建筑物防雷与接地保护
93页1、高层建筑电气设计,第七章 建筑物的安全及防护,防雷 接地 等电位联结 漏电保护 电磁兼容,本章学习内容,雷电的形成过程可分为气流上升、电荷分离和放电三个阶段。在雷雨季节,地面上的水分受热变成蒸汽上升,与冷空气相遇之后凝成水滴,形成积云。云中水滴受强气流摩擦产生电荷,小水滴容易被气流带走,形成带负电的云;较大水滴形成带正电的云。由于静电感应,大地表面与云层之间、云层与云层之间会感应出异性电荷,当电场强度达到一定值时,即发生雷云与大地或雷云与雷云之间的放电。,第一节 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、 雷电的形成“水滴分裂理论”解释,第一节 防雷,2、雷电的类型,直击雷(侧击雷),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!,第一节 防雷,措施: 防止直击雷的措施主
2、要采取避雷针、避雷带、避雷线、避雷网作为接闪器,把雷电流接受下来,通过接地引下线和接地装置,将雷电流迅速而安全送到大地,保证建筑物、人身和电气设备的安全。,感应雷击是由静电感应或电磁感应引起的。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。,感应雷二次雷,措施: 将建筑物的金属屋顶、建筑物内的大型金属物品等,做良好的接地处理,使感应电荷能迅速流向大地,防止在缺口处形成高电压和放电火花。,第一节 防雷,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。,雷电波侵入,雷电波的侵入主要是指直击雷或感应雷从输电线路、通讯光缆、无线天线等金属的引入线引入建筑物内,发生闪击和雷击事故。 此外,由于直击雷在建筑物或建筑物附近入地,通过接地网入地时,接地网上会有数十千伏到数百千伏的高电位,这些高电位可以通过系统中的零线、保护接地线或通讯系统的地线,以波的形式传入室内,沿着导线的传播方向扩大范围。,第一节 防雷,措施: 在输电线路等能够引起雷电波侵入的设备,在进入建筑物前装设避雷器保护装置(限制雷电过电压) 。,球形雷的形成研究还没有完整的理论,
3、通常认为它是一个温度极高的特别明亮的眩目发光球体,直径为1020 cm或更大。球形雷通常在电闪后发生,以每秒几米的速度在空气中漂行,它能从烟囱、门、窗或孔洞进入建筑物内部造成破坏。,第一节 防雷,球形雷,二、建筑物易受雷击的部位,建筑物易受雷击部位与多种因素有关,特别是建筑物屋顶坡度与雷击部位关系较大。,第一节 防雷, 平屋面或坡度不大于1/10的屋面檐角、女儿墙、屋檐,如图(a)、(b)。 坡度大于1/10且小于1/2的屋面屋角、屋脊、檐角、屋檐,如图(c)。 坡度不小于1/2的屋面屋角、屋脊、檐角,如图(d)。,三、建筑物防雷装置的组成,接闪器 指直接接受雷击的避雷针、避雷带(线)、避雷网,以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。 引下线 指连接接闪器和接地装置的金属导体。 接地装置 将引至的雷电流安全无害地释放到大地的部分。,第一节 防雷,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。,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,第一节 防雷,接闪器的最小尺寸,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。,引雷针,第一节 防雷
4、,在一定高度的避雷针下面,有一个安全区域,在这个区域中的物体基本上不致遭受雷击,故称为避雷针的保护范围。单支避雷针保护范围可以用“滚球法”求得,其形状是一个对称的锥体。,不同防雷类别的滚球半径,(1) 当避雷针高度h小于或等于滚球半径hr时 距地面hr处作一平行于地面的平行线。 以避雷针针尖为圆心,以hr为半径,作弧线交平行线于A、B两点。 分别以A、B为圆心,hr为半径作弧线,该两条弧线上与避雷针尖相交,下与地面相切,再将此两条弧线以避雷针为轴旋转180,形成的圆弧曲面体空间就是避雷针的保护范围。,第一节 防雷,第一节 防雷, 避雷针在hx高度xx平面上的保护半径rx按下式确定: (2) 当避雷针高度hhr时,在避雷针上取高度hr的一点代替单支避雷针的针尖作为圆心,其余同第(1)条方法。计算中取h=hr,,【例7.1】某厂有一座二类防雷建筑物,高10 m,其屋顶最远一角距离高50 m的烟囱为15 m远,烟囱上装有一根2.5 m高的避雷针。试用“滚球法”验算此避雷针能否保护这座建筑物。,第一节 防雷,【解】已知滚球半径hr=45 m(二类防雷建筑物), h=50+2.5=52.5 m,
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