建筑电气电工基础知识.ppt

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1、第三篇 建筑电气电工基本知识 15 建筑防雷、接地系统安装、调试及验收与安全用电,,,目 录,,15.1 接地系统安装、测试及验收,1接地 电气设备的任何部分与土壤间做良好的电气连接，称为接地。 2接地体或接地极 直接与土壤接触的金属导体称为接地体或接地极。接地体可分为人工接地体和自然接地体。 人工接地体是指专门为接地而装设的接地体；自然接地体是指兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等。,,3接地线 连接于电气设备接地部分与接地体间的金属导线称为接地线。 4接地装置 接地体和接地线组成的总体称为接地装置。 5接地装置的散流场 当由于某种原因有电流流入接地

2、体时，电流就通过接地体向大地做半球形散开，这一电流称为接地电流，接地电流流散的范围称为散流场。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,接地装置的对地电压与接地电流之比为接地电阻。实验表明，离接地体越远，土壤导电面积越大，电阻就越小。 在距2.5m长的单根接地体20m处，导电半球形面积可达2500m2，土壤散流电阻已小到可以忽略，也就是这里的电位已趋近于零，可以认为远离接地体20m以外的地方电位为零，称为电气上的“地”或“大地”，如图15-1所示。 6接触电压 电气设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差称为接触电压。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,7跨步电压 人在散流

3、场中走动时，两脚间出现的电位差称为跨步电压。 8接地的分类 （1） 工作接地 工作接地是为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的一种接地，例如电源中性点的接地、防雷装置的接地等。 （2） 保护接地 保护接地是为保障人身安全、防止间接触电而将设备的外露可导电部分接地。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,（3） 重复接地 在TN系统中，为确保公共PE线或PEN线安全可靠，除在中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线的下列地方进行再一次接地，称为重复接地。 如架空线路终端及沿线每1km处。 电缆和架空线引入车间或大型建筑物处。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,9接地电阻 指构成接地

4、装置的各部分的电阻之和。 （1） 工频（50Hz）接地电流流经接地装置所呈现出来的接地电阻称为工频接地电阻。 （2） 冲击电流（如雷电流）流经接地装置所呈现出来的接地电阻称为冲击接地电阻。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,15.1 接地系统安装、测试及验收,图15-1 接地电流分布曲线及接触电压、跨步电压,,1自然接地体的利用 在设计和装设接地装置时，首先应充分利用自然接地体，以节约投资。如果实地测量所利用的自然接地体电阻已能满足要求，而且这些自然接地体又满足热稳定条件，可不必再装设人工接地装置。 可作为自然接地体的物件包括与大地有可靠连接的建筑物的钢结构和钢筋、行车的钢轨、埋地的金属管

5、道及埋地敷设的不少于2根的电缆金属外皮等。对于变配电所来说，可利用其建筑物钢筋混凝土基础作为自然接地体。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接，在建(构)筑物结构的结合处，除已焊接者外，凡用螺栓连接或其他连接的，都要采用跨接焊接，而且跨接线不得小于规定值。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,2人工接地体的装设 人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种基本结构形式，如图15-2所示。人工接地体一般采用钢管、圆钢、角钢或扁钢等安装和埋入地下，但不应埋设在垃圾堆、炉渣和强烈腐蚀性土壤处。 最常用的垂直接地体为直径50mm、长2.5m的钢管，这是最为经济合理的

6、。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,15.1 接地系统安装、测试及验收,图15-2 人工接地体 （a） 垂直埋设的棒形接地体；（b） 水平埋设的带形接地体,,1材料要求 按电气装置安装工程接地装置施工及验收规范（GB 5016992）规定，钢接地体和接地线的截面不应小于表15-1所列规格。对110kV及以上变电所或腐蚀性强的场所的接地装置，应采用热镀锌钢材，或适当加大截面。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,2接地体的埋设要求 （1） 接地体的埋设深度不应小于0.6m，且必须在大地冻土层以下。角钢及钢管接地体应垂直配置。 （2） 垂直接地体的长度不应小于2.5m, 其相互之间间距一般

7、不应小于5m。 （3） 防雷接地的人工接地装置的接地干线埋设，经人行通道处埋地深度不应小于1m，且应采取均压措施或在其上方铺设卵石或沥青地面。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,（4） 人工接地装置或利用建筑物基础钢筋的接地装置必须在地面以上按设计要求位置设测试点。 （5） 埋入后接地体周围要用新土夯实。 （6） 接地体地下部分不得涂漆。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,3接地体的连接要求 （1） 接地体的焊接应采用搭接焊，其搭接长度应符合下列规定: 扁钢与扁钢搭接为扁钢宽度的2倍，不少于三面施焊； 圆钢与圆钢搭接为圆钢直径的6倍，双面施焊； 圆钢与扁钢搭接为圆钢直径的6倍，双面施焊

8、； 扁钢与钢管，扁钢与角钢焊接，应紧贴角钢外侧两面，或紧贴3/4钢管表面，上下两侧施焊； 除埋设在混凝土中的焊接接头外，应有防腐措施。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,（2） 接地体与接地干线的连接，应采用可拆卸的螺栓连接点，以便测量电阻。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,接地电阻的测试应选择适当的天气进行。常用接地电阻测试仪为ZC-8型。仪表接线及测试平面如图15-3所示。测试前将仪表断接卡子紧固螺栓拧开，沿被测接地装置（接地极）E将电位探针P和电流探针C成直线彼此相距20m打入地下，电位、电流电极的位置不能放反。E、P和C用不小于2.5mm2铜芯线分别与仪表对应端子连接。,15

9、.1 接地系统安装、测试及验收,,测试时，将仪表水平放置，检流计的指针调至中心线上。将“倍率标度”置于适当的倍数，慢慢地转动手柄，同时旋转“测量标度盘”使指针指于中心线上。若旋转“测量标度盘”不能使指针指于中心线上，则应增大“倍率标度”的倍数；若“测量标度盘”读数小于1，应将“倍率标度”的倍数调小，再重新旋转“测量标度盘”使指针指于中心线上。此时，“倍率标度”数乘以“测量标度盘”的读数即为所测接地装置（接地极）的测试值。该值再乘以表15-2所列接地电阻季节系数就是接地装置的接地电阻值。 实测接地装置的接地电阻值必须符合设计要求。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,(1) 竣工图； (2)

10、材料材质证明书和镀锌质量证明书； (3) 材料设备报验记录； (4) 接地装置隐蔽记录； (5) 图纸会审及设计变更记录； (6) 接地电阻测试记录； (7) 接地装置安装工程检验批质量验收记录。,15.1 接地系统安装、测试及验收,,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,建筑物根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三级。 (1) 一级防雷的建筑物 指具有特别重要用途的建筑物，如国家级会堂、办公建筑、档案馆、大型博展建筑；特大型、大型铁路旅馆站；国际性的航空港、通信枢纽；国宾馆、大型旅游建筑、国际港口客运站等。另外，还包括国家级重点文物保护的建筑物和构筑物及高度超

11、过100m的建筑物。,,(2) 二级防雷的建筑物 指重要的人员密集的大型建筑物，如部、省级办公楼；省级会堂、博展、体育、交通、通信、广播等建筑以及大型商店、影剧院等。另外，还包括省级重点文物保护的建筑物和构筑物；19层以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物；省级以上大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物等。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,(3) 三级防雷建筑物 指当年计算雷击次数大于0.05时，或通过调查确定需要防雷的建筑物；建筑群中最高或位于建筑物边缘高度超过20m的建筑物；高度为15m以上的烟囱、水塔等孤立的建筑物或构筑物，在雷电活动较弱地区(年平均雷暴日不超过15天)

12、其高度可为20m以上；历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,(1) 直接雷击 指雷电对电气设备或建筑物直接放电，放电时雷电流可达几万甚至几十万安培。直击雷一般采用由接闪器、引下线、接地装置构成的防雷装置防雷。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,(2) 雷电感应 指当雷云出现在建筑物的上方时，由于静电感应，在屋顶的金属上积聚大量异号电荷，在雷云对其他地方放电后，屋顶上原来被约束的电荷对地形成感应雷，其电压可达几十万伏。雷电感应的防止办法是将感应电荷的屋顶金属通过引下线、接地装置泄入大地。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收

13、,,(3) 雷电波侵入 指由于线路、金属管道等遭受直接雷击或感应雷而产生的雷电波沿线路、金属管道等侵入变电站或建筑物而造成危害。据统计，这种雷电侵入波占系统雷害事故的50以上。因此，对其防护问题，应予相当重视。一般在线路进入建筑物处安装避雷器进行防护。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,(4) 雷击电磁脉冲 指雷电直接击在建筑物防雷装置或建筑物附近所引起的效应。它是一种干扰源，绝大多数是通过连接导体的干扰，如雷电流或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。防雷击电磁脉冲措施有屏蔽、接地和等电位连接、设置电源保护器等。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,(5) 雷

14、电“反击” 雷击直击雷防护装置时，雷电流经接闪器，沿引下线流入接地装置的过程中，由于各部分阻抗的作用，接闪器、引下线、接地装置上将产生不同的较高对地电位，若被保护物与其间距不够时，会发生直击雷防护装置对被保护物的放电现象，称为“反击”。 雷电“反击”的防止措施有两种：一是使被保护物与直击雷防护装置保持一定的安全距离；二是将被保护物与直击雷防护装置做等电位连接，使其之间不存在电位差。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,1一级防雷建筑物的保护措施 （1） 防直击雷的接闪器应采用装设在屋角、屋脊、女儿墙或屋檐上的避雷带，并在屋面上装设不大于10m 10m 的网格。 （2） 为了防止雷电波的侵

15、入，进入建筑物的各种线路及金属管道宜采用全线埋地引入，并在入户端将电缆的金属外皮、钢管及金属管道与接地装置连接。 （3） 对于高层建筑，应采取防侧击雷和等电位措施。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,2二级防雷建筑物的保护措施 （1） 防直击雷宜采用装设在屋角、屋脊、女儿墙或屋脊上的环状避雷带，并在屋面上装设不大于15m15m的网格。 （2） 为了防止雷电波的侵入，对全长低压线路采用埋地电缆或在架空金属线槽内的电缆引入，在入户端将电缆金属外皮、金属线槽接地，并与防雷接地装置相连。 （3） 其他防雷措施与一级防雷措施相同。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,3三级防雷建筑物的保护

16、措施 （1） 防直击雷宜在建筑物屋角、屋檐、女儿墙或屋脊上装设避雷带或避雷针，当采用避雷带保护时，应在屋面上装设不大于20m20m的网格。对防直击雷装置引下线的要求，与一级防雷建筑物的保护措施对防直击雷装置引下线的要求相同。 （2） 为了防止雷电波的侵入，应在进线端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。若电缆转换为架空线，应在转换处装设避雷器。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,4有爆炸和火灾危险的建筑物防雷保护措施 （1） 有爆炸危险的建筑物防雷对存放有易燃烧、易爆炸物品的建筑物，由于电火花可能造成爆炸和燃烧，故对这类建筑物的防雷要求相当严格。对于直击雷、雷电感应和沿架空线侵入

17、的高电位，还应增加避雷网或避雷带的引下线，其间距为1824m。防雷系统和内部的金属管线或金属设备的距离不得小于3m。采用避雷针保护时，必须高出爆炸性气体的放气管管顶3m, 其保护范围也应高出管顶12m。建筑物附近有高大树木时，如不在保护范围之内，树木应与建筑物保持 35m的净距。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,（2） 有火灾危险的建筑物防雷农村的草房、木板房屋、谷物堆放场及储存有易燃建筑材料的建筑物，最好用独立避雷针进行保护。当采用屋顶避雷针或避雷带保护时，在屋脊上的避雷带应支起 600mm,斜脊及屋檐部分的连接条应支起 400mm,所有防雷引下线应支起 100150mm。防雷装置

18、的金属部件不得穿入屋内或贴近草棚上，以防止由于雷击而引起火灾。电源进户线及屋内电线应与防雷系统有足够的绝缘距离，否则应采取保护措施。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,1接闪器 （1） 材料要求 避雷针 一般用镀锌圆钢或焊接钢管制成，上部制成针尖形状，圆钢截面积不得小于100mm2, 钢管厚度不得小于 3mm。 避雷带和网 一般用圆钢或扁钢制成，其尺寸不应小于下列数值: 圆钢直径为8mm; 扁钢截面积为48mm2, 扁钢厚度为4mm。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,（2） 明装避雷带（网）的安装 当不上人屋面预留支撑件有困难时，可采用预制混凝土支墩作避雷带（网）的支架，支架

19、点间距均匀，且直线段部分不宜大于3m，转弯处不宜大于500mm。混凝土支墩按图15-4预制。 女儿墙、屋脊上安装避雷带（网）支架时，应尽量预留预埋安装件或孔洞。 支架调正、校平后，可进行避雷带（网）安装。避雷带安装前应校直，将校直后的避雷带（网）逐段焊接或用螺栓固定于支架上。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,（3） 暗装避雷带（网）的安装 可上人屋面避雷带（网）可暗设，埋设深度为屋面或女儿墙下50mm。避雷带（网）的间距应符合设计要求，引至屋面的金属构件、设备的接地线位置应正确，接地点外露。 高层建筑30m以下部分每隔三层设均压环一圈。 高层建筑30m以上部分向上每隔三层在结构圈梁内

20、敷设一圈254避雷带，并与引下线焊接形成水平避雷带，以防止侧击雷。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,（4） 避雷针安装 避雷针在屋面上的安装 烟囱避雷针安装 水塔避雷针安装 2引下线 （1） 材料要求 引下线一般采用圆钢或扁钢制成，其截面积不应小于 48mm2, 在易受腐蚀的部位,其截面积应适当增大。其尺寸不应小于下列数值：圆钢直径为8mm，扁钢截面积为48mm2,扁钢厚度为4mm。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,（2） 暗设圆钢、扁钢引下线敷设 （3） 柱内主钢筋引下线敷设 （4） 明设引下线敷设 3接地装置 参见第15.1节内容。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验

21、收,,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,图15-4 混凝土支墩的预制,,1验收要求 （1） 建筑物顶部的避雷针、避雷带等必须与顶部外露的其他金属物体连成一个整体的电气通路，且与避雷引下线连接可靠。 （2） 避雷针、避雷带应位置正确，焊接固定的焊缝饱满无遗漏，螺栓固定的备帽等防松零件齐全，焊接部分补刷的防腐油漆完整。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,（3） 避雷带应平正顺直，固定点支持件间距均匀、固定可靠，每个支持件应能承受大于49N（5kg）的垂直拉力。当设计无要求时，支持件间距符合：水平直线部分0.51.5m；垂直直线部分1.53m；弯曲部分0.30.5m。 （4） 暗敷在建

22、筑物抹灰层内的引下线应有卡钉分段固定；明敷的引下线应平直、无急弯，与支架焊接处油漆防腐，且无遗漏。 （5） 当利用金属构件、金属管道做接地线时，应在构件或管道与接地干线间焊接金属跨接线。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,（6） 接地线在穿越墙壁、楼板和地坪处应加套钢管或其他坚固的保护套管，钢套管应与接地线做电气连通。 （7） 当接地线跨越建筑物变形缝时，设补偿装置。 （8） 接地线表面沿长度方向，每段为15100mm，分别涂以黄色和绿色相间的条纹。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,2验收资料 （1） 竣工图； （2） 材料材质证明书和镀锌质量证明书； （3） 材料设备报验记

23、录； （4） 图纸会审及设计变更记录； （5） 接闪器工程检验批质量记录； （6） 避雷引下线安装工程检验批质量验收记录。,15.2 建筑防雷系统安装、调试及验收,,15.3 安全用电,人体触电可分两种情况：一种是雷击和高压触电，较大的电流通过人体所产生的热效应、化学效应和机械效应，将使人的机体遭受严重的电灼伤、组织炭化坏死及其他难以恢复的永久性伤害；另一种是低压触电，在数十至数百mA电流作用下，使人的机体产生病理生理性反应。轻的触电有针刺痛感，或出现痉挛、血压升高、心律不齐以致昏迷等暂时性的功能失常；重则可引起呼吸停止、心搏骤停、心室纤维性颤动等危及生命的伤害。,,1安全电流 安全电流，也就

24、是人体触电后最大的摆脱电流。安全电流值，各国规定并不完全一致。我国规定为30mA（50Hz交流），按触电时间不超过1s（即1000ms），因此安全电流值为30mAs。通过人体电流不超过30mAs时，对人机体不会有损伤，不会引起心室纤维性颤动和器质损伤。如果通过人体电流达到50mAs，对人就有致命危险，而达到100mAs时，一般会致人死亡。100mAs，即为“致命电流”。,15.3 安全用电,,2安全电压与人体电阻 安全电压，就是不致使人直接致死或致残的电压，我国国家标准规定的安全电压等级见安全电压（GB 380583）。 从电气安全的角度来说，安全电压与人体电阻有关。人体电阻由体内电阻和皮肤电

25、阻两部分组成。体内电阻约为500，与接触电压无关。皮肤电阻随皮肤表面的干湿洁污状态及接触电压而变。从人身安全的角度考虑，人体电阻一般取下限值1700（平均值为2000）。由于安全电流取30mA，因此人体允许持续接触的安全电压为：,15.3 安全用电,,Usaf=30mA170050V 50V（50Hz交流有效值）称为一般正常环境条件允许持续接触的“安全特低电压”。,15.3 安全用电,,1直接触电防护 指对直接接触正常带电部分的防护。直接接触防护应选用以下一种或几种措施： （1） 绝缘； （2） 屏护，即对带电导体加隔离栅栏或加保护罩等； （3） 安全距离； （4） 限制放电能量； （5） 2

26、4V及以下安全特低电压； （6） 用漏电保护器作补充保护。,15.3 安全用电,,2间接触电防护 指对故障时带危险电压而正常时不带电的外露可导电部分（如金属外壳、框架等）的防护。间接接触防护应选用以下一种或几种措施： （1） 双重绝缘结构； （2） 安全特低电压； （3） 电气隔离； （4） 不接地的局部等电位连接； （5） 不导电场所；,15.3 安全用电,,（6） 自动断开电源； （7） 电工用个体防护用品； （8） 保护接地（与其他防护措施配合使用）。,15.3 安全用电,,(1) 用电单位应对使用者进行用电安全教育和培训，使其掌握用电安全的基本知识和触电急救知识。 (2) 用电单位或个

27、人应掌握所使用的电气装置的额定容量、保护方式和要求、保护装置的整定值和保护元件的规格。 (3) 电气装置在使用前，应确认其已经国家指定的检验机构检验合格或认可，符合相应环境要求和使用等级要求。,15.3 安全用电,,(4) 当保护装置动作或熔断器的熔体熔断后，应先查明原因、排除故障，并确认电气装置已恢复正常后才能重新接通电源、继续使用。 (5) 用电设备和电气线路的周围应留有足够的安全通道和工作空间。 (6) 使用的电气线路须具有足够的绝缘强度、机械强度和导电能力并应定期检查。 (7) 插头与插座应按规定正确接线，插座的保护接地极在任何情况下都必须单独与保护线可靠连接。,15.3 安全用电,,

28、(8) 正常使用时会产生飞溅的火花、灼热的飞屑或外壳表面温度较高的用电设备，应远离易燃物质或采取相应的密闭、隔离措施。 (9) 临时用电应经有关主管部门审查批准，并有专人负责管理，限期拆除。,15.3 安全用电,,(1) 电工作业人员应经医生鉴定没有妨碍电工作业的病症，并应具备用电安全、触电急救和专业技术知识及实践经验。 (2) 电气装置应有专人负责管理，定期进行安全检验或试验，禁止安全性能不合格的电气装置投入使用。 (3) 修缮建筑物时，对原有电气装置应采取适当的保护措施，必要时应将其拆除，并应符合上述的规定，在修缮完毕后再重新安装使用。,15.3 安全用电,,(4) 电气装置的检查、维护以及修理应根据实际需要采取全部停电、部分停电和不停电三种方式，并应采取相应的安全技术和组织措施。 不停电工作时应在电气装置及工作区域挂设警告标志或标示牌。 全部停电和部分停电工作应严格执行停送电制度，将各个可能来电方面的电源全部断开(应具有明显的断开点)，对可能有残留电荷的部位进行放电，验明确实无电后方可工作。 当有必要进行带电工作时，应使用电工用个体防护用品，并有专人负责监护。,15.3 安全用电,Thank You !,