C9-建筑物防雷与接地保护.ppt

浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气高层建筑电气设计高层建筑电气设计第七章第七章 建筑物的安全及防护建筑物的安全及防护1精选课件n防雷防雷n接地接地n等电位联结等电位联结n漏电保护漏电保护n电磁兼容电磁兼容本章学习内容本章学习内容2精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气 雷电的形成过程可分为雷电的形成过程可分为气流上升气流上升、电荷分离电荷分离和和放电放电三个阶三个阶段。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、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。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；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。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。的图纸。一、雷电的形成及危害一、雷电的形成及危害1、雷电的形成雷电的形成“水滴分裂理论水滴分裂理论”解释解释3精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷4精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气2、雷电的类型、雷电的类型u 直击雷（侧击雷直击雷（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。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！直击雷的破坏最为严重！第一节防雷第一节防雷措施：措施：防止直击雷的措施主要采取避雷针、避雷带、避雷线、避防止直击雷的措施主要采取避雷针、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、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。人身和电气设备的安全。5精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气感应雷击是由感应雷击是由静电感应静电感应或或电磁感应电磁感应引起的。感应雷会引起的。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。及人身安全。u 感应雷感应雷二次雷二次雷措施：措施：将建筑物的金属屋顶、建筑物内的大型金属物品等，做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。缺口处形成高电压和放电火花。第一节防雷第一节防雷6精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气据调查统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷害据调查统计，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事故，在整个雷害事故中占5050-70-70。u 雷电波侵入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。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。线，以波的形式传入室内，沿着导线的传播方向扩大范围。第一节防雷第一节防雷措施：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设避雷器保护装置(限制雷电过电压限制雷电过电压)。7精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气球形雷的形成研究还没有完整的理论，通常认为它是一球形雷的形成研究还没有完整的理论，通常认为它是一个温度极高的特别明亮的眩目发光球体，直径为个温度极高的特别明亮的眩目发光球体，直径为101020 20 cmcm或更大。球形雷通常在电闪后发生，以每秒几米的速或更大。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。物内部造成破坏。第一节防雷第一节防雷u 球形雷球形雷8精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气二、二、建筑物易受雷击的部位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。度与雷击部位关系较大。第一节防雷第一节防雷平屋面或坡度不大于平屋面或坡度不大于1/10的屋的屋面面檐角、女儿墙、屋檐，檐角、女儿墙、屋檐，如图（如图（a）、（）、（b）。）。坡度大于坡度大于1/10且小于且小于1/2的屋面的屋面屋角、屋脊、檐角、屋檐，屋角、屋脊、檐角、屋檐，如图（如图（c）。）。坡度不小于坡度不小于1/2的屋面的屋面屋角、屋角、屋脊、檐角，如图（屋脊、檐角，如图（d）。）。9精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气三、三、建筑物防雷装置的组成建筑物防雷装置的组成l接闪器接闪器指直接接受雷击的避雷针、避雷带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（线）、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。金属屋面和金属构件等。l引下线引下线指连接接闪器和接地装置的金属导指连接接闪器和接地装置的金属导体。体。l接地装置接地装置将引至的雷电流安全无害地释放到将引至的雷电流安全无害地释放到大地的部分。大地的部分。第一节防雷第一节防雷作用原理作用原理：将雷电引向自身并安全导入大地内，从而使被保：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。护的建筑物免遭雷击。10精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接。所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接。1 1、接闪器、接闪器第一节防雷第一节防雷种类种类安装部位安装部位材料规格材料规格备注备注避雷针避雷针屋面屋面烟囱、水塔烟囱、水塔针长针长1m以下：圆钢直径以下：圆钢直径12mm钢管直径钢管直径20mm针长针长12m：圆钢直径：圆钢直径16mm钢管直径钢管直径25mm圆钢直径圆钢直径20mm钢管直径钢管直径40mm避雷针的保护角：避雷针的保护角：平原地区：平原地区：45 山区：山区：37 避雷带避雷带避雷网避雷网屋面屋面圆钢直径圆钢直径8mm扁钢截面扁钢截面48mm2，厚度，厚度4mm避雷环避雷环 烟囱、水塔顶烟囱、水塔顶部部圆钢直径圆钢直径12mm扁钢截面扁钢截面100mm2，厚度，厚度4mm接闪器的最小尺寸接闪器的最小尺寸 11精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 避雷针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。避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体。引雷针引雷针第一节防雷第一节防雷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保护范围可以用“滚球法滚球法”求得，其形状是一个对称的锥体。求得，其形状是一个对称的锥体。不同防雷类别的滚球半径不同防雷类别的滚球半径建筑物的防雷类别建筑物的防雷类别滚球半径滚球半径hr（m）一类一类30二类二类45三类三类6012精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气（1）当避雷针高度当避雷针高度h小于或等于滚球半径小于或等于滚球半径hr时时距地面距地面hr处作一平行于地面的平行线。处作一平行于地面的平行线。以避雷针针尖为圆心，以以避雷针针尖为圆心，以hr为半径，作弧线交平行线于为半径，作弧线交平行线于A、B两点。两点。分别以分别以A、B为圆心，为圆心，hr为半径作弧线，该两条弧线上与避雷针尖为半径作弧线，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，形成的圆弧曲面体空间就是避雷针的保护范围。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13精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷避雷针在避雷针在hx高度高度xx平面上的保护半径平面上的保护半径rx按下式确定：按下式确定：（2）当避雷针高度当避雷针高度hhr时，在避雷针上取高度时，在避雷针上取高度hr的一点的一点代替单支避雷针的针尖作为圆心，其余同第（代替单支避雷针的针尖作为圆心，其余同第（1）条）条方法。计算中取方法。计算中取h=hr，14精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气【例【例7.1】某厂有一座二类防雷建筑物，高某厂有一座二类防雷建筑物，高10m，其屋顶最远一，其屋顶最远一角距离高角距离高50m的烟囱为的烟囱为15m远，烟囱上装有一根远，烟囱上装有一根2.5m高的高的避雷针。试用避雷针。试用“滚球法滚球法”验算此避雷针能否保护这座建筑物。验算此避雷针能否保护这座建筑物。第一节防雷第一节防雷【解】【解】已知滚球半径已知滚球半径hr=45m（二类防雷建筑物），（二类防雷建筑物），h=50+2.5=52.5m，hx=10m，因为，因为hhr，所以取，所以取h=hr，在，在rx水平面上避雷针的保护半径为水平面上避雷针的保护半径为所以避雷针能保护该建筑物。所以避雷针能保护该建筑物。15精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷16精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 避雷带和避雷网避雷带和避雷网避雷网避雷网是纵横交错的避雷带叠加在一起，形成多个网孔，它是纵横交错的避雷带叠加在一起，形成多个网孔，它既是接闪器，又是防感应雷的装置，因此是接近全部保护的既是接闪器，又是防感应雷的装置，因此是接近全部保护的方法，一般用于重要的建筑物。方法，一般用于重要的建筑物。第一节防雷第一节防雷避雷带避雷带是指在平顶房子屋顶四周的女儿墙或坡屋顶的屋脊、是指在平顶房子屋顶四周的女儿墙或坡屋顶的屋脊、屋檐上装上金属带作为接闪器，并把它与大地良好连接。屋檐上装上金属带作为接闪器，并把它与大地良好连接。避雷网也可做成笼式避雷网，简称为避雷网也可做成笼式避雷网，简称为避雷笼避雷笼。避雷笼是用来。避雷笼是用来笼罩整个建筑物的金属笼。根据电学中的法拉第笼的原理，笼罩整个建筑物的金属笼。根据电学中的法拉第笼的原理，对于雷电它起到均压和屏蔽的作用，任凭接闪时笼网上出现对于雷电它起到均压和屏蔽的作用，任凭接闪时笼网上出现多高的电压，笼内空间的电场强度为零，笼内各处电位相等，多高的电压，笼内空间的电场强度为零，笼内各处电位相等，形成一个等电位体，因此笼内人身和设备都是安全的。形成一个等电位体，因此笼内人身和设备都是安全的。17精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气法拉第笼法拉第笼高层建筑防雷设计多采用避雷笼。避雷笼特点把整个建筑高层建筑防雷设计多采用避雷笼。避雷笼特点把整个建筑物梁、柱、板、基础等主要结构钢筋连成一体，因此是最物梁、柱、板、基础等主要结构钢筋连成一体，因此是最安全可靠的防雷措施。安全可靠的防雷措施。18精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气“鸟巢鸟巢”表面没有一般大型建筑表面没有一般大型建筑上的避雷针。它的钢结构通过焊上的避雷针。它的钢结构通过焊接方式进行连接，遭到闪电袭击接方式进行连接，遭到闪电袭击时，钢结构就成为一个巨大的接时，钢结构就成为一个巨大的接收闪电装置。收闪电装置。“鸟巢鸟巢”内几乎所有的设备都与内几乎所有的设备都与避雷网做了可靠连接，雷电来临避雷网做了可靠连接，雷电来临的瞬间，能顺利将巨大电流导入的瞬间，能顺利将巨大电流导入地下，保证了场馆自身、仪器设地下，保证了场馆自身、仪器设备和人身安全。备和人身安全。第一节防雷第一节防雷19精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气它适于安装在建筑物的屋脊、屋檐它适于安装在建筑物的屋脊、屋檐(坡屋顶坡屋顶)或屋顶边缘及女或屋顶边缘及女儿墙儿墙(平屋顶平屋顶)等处，对建筑物易受雷击部位进行重点保护。等处，对建筑物易受雷击部位进行重点保护。避雷带和避雷网的安装可分为避雷带和避雷网的安装可分为明装明装和和暗装暗装两种方式。两种方式。明装明装第一节防雷第一节防雷20精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气21精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气22精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气23精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气 暗装暗装暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网，它较暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网，它较明装明装避雷网美观，尤其是在工业厂房和高层建筑中应用较多。避雷网美观，尤其是在工业厂房和高层建筑中应用较多。第一节防雷第一节防雷例如：建筑物全部为钢筋混凝土结构时，可将结例如：建筑物全部为钢筋混凝土结构时，可将结构圈梁钢筋与柱内充当引下线的钢筋进行连接构圈梁钢筋与柱内充当引下线的钢筋进行连接(焊焊接接)作为均压环。当建筑物为砖混结构但有钢筋混作为均压环。当建筑物为砖混结构但有钢筋混凝土组合柱和圈梁时，均压环做法同钢筋混凝土凝土组合柱和圈梁时，均压环做法同钢筋混凝土结构。没有组合柱和圈梁的建筑物，应每结构。没有组合柱和圈梁的建筑物，应每3 3层在建层在建筑物外墙内敷设一圈筑物外墙内敷设一圈12mm12mm镀锌圆钢作为均压环，镀锌圆钢作为均压环，并与防雷装置的所有引下线连接，并与防雷装置的所有引下线连接，24精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气2 2、引下线、引下线第一节防雷第一节防雷种类种类安装部位安装部位材料规格材料规格备注备注人工引下人工引下线线外墙外墙（经最短路（经最短路径接地）径接地）圆钢直径圆钢直径8mm；扁钢截面扁钢截面48mm2，厚度厚度4mm1多根引下线时，为便于多根引下线时，为便于测量接地电阻，在各引下线测量接地电阻，在各引下线上距地上距地0.3m1.8m之间设置之间设置断接卡断接卡。2在易受机械损伤的地方，在易受机械损伤的地方，地上约地上约1.7m至地下至地下0.3m的一的一段接地线暗敷或加镀锌角钢、段接地线暗敷或加镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管保护。改性塑料管或橡胶管保护。建筑物的建筑物的金属构件、金属构件、金属烟囱、金属烟囱、金属爬梯金属爬梯烟囱、水塔烟囱、水塔圆钢直径圆钢直径12mm；扁钢截面扁钢截面100mm2，厚度，厚度4mm引下线还可利用混凝土内钢筋、钢柱等作自然引下线。引下线还可利用混凝土内钢筋、钢柱等作自然引下线。竖向钢筋可作为引下线，竖向钢筋可作为引下线，横向钢筋若与引下线有可靠的连接（绑扎或焊接）时，可作横向钢筋若与引下线有可靠的连接（绑扎或焊接）时，可作均压环。均压环。引下线的规格引下线的规格 25精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 断接卡断接卡设置断接卡的目的是为了便于运行、维护和检测接地电阻。设置断接卡的目的是为了便于运行、维护和检测接地电阻。当利用混凝土内钢筋、钢柱等自然引下线并同时采用基础当利用混凝土内钢筋、钢柱等自然引下线并同时采用基础接地体时，可不设断接卡。接地体时，可不设断接卡。第一节防雷第一节防雷利用钢筋作引下线时应在室内外适当地点设若干利用钢筋作引下线时应在室内外适当地点设若干连接板连接板，该连接板可供测量、接人工接地体和做等电位连接用。该连接板可供测量、接人工接地体和做等电位连接用。当仅利用钢筋做引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时，当仅利用钢筋做引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时，应在每根引下线上距地面不低于应在每根引下线上距地面不低于0.3 m0.3 m处设接地体连接板。处设接地体连接板。u 连接板连接板26精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气明敷引下线与断接卡明敷引下线与断接卡明敷引下线与断接卡明敷引下线与断接卡27精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气暗敷引下线与断接卡暗敷引下线与断接卡暗敷引下线与断接卡暗敷引下线与断接卡28精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气暗敷引下线，明装连接板暗敷引下线，明装连接板暗敷引下线，明装连接板暗敷引下线，明装连接板暗敷引下线，暗装连接板暗敷引下线，暗装连接板暗敷引下线，暗装连接板暗敷引下线，暗装连接板29精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气自然接地体自然接地体即兼作接地用的直接与大地接触的各种金属构件，即兼作接地用的直接与大地接触的各种金属构件，如建筑物的钢结构、行车钢轨、埋地的金属管道如建筑物的钢结构、行车钢轨、埋地的金属管道(可燃液体可燃液体和可燃气体管道除外和可燃气体管道除外)等。等。指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的金属导体。接地体指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的金属导体。接地体分分人工接地体人工接地体和和自然接地体自然接地体两种。两种。人工接地体人工接地体即直接打入地下专作接地用的经加工的各种型钢即直接打入地下专作接地用的经加工的各种型钢或钢管等。按其敷设方式可分为垂直接地体和水平接地体。或钢管等。按其敷设方式可分为垂直接地体和水平接地体。3、接地装置、接地装置接地装置是接地体接地装置是接地体(或称接地极或称接地极)和接地线的合称，它的作用和接地线的合称，它的作用是把引下线引下的雷电流迅速流散到大地土壤中去。是把引下线引下的雷电流迅速流散到大地土壤中去。u 接地体接地体第一节防雷第一节防雷30精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气人工垂直接地体的长度宜为人工垂直接地体的长度宜为2.5m2.5m。人工垂直接地体间的距离。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为及人工水平接地体间的距离宜为5m5m，当受地方限制可适当减，当受地方限制可适当减小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.50.50.8m0.8m。埋入土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。埋入土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于圆钢直径不应小于10mm10mm；扁钢截面积不应小于扁钢截面积不应小于100mm100mm2 2，其厚度不应小于，其厚度不应小于4mm4mm；角钢厚度不应小于角钢厚度不应小于4mm4mm；钢管壁厚不应小于钢管壁厚不应小于3.5 mm3.5 mm。第一节防雷第一节防雷埋入土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢。埋入土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢。31精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 接地线接地线接地线接地线是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体，是是从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体，是接地体与接地体之间的连接导体。接地线应与水平接地体的接地体与接地体之间的连接导体。接地线应与水平接地体的截面相同。截面相同。高层建筑中，常常利用柱子和基础内的钢筋作高层建筑中，常常利用柱子和基础内的钢筋作为引下线和接地体。为引下线和接地体。基础接地体基础接地体必须说明的是，不仅仅是防雷装置的接闪器需要接地，电必须说明的是，不仅仅是防雷装置的接闪器需要接地，电气工程中的很多电气设备为了正常工作和安全运行，其中气工程中的很多电气设备为了正常工作和安全运行，其中性点或金属构架、外壳都必须接地，即必须配备相应的接性点或金属构架、外壳都必须接地，即必须配备相应的接地装置，这种接地装置的组成与防雷装置的是一样的。地装置，这种接地装置的组成与防雷装置的是一样的。第一节防雷第一节防雷32精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气人工垂直接地极与水人工垂直接地极与水人工垂直接地极与水人工垂直接地极与水平接地母线的焊接平接地母线的焊接平接地母线的焊接平接地母线的焊接 电气设备金属外壳的接地电气设备金属外壳的接地电气设备金属外壳的接地电气设备金属外壳的接地33精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气四、避雷器四、避雷器第一节防雷第一节防雷与被保护设备并联安装，防止雷电波侵入建筑物室内、故障与被保护设备并联安装，防止雷电波侵入建筑物室内、故障或操作引起的过电压破坏的防雷器件。或操作引起的过电压破坏的防雷器件。避雷器主要由放电间隙、避雷器主要由放电间隙、可变电阻及电磁吹弧元件可变电阻及电磁吹弧元件组成。当雷电流过来时，组成。当雷电流过来时，避雷器在导线与大地之间避雷器在导线与大地之间提供一低阻抗的导电通路，提供一低阻抗的导电通路，让雷电流导入大地，以减让雷电流导入大地，以减少过电压。少过电压。34精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷最简单的防雷设备。保护间隙一最简单的防雷设备。保护间隙一般用镀锌圆钢制成，由主间隙和般用镀锌圆钢制成，由主间隙和辅助间隙两部分组成。主间隙做辅助间隙两部分组成。主间隙做成角形的，水平安装，以便灭弧。成角形的，水平安装，以便灭弧。为了防止主间隙被外来的物体短为了防止主间隙被外来的物体短路而引起误动作，在主间隙的下路而引起误动作，在主间隙的下方串联有辅助间隙。因为保护间方串联有辅助间隙。因为保护间隙灭弧能力弱，一般要求与自动隙灭弧能力弱，一般要求与自动重合闸装置配合使用，以提高供重合闸装置配合使用，以提高供电的可靠性。电的可靠性。u 保护间隙保护间隙应用于应用于10kV10kV以以下配电网中下配电网中35精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气管式避雷器的基本元件是安装在产气管内的火花间隙，间隙由棒型管式避雷器的基本元件是安装在产气管内的火花间隙，间隙由棒型和环型电极构成。管式避雷器由灭弧管内间隙和外间隙组成。灭弧和环型电极构成。管式避雷器由灭弧管内间隙和外间隙组成。灭弧管一般用纤维胶木等能在高温下产生气体的材料制成。当雷电波过管一般用纤维胶木等能在高温下产生气体的材料制成。当雷电波过电压来临时，管式避雷器的内、外间隙被击穿，雷电流通过接地线电压来临时，管式避雷器的内、外间隙被击穿，雷电流通过接地线泄入大地。接踵而来的工频电流产生强烈的电弧，电弧燃烧管壁并泄入大地。接踵而来的工频电流产生强烈的电弧，电弧燃烧管壁并产生大量气体从管口喷出，很快地吹灭电弧。同时外部间隙恢复绝产生大量气体从管口喷出，很快地吹灭电弧。同时外部间隙恢复绝缘，使灭弧管或避雷器与系统隔开，系统恢复正常运行。缘，使灭弧管或避雷器与系统隔开，系统恢复正常运行。第一节防雷第一节防雷u 管式避雷器管式避雷器排气式避雷器排气式避雷器应用于户外应用于户外36精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷因管式避雷器是靠工频电流产生气体而灭弧的，如果开断的因管式避雷器是靠工频电流产生气体而灭弧的，如果开断的短路电流过大，产气过多超出灭弧管的机械强度时，会使其短路电流过大，产气过多超出灭弧管的机械强度时，会使其开裂或爆炸，因此管式避雷器通常用于户外。开裂或爆炸，因此管式避雷器通常用于户外。37精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷常用的阀型避雷器有碳化硅和氧化锌为主要原常用的阀型避雷器有碳化硅和氧化锌为主要原料的两类。料的两类。目前主要使用的是氧化锌压敏电阻制成的避雷目前主要使用的是氧化锌压敏电阻制成的避雷器。每一块压敏电阻从制成起就有开关电压器。每一块压敏电阻从制成起就有开关电压（压敏电压），当加在压敏电阻上的电压低于（压敏电压），当加在压敏电阻上的电压低于开关电压时，压敏电阻呈现高电阻值状态；当开关电压时，压敏电阻呈现高电阻值状态；当加在压敏电阻两端的电压高于开关电压时，压加在压敏电阻两端的电压高于开关电压时，压敏电阻被击穿，呈现低电阻值。敏电阻被击穿，呈现低电阻值。当电力线路被雷击时，雷电波的高电压使压敏当电力线路被雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电力线路上的雷电压被遏制在安全范围内。当电力线路上的雷电压被遏制在安全范围内。当雷电流消失后，压敏电路恢复成高阻状态，电雷电流消失后，压敏电路恢复成高阻状态，电力线路恢复正常供电。力线路恢复正常供电。u 阀式避雷器阀式避雷器38精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷39精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷40精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气目前各国制造的磁吹避雷器主要有以下两种：目前各国制造的磁吹避雷器主要有以下两种：FCDFCD型型-保护旋转电机保护旋转电机 电压一般电压一般2-15KV2-15KVFCZFCZ型型-保护变电站设备保护变电站设备 电压一般电压一般35-500KV35-500KV第一节防雷第一节防雷u 磁吹避雷器磁吹避雷器磁吹阀式避雷器的内部附有磁吹装置来加速火花间隙中磁吹阀式避雷器的内部附有磁吹装置来加速火花间隙中电弧的熄灭，专门用来保护重要的或绝缘较为薄弱的设电弧的熄灭，专门用来保护重要的或绝缘较为薄弱的设备，如高压电动机等。备，如高压电动机等。型号中字母的含义：型号中字母的含义：F阀式避雷器阀式避雷器S配（变）电作用配（变）电作用Z电站用电站用Y线路用线路用D旋转电机用旋转电机用C具有磁吹放电间隙具有磁吹放电间隙41精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气高压电动机防雷保护的接线示意图高压电动机防雷保护的接线示意图高压电动机防雷保护的接线示意图高压电动机防雷保护的接线示意图6 6 6 610kV10kV10kV10kV防雷电波侵入接线示意图防雷电波侵入接线示意图防雷电波侵入接线示意图防雷电波侵入接线示意图 变压器防雷保护变压器防雷保护变压器防雷保护变压器防雷保护 第一节防雷第一节防雷42精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气指省级的重点建筑、可能遭受雷击的建筑物。指省级的重点建筑、可能遭受雷击的建筑物。五、五、建筑物防雷等级的划分建筑物防雷等级的划分1 1、按、按建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范(GB 5005794)(GB 5005794)的规定，将建的规定，将建筑物防雷等级分为筑物防雷等级分为3 3类。类。u 第一类防雷建筑物第一类防雷建筑物指具有爆炸物质或具有爆炸危险环境的建筑物。指具有爆炸物质或具有爆炸危险环境的建筑物。u 第第二二类防雷建筑物类防雷建筑物 指国家级的重点建筑、特别重要的建筑物以及雷击次数较指国家级的重点建筑、特别重要的建筑物以及雷击次数较多的建筑物。多的建筑物。u 第第三三类防雷建筑物类防雷建筑物第一节防雷第一节防雷一般，高层民用建筑为二类或三类防雷建筑物一般，高层民用建筑为二类或三类防雷建筑物一般，高层民用建筑为二类或三类防雷建筑物一般，高层民用建筑为二类或三类防雷建筑物43精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷2 2、根据、根据民用建筑电气设计规范（民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92JGJ/T16-92）规定）规定，将，将建筑物防雷等级分为三级。建筑物防雷等级分为三级。该按级划分法与前述按类划分法是该按级划分法与前述按类划分法是统一统一的：的：一级一级第二类中的重要建筑物；第二类中的重要建筑物；二级二级第二类中的次要建筑物和第三类中的重要建筑物；第二类中的次要建筑物和第三类中的重要建筑物；三级三级第三类中的次要建筑物；第三类中的次要建筑物；按级划分的方法比较常用按级划分的方法比较常用按级划分的方法比较常用按级划分的方法比较常用44精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u一级防雷建筑物一级防雷建筑物（1）具有特别重要用途的建筑物，如国家级的会堂、）具有特别重要用途的建筑物，如国家级的会堂、办公建筑、档案馆、大型博展建筑；特大型、办公建筑、档案馆、大型博展建筑；特大型、大型铁路旅客站；国际性的航空港、通讯枢大型铁路旅客站；国际性的航空港、通讯枢纽；国宾馆；大型旅游建筑、国际港口客运纽；国宾馆；大型旅游建筑、国际港口客运站等。站等。（2）国家级重点文物保护的建筑物或构筑物。）国家级重点文物保护的建筑物或构筑物。（3）高度超过）高度超过100m的建筑物。的建筑物。第一节防雷第一节防雷45精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u防直击雷的措施防直击雷的措施1）装设独立避雷针或架空避雷线（网），使被保护的建筑物的风）装设独立避雷针或架空避雷线（网），使被保护的建筑物的风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。避雷网的帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。避雷网的网格尺寸不应大于网格尺寸不应大于10m10m或或12m8m。2）独立避雷针的杆塔、架空避雷线的端部和架空避雷网的各支柱）独立避雷针的杆塔、架空避雷线的端部和架空避雷网的各支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用其作为引下线。杆塔、支柱，宜利用其作为引下线。3）独立避雷针和架空避雷线的支柱及其接地装置至被保护建筑物）独立避雷针和架空避雷线的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离不得小于及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离不得小于3m。4）架空避雷线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间）架空避雷线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离不得小于的距离不得小于3m。5）独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，）独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10。在土壤电阻率高的地区，。在土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻。可适当增大冲击接地电阻。第一节防雷第一节防雷46精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷u防雷电感应的措施防雷电感应的措施1）建筑物内的设备、管道、构架、电缆的金属外皮、钢屋架、）建筑物内的设备、管道、构架、电缆的金属外皮、钢屋架、钢窗等金属物均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边钢窗等金属物均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔每隔18m以内应采用引下线接地一次。以内应采用引下线接地一次。2）平行敷设的管道、构架、电缆的金属外皮等长金属物，其）平行敷设的管道、构架、电缆的金属外皮等长金属物，其净距小于净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于；交叉净距小于100mm时，其交叉处应跨接。时，其交叉处应跨接。3）防雷电感应的接地装置应和电气设备的接地装置共用，其）防雷电感应的接地装置应和电气设备的接地装置共用，其工频接地电阻不应大于工频接地电阻不应大于10。屋内接地干线与防雷电感应接地装。屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接不应少于两处。置的连接不应少于两处。47精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷u防止雷电波侵入的措施防止雷电波侵入的措施1）低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的）低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。架空线应使用一段金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。架空线应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度不应小金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度不应小于于15m。在电缆与架空线连接处，应装设避雷器，避雷器、电缆的。在电缆与架空线连接处，应装设避雷器，避雷器、电缆的金属外皮、钢管和绝缘子的铁脚、金具等连在一起接地，冲击接地金属外皮、钢管和绝缘子的铁脚、金具等连在一起接地，冲击接地电阻不宜大于电阻不宜大于10。2）架空金属管道，在进出建筑物处，应与防雷电感应的接地装置）架空金属管道，在进出建筑物处，应与防雷电感应的接地装置相连。距离建筑物相连。距离建筑物100m内的管道，应每隔内的管道，应每隔25m左右接地一次，冲击左右接地一次，冲击接地电阻不宜大于接地电阻不宜大于20，宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、，宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。埋地绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处应与防雷电感应的接地装置或地沟内的金属管道，在进出建筑物处应与防雷电感应的接地装置相连。相连。48精选课件浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 当建筑物高于当建筑物高于30m30m时，应采取防侧击雷的措施时，应采取防侧击雷的措施 1 1）从）从30m30m起每隔部大于起每隔部大于6m6m沿建筑物四周设水平避雷带