1任務(wù)4-1認識建筑物防雷系統(tǒng)1任務(wù)4－2接地與安全2學習情境4建筑物防雷及平安用電2教學導(dǎo)航:學習情境4建筑物防雷及平安用電項目任務(wù)任務(wù)4-1認識建筑物防雷系統(tǒng)學時8任務(wù)4-2接地與安全教學載體實訓中心、教學課件、施工圖紙及教材相關(guān)內(nèi)容教學目標知識方面掌握建筑物防雷保護措施、安全用電基本知識和低壓配電系統(tǒng)接地形式。熟悉建筑物防雷與接地系統(tǒng)的基本構(gòu)架。技能方面能夠正確識讀建筑物防雷接地系統(tǒng)施工圖，解決工程實際中具體問題。過程設(shè)計任務(wù)布置及知識引導(dǎo)——分組學習、討論和收集資料——學生編寫報告，制作PPT、集中匯報——教師點評或總結(jié)教學方法項目教學法3[任務(wù)背景]:當今全世界每年有幾千人死于雷擊，全球每年的雷擊受傷人數(shù)可能是雷擊死亡人數(shù)的5~10倍。我國每年有上千人遭雷擊傷亡，廣東省、云南省損失最為沉重。雷電災(zāi)害具有較大的社會影響，經(jīng)常引起社會的震動和關(guān)注，例如2004年6月26日，浙江省臺州市臨海市杜橋鎮(zhèn)杜前村有30人在5棵大樹下避雨，遭雷擊，造成17人死13人傷，而2007年5月23日16時34分，重慶市開縣義和鎮(zhèn)政府興業(yè)村小學教室遭遇雷電襲擊，造成四、六年級學生7人死亡、44人受傷。從這些雷擊事故分析可知，雷擊地點發(fā)生在室外的占69%。主要原因是室外缺乏臨時躲避場所，而且人們防雷知識相對較貧乏，導(dǎo)致在室外受到雷電的嚴重威脅。可見學習一定的防雷知識對人們的生產(chǎn)、生活都是十分必要的。任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

4圖4.1雷云對地放電示意圖雷電的形成過程可以分為氣流上升、電荷別離和放電三個階段。在雷雨季節(jié)，地面上的水分受熱變蒸汽上升，與冷空氣相遇之后凝成水滴，形成積云。云中水滴受強氣流摩擦產(chǎn)生電荷，小水滴容易被氣流帶走，形成帶負電的云，較大水滴形成帶正電的云。由于靜電感應(yīng)，大地外表與云層之間、云層與云層之間會感應(yīng)出異性電荷，當電場強度到達一定的值時，即發(fā)生雷云與大地或雷云與雷云之間的放電。典型的雷擊開展過程如圖4.1所示。

雷電是一門古老的學科。人類對雷電的研究已經(jīng)有了數(shù)百年的歷史，然而有關(guān)雷電的一些問題至今尚未能得到完整的解釋。

4.1.1知識準備1．雷電的形成任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

5圖4.2不同雷擊環(huán)境事件數(shù)百分比4.1.1知識準備2．容易發(fā)生雷擊災(zāi)害的環(huán)境任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

6建筑物遭受雷擊的局部是有一定規(guī)律的，建筑物易遭雷擊部位如表4.1所示。4.1.1知識準備3．雷擊的選擇性任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

表4.1建筑物易受雷擊局部74.1.1知識準備4．雷擊的根本形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

〔1〕直擊雷

直接擊在建筑物或其他物體上的雷電叫直擊雷。直接雷擊使被擊物體產(chǎn)生很高的電位，從而引起過電壓和過電流，不僅擊斃人畜、燒毀或劈倒樹木、破壞建筑物，甚至因而引起火災(zāi)和爆炸?！?〕感應(yīng)雷感應(yīng)雷擊是由靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)引起的。感應(yīng)雷會引起過電壓，可能引起火花放電，造成火災(zāi)或爆炸，并危及人身平安?！?〕雷電波侵入

當輸電線路或金屬管路遭受直接雷擊或發(fā)生感應(yīng)雷，雷電波便沿著這些線路侵入室內(nèi)，造成人員、電氣設(shè)備和建筑物的傷害和破壞。雷電波侵入造成的事故在雷害事故中占相當大的比重，應(yīng)引起足夠重視。〔4〕球形雷

球形雷的形成研究還沒有完整的理論。通常認為它是一個溫度極高的特別明亮的眩目發(fā)光球體，直徑約在10～20cm以上。8

雷電的大小與多少和氣象條件有關(guān)，評價某地區(qū)雷電的活動頻繁程度，一般以雷暴日為單位。在一天內(nèi)只要聽到雷聲或者看到雷閃就算一個雷暴日。由當?shù)貧庀笈_站統(tǒng)計的多年雷暴日的年平均值，稱為年平均雷暴日數(shù)，單位為d/a。年平均雷暴日不超過15天的地區(qū)稱為少雷區(qū)，超過40天的地區(qū)稱為多雷區(qū)。

4.1.1知識準備5．雷暴日任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

9〔1〕熱效應(yīng)。雷電流通過導(dǎo)體時，在極短時間內(nèi)轉(zhuǎn)換成大量熱能，可造成物體燃燒，金屬熔化，極易引起火災(zāi)、爆炸等事故?！?〕機械效應(yīng)。雷電的機械效應(yīng)所產(chǎn)生的破壞作用主要表現(xiàn)為兩種形式：一是雷電流流入樹木或建筑構(gòu)件時在它們內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)壓力；二是雷電流流過金屬物體時產(chǎn)生的電動力?！?〕電氣效應(yīng)。雷電引起的過電壓，會擊毀電氣設(shè)備和線路的絕緣，產(chǎn)生閃絡(luò)放電，以致開關(guān)掉閘，造成線路停電；會干擾電子設(shè)備，使系統(tǒng)數(shù)據(jù)喪失，造成通信、計算機、控制調(diào)節(jié)等等電子系統(tǒng)癱瘓。絕緣損壞還可能引起短路，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故；防雷裝置泄放巨大的雷電流時，使得其本身的電位升高，發(fā)生雷電還擊；同時雷電流流入地下，又可能產(chǎn)生跨步電壓，導(dǎo)致電擊等?！?〕電磁效應(yīng)。由于雷電流量值大且變化迅速，在它的周圍空間就會產(chǎn)生強大且變化劇烈的磁場，處于這個變化磁場中的金屬物體就會感應(yīng)出很高的電動勢，使構(gòu)成閉合回路的金屬物體產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。此熱效應(yīng)可能會使設(shè)備損壞，甚至引起火災(zāi)。特別存放易燃易爆物品的建筑物將更危險。4.1.1知識準備6．雷電的危害任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

10圖4.4防雷接地示意圖防雷裝置一般由接閃器、引下線和接地裝置等三個局部組成，接地裝置又由接地體和接地線組成，如圖4.4所示。4.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

114.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

1．接閃器

接閃器就是專門用來接受雷云放電的金屬物體。接閃器的類型有避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷環(huán)等，都是經(jīng)常用來防止直接雷擊的防雷設(shè)備。所有接閃器都必須經(jīng)過引下線與接地裝置相連。接閃器利用其金屬特性，當雷云先導(dǎo)接近時，它與雷云之間的電場強度最大，因而可將雷云“誘導(dǎo)〞到接閃器本身，并經(jīng)引下線和接地裝置將雷電流平安地泄放到大地中去，從而起到了保護物體免受雷擊，如圖4.5所示圖4.5避雷針接閃器頂端處的電場畸變124.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

〔1〕避雷針及保護范圍圖4.6避雷針134.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

避雷針通常采用鍍鋅圓鋼〔針長l~2m，直徑不小于16mm〕、鍍鋅鋼管〔長1~2m，內(nèi)徑不小于25mm〕或不銹鋼鋼管制成，可以安裝在建筑物上、支柱或電桿上、下端經(jīng)引下線與接地裝置焊接連接，將其頂端磨尖，以利于尖端放電，如圖4.6所示。4020煙囪頂上的針2516針長1～2m2012針長1m以下鋼管（mm）圓鋼（mm）

直徑針型表4.2避雷針接閃器最小直徑144.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

建筑物防雷類別滾球半徑hr（m）避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸（m）第一類防雷建筑30≤5×5或≤6×4第二類防雷建筑45≤10×10或≤12×8第三類防雷建筑60≤20×20或≤24×16表4.3按建筑物防雷類別布置接閃器及其滾球半徑避雷針對建筑物保護范圍一般用滾球法確定。·154.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

〔2〕避雷線圖4.8輸電線上方的避雷線

避雷線是由懸掛在架空線上的水平導(dǎo)線、接地引下線和接地體組成的。水平導(dǎo)線起接閃器的作用，它對電力線路等較長的保護物最為適用。

避雷線一般采用截面積不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線，架設(shè)在長距離高壓供電線路或變電站構(gòu)筑物上，以保護架空電力線路免受直接雷擊，如圖4.8所示。由于避雷線是架空敷設(shè)的而且接地，所以避雷線又叫架空地線。避雷線的作用原理與避雷針相同。164.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

〔3〕避雷帶〔網(wǎng)〕

避雷帶和避雷網(wǎng)主要適用于建筑物。避雷帶通常是沿著建筑物易受雷擊的部位，如屋脊、屋檐、屋角等處裝設(shè)的帶形導(dǎo)體，如圖4.9所示。圖4.9避雷帶的設(shè)置174.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.10避雷網(wǎng)避雷網(wǎng)是將建筑物屋面上縱橫敷設(shè)的避雷帶組成網(wǎng)格，如圖4.10所示。避雷帶和避雷網(wǎng)一般無須計算保護范圍，其網(wǎng)格尺寸大小按有關(guān)標準確定，對于防雷等級不同的建筑物，其要求也不同，如表4.3所示。184.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.11平房頂及挑檐避雷帶避雷帶〔網(wǎng)〕的安裝方法有明裝和暗裝。明裝避雷帶〔網(wǎng)〕的安裝一般都按標準圖集施工，平房頂及挑檐避雷帶的做法如圖4.11所示。明裝避雷帶〔網(wǎng)〕可以采用圓鋼或扁鋼，但應(yīng)優(yōu)先采用圓鋼。圓鋼直徑不得小于8mm，扁鋼厚度不小于4mm，截面積不得小于48mm2。194.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

避雷網(wǎng)是將建筑物屋面上縱橫敷設(shè)的避雷帶組成網(wǎng)格，如圖4.10所示。避雷帶和避雷網(wǎng)一般無須計算保護范圍，其網(wǎng)格尺寸大小按有關(guān)標準確定，對于防雷等級不同的建筑物，其要求也不同，如表4.3所示。圖4.12現(xiàn)澆混凝土屋面板的避窗網(wǎng)示意圖204.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

高層建筑物要注意防范側(cè)向雷擊和采取等電位措施。可在建筑物首層起每三層設(shè)均壓環(huán)一圈。當建筑物全部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，即可將框架梁鋼筋與柱內(nèi)充當引下線的鋼筋進行連接(綁扎或焊接)作為均壓環(huán)。當建筑物為磚混結(jié)構(gòu)但有鋼筋混凝土組合柱和圈梁時，均壓環(huán)做法同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。沒有組合柱和圍梁的建筑物，應(yīng)每三層在建筑物外墻內(nèi)敷設(shè)一圈Φ12mm鍍鋅圓鋼做為均壓環(huán)，并與防雷裝置的所有引下線連接，引下線的間距L應(yīng)小于12m，如圖4.13所示。圖4.13高層建筑物均壓環(huán)與引下線連接示意圖214.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

〔4〕避雷環(huán)避雷環(huán)用圓鋼或扁鋼制作。防雷設(shè)計標準規(guī)定高度超過一定范圍的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)建筑物，應(yīng)設(shè)均壓環(huán)防側(cè)擊雷。當建筑物全部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可利用結(jié)構(gòu)圈梁鋼筋與柱內(nèi)引下線鋼筋焊接作為均壓環(huán)。沒有結(jié)構(gòu)柱和圈梁的建筑物，應(yīng)每三層在建筑物外墻內(nèi)敷一圈12mm鍍鋅圓鋼作為均壓環(huán)，并與防雷裝置所有的引下線連接。2．引下線

引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。其作用是構(gòu)成將雷電能量向大地泄放的通道。引下線一般采用圓鋼或扁鋼，要求鍍鋅處理。引下線應(yīng)滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定性的要求。224.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.14引下線明敷設(shè)

明裝引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè)，并經(jīng)最短路徑接地，如圖4.14所示。采用圓鋼時，直徑應(yīng)不小于8mm。采用扁鋼時，其截面不應(yīng)小于48mm2，厚度不小于4mm。暗裝時截面積應(yīng)放大一級。234.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.15引下線暗敷設(shè)在我國高層建筑中，優(yōu)先利用柱或剪力墻中的主鋼筋作為引下線，如圖4.15所示。當鋼筋直徑為不小于16mm時，應(yīng)采用兩根主鋼筋〔焊接〕作為一組引下線。當鋼筋直徑為10mm及以上時，應(yīng)采用四根鋼筋〔焊接〕作為一組引下線。建筑物在屋頂敷設(shè)的避雷網(wǎng)和防側(cè)擊雷的接閃環(huán)應(yīng)和引下線連成一體，以利于雷電流的分流。244.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

防雷引下線的數(shù)量多少影響到還擊電壓大小及雷電流引下的可靠性，所以引下線及其布置應(yīng)按不同防雷等級確定，一般不得少于2根。為了便于測量接地電阻和檢查引下線與接地裝置的連接情況，人工敷設(shè)的引下線宜在引下線距地面0.3～1.8m之間設(shè)置斷接卡子。當利用混凝土內(nèi)鋼筋、鋼柱作為自然引下線并同時采用根底接地時，不設(shè)斷接卡。但利用鋼筋做引下線時應(yīng)在室內(nèi)或室外的適當?shù)攸c設(shè)置假設(shè)干連接板，該連接板可供測量、接人工接地體和做等電位連接用。明敷的引下線應(yīng)鍍鋅，焊接處應(yīng)涂防腐漆。地面上約1.7m至地下0.3m的一段引下線，應(yīng)有保護措施，防止受機械損傷和人身接觸。引下線施工不得直角轉(zhuǎn)彎，與雨水管相距接近時可以焊接在一起。高層建筑的引下線應(yīng)該與金屬門窗電氣連通，當采用兩根主筋時，其焊接長度應(yīng)不小于直徑的6倍。引下線是防雷裝置極重要的組成局部，必須可靠敷設(shè)，以保證防雷效果。254.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

3．接地裝置無論是工作接地還是保護接地，都是經(jīng)過接地裝置與大地連接的。接地裝置包括接地體和接地線兩局部，它是防雷裝置的重要組成局部，如圖4.16所示。接地裝置的主要作用是向大地均勻地泄放電流，使防雷裝置對地電壓不至于過高。圖4.16接地裝置示意圖和圖例264.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

〔1〕接地體

接地體是人為埋入地下與土壤直接接觸的金屬導(dǎo)體。接地體一般分為自然接地體和人工接地體。圖4.17自然接地體的做法自然接地體是指兼做接地用的直接與大地接觸的各種金屬體，例如利用建筑物根底內(nèi)的鋼筋構(gòu)成的接地系統(tǒng)，如圖4.17所示。有條件時應(yīng)首先利用自然接地體。因為它具有接地電阻較小、穩(wěn)定可靠、減少材料和安裝維護費用等優(yōu)點。274.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

圖4.18人工接地體的做法人工接地體專門作為接地用的接地體，安裝時需要配合土建施工進行，在根底開挖時，也同時挖好接地溝，并將人工接地體按設(shè)計要求埋設(shè)好，如圖4.18所示。有時自然接地體安裝完畢并經(jīng)測量后，接地電阻不能滿足要求時，需要增加敷設(shè)人工接地體來減小接地電阻值。人工接地體按其敷設(shè)方式分為垂直接地體和水平接地體兩種。垂直接地體一般為垂直埋入地下的角鋼、圓鋼、鋼管等。水平接地體一般為水平敷設(shè)的扁鋼、圓鋼等。284.1.2防雷裝置及接地形式任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

〔2〕接地線接地線是連接接地體和引下線或電氣設(shè)備接地局部的金屬導(dǎo)體，它可分為自然接地線和人工接地線兩種類型。

自然接地線可利用建筑物的金屬結(jié)構(gòu)，如梁、柱、樁等混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋及金屬管路等

人工接地線材料一般采用扁鋼和圓鋼，但移動式電氣設(shè)備、采用鋼質(zhì)導(dǎo)線在安裝上有困難的電氣設(shè)備可采用有色金屬作為人工接地線，絕對禁止使用裸鋁導(dǎo)線做接地線。采用扁鋼作為地下接地線時，其截面積不應(yīng)小于25mm×4mm，采用圓鋼做接地線時，其直徑不應(yīng)小于10mm。人工接地線不僅要有一定機械強度，而且接地線截面應(yīng)滿足熱穩(wěn)定的要求。294.1.3建筑物防雷措施任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

1．建筑物的防雷分類表4.4建筑物防雷等級劃分防雷建筑等級防雷建筑劃分條件第一類防雷建筑物凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會造成巨大破壞和人身傷亡者。第二類防雷建筑物國家級重點文物保護建筑物，國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機場、國賓館，國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經(jīng)濟有重要意義的建筑物。國家特級和甲級大型體育館。制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。有爆炸危險的露天鋼質(zhì)封閉氣罐。預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險場所。預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。第三類防雷建筑物省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災(zāi)危險場所。預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū)，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區(qū)，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。302．建筑物防雷保護措施任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

防雷類別防雷措施特點一類二類三類防直擊雷應(yīng)裝設(shè)獨立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)），使保護物體均處于接閃器的保護范圍之內(nèi)。當建筑物太高或其他原因難以裝設(shè)獨立避雷針、架空避雷線（網(wǎng)）時可采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)或避雷針或混合組成的接閃器進行直擊雷防護。網(wǎng)格尺寸≤5×5（m）或≤6×4（m）宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)（帶）或避雷針或混合組成的接閃器進行直擊雷防護。避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸≤10×10（m）或≤12×8（m）宜采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)（帶）或避雷針或混合組成的接閃器進行直擊雷防護。避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸≤20×20（m）或≤24×16（m）防雷電感應(yīng)1.建筑物的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮、鋼屋架和鋼窗等較大金屬物以及突出屋面的放散管和風管等金屬物，均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上；2.平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于時應(yīng)采用金屬跨接，跨接點的間距不應(yīng)大于。長金屬物連接處應(yīng)用金屬線跨接。1.建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架等主要金屬物，應(yīng)就近接到接地裝置上，可不另設(shè)接地裝置；2.平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長金屬物應(yīng)符合一類防雷建筑物要求，但長金屬物連接處可不跨接防雷電波侵入1.低壓線路宜全線用電纜直接埋地敷設(shè)，入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上；2.架空金屬管道，在進出建筑物處亦應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。距離建筑物內(nèi)的管道，應(yīng)每隔左右接地一次。埋地的或地溝內(nèi)的金屬管道，在進出建筑物處亦應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連1.當?shù)蛪壕€路采用全線用電纜直接埋地敷設(shè)時，入戶端應(yīng)將電纜金屬外皮、金屬線槽與防雷的接地裝置相連；2.平均雷暴日小于30d/a地區(qū)的建筑物，可采用低壓架空線入戶；3.架空和直接埋地的金屬管道在進出建筑物處應(yīng)就近與防雷接地裝置相連1.電纜進出線，就在進出端將電纜的金屬外皮、鋼管和電氣設(shè)備的保護接地相連；2.架空線進出線，應(yīng)在進出處裝設(shè)避雷器，避雷器應(yīng)與絕緣子鐵腳、金具連接并接入電氣設(shè)備的保護接地裝置上；3.架空金屬管道在進出建筑物處應(yīng)就近與防雷接地裝置相連或獨自接地防側(cè)擊雷1.從起每隔不大于沿建筑物四周設(shè)環(huán)形避雷帶，并與引下線相連；2.及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接1.高度超過建筑物應(yīng)采取防側(cè)擊雷及等電位的保護措施；2.并將及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接1.高度超過建筑物應(yīng)采取防側(cè)擊雷及等電位的保護措施；2.并將及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接引下線間距≤12m≤18m≤25m313．浪涌保護

所謂浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。浪涌包括浪涌沖擊、電流沖擊和功率沖擊，可分為由雷擊引起的浪涌以及電氣系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的操作浪涌?！?〕浪涌保護器〔SPD〕也叫防雷保護器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路及配電線路提供平安防護的電器裝置，如圖4.22所示。當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者浪涌電壓時，浪涌保護器能在極短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而防止浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

323．浪涌保護〔2〕浪涌保護器〔SPD〕的分類按用途分電源保護器信號保護器交流電源保護器直流電源保護器開關(guān)電源保護器低頻信號保護器高頻信號保護器天饋保護器按工作原理分開關(guān)型限壓型當沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變?yōu)榈椭?，允許雷電流通過。當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

333．浪涌保護〔3〕低壓配電系統(tǒng)中電源線路SPD的配置結(jié)構(gòu)根據(jù)IEC防雷分區(qū)和分級保護原那么，在配電線路上采用分級加裝浪涌保護器，使進入設(shè)備端的過電壓值低于設(shè)備耐壓值。低壓配電系統(tǒng)電源線路浪涌保護配置結(jié)構(gòu)圖如右圖所示。任務(wù)4－1認識建筑物防雷系統(tǒng)

34[任務(wù)背景]:人類文明的開展伴隨著對能源的認識，電能是優(yōu)質(zhì)的二次能源，在近代得到了充分利用，但電能也是一把雙刃劍，在造福人類的同時，也屢次對人類造成威脅。近年來，世界各地屢屢發(fā)生大面積停電事故：美國東部時間2003年8月14日，美國東北部和加拿大聯(lián)合電網(wǎng)發(fā)生了世界上有史以來最大面積的停電事件，引起了各國關(guān)注。莫斯科當?shù)貢r間2005年5月25日上午，發(fā)生了俄羅斯歷史上最大規(guī)模的停電事故，一座500kV變電站不堪重負發(fā)生爆炸和火災(zāi)，停電使莫斯科及周邊地區(qū)34個城市的工商業(yè)和交通運輸一度陷入癱瘓，至少造成10億美元的損失。電力事故傳播快、范圍廣，對社會和企業(yè)的影響往往是災(zāi)難性的。平安用電關(guān)系到干家萬戶、各行各業(yè)。在我國，電氣事故已成為引起人身傷亡、爆炸、火災(zāi)事故的重要原因，如果設(shè)備安裝不恰當、使用不合理、維修不及，或者缺乏用電知識，都可能引發(fā)事故。在我國每三起火災(zāi)中就有一起是由電氣事故造成的，經(jīng)濟興旺地區(qū)電氣火災(zāi)造成的損失占火災(zāi)總損失的50％以上。因此，學習平安用電根本知識，掌握常規(guī)觸電防護技術(shù)，這是保證用電平安的有效途徑。

任務(wù)4－2接地與平安354.2.1平安電壓和平安電流1．平安電流任務(wù)4－2接地與平安〔1〕電流對人體的影響電流/mA交流電源/50Hz直流電源通電時間人體反應(yīng)人體反應(yīng)0～0.5連續(xù)無感覺無感覺0.5～5連續(xù)有麻刺、疼痛感，無抽搐無感覺5～10幾分鐘內(nèi)痙攣、劇痛，尚可擺脫電源針刺、壓迫及灼熱感10～30幾分鐘內(nèi)迅速麻痹，呼吸困難，不自主壓痛，刺痛，灼熱強烈，抽搐30～50幾秒到幾分鐘內(nèi)心跳不規(guī)則，昏迷，強烈痙攣感覺強烈、劇痛痙攣50～100超過3s心室顫動，呼吸麻痹，心臟停止跳動劇痛，強烈痙攣，呼吸困難或麻痹36任務(wù)4－2接地與平安電危及人體生命平安的直接因素是電流，而不是電壓，而且電流對人體的電擊傷害的嚴重程度與通過人體的電流大小、頻率、持續(xù)時間、流經(jīng)途徑和人體的健康情況有關(guān)?，F(xiàn)就其主要因素分述如下。感知電流：引起人感覺的最小電流，工頻交流電1mA擺脫電流：人的理智還可以擺脫，10mA致命電流：能引起心室顫抖和呼吸窒息死亡平安電流：﹤30mA374.2.1平安電壓和平安電流任務(wù)4－2接地與平安〔2〕平安電流時間因素：觸電1min后開始急救，90%有良好的效果電流途徑：電流經(jīng)左手到腳的流通是最不利的一種情況電流頻率：

15～100Hz的交流電流對人體的傷害最嚴重電流路徑左手至腳右手至腳左手至右手左腳至右腳流經(jīng)心臟的電流與通過人體總電流的比例（%）6.43.73.30.438任務(wù)4－2接地與平安2．平安電壓〔1〕人體阻抗加于人體的電壓（V）人體電阻（Ω）皮膚干燥皮膚潮濕皮膚濕潤皮膚浸入水中107000350012006002550002500100050050400020008754401003000150077037520020001000650325在考慮電氣平安問題時，人體的電阻只能按800～1000計39任務(wù)4－2接地與平安〔2〕平安電壓安全電壓（交流有效值）應(yīng)用場合額定值/V空載最大值/V4250在有觸電危險的場所，如手持式電動工具等；在礦井、多導(dǎo)電粉塵使用行燈等；人體可能觸及的帶電體36432429121568平安電壓指的是一定環(huán)境下的相對平安，并非是確保無電擊的危險403．觸電保護任務(wù)4－2接地與平安

按照人體觸及帶電體的方式和電流通過人體的途徑，觸電可分為以下三種情況?！?〕單相觸電圖4.24中性點接地系統(tǒng)的單相觸電方式

圖4.25中性點不接地系統(tǒng)的單相觸電方式

單相觸電是指人體在地面或其他接地導(dǎo)體上，人體某一局部觸及一相帶電體的觸電事故。大局部觸電事故都是單相觸電事故。41任務(wù)4－2接地與平安〔2〕兩相觸電兩相觸電是指人體兩處同時觸及兩相帶電體的觸電事故，如圖4.26所示。其危險性一般是比較大的。圖4.26兩相觸電示意圖

42任務(wù)4－2接地與平安〔3〕跨步電壓觸電

當帶電體接地有電流流入地下時，電流在接地點周圍土壤中產(chǎn)生電壓降。人在接地點周圍，兩腳之間出現(xiàn)的電壓即跨步電壓。由此引起的觸電事故叫跨步電壓觸電，如圖4.27所示。圖4.27跨步電壓示意圖

43任務(wù)4－2接地與平安電壓等級(kV)安全距離（m）電壓等級（kV）安全距離（m）10及以下（13.8）0.71541.5020～351.002202.00441.203304.0060～1101.505005.00高壓故障接地處，或有大電流流過的接地裝置附近都可能出現(xiàn)較高的跨步電壓。離接地點越近、兩腳距離越大，跨步電壓值就越大。一般在10m以外就沒有危險。設(shè)備不停電時的平安距離如表4.9所示。44任務(wù)4－2接地與平安4.2.1接地形式低壓配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的末端，分布廣泛，幾乎普及建筑的每一角落，平常使用最多的是380/220V的低壓配電系統(tǒng)。從平安用電等方面考慮，低壓配電系統(tǒng)有三種接地形式，IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)。TN系統(tǒng)又分為TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)三種形式?！?〕IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)就是電源中性點不接地、用電設(shè)備外殼直接接地的系統(tǒng)，如圖4.33所示。IT系統(tǒng)中，連接設(shè)備外殼可導(dǎo)電局部和接地體的導(dǎo)線，就是PE線。1．低壓配電系統(tǒng)接地形式45任務(wù)4－2接地與平安〔2〕TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)就是電源中性點直接接地、用電設(shè)備外殼也直接接地的系統(tǒng)。通常將電源中性點的接地叫做工作接地，而設(shè)備外殼接地叫做保護接地。TT系統(tǒng)中，這兩個接地必須是相互獨立的。設(shè)備接地可以是每一設(shè)備都有各自獨立的接地裝置，也可以假設(shè)干設(shè)備共用一個接地裝置。46任務(wù)4－2接地與平安〔3〕TN系統(tǒng)TN系統(tǒng)即電源中性點直接接地、設(shè)備外殼等可導(dǎo)電局部與電源中性點有直接電氣連接的系統(tǒng)，它有三種形式，分述如下：①

TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)中性線N與TT系統(tǒng)相同，在電源中性點工作接地，而用電設(shè)備外殼等可導(dǎo)電局部通過專門設(shè)置的保護線PE連接到電源中性點上。TN-S系統(tǒng)的最大特征是N線與PE線在系統(tǒng)中性點分開后，不能再有任何電氣連接。TN-S系統(tǒng)是我國現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的一種系統(tǒng)。47任務(wù)4－2接地與平安②TN-C系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)將PE線和N線的功能綜合起來，由一根稱為保護中性線PEN，同時承擔保護和中性線兩者的功能。在用電設(shè)備處，PEN線既連接到負荷中性點上，又連接到設(shè)備外殼等可導(dǎo)電局部。TN-C現(xiàn)在已很少采用，尤其是在民用配電中已根本上不允許采用TN-C系統(tǒng)。48任務(wù)4－2接地與平安③TN-C-S系統(tǒng)TN-C-S系統(tǒng)是TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的結(jié)合形式。TN-C-S系統(tǒng)中，從電源出來的那一段采用TN-C系統(tǒng)只起電能的傳輸作用，到用電負荷附近某一點處，將PEN線分開成單獨的N線和PE線，從這一點開始，系統(tǒng)相當于TN-S系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)也是現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的一種系統(tǒng)。這里采用了重復(fù)接地這一技術(shù)。49任務(wù)4－2接地與平安2．電擊防護措施為降低因絕緣破壞而遭到電擊的危險，對于以上不同的低壓配電系統(tǒng)形式，電氣設(shè)備常采用保護接地、保護接零、重復(fù)接地等不同的平安措施?！?〕保護接地保護接地是將與電氣設(shè)備帶電局部相絕緣的金屬外殼或架構(gòu)通過接地裝置同大地連接起來，如以下圖所示。在TT配電系統(tǒng)中的保護接地的作用：假設(shè)用電設(shè)備設(shè)有接地裝置，當絕緣破壞外殼帶電時，多數(shù)情況下，能夠有效降低人體的接觸電壓，但要降低到平安限值以下有困難，因此需要增加其他附加保護措施，實現(xiàn)防止人體觸電危險的目的。50任務(wù)4－2接地與平安〔2〕保護接零保護接零是把電氣設(shè)備正常時不帶電的金屬導(dǎo)體局部，如金屬機