7.1建筑物的防雷技術(shù)7.2安全用電小結(jié)7.1.1雷電的基本知識

1.雷電的形成

雷電的形成過程可以分為氣流上升、電荷分離和放電三個階段。

典型的雷擊發(fā)展過程如圖7-1所示。7.1建筑物的防雷技術(shù)圖7-1雷云對地放電示意圖

2.雷電的種類

3.雷電的危害

4.雷電的特性參數(shù)

典型的雷電流波形如圖7-2所示。

當(dāng)采用2.6μs波頭時，雷電流的平均陡度a與幅值I

線性相關(guān)，即

(7-1)圖7-2雷電流的波形曲線

2)雷暴日

因各地區(qū)氣候特征不同，故雷電活動在不同地區(qū)的頻繁程度也不同，對雷電的活動狀況可用雷暴日來表示，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(dāng)?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)。我國部分城市的年平均雷暴日如表7-1所示。表7-1我國部分城市年平均雷暴日

3)年預(yù)計雷擊次數(shù)

在進(jìn)行建筑防雷設(shè)計時通常采用年預(yù)計雷擊次數(shù)這一參數(shù)，它是表征建筑物可能遭受雷擊的頻率參數(shù)，一般可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計算:

(7-2)

5.雷擊的選擇性

7.1.2建筑物的防雷措施

1.建筑物的防雷分級

2.防雷裝置及接地

為保證足夠的雷電流流通量，其直徑應(yīng)不小于表7-2中給出的數(shù)值。表7-2避雷針接閃器最小直徑圖7-3單根避雷針的保護(hù)范圍④避雷針在hr高度的xx′和在地面上的保護(hù)半徑，按下列公式確定:(7-3)表7-3按建筑物防雷類別確定接閃器及其滾球半徑

【例7－1】某廠一座30m高的水塔旁邊建有一水泵房(屬第三類防雷建筑物)，尺寸如圖7－4所示。水塔上裝有一支高2m的避雷針，試問此針能否保護(hù)這一水泵房。

解查表7－3，得滾球半徑hr=60m，而h=30+2=32m，水泵房高度hx=6m,因此由式(7－3)得保護(hù)半徑

現(xiàn)水泵在hx=6m的高度上，最遠(yuǎn)一角距離避雷針的水平距離為

圖7－4例7－1中避雷針的保護(hù)范圍

(2)避雷線。

(3)避雷帶和避雷網(wǎng)。

(4)避雷環(huán)。

2)引下線

引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)線，它把雷電流由接閃器引到接地裝置。

3)接地裝置

接地裝置是埋在地下的接地體和接地線的總稱，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。

(1)接地體。

垂直接地體打入地下的部分應(yīng)加工成尖形，頂部埋深0.8~1m。其形狀如圖7－5所示。

水平接地體的埋設(shè)方式如圖7－6所示。圖7－5垂直接地體端部處理圖7－6水平接地體平面圖

(2)接地線。

接地線是連接接地體與引下線的金屬導(dǎo)線，可分為自然接地線和人工接地線兩種類型。

3.各類建筑物的防雷措施

各類防雷建筑物的防雷裝置的技術(shù)要求對比見表7－4。表7－4各類防雷建筑物的防雷裝置的技術(shù)要求對比7.2.1觸電、急救與防護(hù)

1.人體觸電的原因與觸電方式

1)觸電原因及危害

2)人體電阻和安全電壓

2.觸電方式

1)單相觸電

圖7－7為電源中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式時單相觸電的電流途徑。7.2安全用電圖7－7單相觸電

3)跨步電壓觸電

人站在發(fā)生接地故障的設(shè)備旁邊，手觸及設(shè)備的金屬外殼，則人手與腳之間所呈現(xiàn)的電位差即為接觸電壓，如圖7－8中的Utou。當(dāng)人體接近接地點(diǎn)時，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7－8所示。圖7－8跨步電壓觸電

3.觸電急救

進(jìn)行觸電急救，應(yīng)堅持迅速、就地、準(zhǔn)確、堅持的原則。

4.常用的安全用電防護(hù)措施

應(yīng)認(rèn)真貫徹國家制定的電氣設(shè)計、安裝規(guī)范，這是確保設(shè)計、安裝和施工質(zhì)量的基本依據(jù)。7.2.2保護(hù)接地與接零

1.工作接地

在正常情況下，為保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行并提供部分電氣設(shè)備和裝置所需要的相電壓，將電力系統(tǒng)中電源中性點(diǎn)通過接地裝置與大地直接相連，該方式稱為工作接地。各種工作接地都有其各自的功能，如變壓器、發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)直接接地能在運(yùn)行中維持三相系統(tǒng)中相線對地電壓不變。圖7－9工作接地、保護(hù)接地和重復(fù)接地示意圖

2.保護(hù)接地

3.重復(fù)接地

4.保護(hù)接零

為防止電氣設(shè)備因絕緣損壞而使人身遭受觸電危險，將電氣設(shè)備的金屬外殼與電源的中性線用導(dǎo)線連接起來，稱為保護(hù)接零，其連接線稱為保護(hù)線(PE)或保護(hù)零線，如圖7－10所示。圖7－10保護(hù)接零示意圖7.2.3低壓配電系統(tǒng)的接地形式

1.IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)是電源中性點(diǎn)不接地、用電設(shè)備外殼直接接地的系統(tǒng)，如圖7－11所示。圖7－11IT系統(tǒng)接地

2.TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)是電源中性點(diǎn)直接接地、用電設(shè)備外殼也直接接地的系統(tǒng)。其中第一個符號T表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地，第二個符號T表示用電設(shè)備和配電裝置的金屬外殼或構(gòu)架與大地直接連接，而與系統(tǒng)電源是何種接地?zé)o關(guān)，如圖7－12所示，圖中負(fù)載部分所有接地均為保護(hù)接地。圖7－12TT系統(tǒng)接地

3.TN系統(tǒng)

TN供電系統(tǒng)又稱為接零保護(hù)系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線之間具有電的連接，一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電，熔斷器或自動開關(guān)會反映故障電流而立即動作并切斷電源。圖7－13TN-S系統(tǒng)接地

1)TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)如圖7－13所示。

2)TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)如圖7－14所示，它將PE線和N線的功能綜合起來，合并為PEN線，具有簡單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。圖7－14TN-C系統(tǒng)接地

3)TN-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，如圖7－15所示。圖7－15TN-C-S系統(tǒng)接地7.2.4等電位聯(lián)結(jié)

1.總等電位聯(lián)結(jié)

在建筑物進(jìn)線處，將電氣裝置的ＰＥ線或ＰＥＮ線與建筑物內(nèi)的各處金屬管道，如接地干線、水管、煤氣管、燃?xì)夤?、采暖和空調(diào)管道等，以及建筑物內(nèi)的鋼筋、金屬構(gòu)件等都接向總等電位聯(lián)結(jié)端子板，即接地端子板，使它們都具有基本相等的電位，這種聯(lián)結(jié)稱為總等電

位聯(lián)結(jié)(見圖7－16中的ＭＥＢ)。圖7－16總等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)

2.局部等電位聯(lián)結(jié)

在局部場所范圍內(nèi)將各導(dǎo)電部分連通，稱為局部等電位聯(lián)結(jié)?？赏ㄟ^局部等電位聯(lián)結(jié)端子板將下列部分互相連通，以簡便地實(shí)現(xiàn)該局部范圍內(nèi)的多個輔助等電位聯(lián)結(jié)，包括ＰＥ母線或ＰＥ干線、公用設(shè)施的金屬管道、建筑物金屬結(jié)構(gòu)等(見圖7－16中的ＬＥＢ)。7.2.5其他電擊防護(hù)措施

1.漏電保護(hù)器

漏電保護(hù)器的工作原理如圖7－17所示，其主要檢測元件是零序電流互感器，它將測到的泄漏電流與預(yù)定的基準(zhǔn)值比較，如大于預(yù)定值，便借助于脫扣線圈使脫扣器動作，切

斷電源回路。圖7－17漏電保護(hù)器的工作原理

2.浪涌保護(hù)器