1、浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气 雷电的形成过程可分为雷电的形成过程可分为气流上升气流上升、电荷分离电荷分离和和放电放电三个阶三个阶段。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、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
2、层之间会感应出异性电荷，当电场强度达到一定值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。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；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。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全保护措施，防雷接地工程图是建筑电气
3、工程图中不可缺少的图纸。的图纸。一、雷电的形成及危害一、雷电的形成及危害1、雷电的形成雷电的形成“水滴分裂理论水滴分裂理论”解解释释浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气2、雷电的类型、雷电的类型u 直击雷（侧击雷直击雷（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。筑物
4、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！直击雷的破坏最为严重！第一节防雷第一节防雷措施：措施：防止直击雷的措施主要采取避雷针、避雷带、避雷线、避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、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。人身和电气设备的安全。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气感应雷击是由感应雷击是由静电感应静电感应或或电磁感应电磁感应引起的。
5、感应雷会引起的。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。及人身安全。u 感应雷感应雷二次雷二次雷措施：措施：将建筑物的金属屋顶、建筑物内的大型金属物品等，做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。缺口处形成高电压和放电火花。第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气据调查统计，供电系统中由于据调查统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成
6、的雷害雷电波侵入而造成的雷害事故，在整个雷害事故中占事故，在整个雷害事故中占5050-70-70。u 雷电波侵入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。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
7、统的地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。线，以波的形式传入室内，沿着导线的传播方向扩大范围。第一节防雷第一节防雷措施：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装设避雷器保护装置(限制雷电过电压限制雷电过电压)。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气球形雷的形成研究还没有完整的理论，通常认为它是一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，直径为个温度极高的特别明
8、亮的眩目发光球体，直径为101020 20 cmcm或更大。球形雷通常在电闪后发生，以每秒几米的速或更大。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。物内部造成破坏。第一节防雷第一节防雷u 球形雷球形雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气二、二、建筑物易受雷击的部位建筑物易受雷击的部位建筑物建筑物易受雷击部位易受雷击部位与多种因素有关，特别是建筑物屋顶坡与多种因素有关，特别是建筑物屋顶坡度与度与雷击部位关系较大。雷击部位关系较大。第一节防雷第一节防雷
9、 平屋面或坡度不大于平屋面或坡度不大于1/10的屋的屋面面檐角、女儿墙、屋檐，檐角、女儿墙、屋檐，如图（如图（a）、（）、（b）。）。坡度大于坡度大于1/10且小于且小于1/2的屋的屋面面屋角、屋脊、檐角、屋屋角、屋脊、檐角、屋檐，如图（檐，如图（c）。）。坡度不小于坡度不小于1/2的屋面的屋面屋角、屋角、屋脊、檐角，如图（屋脊、檐角，如图（d）。）。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气三、三、建筑物防雷装置的组成建筑物防雷装置的组成l接闪器接闪器指直接接受雷击的避雷针、避雷带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（线）、避雷网，以
10、及用作接闪的金属屋面和金属构件等。金属屋面和金属构件等。l引下线引下线指连接接闪器和接地装置的金属导指连接接闪器和接地装置的金属导体。体。l接地装置接地装置将引至的雷电流安全无害地释放到将引至的雷电流安全无害地释放到大地的部分。大地的部分。第一节防雷第一节防雷作用原理作用原理：将雷电：将雷电引向自身并安全导引向自身并安全导入大地内，从而使被保入大地内，从而使被保护的建筑物免遭雷击。护的建筑物免遭雷击。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接。所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接。1 1、接闪器、接闪器第
11、一节防雷第一节防雷种类种类安装部位安装部位材料规格材料规格备注备注避雷针避雷针屋面屋面烟囱、水塔烟囱、水塔针长针长1m以下：圆钢直径以下：圆钢直径12mm 钢管直径钢管直径20mm针长针长12m：圆钢直径：圆钢直径16mm 钢管直径钢管直径25mm 圆钢直径圆钢直径20mm 钢管直径钢管直径40mm避雷针的保护角：避雷针的保护角：平原地区：平原地区：45 山区：山区：37 避雷带避雷带避雷网避雷网屋面屋面圆钢直径圆钢直径8mm扁钢截面扁钢截面48mm2，厚度，厚度4mm避雷环避雷环 烟囱、水塔顶烟囱、水塔顶部部圆钢直径圆钢直径12mm扁钢截面扁钢截面100mm2，厚度，厚度4mm接闪器的最小尺
12、寸接闪器的最小尺寸 浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 避雷针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。避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体。引雷针引雷针第一节防雷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保护范围可以用“滚球法滚球法”求得，其形状是一个对称的锥体。求得，其形状是一个对称的锥体。不同防雷类别的滚球半径不同防
13、雷类别的滚球半径建筑物的防雷类别建筑物的防雷类别滚球半径滚球半径hr（m）一类一类30二类二类45三类三类60浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气（1）当避雷针高度当避雷针高度h小于或等于滚球半径小于或等于滚球半径hr时时 距地面距地面hr处作一平行于地面的平行线。处作一平行于地面的平行线。以避雷针针尖为圆心，以以避雷针针尖为圆心，以hr为半径，作弧线交平行线于为半径，作弧线交平行线于A、B两点。两点。分别以分别以A、B为圆心，为圆心，hr为半径作弧线，该两条弧线上与避雷针尖为半径作弧线，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
14、轴旋转相交，下与地面相切，再将此两条弧线以避雷针为轴旋转180，形成，形成的圆弧曲面体空间就是避雷针的保护范围。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浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷 避雷针在避雷针在hx高度高度xx平面上的保护半径平面上的保护半径rx按下式确定：按下式确定：（2）当避雷针高度当避雷针高度hhr时，在避雷针上取高度时，在避雷针上取高度hr的一点的一点代替单支避雷针的针尖作为圆心，其余同第（代替单支避雷针的针尖作为圆心，其余同第（1）条方法。计算中取条方法。计算中取h=hr，xrxrxr=h(2h
15、-h)-h(2h-h)浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气【例例7.1】某厂有一座二类防雷建筑物，高某厂有一座二类防雷建筑物，高10 m，其屋顶最远一，其屋顶最远一角距离高角距离高50 m的烟囱为的烟囱为15 m远，烟囱上装有一根远，烟囱上装有一根2.5 m高的高的避雷针。试用避雷针。试用“滚球法滚球法”验算此避雷针能否保护这座建筑物。验算此避雷针能否保护这座建筑物。(2)(2)45(2 4545)10(2 45 10)4528.316.7 m15 mxrxrxrhhhhhh第一节防雷第一节防雷【解解】已知滚球半径已知滚球半径hr=45 m（二类防雷建筑
16、物），（二类防雷建筑物），h=50+2.5=52.5 m，hx=10 m，因为，因为hhr，所以取，所以取h=hr，在在rx水平面上避雷针的保护半径为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。所以避雷针能保护该建筑物。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气应用于10kV以下配电网中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。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。接零保护线(PE)不准通过零序电流互感器。电气设备金属外壳的接地引下线还可利用混凝土内钢筋、钢柱等作自然引下线。避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装
17、设的针形导体。圆钢直径不应小于10mm；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。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。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。埋入土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。国际性的航空港、通讯枢纽；1）利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线；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；防止雷电波侵入的措施2）架空金属管道，在进出建筑物
18、处，应就近与防雷的接地装置相连。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。三级第三类中的次要建筑物；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)。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。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。第一节防雷第一节
19、防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 避雷带和避雷网避雷带和避雷网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，它是纵横交错的避雷带叠加在一起，形成多个网孔，它既是接既是接闪器，又是防感应雷的装置，因此是接近全部保护的闪器，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。方法，一般用于重要的建筑物。第一节防雷第一节防雷避雷带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、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。屋檐上装上金属带作为接闪器，并把它与大地良好连接。
20、避雷网也可做成笼式避雷网，简称为避雷网也可做成笼式避雷网，简称为避雷笼避雷笼。避雷笼是用来。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，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，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。形成一个等电位体，因此笼内人身和设备都是安全的。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气法拉第笼
21、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。安全可靠的防雷措施。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气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。埋入土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。进线配电箱的保护线（PE/PEN）干线；扁钢截面48mm2，厚度4mm防止雷电波侵入的措施设置断接卡的目的是为了便于运行、维护和检测接地电阻。扁钢截面积不
22、应小于100mm2，其厚度不应小于4mm；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。T外露可导电部分对地直接电气连接；TT系统的使用能减少人体触电的危险，但是不够安全。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。圆钢直径不应小于10mm；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。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
23、。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。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。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。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。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。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。“鸟巢鸟巢”表面没有一般大型建筑表面没有一般大型建
24、筑上的避雷针。它的钢结构通过焊上的避雷针。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时，钢结构就成为一个巨大的接收闪电装置。收闪电装置。“鸟巢鸟巢”内几乎所有的设备都与内几乎所有的设备都与避雷网做了可靠连接，雷电来临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、仪器设地下，保证了场馆自身、仪器设备和人身安全。备和人身安全。第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气它适于安装在建筑物的屋脊、屋檐它适于安装在建筑物的屋脊、屋檐(
25、坡屋顶坡屋顶)或屋顶边缘及女或屋顶边缘及女儿墙儿墙(平屋顶平屋顶)等处，对等处，对建筑物易受雷击部位进行重点保护。建筑物易受雷击部位进行重点保护。避雷带和避雷网避雷带和避雷网的安装可分为的安装可分为明装明装和和暗装暗装两种方式。两种方式。明装明装第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气 暗装暗装暗装避雷网是利用建筑
26、物内的钢筋做避雷网，它较暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网，它较明装明装避雷网美观，尤其是在工业厂房和高层建筑中应用较多。避雷网美观，尤其是在工业厂房和高层建筑中应用较多。第一节防雷第一节防雷例如：例如：建筑物全部建筑物全部为钢筋混凝土结构时，可将结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构圈梁钢筋与柱内充当引下线的钢筋进行连接(焊焊接接)作为均压环。当建筑物为砖混结构但有钢筋混作为均压环。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，应每结构。没有组合柱和圈梁的建筑
27、物，应每3 3层在建层在建筑物外墙内敷设一圈筑物外墙内敷设一圈12mm12mm镀锌圆钢作为均压环，镀锌圆钢作为均压环，并与防雷装置的所有引下线连接，并与防雷装置的所有引下线连接，浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气2 2、引下线、引下线第一节防雷第一节防雷种类种类安装部位安装部位材料规格材料规格备注备注人工引下人工引下线线外墙外墙（经最短路（经最短路径接地）径接地）圆钢直径圆钢直径8mm；扁钢截面扁钢截面48mm2，厚度厚度4mm1多根引下线时，为便于多根引下线时，为便于测量接地电阻，在各引下线测量接地电阻，在各引下线上距地上距地0.3m1.8m之间设置
28、之间设置断接卡断接卡。2在易受机械损伤的地方在易受机械损伤的地方，地上约，地上约1.7m至地下至地下0.3m的的一段接地线暗敷或加镀锌角一段接地线暗敷或加镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管保钢、改性塑料管或橡胶管保护。护。建筑物的建筑物的金属构件金属构件、金属烟、金属烟囱、金属囱、金属爬梯爬梯烟囱、水塔烟囱、水塔圆钢直径圆钢直径12mm；扁钢截面扁钢截面100mm2，厚度，厚度4mm引下线还可引下线还可利用混凝土内钢筋、钢柱等利用混凝土内钢筋、钢柱等作作自然引下线自然引下线。竖向钢筋可作为引下线，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，可横向钢筋若与引下线有可靠的连接（
29、绑扎或焊接）时，可作均压环。作均压环。引下线的规格引下线的规格 浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 断接卡断接卡设置断接卡的目的是为了便于运行、维护和设置断接卡的目的是为了便于运行、维护和检测接地电阻。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。接地体时，可不设断接卡。第一节防雷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利用钢筋作引下线时应在室内外适当地点设若干连接板连接板，该连接板可供测量、接人工接地体和做等电位连接用。该连接板可供测量、接人工接
30、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，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应在每根引下线上距地面不低于0.3 m0.3 m处设接地体连接板。处设接地体连接板。u 连接板连接板浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气交叉净距小于100mm时，其交叉处应跨接。汽车内燃机点火及日光灯气体放电自启动系统；雷电波的侵入主要是指直击雷或感应雷
31、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。3）在电源引入的总配电箱处装设过电压保护器。(6)机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路；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。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。具有足够的机械强度；感应雷击是由静电感应或电磁感应引起的。(4)用于防盗报警的电源；三、建筑物防雷装置的组成一方面
32、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；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。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。圆钢直径不应小于10mm；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。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。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。与被保护设备并联安装，防止雷电波侵入建筑物室内、故
33、障或操作引起的过电压破坏的防雷器件。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气自然接地体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、件，如建筑物的钢结构、行车钢轨、埋地的金属管道行车钢轨、埋地的金属管道(可燃可燃液体和可燃气体管道除外液体和可燃气体管道除外)等。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。接地体分体分人工接地体人工接地体和和自然接自然接地体地体两种。两种。人工接地体人工接地体即直接打入地下即直接打入地下专作接地用的经加工的
34、各种型钢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。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、接地装置接地装置是接地体接地装置是接地体(或称接地极或称接地极)和接地线的合称，它的作用和接地线的合称，它的作用是把引下线引下的雷电流是把引下线引下的雷电流迅速流散到大地土壤中去。迅速流散到大地土壤中去。u 接地体接地体第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气人工垂直接地体的长度宜为人工垂直接地体的长度宜为2.5m2.5m。人工垂直接地体间的距离。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间
35、的距及人工水平接地体间的距离宜为离宜为5m5m，当受地方限制可适当减，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小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.50.50.80.8m m。埋入土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。埋入土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于圆钢直径不应小于10mm10mm；扁钢截面积不应小于扁钢截面积不应小于100mm100mm2 2，其厚度不应小于，其厚度不应小于4mm4mm；角钢厚度不应小于角钢厚度不应小于4mm4mm；钢管壁厚不应小于钢管壁厚不应小于3.5 mm3.5 mm。第一节防雷第一节防雷埋入土壤中的人工垂直接地体宜
36、采用角钢、钢管或圆钢。埋入土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气u 接地线接地线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。截面相同。高层建筑中，常常利用柱子和基础内的钢筋作高层建筑中，常常利用柱子和基础内的钢筋作为引下线和接地体。为引下线和接地体。基础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，电必须说明的是，不仅仅是
37、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。地装置，这种接地装置的组成与防雷装置的是一样的。第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气四、避雷器四、避雷器第一节防雷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、故障与被保护设备
38、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。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、避雷器主要由放电间隙、可变电阻及电磁吹弧元件可变电阻及电磁吹弧元件组成。当雷电流过来时，组成。当雷电流过来时，避雷器在导线与大地之间避雷器在导线与大地之间提供一低阻抗的导电通路，提供一低阻抗的导电通路，让雷电流导入大地，以减让雷电流导入大地，以减少过电压。少过电压。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷最简单的防雷设备。保护间隙最简单的防雷设备。保护间隙一般用镀锌圆钢制成，由主间一般用镀锌圆钢制成，由主间隙和
39、辅助间隙两部分组成。主隙和辅助间隙两部分组成。主间隙做成角形的，水平安装，间隙做成角形的，水平安装，以便灭弧。为了防止主间隙被以便灭弧。为了防止主间隙被外来的物体短路而引起误动作，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，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。合使用，以提高供电的可靠性。u 保护间隙保护间隙应用于应用于10kV10kV以以下配电网中下配电网中浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气管式避雷器的基本元件是安装在
40、产气管内的火花间隙，间隙由棒型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
41、间隙恢复绝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。缘，使灭弧管或避雷器与系统隔开，系统恢复正常运行。第一节防雷第一节防雷u 管式避雷器管式避雷器排气式避雷器排气式避雷器应用于户外应用于户外浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气(6)机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路；大型旅游建筑、国际港口客运站等。汽车内燃机点火及日光灯气体放电自启动系统；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。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
42、系统。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。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。TT系统的使用能减少人体触电的危险，但是不够安全。（2）当避雷针高度hhr时，在避雷针上取高度hr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。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。“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。避雷带和避雷网的安装可分为明装和暗装两种方式。(8)安装在水中的供电线路和设备；往往单纯采用屏蔽不
43、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。较大水滴形成带正电的云。防止雷电波侵入的措施 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）。610kV防雷电波侵入接线示意图FCD型-保护旋转电机 电压一般2-15KV接地线应与水平接地体的截面相同。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。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。第一节防雷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，如果开断的因管式避雷器是靠工频
44、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。开裂或爆炸，因此管式避雷器通常用于户外。浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷常用的阀型避雷器有碳化硅和氧化锌为主要常用的阀型避雷器有碳化硅和氧化锌为主要原料的两类。原料的两类。目前主要使用的是氧化锌压敏电阻制成的避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
45、压压（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。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，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。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，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
46、。电力线路恢复正常供电。u 阀式避雷器阀式避雷器浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气目前各国制造的磁吹避雷器主要有以下两种：目前各国制造的磁吹避雷器主要有以下两种：FCDFCD型型-保护旋转电机保护旋转电机 电压一般电压一般2-15KV2-15KVFCZFCZ型型-保护变电站设备保护变电站设备 电压一般电压一般35-500KV35-500KV第一节防雷第一节防雷u
47、磁吹避雷器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。备，如高压电动机等。型号中字母的含义：型号中字母的含义：F阀式避雷器阀式避雷器S配（变）电作用配（变）电作用 Z电站用电站用Y线路用线路用 D旋转电机用旋转电机用C具有磁吹放电间隙具有磁吹放电间隙 浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军 建筑电气建筑电气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。二级第二类中的
48、次要建筑物和第三类中的重要建筑物；FCD型-保护旋转电机 电压一般2-15KV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。(4)用于防盗报警的电源；指省级的重点建筑、可能遭受雷击的建筑物。扁钢截面积不应小于100mm2，其厚度不应小于4mm；直击雷的破坏最为严重！应用于10kV以下配电网中避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体。雷电是一种常见自然现象，能产生强烈的闪光、霹雳；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。应用于10kV以下配电网中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
49、眩目发光球体，直径为1020 cm或更大。引下线指连接接闪器和接地装置的金属导体。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。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。高层建筑防雷设计多采用避雷笼。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。落到地面上，会击毁房屋、杀伤人畜，给人类带来极大危害。(2)安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备；第一节防雷第一节防雷浙江工业大学信息工程学院浙江工业大学信息工程学院 戚军戚军
50、建筑电气建筑电气指省级的重点建筑、可能遭受雷击的建筑物。指省级的重点建筑、可能遭受雷击的建筑物。五、五、建筑物防雷等级的划分建筑物防雷等级的划分1 1、按、按建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范(GB 50057(GB 5005794)94)的规定，将建的规定，将建筑物防雷等级分为筑物防雷等级分为3 3类。类。u 第一类防雷建筑物第一类防雷建筑物指具指具有爆炸有爆炸物质或具有爆炸物质或具有爆炸危险危险环境环境的建筑的建筑物。物。u 第第二二类防雷建筑物类防雷建筑物 指国家级的重点建筑、特别重要指国家级的重点建筑、特别重要的建筑的建筑物以及雷击次数较物以及雷击次数较多的建筑物。多的建筑物。u 第
