C9 建筑物防雷与接地保护

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,浙江工业大学信息工程学院 戚军,建筑电气,高层建筑电气设计,第七章,建筑物的安全及防护,防雷,接地,等电位联结,漏电保护,电磁兼容,本章学习内容,雷电的形成过程可分为,气流上升,、,电荷分离,和,放电,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,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。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的图纸。,一、雷电的形成及危害,1,、 雷电的形成,“,水滴分裂理论”解释,第一节防雷,2,、雷电的类型,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。,直击雷的破坏最为严重！,第一节防雷,措施：,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。,感应雷击是由,静电感应,或,电磁感应,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，并危及人身安全。,感应雷,二次雷,措施：,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，防止在缺口处形成高电压和放电火花。,第一节防雷,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,50,-70,。,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。,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。,第一节防雷,措施：,在输电线路等能够引起雷电波侵入的设备，在进入建筑物前装设避雷器保护装置,(,限制雷电过电压,),。,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,10,20 cm,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、窗或孔洞进入建筑物内部造成破坏。,第一节防雷,球形雷,二、,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度与,雷击部位关系较大。,第一节防雷, 平屋面或坡度不大于,1/10,的屋面,檐角、女儿墙、屋檐，,如图（,a,）、（,b,）,。, 坡度大于,1/10,且小于,1/2,的屋面,屋角、屋脊、檐角、屋檐，,如图（,c,）,。, 坡度不小于,1/2,的屋面,屋角、屋脊、檐角，,如图（,d,）,。,三、,建筑物防雷装置的组成,接闪器,指直接接受雷击的避雷针、避雷带（线）、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。,引下线,指连接接闪器和接地装置的金属导体。,接地装置,将引至的雷电流安全无害地释放到大地的部分。,第一节防雷,作用原理,：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。,所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接。,1,、接闪器,第一节防雷,种类,安装部位,材料规格,备注,避雷针,屋面,烟囱、水塔,针长,1m,以下：圆钢直径,12mm,钢管直径,20mm,针长,1,2m,：圆钢直径,16mm,钢管直径,25mm,圆钢直径,20mm,钢管直径,40mm,避雷针的保护角：,平原地区：,45,山区：,37,避雷带,避雷网,屋面,圆钢直径,8mm,扁钢截面,48mm,2,，厚度,4mm,避雷环,烟囱、水塔顶部,圆钢直径,12mm,扁钢截面,100mm,2,，厚度,4mm,接闪器的最小尺寸,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。,引雷针,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“,滚球法,”求得，其形状是一个对称的锥体。,不同防雷类别的滚球半径,建筑物的防雷类别,滚球半径,h,r,（,m,）,一类,30,二类,45,三类,60,（,1,） 当避雷针高度,h,小于或等于滚球半径,h,r,时, 距地面,h,r,处作一平行于地面的平行线。, 以避雷针针尖为圆心，以,h,r,为半径，作弧线交平行线于,A,、,B,两点。, 分别以,A,、,B,为圆心，,h,r,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,180,，形成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, 避雷针在,h,x,高度,xx,平面上的保护半径,r,x,按下式确定：,（,2,） 当避雷针高度,hh,r,时，在避雷针上取高度,h,r,的一点代替单支避雷针的针尖作为圆心，其余同第（,1,）条方法。计算中取,h=h,r,，,【,例,7.1】,某厂有一座二类防雷建筑物，高,10 m,，其屋顶最远一角距离高,50 m,的烟囱为,15 m,远，烟囱上装有一根,2.5 m,高的避雷针。试用“滚球法”验算此避雷针能否保护这座建筑物。,第一节防雷,【,解,】,已知滚球半径,h,r,=45 m,（二类防雷建筑物），,h=50+2.5=52.5 m,，,h,x,=10 m,，因为,hh,r,，所以取,h=h,r,，在,r,x,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。,第一节防雷,避雷带和避雷网,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。,第一节防雷,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、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,避雷笼,。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，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，形成一个等电位体，因此笼内人身和设备都是安全的。,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。,“,鸟巢,”,表面没有一般大型建筑上的避雷针。它的钢结构通过焊接方式进行连接，遭到闪电袭击时，钢结构就成为一个巨大的接收闪电装置。,“,鸟巢,”,内几乎所有的设备都与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地下，保证了场馆自身、仪器设备和人身安全。,第一节防雷,它适于安装在建筑物的屋脊、屋檐,(,坡屋顶,),或屋顶边缘及女儿墙,(,平屋顶,),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,明装,和,暗装,两种方式。, 明装,第一节防雷, 暗装,暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网，它较,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。,第一节防雷,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,(,焊接,),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结构。没有组合柱和圈梁的建筑物，应每,3,层在建筑物外墙内敷设一圈,12mm,镀锌圆钢作为均压环，并与防雷装置的所有引下线连接，,2,、引下线,第一节防雷,种类,安装部位,材料规格,备注,人工引下线,外墙,（经最短路径接地）,圆钢直径,8mm,；,扁钢截面,48mm,2,，厚度,4mm,1,多根引下线时，为便于测量接地电阻，在各引下线上距地,0.3m,1.8m,之间设置,断接卡,。,2,在易受机械损伤的地方，地上约,1.7m,至地下,0.3m,的一段接地线暗敷或加镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管保护。,建筑物的金属构件、金属烟囱、金属爬梯,烟囱、水塔,圆钢直径,12mm,；,扁钢截面,100mm,2,，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,。,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，可作均压环。,引下线的规格,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。,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。,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,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。,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,0.3 m,处设接地体连接板。,连接板,明敷引下线与断接卡,暗敷引下线与断接卡,暗敷引下线，明装连接板,暗敷引下线，暗装连接板,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，如建筑物的钢结构、,行车钢轨、埋地的金属管道,(,可燃液体和可燃气体管道除外,),等。,指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的金属导体。接地体分,人工接地体,和,自然接,地体,两种。,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,接地装置是接地体,(,或称接地极,),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。,接地体,第一节防雷,人工垂直接地体的长度宜为,2.5m,。,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,5m,，,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,0.5,0.8,m,。,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,10mm,；,扁钢截面积不应小于,100mm,2,，,其厚度不应小于,4mm,；,角钢厚度不应小于,4mm,；,钢管壁厚不应小于,3.5 mm,。,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。,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。,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。,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,人工垂直接地极与水平接地母线的焊接,电气设备金属外壳的接地,四、避雷器,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、可变电阻及电磁吹弧元件组成。当雷电流过来时，避雷器在导线与大地之间提供一低阻抗的导电通路，让雷电流导入大地，以减少过电压。,第一节防雷,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。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，一般要求与自动重合闸装置配合使用，以提高供电的可靠性。,保护间隙,应用于,10kV,以下配电网中,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,管式避雷器,排气式避雷器,应用于户外,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。,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料的两类。,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（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。,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，电力线路恢复正常供电。,阀式避雷器,第一节防雷,第一节防雷,目前各国制造的磁吹避雷器主要有以下两种：,FCD,型,-,保护旋转电机 电压一般,2-15KV,FCZ,型,-,保护变电站设备 电压一般,35-500KV,第一节防雷,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。,型号中字母的含义：,F,阀式避雷器,S,配（变）电作用,Z,电站用,Y,线路用,D,旋转电机用,C,具有磁吹放电间隙,高压电动机防雷保护的接线示意图,6,10kV,防雷电波侵入接线示意图,变压器防雷保护,第一节防雷,指省级的重点建筑、可能遭受雷击的建筑物。,五、,建筑物防雷等级的划分,1,、按,建筑物防雷设计规范,(GB 50057,94),的规定，将建筑物防雷等级分为,3,类。,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。,第,二,类防雷建筑物,指国家级的重点建筑、特别重要,的建筑,物以及雷击次数较多的建筑物。,第,三,类防雷建筑物,第一节防雷,一般，高层民用建筑为二类或三类防雷建筑物,第一节防雷,2,、根据,民用建筑电气设计规范,（,JGJ/T16-92,）规定,，将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,统一,的：,一级,第二类中的重要建筑物；,二级,第二类中的次要建筑物和第三类中的重要建筑物；,三级,第三类中的次要建筑物；,按级划分的方法比较常用,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、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、通讯枢纽；国宾馆；大型旅游建筑、国际港口客运站等。,（,2,）国家级重点文物保护的建筑物或构筑物。,（,3,）高度超过,100m,的建筑物。,第一节防雷,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,10m10m,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。,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，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，可适当增大冲击接地电阻。,第一节防雷,第一节防雷,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、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,18m,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，其净距小于,100mm,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,100mm,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置的连接不应少于两处。,第一节防雷,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，其埋地长度不应小于,15m,。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相连。距离建筑物,100m,内的管道，应每隔,25m,左右接地一次，冲击接地电阻不宜大于,20,，宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、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相连。,当建筑物高于,30m,时，应采取防侧击雷的措施,1,）从,30m,起每隔部大于,6m,沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连；,2,）,30m,及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。,3,）在电源引入的总配电箱处装设过电压保护器。,第一节防雷,二级防雷建筑物,（,1,）重要的或人员密集的建筑物，如省部级的会堂、办公建筑、博展、体育、交通、通讯、广播等建筑，以及大型商店、影剧院等。,（,2,）省级重点文物保护的建筑物或构筑物。,（,3,）,19,层以上的住宅建筑和高度超过,50m,的其他民用建筑物。,（,4,）省级及以上大型计算中心和装有重要电子设备的建筑物。,第一节防雷,第一节防雷,防直击雷的措施,1,）建筑物上的避雷针或避雷网（带）混合组成接闪器。避雷网的网格尺寸不应大于,15m15m,。,2,）至少设两根引下线，在建筑物的四周均匀或对称布置，其间距不应大于,20m,。,3,）每一引下线的冲击接地电阻不宜大于,10,。防直击雷接地可与防雷电感应、电气设备等接地共用同一接地装置，也可与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时，两者之间的距离不得小于,3m,。在共用接地装置与埋地金属管道相连情况下，接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体。,4,）敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢，当仅一根时，其直径不应小于,10mm,。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋，其截面积总和不应小于一根为,10mm,钢筋的截面积。,第一节防雷,防雷电感应的措施,1,）建筑物内的设备、管道、构架等金属物就近接到防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上。,2,）防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。,3,）平行敷设的管道、构架、电缆的金属外皮等长金属物，与第一类防雷建筑物的防雷措施相同。,第一节防雷,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或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆的金属外皮、金属线槽接地。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，其埋地长度不应小于,15m,。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，冲击接地电阻不宜大于,10,。,2,）架空金属管道，在进出建筑物处，应就近与防雷的接地装置相连。当不连接时，架空管道应接地，距离建筑物,25m,接地一次，冲击接地电阻不宜大于,10,。,第一节防雷,当建筑物高于,45m,时，应采取防侧击雷的保护措施,1,）利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线；,2,）,30m,及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。,3,）竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。,三级防雷建筑物,（,1,） 预计雷击次数大于或等于,0.0,5,次,/a,，,或通过调查确认需要防雷的,建筑物。,（,2,）建筑群中最高或位于建筑群边缘超过,20m,的建筑物。,（,3,）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。,第一节防雷,第一节防雷,防直击雷的措施,1,）建筑物上的避雷针或避雷网（带）混合组成接闪器。避雷网的网格尺寸不应大于,20m20m,或,24m16m,。,2,）至少设两根引下线，在建筑物的四周均匀或对称布置，其间距不应大于,25m,。,3,）每一引下线的冲击接地电阻不宜大于,30,，其接地装置与电气设备等接地共用，也可与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时，两者之间的距离不得小于,2m,。在共用接地装置与埋地金属管道相连情况下，接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体。,第一节防雷,防止雷电波侵入的措施,低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆的金属外皮、金属线槽接地。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，冲击接地电阻不宜大于,30,。,当建筑物高于,60m,时，应采取防侧击雷的保护措施,60m,及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。,第二节接地,一、 接地的类型,为了保证电气设备在正常的情况下可靠的工作。,各种工作接地都有其各自的功能，如：变压器、发电机的中性点直接接地能在运行中维持三相系统中相线对地电压不变；又如电压互感器一次线圈中性点接地是为了测量一次系统相对地的电压源，中性点经消弧线圈接地能防止系统出现过电压等。,工作接地,保护接地,将电气设备的金属外壳、配电装置的构架、线路的塔杆等正常情况下不带电，但可能因绝缘损坏而带电的所有部分接地。因为这种接地的目的是保护人身安全，故称为保护接地或安全接地。,1,、按功能分类,第二节接地,给防雷保护装置（避雷针、避雷线、避雷网）向大地泄放雷电流提供通道,雷电保护接地,防静电接地,为了防止静电引起易燃易爆气体或液体发生火灾或爆炸，而对贮气体或液体管道、容器等设置的接地。,第二节接地,按国际电工委员会,(IEC),的规定低压电网有五种接地方式。,第二节接地,2,、按接线方式分类,第一个字母表示电源中性点的对地关系：,T,中性点直接接地；,I,中性点与地绝缘，或经高阻抗接地。,第二个字母表示装置的外露可导电的部分对地关系；,T,外露可导电部分对地直接电气连接；,N,外露可导电部分经过保护线与接地点相连。,横线后面的字母,(S,、,C,或,C,-S,),表示保护线与中性线的结合情况。,当设备带电部分与外壳相连时，短路电流经外壳和,N,线（或,PE,线）而形成单相短路，显然该短路电流较大，可使保护线快速而可靠地动作，将故障部分与电源断开，消除触电危险。 中性线,N,和保护线,PE,完全分开的称为,TN-S,系统,（又称三相五线制）；,N,线与,PE,线前段共用、后段分开的称为,TN-C-S,系统,；,N,线与,PE,线完全共用的称为,TN-C,系统,。,第二节接地,TN,系统,TT,系统的使用能减少人体触电的危险，但是不够安全。为保障人身安全，根据,IEC,标准应加装漏电保护器（漏电开关）。,TT,系统的电源中性点直接接地，也引出,N,线，属三相四线制系统，而设备的外露可导电部分则经各自的,PE,线分别接地。,TT,系统,第二节接地,IT,系统又称为三相三线制系统。当电气设备发生单相接地故障时，接地电流将通过人体和电网、大地之间的电容构成回路。一般情况下，此电流是不大的，但是，如果电网绝缘强度显著下降，这个电流可能达到危险程度。,IT,系统,第二节接地,在同一个保护系统中，不允许一部分电气设备采用,TN,制，而另一部分设备采用,TT,制。,注意,第二节接地,假如在,TN,系统中，有个别位置遥远的电动机为了节省,PEN,线而采用直接接地的措施（相当于采用,TT,制）。当采用直接接地的电动机一旦发生绝缘损坏而漏电时，接地电流通过大地与变压器的接地极形成回路，使整个,PEN,线出现了约为,U,/2,的危险电压。若人体接触到采用,PEN,线保护的带有,U,/2,电压的用电设备外壳时，将会产生严重后果。,第二节接地,二、,PE/PEN,线的选择与敷设,作为保护线，,PE,线和,PEN,线的截面积应满足：,具有足够的机械强度；,在接地故障电流通过时具有热稳定性；,其阻抗保证在发生接地故障时不致产生过高的接触电压，并满足接地故障时保护装置的灵敏性要求。,N,线,NeutralLine,PE,线,Protective,Earthing,Line,第二节接地,单芯铜导线作为,PEN,线干线，铜芯相线的截面积为,8mm,2,，请问,PEN,线的截面积至少取多大？,第二节接地,高层建筑的低压配电系统宜采用,TN-S,制的接地形式。,为了提高过电流保护装置接地故障保护的灵敏度，降低,PE,线上的接触电压，应尽量降低故障回路的阻抗。,为了尽量降低故障回路的阻抗，应尽量将,PE,（,PEN,）线与相线靠近并同路敷设。,五芯电缆,视频接地装置的安装,第三节等电位联结,电位差是造成人身电击、电气火灾、电气,/,电子设备损伤的重要原因。将电气装置各外露可导电部分、装置外导电部分及可能带电金属体作电气连接，降低甚至消除电位差，保持人身、设备安全。,等电位联结技术是我国,20,世纪,90,年代出现的新技术。在具体的实践中，等电位联结就是把建筑物内,/,附近的所有金属物，如建筑物的基础钢筋、自来水管、煤气管及其金属屏蔽层，电力系统的零线、建筑物的接地系统，用电气连接的方法连接起来，使整座建筑物成为一个良好的等电位体。,等电位联结的目的就是使整个建筑物的正常非带电导体处于电气连通状态，防止设备与设备之间、系统与系统之间,危险的电位差,，确保设备和人员的安全。,一、 原理,EB,equipotential,bonding,二、 等电位联结的分类,第三节等电位联结,1,、总等电位联结,(MEBMain,Equipotential,Bonding),将,建筑物内的下列导电部分汇集到进线配电箱近旁的接地母排（总接地端子板）上而互相联结：,进线配电箱的保护线（,PE/PEN,）干线；,电气装置的接地干线；,建筑物内水管、燃气管、暖通管道等金属管道；,条件许可的建筑物金属构件等导电体。,2,、辅助（局部）等电位联结,(LEBLocal ),将上述导电部分在局部范围内再作一次联结，或将人体可同时触及的有可能出现危险电位差的不同导电部分互相直接连接。,辅助等电位端子排设于分配电箱内或单独设置。,第三节等电位联结,第三节等电位联结,二、,EB,线的选择与敷设,等电位联结线只承受电位，不承受电流。,第三节等电位联结,第四节漏电保护,漏电保护（,RCD,，,Residual Current Device,）目前作为直接接触基本保护措施的附加保护，防止人身触电、漏电引起火灾及系统接地故障过电流保护的后备措施，广泛应用于低压系统中。,漏电保护器（俗称“漏电开关”）一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上，后者专用于防电气火灾。,安装漏电保护器后并不等于绝对安全，运行中仍应,以预防为主,，并应同时采取其他防止触电和电气设备损坏事故的技术措施。,第四节漏电保护,检测元件,放大环节,执行机构,一、 结构,漏电保护器的组成：,检测元件,由零序互感器组成，检测漏电电流，并发出信号。,放大环节,将微弱的漏电信号放大，放大部件可采用机械装置或电子装置。,执行机构,收到信号后，主开关由闭合位置转换到断开位置，从而切断电源，是被保护电路脱离电网的跳闸部件。,第四节漏电保护,第四节漏电保护,二、 接线方式,第四节漏电保护,注意事项,漏电保护器适用于电源中性点直接接地或经过电阻、电抗接地的低压配电系统。,漏电保护器保护线路的工作中性线,N,要通过零序电流互感器。,接零保护线,(PE),不准通过零序电流互感器。,被保护的用电设备与漏电保护器之间的各线互相不能碰接。,第四节漏电保护,三、 应用范围,国标,GB13955-1992,漏电保护器安装和运行,对全国城乡装设漏电保护器做出统一规定。,1,、必须安装漏电保护器的设备和场所,(1),属于,I,类的移动式电气设备及手持式电动工具,(I,类电气产品，即产品的防电击保护不仅依靠设备的基本绝缘，而且还包含一个附加的安全预防措施,如产品外壳接地,),；,(2),安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备；,(3),建筑施工工地的电气施工机械设备；,(4),暂设临时用电的电器设备；,(5),宾馆、饭店及招待所的客房内插座回路；,(6),机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路；,(7),游泳池、喷水池、浴池的水中照明设备；,(8),安装在水中的供电线路和设备；,(9),医院中直接接触人体的电气医用设备；,(10),其它需要安装漏电保护器的场所。,第四节漏电保护,2,、报警式漏电保护器的应用,对一旦发生漏电切断电源时，会造成事故或重大经济损失的电气装置或场所， 应安装报警式漏电保护器， 如：,(1),公共场所的通道照明、应急照明；,(2),消防用电梯及确保公共场所安全的设备；,(3),用于消防设备的电源,如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等；,(4),用于防盗报警的电源；,(5),其它不允许停电的特殊设备和场所。,第四节漏电保护,第四节漏电保护,第五节电磁兼容,电磁兼容性,（,EMC,，,Electromagnetic Compatibility,）：,指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作并不对该环境中的任何其它设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。,因此，,EMC,包括两个方面的要求：,一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；,另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗干扰性。,第五节电磁兼容,电磁干扰,（,EMI,，,Electromagnetic Interference,）：,有传导干扰和辐射干扰两种。,传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰；,辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备 。,第五节电磁兼容,电磁干扰源：,工业、科学、医疗的感应加热设备辐射；,架空电力线系统；,汽车内燃机点火及日光灯气体放电自启动系统；,公共电源的静电放电、电磁脉冲；,广电、雷达、导航信号发射；,第五节电磁兼容,抗干扰措施：,屏蔽,接地,滤波,电屏蔽,：减小两个设备（或两个电路、组件、元件）间电场感应的影响。电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下，将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。因此，接地良好及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽能否起作用的两个关键因素。,磁屏蔽,：由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路，从而对干扰磁场进行分流。因而选择钢、铁等高磁导率的材料和设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。,电磁屏蔽,：由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的电磁场，即同时屏蔽场源所产生的电场和磁场分量。,第五节电磁兼容,视频,电磁屏蔽防护服,采用不锈钢纤维与纺织纤维制成，产品具有屏蔽微波辐射的安全可靠性、耐盐雾腐蚀性、耐洗涤性，能有效的保护人体免受微波及高频辐射的危害。,第五节电磁兼容,电磁屏蔽玻璃,由两层玻璃或透明树脂间夹经特殊处理的金属网压制而成的。广泛应用于电力系统控制机房、热工仪表、精密实验室、手提电脑视窗、医疗机械（,CT,、核磁共振、心电仪等）以及各类防电磁辐射工程（政府信息安全、银行系统、股票证券系统、地铁等）等众多领域，解决各类电子产品的功能串换、杂音、图像杂乱、机器误动、电磁障碍、通讯干扰、机密信息泄露以及对人体辐射超标等一系列问题。,第五节电磁兼容,往往单纯采用屏蔽不能提供完整的电磁干扰防护，因为设备或系统上的电缆才是最有效的干扰接收与发射天线。,电磁干扰滤波器，又名“,EMI,滤波器,”，用于抑制,电磁干扰,，特别是电源线路或控制信号线路中噪音。,有害的电磁干扰的频率要比正常信号,频率,高得多，所以电磁干扰滤波器是通过选择性地阻拦或分流有害的,高频,来发挥作用的。,第五节电磁兼容,