、地下有矿脉及地下水露 头处，遭受雷击的可能性较大。 对建筑物来说，旷野中孤立的建筑物和建筑群中的高耸建筑 物，建筑物的金属屋顶、金属框架，钢筋混凝土的构筑物，常年蓄水的水塔，潮湿及生产、贮存易挥发物的建筑物都较易遭受雷击。,4. 建筑防雷的目的,建筑防雷的目的 当建筑物遭受直击雷时，防止其本体遭受损坏。 当建筑物遭受直击雷或雷电波侵入时，保护建 筑物内的人员安全。 保护建筑物内存放的危险物品不致因雷击和雷 电感应而损坏、燃烧和爆炸。 保护建筑物内的电气设备和线路不受损坏。 保护建筑物内的电子设备和线路不受干扰。,5. 建筑物防雷措施,按照国标GB 50057-1994的规定，我国建筑物 防雷分为三类。确定了建筑物的防雷等级，就要 采取合适的防雷措施来满足防雷规范所提出的各 项要求。 不同形式的雷击对建筑物及设备所产生的破坏不同，防雷采用的手段也不相同。 防直击雷主要采用接闪器、引下线、接地装置系统； 防感应雷主要采用将所有设备的金属外壳可靠接地、等电位连接系统； 防雷电波侵入则采用避雷器、电涌保护器。,6. 防雷设施,防雷设施包括接闪器、引下线、接地装置、避雷器、电涌保护器及其连接导线。 6.1 接闪器 接闪器就是指在建筑物的顶端所设置的最为突出的金属导体。 作用：接受巨大的雷电流。 形式：避雷针、避雷带、避雷网以及建筑物屋顶的金属构架或金属屋面等。,防雷设施简图,1一避雷针；2-避雷网；3一均压环；4一引下线；5一避雷网支持卡子； 6-断接卡子；7一引下线保护管；8一接地母线；9接地极,6. 防雷设施,1）避雷针 材质及规格要求：一般采用镀锌圆钢或焊接钢管制作，针顶多为尖形。针长1m以下时，圆钢12mm，钢管DN20mm；针长12m时，圆钢16mm，钢管DN 25mm。 安装位置：建筑物屋顶的高耸或孤立部分。,6. 防雷设施,安装要求：避雷针在安装时其下部固定部分 一般应为针长的1/3，如果是插入水泥墙内 固定，可为针长的1/4 1/5。金属旗杆可作为避雷针，其顶部是针状或球状都可以。屋顶上装有电视（广播）用天线杆时，其自身的避雷针不能用来保护建筑物，不能用其代替建筑物的避雷针使用。,避雷针及基础做法之一,6. 防雷设施,2）避雷带 材质及规格要求：采用镀锌圆钢或镀锌扁钢制作。采用圆钢时直径不应小于 8mm，采用扁钢时截面不应小于48mm2，且厚度不小于4mm。 安装位置：用支架固定在屋顶外檐或女儿墙上。 安装要求：水平敷设时，支架间距不大于1m，分布均匀，转弯处支架间距不大于0.5m。屋顶中间敷设可采用预制混凝土支座支撑，间距不大于1m，支架高度不小于0.1m。,6. 防雷设施,3）避雷网 当建筑物屋顶面积较大或其他原因，仅在其外廓敷设避雷带不能满足规范要求时，需要将避雷带构成网状，即为避雷网。 对第一类防雷建筑物，其避雷网的网格尺寸应不大于5m×5m或6m×4m。 第二类防雷建筑物，其避雷网的网格尺寸应不大于10m×10m或12m×8m。 第三类防雷建筑物，其避雷网的网格尺寸应不大于20m×20m或24m×l6m。,避雷带安装,屋顶防雷装置做法,避雷带实物照片,避雷带施工平面图,6. 防雷设施,4）其他形式的接闪器 还可以利用建筑物屋顶的金属构架或金属屋 面作接闪器，但要符合规范的基本要求。如 金属板或金属构件之间必须有良好的电气连 接，且具有持久的贯通连接。为防止金属板 遭雷击后穿孔，其不同材料的厚度应不小于 以下数值：铁板4mm，铜板5mm，铝板 7mm。金属板上还不应有绝缘覆盖层。,6. 防雷设施,6.2 引下线 概念：引下线就是指连接接闪器与接地装置之 间的金属导体。 作用：将接闪器承受的雷电流引至接地装置。 安装方式：有明敷和暗敷两种方式。 明装引下线多采用圆钢或扁钢。圆钢直径不小于8mm，扁钢截面不小于48mm2且厚度不小于4mm，沿建筑物的外墙敷设。也可以利用金属烟囱、钢柱、铁爬梯、金属楼梯等作引下下线。但应保护它们各部分之间有可靠良好的 电气通路。,6. 防雷设施,明装引下线在地上1.7m至地下0.3m高度应采 取穿管等其他保护措施。距地1.8m处作断接 卡子。,6. 防雷设施,暗装引下线多采用建筑物柱内或墙内的主钢筋，直径为16mm及以上的钢筋时，应将两根钢筋贯通作为一组引下线；钢筋直径不足16mm时，可采用直径810mm的钢筋，但需将四根钢筋贯通作为一组引下线。距地0.5m处设引出连接板，来用作测量、外接人工接地装置或等电位联结。 引下线之间水平间距，第一类不大于12m，第 二类不大于18m，第三类不大于25m。,暗装断接卡子做法之一,引出连接板的做法,6. 防雷设施,6.3 接地装置 概念：接地装置是将电流散入大地的装置，包括接地体和接地线。 接地体形式：用建筑物的基础筋作接地体，或设置人工接地体两种形式。 接地电阻：不同类别的建筑接地装置有不同的冲击接地电阻阻值要求。对第一二类建筑物，应不大于10。对第三类建筑物，应不大于 30。,6. 防雷设施,用建筑物的基础筋作接地体，这种方式简单、经 济、防腐性好。要求基础的外表不应有防水层， 但若为沥青质的防水（腐）层时，因其对基础网 电阻的影响很小，可以利用其基础兼作接地体。 人工接地装置：有水平埋设和垂直埋设两种形式 水平埋设多采用在建筑物周围敷设一圈接地体。水平埋设的叫接地母线，宜采用直径不小于10mm的圆钢或截面不小于100mm2且厚度不小于4mm的扁钢；,6. 防雷设施,垂直埋设的接地体叫接地极，长度一般为2.5m，多采用Ø19mm的镀锌圆钢、或DN50mm的镀锌钢管、或L50mm×50mm×5mm的镀锌角铁。垂直接地极应通过接地母线与引下线可靠连接，接地极间距一般为5m。,6. 防雷设施,人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于 3m，当小于3m时应采取下列措施之一： 水平接地体局部埋深不应小于1m。 水平接地体局部应包绝缘材料。例如可采用 5080mm厚的沥青层。 采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设50 80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体 2m。,接地装置施工平面图-水平接地体,水平接地体接地母线,接地装置施工平面图-垂直接地极,1一避雷针；2-避雷网；4一引下线；8一接地母线；9接地极,接地装置施工平面图,建筑物四角柱内主筋，4处,接地母线,7. 防雷装置的安装与维护,不论是接闪器、引下线，还是接地装置，为保证其良好的导电性，除个别特殊情况可采用螺栓连接或铆接外，都应该采用焊接的方式进行连接。除埋设于混凝土中的焊点之外，所有焊点处应进行防腐处理。 人工接地体周围的回填土不得采用砖石、灰渣之类的杂土，且必须夯实。 当由于土壤电阻率较高而造成接地电阻达不到设计要求时可以采取其他措施来降低其土壤电阻率。如换土、加深埋设深度、使用降阻剂等。,7. 防雷装置的安装与维护,防雷装置施工完成后，应使用接地电阻测量仪 （接地摇表）测定其接地电阻值，其阻值要符合 规范及设计的要求，若达不到要求，就需要补做 人工接地体，直至达到要求为止。 每年开春后雨季前都应该对防雷装置进行全面检 查和维护，并对其接地电阻值进行测量，如有 问题要及早解决。,8. 其他防雷措施,建筑物设置防雷接地是将雷电吸引至接闪器并通过引下线和接地装置分散到大地中。以减少雷击的威胁，可认为“将雷电流拒之楼外”。但也不是万无一失的。还需要采取其他措施。 避雷器：作为一种防止雷电波侵入的电器装置，一般都是安装在高、低压电源引入处的配电装置内。 电涌保护器：又称浪涌保护器和过电压保护器。其作用在于限制瞬态过电压和分走电涌电流，属于一种电器元件。 等电位联结 （第二节专门讲）,8. 其他防雷措施,屏蔽：屏蔽的主要目的是防雷电电磁脉冲，是 减少雷电干扰的必要措施。将建筑物的外部 （外墙）钢筋（或金属梁、板柱）全部连通并 接地，形成笼式屏蔽网，对雷电及其他干扰都 会有很好的防护作用。另外，穿金属管、金属 线槽敷线，采用屏蔽线等也是屏蔽的有效办 法。,避雷器,小结,1.雷电的基本形式 2.雷电对物体的破坏性 3.雷电活动规律 4.建筑防雷的目的 5.建筑物防雷措施 6.防雷设施 7.防雷装置的安装与维护 8.其他防雷措施 作业,