项目7--安全用电与建筑防雷.ppt

*,*,*,建 筑 设 备,13.,安全用电与建筑防雷,建 筑 设 备,（建筑工程类专业）,1,13,安全用电与建筑防雷,安全用电的基本常识、保护接地和保护接零的作用，还介绍了雷电现象及危害和防雷措施等，,是,建筑设备,课程的重要内容之一。,13.1,安全用电基础,电流对人体的伤害是电气事故中最为常见的一种。因此，应了解安全用电常识，遵守安全用电的有关规定，以避免电气设备的损坏或发生触电伤亡事故。,2,13.1.1,电击和电伤,电流对人体的伤害,可以分为：电击和电伤两大类。,1,、电击,人体接触带电部分，电流通过人体，使人体内部的器官受到损伤的现象，称为电击。,在触电时，由于肌肉发生收缩，受害者常常不能立即脱离带电部分，使电流连续通过人体，造成呼吸困难，心脏麻痹，以至于死亡，所以危险性很大。,3,5,6,（,2,）两相触电,当人体的两处，如两手、或手和脚同时触及电源的两根相线发生触电的现象，称为两相触电。,在两相触电时，虽然人体与地有良好的绝缘，但因人同时与两根相线接触，,人体处于线电压下，在电压为,380/220V,的供电系统中，人体受,380V,电压的作用，并且电流大部分通过心脏，,因此是最危险的。,如图,13-3,所示,。,7,8,10,2,、电伤,由于电弧以熔化、蒸发的金属微粒对人体外表造成的伤害，称为电伤。,例如：拉闸时，在不正常情况下，可能发生电弧烧伤或刺伤操作人员的眼睛。再如熔丝熔断时，飞溅起的金属微粒可能使人的皮肤烫伤或渗入皮肤表层等。电伤的危险程度虽不如电击，但有时后果也是很严重的。,12,若取人体电阻,R=1200,，则可求出安全电压,U=IR=0.01,1200=12V,。,故我国确定安全电压为,12V,。,当空气干燥、工作条件好时，,安全电压可使用,24V,、,36V,。,所以,12V,、,24V,和,36V,为我国规定的安全电压三个等级,。,影响安全电压的因素,:,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。皮肤细嫩，情绪悲观，疲劳过度的人电阻小，较危险。,14,2,、与触电时间长短有关,触电时间越长、情绪紧张、发热出汗，人体电阻减小，危险大；若迅速脱离电源，则危险小。,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,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,。,15,13.2,建筑电气设备的保护,埋入地中并直接与大地有良好接触的金属导体，称为接地体。,兼作接地体用的,直接与大地接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建筑物的基础、金属管道和设备等，,称为自然接地体；,而人为埋入地中的圆钢、角钢等接地体，,称为人工接地体。,16,连结设备与接地体的金属导线，,称为接地线。接地体和接地线的总和，称为接地装置。,工作接地、保护接地、保护接零与重复接地,是适于电动机等用电设备，因绝缘破坏造成外壳带电时，防止人们触及外壳而触电所采取的安全用电技术措施。,17,13.2.1,工作接地与接地电阻的要求和敷设,在三相四线制的配电系统中，将配电变压器副边中性点通过接地装置与大地直接连接，,叫工作接地。,工作接地时，,可以降低每相电源的对地电压。当人触及一相电源时，,人体受到的是相电压，,见图,13-5,（,a,）；而在,中性点不接地系统中，,人体触及一根相线时，,作用于人体的是线电压，,危险性很大。见图,13-5,（,b,）。,18,13.2.2,保护接地,对于中性点不接地的供电系统，可采用保护接地措施,。,保护接地,是将电动机、家用电器等用电设备的全属外壳，通过导体，和埋入地下的金属接地体连在一起的技术措施。,这种方法使用于变压器中性点不接地（小接地电流）系统。,20,图,13-6,保护接地,21,图,13-7,保护接零,23,13.2.5,重复接地,在接零的配电系统中，将设备的零线,2,再一次接地，则相对于第一处接地线,1,而言，称为重复接地。,重复接地，用电安全，如图,13-11,所示。,发生零线断开时，设备外壳因重复接地,2,重新回到零电位，故使熔断器马上熔断，故障设备迅速脱离电源，同时保证系统中其它用电设备的安全。,24,13.3,建筑防雷,13.3.1,雷电现象及危害,水蒸汽受热上升，凝结成水滴，水滴逐渐变大，在自重作用下被上升的气流切割成带正电荷的较大水滴和带负电荷的微细水滴,(,直径,d0.5cm),。带正电的较大的水滴一般落到地面变成雨，部分停留于空中。这样带不同电荷的水滴分别积聚，形成带电的雷云。随着雷云的积聚，雷云之间以及雷云和大地之间的电场强度逐渐增强，当达到,25,30KV/cm,时，空气被击穿，开始放电。,所谓雷电现象，就是雷云和雷云之间，以及雷云和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。,26,雷电的共同特点是：放电时间短，放电电流大，放电电压高，破坏力很强。,其破坏作用主要表现在以下三个方面：,1,、机械性破坏,由两种力产生，一种是强大的雷电流通过物体时产生巨大电动力；另一种是强大的雷电流通过物体时产生巨大热量，使物体内的水分急剧蒸发而造成劈裂的物体内压力。,27,2,、热力性破坏,产生的巨大热量使物体燃烧和金属材料熔化的现象。,3,、绝缘击穿性破坏,极高的电压使电气系统中绝缘材料击穿，造成相间短路使破坏的范围和程度迅速扩大和增长。这是电气系统中最危险的一种破坏形式。,28,接闪器引来雷电流，通过引下线和接地体安全地引导入地下，使接闪器下面一定范围内的建筑物免遭直接雷击，,该范围就是避雷针的保护范围。,对于防雷装置，,只有正确设计、合理安装和适时维护才能起到应有的作用。,否则不仅不能保护建筑物，甚至会招来更多的雷击事故。,30,2,、防间接,(,感应,),雷,雷云通过静电感应效应和电磁感应效应在建筑物上产生的很高的感应高压，是雷云的二次作用。,3,、防高电位侵入,雷电波可能沿着各种金属导体、管路，特别是沿着天线引入室内，对人身和设备造成严重危害。,31,13.3.3,防雷设计,1,、防雷设计的目的,(1),保护建筑物内部的人身安全；,(2),保护建筑物不遭破坏和烧毁；,(3),保护建筑物内部存放的危险物品不会损坏、燃烧和爆炸；,(4),保护建筑物内部的电气设备和系统不会损坏。,32,2,、防雷保护的对象,设置防雷装置需要一定数量的钢材，增加建筑物的造价。,根据建筑投资，不可能对所有建筑物都采用防雷措施。,同时，在不发生雷击现象和极少发生雷击现象的地区，也没有必要考虑建筑防雷的问题。,应,根据当地的雷电活动情况，建筑物本身的重要性和周围环境特点，综和考虑确定是否安装防雷装置及安装何种类型的防雷装置。,33,3,、形成雷击的因素,（,1,）地质条件,是形成雷击的主要因素。,土壤电阻率小的地点易落雷。土壤电阻率突变的地区，在局部电阻率较小的地点易遭雷击。在山坡与稻田的交界处、岩石与土壤的交界处，雷击多落于稻田和土壤中。地下水面积大和地下金属管道多的地点，也易遭雷击。,（,2,）地形条件,建筑群中高耸建筑和空旷的孤立建筑易遭雷击。山口或风口等雷暴走廊处易遭雷击。铁路枢纽和架空线路转角处易遭雷击。,34,（,3,）建筑物的构造及其附属构件条件,建筑物本身所能积蓄的电荷越多，越容易接闪雷电。如建筑物的梁、板、柱和基础内的钢筋；金属顶屋、电梯间、水箱间；楼顶的突出部位；天线、旗杆、烟道、透气管等处都容易接闪。,（,4,）建筑物外部设备的条件,建筑物外部的金属管道设备越多，越容易糟雷击。,35,4,、防雷的主要装置,防雷主要装置包括接闪器、引下线和接地体三大部分，如图,13-12,所示。,（,1,）接闪器,避雷针,a,、接闪原理：,避雷针是人为设立的最突出的良导体。在雷云的感应下，针的顶端形成的电场强度最大，所以最容易把雷电流吸引过来，完成避雷针的接闪作用。,36,b,、结构：,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,。避雷针应考虑防腐蚀，除应镀锌或涂漆外，在腐蚀性较强的场所，还应适当加大截面或采取其他防腐措施。顶端形状可做成尖形、圆形或扁形。,37,图,13-12,接闪器防雷系统的组成,38,c,、安装位置：,对于砖木结构房屋，可把避雷针敷设于山墙顶部或屋脊上。可利用木杆做成支持物，针尖高出木杆,30cm,。也可利用大树做支持物，但针尖应高出大树。,d,、保护范围：,单支避雷针的保护范围如图,13-13,；两支避雷针的保护范围如图,13-14,；三支避雷针的保护范围如图,13-15,；四支避雷针的保护范围如图,13-16,。,39,图,13-13,单支避雷针的保护范围,40,图,13-14,两支避雷针的保护范围,41,图,13-15,三支避雷针的保护范围 图,13-16,四支避雷针的保护范围,42,避雷带、避雷网和避雷笼网,避雷带是用小截面圆钢或扁钢做成的条型长带，装设在建筑物易遭雷击的部位。根,据长期经验发现，雷击建筑物有一定的规律，不论屋顶坡度多大，最可能受雷击的地方是屋脊、屋檐、山墙、烟囱、通风管道以及平屋顶的边缘等。在建筑物最可能受雷击的地方装设避雷带，可对建筑物进行重点保护。避雷带一般高出屋面,0.2m,，而两根平行的避雷带之间的距离要控制在,10m,以内，避雷带一般用,8mm,镀锌圆钢或截面不小于,50mm,的扁钢做成，每隔,1m,用支架固定在墙上或现浇的混凝土支座上，如图,1317,。,43,图,13-17,避雷带,44,避雷网相当于纵横交叉的避雷带叠加在一起，它的原理与避雷带相同，其材料采用截面不小于,50mm,的圆钢或扁钢，交叉点需要进行焊接。,避雷网宜采用暗装，距面层的厚度一般不大于,20cm,。,有时也可利用建筑物中的钢筋混凝土屋面板作为避雷网，钢筋混凝土板内的钢筋直径不小于,3mm,，并须连接良好。当屋面装有金属旗杆或金属柱时，均应与避雷带或避雷网连接起来。避雷网是接近全保护的一种方法，它还起到使建筑物不受感应雷击的作用，可靠性较高。,45,避雷笼网是笼罩着整个建筑物的金属笼。它是利用建筑结构配筋所形成的笼壳作为接闪器，对于雷电能起到均压和屏蔽作用。,接闪时笼网上出现高电位，笼内空间的电场强度为零，笼上各处电位相等，形成一个等电位体，使笼内人身和设备得到保护。,另外，建筑物的金属屋顶也是接闪器，它好象是网格更密的避雷网一样。,屋面上的金属栏杆，也相当于避雷带，都可以加以利用。,46,（,2,）引下线,引下线又称引流器，接闪器通过引下线与接地装置相连。,引下线的作用是将接闪器“接”来的雷电流引入大地，它应能保证通过雷电流，而不被熔化。,引下线一般采用圆钢或扁钢制成，,其截面不得小于,48mm,。在易受腐蚀的部位，截面还应适当加大，最好不要采用胶线,建筑物的金属构件，如消防梯、烟囱的铁爬梯都可以作为引下线,，但所有的金属构件之间必须连成电气通路。,47,引下线可分明装和暗装,。,引下线沿建筑物的外墙明装时，应固定于埋设在亲墙里的支持卡子上。支持卡子的间距为,1.5m,。为保持建筑物的美观，引下线也可以暗装。但暗装时，引下线的截面应加大一级，而且应注意与墙内其他金属构件的距离。如利用钢筋混凝土中的钢筋作引下线，最少应利用四根柱子，每根柱子至少用到两根主筋。,48,引下线不得少于两根，其间距不大于,30m,。,最好是沿建筑物的周边均匀引下。对于周长和高度均不超过,40m,的建筑物，可只设一根引下线。建筑物宽度在,12m,以下时，引下线可装在建筑物的一侧；建筑物宽度在,12m,以上时，应装在建筑物的两侧。,引下线应躲开建筑物的出入口和行人较易接触的地点，以避免电击的危险。,49,（,3,）接地装置,接地装置可分二类：,人工接地体,：,其结构是把埋在地下的接地导体和垂直打入地内的接地体连接起来。其作用是把雷电流疏散到大地中去。接地装置如图,1318,。,自然接地体：,利用埋于地下的有其他功能的金属物体，作为防雷保护的接地装置。比如直埋铠装电缆的金属外皮；直埋的金属水管；钢筋混凝土电杆。,50,图,1318,接地装置,51,