1、建筑設備建筑設備主講：張鴻愷13 安全用電和建筑防雷安全用電和建筑防雷目錄目錄安全用電安全用電1建筑物防雷建筑物防雷213.1 安全用電安全用電1、安全電流、安全電流 安全電流，也就是人體觸電后最大的擺脫電流。各國對安全電流，也就是人體觸電后最大的擺脫電流。各國對于安全電流的規定并不完全一致。我國規定，于安全電流的規定并不完全一致。我國規定，30mA (50Hz交交流流)為安全電流值，但要求其觸電時間不超過為安全電流值，但要求其觸電時間不超過1秒。秒。2、安全電壓、安全電壓 安全電壓，就是不致使人直接致死或致殘的電壓。安全安全電壓，就是不致使人直接致死或致殘的電壓。安全電壓與人體電阻是有關系的

2、。從觸電安全角度考慮，人體電電壓與人體電阻是有關系的。從觸電安全角度考慮，人體電阻一般可取阻一般可取1700。由于安全電流為。由于安全電流為30mA，所以人體允許，所以人體允許13.1.1 安全電流和安全電壓安全電流和安全電壓持續接觸的安全電壓為：持續接觸的安全電壓為： U = 30mA1700 50V 所以一般稱所以一般稱50V為正常環境條件下允許持續接觸的安全特為正常環境條件下允許持續接觸的安全特低電壓。我國規定的安全電壓標準有：低電壓。我國規定的安全電壓標準有：42、36、24、12、6V。3、安全電壓的條件、安全電壓的條件 (1) 因人而異。手有老繭，身心健康，情緒樂觀的人電阻因人而異

3、。手有老繭，身心健康，情緒樂觀的人電阻大，較安全。皮膚細嫩，情緒悲觀，疲勞過度的人電阻小，大，較安全。皮膚細嫩，情緒悲觀，疲勞過度的人電阻小，較危險。較危險。 (2)與觸電時間長短有關。觸電時間越長，情緒緊張，發熱與觸電時間長短有關。觸電時間越長，情緒緊張，發熱出汗，人體電阻減小，危險大。若迅速脫離電源，則危險小。出汗，人體電阻減小，危險大。若迅速脫離電源，則危險小。13.1 安全用電安全用電 (3) 與皮膚接觸的面積和壓力大小有關。接觸面積和壓力與皮膚接觸的面積和壓力大小有關。接觸面積和壓力越大越危險。反之較安全。越大越危險。反之較安全。 (4) 與工作環境有關。低矮潮濕，仰臥操作，不易脫離

4、現與工作環境有關。低矮潮濕，仰臥操作，不易脫離現場的情況下觸電危險大。場的情況下觸電危險大。 13.1 安全用電安全用電 為了保護人身和設備的安全，電氣設備應可靠接地。電為了保護人身和設備的安全，電氣設備應可靠接地。電氣設備的接地一般可分為工作性接地和保護性接地。保護性氣設備的接地一般可分為工作性接地和保護性接地。保護性接地又可分為保護接地和保護接零兩種形式。接地又可分為保護接地和保護接零兩種形式。 工作接地：為保證電力系統安全運行，將電力系統的中工作接地：為保證電力系統安全運行，將電力系統的中性點接地（如將變壓器中性點性點接地（如將變壓器中性點N接地）叫工作接地。接地）叫工作接地。 保護性接

5、地：分保護接地和保護接零兩種。保護接地是保護性接地：分保護接地和保護接零兩種。保護接地是將大型用電設備、電動機等的金屬外殼通過導體與埋入地下將大型用電設備、電動機等的金屬外殼通過導體與埋入地下的金屬接地體相連接的方法。保護接零（也叫的金屬接地體相連接的方法。保護接零（也叫TN系統）是將系統）是將用電設備的金屬外殼與保護線（也叫保護零線）用電設備的金屬外殼與保護線（也叫保護零線）PE可靠連接。可靠連接。 13.1 安全用電安全用電13.1.2 電氣設備的接地電氣設備的接地 低壓配電系統接地的形式根據電源端與地的關系、電氣低壓配電系統接地的形式根據電源端與地的關系、電氣裝置的外露可導電部分與地的關

6、系分為裝置的外露可導電部分與地的關系分為TN、TT、IT系統，系統，其中其中TN系統又分為系統又分為TN-S、TN-C、TN-C-S系統。系統。 以拉丁文字作代號形式的意義為：以拉丁文字作代號形式的意義為： 第一個字母表示電源與地的關系。第一個字母表示電源與地的關系。T表示電源有一點直接表示電源有一點直接接地；接地；I表示電源端所有帶電部分不接地或有一點通過阻抗接表示電源端所有帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地。地。 第二個字母表示電氣裝置的外露可導電部分與地的關系。第二個字母表示電氣裝置的外露可導電部分與地的關系。N表示電氣裝置的外露可導電部分與電源端有直接電氣連接；表示電氣裝置的外露可導電

7、部分與電源端有直接電氣連接；T表示電氣裝置的外露可導電部分直接接地，此接地點在電氣表示電氣裝置的外露可導電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點。上獨立于電源端的接地點。13.1 安全用電安全用電1、TN系統系統 電力系統有一點直接接地（中性線電力系統有一點直接接地（中性線N接地），用電設備的接地），用電設備的外露可導電部分通過保護線與接地點連接。按照中性線與保外露可導電部分通過保護線與接地點連接。按照中性線與保護線組合情況，又可分為三種型式：護線組合情況，又可分為三種型式： 按中性線與保護線的組合情況，按中性線與保護線的組合情況，TN系統有以下三種形式：系統有以下三種形式： TN

8、-S系統（見圖系統（見圖13-1） 整個系統的中性線和保護線整個系統的中性線和保護線是分開的。是分開的。 TN-C系統（見圖系統（見圖13-2） 整個系統的中性線和保護線整個系統的中性線和保護線是合一的。是合一的。 TN-C-S系統（見圖系統（見圖13-3） 系統中有一部分中性線和系統中有一部分中性線和保護線是合一的。保護線是合一的。13.1 安全用電安全用電2、TT系統系統 TT系統有一個直接接地點，電氣設施的外露可導電部分系統有一個直接接地點，電氣設施的外露可導電部分接至電氣上與電力系統的接地點無關的接地極（見圖接至電氣上與電力系統的接地點無關的接地極（見圖13-4）。）。3、IT系統系統

9、 IT系統的帶電部分與大地間不直接連接，而電氣設施的系統的帶電部分與大地間不直接連接，而電氣設施的外露可導電部分則是接地的（見圖外露可導電部分則是接地的（見圖13-5）。）。 在在IT系統中的任何帶電部分嚴禁直接接地。系統中的任何帶電部分嚴禁直接接地。IT系統中的系統中的電源系統對地應保持良好的絕緣狀態。在正常情況下，從各電源系統對地應保持良好的絕緣狀態。在正常情況下，從各項測得的對地短路電流值均不得超過項測得的對地短路電流值均不得超過70mA(交流有效值交流有效值)。所。所有設備的外露可導電部分均應通過導線與接地線連接。有設備的外露可導電部分均應通過導線與接地線連接。 13.1 安全用電安全

10、用電 IT系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警或顯示裝置。系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警或顯示裝置。在無特殊要求的情況下，在無特殊要求的情況下，IT系統不宜引出中性線。系統不宜引出中性線。 必須注意，不允許在同一系統中采用不同的接地保護型必須注意，不允許在同一系統中采用不同的接地保護型式。應根據系統安全保護所具備的條件并結合工程的實際情式。應根據系統安全保護所具備的條件并結合工程的實際情況，確定其中一種。如在同一低壓配電系統中，不能既采用況，確定其中一種。如在同一低壓配電系統中，不能既采用TN系統又采用系統又采用TT系統，只能全部采用其中的一種系統。系統，只能全部采用其中的一種系統。 4、重

11、復接地、重復接地 采用保護接零時，除系統的中性點工作接地外，將零線采用保護接零時，除系統的中性點工作接地外，將零線上的一點或多點與地再作金屬連接，稱為重復接地，如圖上的一點或多點與地再作金屬連接，稱為重復接地，如圖13-6所示。所示。 13.1 安全用電安全用電 如果不采取重復接地，一旦出現零線折斷的情況，那么，如果不采取重復接地，一旦出現零線折斷的情況，那么，接在折斷處后面的用電設備相線碰殼時，保護電器就不會動接在折斷處后面的用電設備相線碰殼時，保護電器就不會動作，該設備以及后面的所有接零設備外殼，都存在接近于相作，該設備以及后面的所有接零設備外殼，都存在接近于相電壓的對地電壓，相當于設備既

12、沒有接地又沒有接零。電壓的對地電壓，相當于設備既沒有接地又沒有接零。 若在用戶集中的地方采取重要接地，即使零線偶爾折斷，若在用戶集中的地方采取重要接地，即使零線偶爾折斷，帶電的外殼也可以通過重復接地裝置與系統中性點構成回路，帶電的外殼也可以通過重復接地裝置與系統中性點構成回路，產生接地短路電流，保護電器動作。如果用電設備較大，保產生接地短路電流，保護電器動作。如果用電設備較大，保護電器因整定電流大于接地短路電流而不動作，也可以減輕護電器因整定電流大于接地短路電流而不動作，也可以減輕事故的危害。在事故的危害。在R0與與Rd相等的情況下，外殼對地電壓只有相相等的情況下，外殼對地電壓只有相電壓的電壓

13、的1/2。當然，這個電壓對人還是危險的，因此零線折斷。當然，這個電壓對人還是危險的，因此零線折斷的故障應盡量避免。的故障應盡量避免。 13.1 安全用電安全用電5、等電位連接、等電位連接 我們常做的安全接地其實就是等電位連接，它以地電位作我們常做的安全接地其實就是等電位連接，它以地電位作為基準電位，由于它連接的范圍大、線路距離長，減少故障接為基準電位，由于它連接的范圍大、線路距離長，減少故障接觸電壓的效果并不好。在建筑物內用幾根導線作等電位連接可觸電壓的效果并不好。在建筑物內用幾根導線作等電位連接可大大減少接觸電壓，而被連接的金屬管道，結構本身往往就是大大減少接觸電壓，而被連接的金屬管道，結構

14、本身往往就是接地電阻小、壽命長的自然接地極，因此除有特殊要求外，做接地電阻小、壽命長的自然接地極，因此除有特殊要求外，做等電位連接后人工接地極沒有多大意義。等電位連接后人工接地極沒有多大意義。 民用建筑中需進行等電位連接的部位有：民用建筑中需進行等電位連接的部位有： (1) 電纜橋架、設施管道、金屬門框架、金屬地板、電梯軌電纜橋架、設施管道、金屬門框架、金屬地板、電梯軌道等大尺寸的內部導電物，其等電位連接應以最短路徑連到最道等大尺寸的內部導電物，其等電位連接應以最短路徑連到最13.1 安全用電安全用電近的等電位連接帶。近的等電位連接帶。 (2) 電力線、通信線和外來導電物均應在進入建筑物處做等

15、電力線、通信線和外來導電物均應在進入建筑物處做等電位連接。電位連接。 (3) 信息系統的所有外露導電物應建立一個等電位連接網，信息系統的所有外露導電物應建立一個等電位連接網，并與建筑物的共用接地系統等電位連接。并與建筑物的共用接地系統等電位連接。13.1 安全用電安全用電13.1 安全用電安全用電圖圖13-1 TN-S系統系統 Back13.1 安全用電安全用電圖圖13-2 TN-C系統系統 Back13.1 安全用電安全用電圖圖13-3 TN-C-S系統系統 Back13.1 安全用電安全用電圖圖13-4 TT系統系統 Back13.1 安全用電安全用電圖圖13-5 IT系統系統 Back1

16、3.1 安全用電安全用電圖圖13-6 重復接地的作用重復接地的作用 Back 雷電是一種常見的自然現象，雷擊能使建筑物損壞、著雷電是一種常見的自然現象，雷擊能使建筑物損壞、著火，能造成嚴重的人身安全事故，損壞電氣設備，使電力系火，能造成嚴重的人身安全事故，損壞電氣設備，使電力系統停電。因此，防雷是現代建筑物必須設置的安全保護措施。統停電。因此，防雷是現代建筑物必須設置的安全保護措施。 雷電按其造成危害的形式和作用一般可分為直接雷和感雷電按其造成危害的形式和作用一般可分為直接雷和感應雷兩種，直接雷和感應雷都可轉變成另外一種作用形式應雷兩種，直接雷和感應雷都可轉變成另外一種作用形式高電位侵入，即很

17、高的電壓沿著供電線路和金屬管道，高速高電位侵入，即很高的電壓沿著供電線路和金屬管道，高速涌人變電所、用電戶等建筑內部，造成人員傷亡和設備損壞。涌人變電所、用電戶等建筑內部，造成人員傷亡和設備損壞。13.2 建筑物防雷建筑物防雷 建筑物根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能建筑物根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三級。性和后果，按防雷要求分為三級。1、 一級防雷的建筑物一級防雷的建筑物 (1) 具有特別重要用途的建筑物。如國家級的會堂、辦公建具有特別重要用途的建筑物。如國家級的會堂、辦公建 筑、檔案館、大型博展建筑；特大型、大型鐵路旅客站；國際筑、檔案館、大型

18、博展建筑；特大型、大型鐵路旅客站；國際性的航空港、通訊樞紐、國賓館、大則旅游建筑、國際港口客性的航空港、通訊樞紐、國賓館、大則旅游建筑、國際港口客運站等。運站等。 (2) 國家級重點文物保護的建筑物和構筑物。國家級重點文物保護的建筑物和構筑物。 (3) 高度超過高度超過100m的建筑物。的建筑物。13.2 建筑物防雷建筑物防雷13.2.1 建筑物防雷分級建筑物防雷分級2、二級防雷建筑、二級防雷建筑 (1) 重要的或人員密集的大型建筑物。如部、省級辦公樓；重要的或人員密集的大型建筑物。如部、省級辦公樓；省級會堂、博展、體育、交通、通信、廣播等建筑；以及大型省級會堂、博展、體育、交通、通信、廣播等

19、建筑；以及大型商店、影劇院等。商店、影劇院等。 (2) 省級重點文物保護的建筑物和構筑物。省級重點文物保護的建筑物和構筑物。 (3) 19層及以上的住宅建筑和高度超過層及以上的住宅建筑和高度超過50m的其他民用建筑的其他民用建筑物。物。 (4) 省級及以上大型計算中心和裝有重要電子設備的建筑物。省級及以上大型計算中心和裝有重要電子設備的建筑物。13.2 建筑物防雷建筑物防雷3、三級防雷的建筑物、三級防雷的建筑物 (1) 當年計算雷擊次數大于或等于當年計算雷擊次數大于或等于005時，或通過調查確時，或通過調查確認需要防雷的建筑物。認需要防雷的建筑物。 (2) 建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過

20、建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物。的建筑物。 (3) 高度為高度為15m及以上的煙囪、水塔等孤立的建筑物或構筑及以上的煙囪、水塔等孤立的建筑物或構筑物。在雷電活動較弱地區物。在雷電活動較弱地區(年平均雷暴日不超過年平均雷暴日不超過15d)其高度可其高度可為為20m及以上。及以上。 (4) 歷史上雷害事故嚴重地區或雷害事故較多地區的較重要歷史上雷害事故嚴重地區或雷害事故較多地區的較重要建筑物。建筑物。13.2 建筑物防雷建筑物防雷 建筑物防雷裝置一般由接閃器、引下線和接地裝置三部建筑物防雷裝置一般由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。分組成。1、接閃器、接閃器 接閃器是接受雷電

21、流的金屬導體，接閃器有避雷針、避接閃器是接受雷電流的金屬導體，接閃器有避雷針、避雷網雷網(帶帶)、避雷線等。、避雷線等。(1) 避雷針避雷針 一般用鍍鋅圓鋼一般用鍍鋅圓鋼(針長針長12m，直徑不小于，直徑不小于16mm)或鍍鋅或鍍鋅鋼管鋼管(長長1-2m，內徑不小于，內徑不小于25mm)制成，可以安裝在建筑物制成，可以安裝在建筑物上、支柱或電桿上，下端經引下線與接地裝置焊接連接。上、支柱或電桿上，下端經引下線與接地裝置焊接連接。13.2 建筑物防雷建筑物防雷13.2.2 建筑物防雷系統組成建筑物防雷系統組成(2) 避雷網避雷網(帶帶) 一般采用截面一般采用截面48mm2、厚度不小于、厚度不小于

22、4mm的鍍鋅扁鋼或直的鍍鋅扁鋼或直徑不小于徑不小于8mm的圓鋼制成。避雷帶一般安裝在建筑物頂部突的圓鋼制成。避雷帶一般安裝在建筑物頂部突出的部位上，如屋脊、女兒墻等。避雷帶一般采用出的部位上，如屋脊、女兒墻等。避雷帶一般采用254的鍍的鍍鋅扁鋼相互焊接連成一片。避雷帶可用鍍鋅扁鋼引下到接地鋅扁鋼相互焊接連成一片。避雷帶可用鍍鋅扁鋼引下到接地裝置，也可與建筑物柱子、剪力墻內的主鋼筋焊連，形成一裝置，也可與建筑物柱子、剪力墻內的主鋼筋焊連，形成一個接地網，然后接到共用接地體上。個接地網，然后接到共用接地體上。(3) 避雷線避雷線 用于架空線路上的防雷，一般用于架空線路上的防雷，一般35kV以上的電

23、力架空線路，以上的電力架空線路，都必須在輸電線的上方架設避雷線，避雷線一般采用截面不都必須在輸電線的上方架設避雷線，避雷線一般采用截面不小于小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。的鍍鋅鋼絞線。13.2 建筑物防雷建筑物防雷 2、引下線、引下線 引下線是把雷電流由接閃器引到接地裝置的金屬導體。引下線是把雷電流由接閃器引到接地裝置的金屬導體。在現代民用建筑中，一般利用建、構筑物的混凝土柱中的鋼在現代民用建筑中，一般利用建、構筑物的混凝土柱中的鋼筋或金屬構件作為防雷引下線。引下線采用圓鋼時直徑不小筋或金屬構件作為防雷引下線。引下線采用圓鋼時直徑不小于于8mm；采用扁鋼時，截面不小于；采用扁鋼時，截面不小于48

24、mm2，明敷時外表面需，明敷時外表面需鍍鋅，焊接處應涂防腐漆。引下線連接必須采用焊接連成電鍍鋅，焊接處應涂防腐漆。引下線連接必須采用焊接連成電氣通路。氣通路。3、接地裝置、接地裝置 接地裝置是對埋設于地下的接地體和接地線的總稱。通接地裝置是對埋設于地下的接地體和接地線的總稱。通常稱之為接地極。其作用是把雷電流疏散到大地中去。常稱之為接地極。其作用是把雷電流疏散到大地中去。接地接地 13.2 建筑物防雷建筑物防雷體有自然接地體和人工接地體。自然接地體可利用建筑物的體有自然接地體和人工接地體。自然接地體可利用建筑物的基礎中的鋼筋，人工接地體按埋設方式可分為垂直接地和水基礎中的鋼筋，人工接地體按埋設

25、方式可分為垂直接地和水平接地體，垂直接地體一般采用鍍鋅鋼管、鍍鋅角鋼，水平平接地體，垂直接地體一般采用鍍鋅鋼管、鍍鋅角鋼，水平接地體一般采用鍍鋅圓鋼、扁鋼等。設計時應優先考慮設置接地體一般采用鍍鋅圓鋼、扁鋼等。設計時應優先考慮設置自然接地體，當接地電阻不能滿足要求時再加裝人工接地體。自然接地體，當接地電阻不能滿足要求時再加裝人工接地體。13.2 建筑物防雷建筑物防雷1、一級防雷建筑物的保護措施、一級防雷建筑物的保護措施 (1) 防直擊雷的接閃器應采用裝設在屋角、屋脊、女兒墻防直擊雷的接閃器應采用裝設在屋角、屋脊、女兒墻或屋檐上的避雷帶，并在屋面上裝設不大于或屋檐上的避雷帶，并在屋面上裝設不大于

26、5m5m 的網的網格。格。 (2) 為了防止雷電波的侵入，進入建筑物的各種線路及金為了防止雷電波的侵入，進入建筑物的各種線路及金屬管道宜采用全線埋地引入，并在入戶端將電纜的金屬外皮、屬管道宜采用全線埋地引入，并在入戶端將電纜的金屬外皮、鋼管及金屬管道與接地裝置連接。鋼管及金屬管道與接地裝置連接。 (3) 對于高層建筑，應采取防側擊雷和等電位措施。對于高層建筑，應采取防側擊雷和等電位措施。13.2 建筑物防雷建筑物防雷13.2.3 各級防雷建筑物的保護措施各級防雷建筑物的保護措施2、二級防雷建筑物的保護措施、二級防雷建筑物的保護措施 (1) 防直擊雷宜采用裝設在屋角、屋脊、女兒墻或屋脊上防直擊雷

27、宜采用裝設在屋角、屋脊、女兒墻或屋脊上的環狀避雷帶，并在屋面上裝設不大于的環狀避雷帶，并在屋面上裝設不大于10m10m的網格。的網格。 (2) 為了防止雷電波的侵入，對全長低壓線路采用埋地電為了防止雷電波的侵入，對全長低壓線路采用埋地電纜或在架空金屬線槽內的電纜引入，在入戶端將電纜金屬外纜或在架空金屬線槽內的電纜引入，在入戶端將電纜金屬外皮、金屬線槽接地，并與防雷接地裝置相連。皮、金屬線槽接地，并與防雷接地裝置相連。 (3) 其他防雷措施與一級防雷措施相同。其他防雷措施與一級防雷措施相同。13.2 建筑物防雷建筑物防雷3、三級防雷建筑物的保護措施、三級防雷建筑物的保護措施 (1) 防直擊雷宜在

28、建筑物屋角、屋檐、女兒墻或屋脊上裝防直擊雷宜在建筑物屋角、屋檐、女兒墻或屋脊上裝設避雷帶或避雷針，當采用避雷帶保護時，應在屋面上裝設設避雷帶或避雷針，當采用避雷帶保護時，應在屋面上裝設不大于不大于20m20m的網格。對防直擊雷裝置引下線的要求，的網格。對防直擊雷裝置引下線的要求，與一級防雷建筑物的保護措施對防直擊雷裝置引下線的要求與一級防雷建筑物的保護措施對防直擊雷裝置引下線的要求相同。相同。 (2) 為了防止雷電波的侵入，應在進線端將電纜的金屬外為了防止雷電波的侵入，應在進線端將電纜的金屬外皮、鋼管等與電氣設備接地相連。若電纜轉換為架空線，應皮、鋼管等與電氣設備接地相連。若電纜轉換為架空線，應在轉換處裝設避雷器。在轉換處裝設避雷器。13.2 建筑物