建筑設備工程第17章建筑防雷與接地

1、第17章 建筑防雷與接地,□17.1　建筑物的防雷設施□17.2　建筑物的接地系統(tǒng),17.1　建筑物的防雷措施,雷電是一種大氣中的放電現(xiàn)象。在云雨形成的過程中,某部分積聚起正電荷,另一部分積聚起負電荷,當這些電荷積聚到一定程度時,就會產(chǎn)生放電現(xiàn)象,形成雷電。1.直擊雷直擊雷是帶電云層(雷云)與建筑物、其他物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象,并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應、熱效應或機械力等一系列的破壞作用。2.閃電感應閃電放

2、電時,在附近導體上產(chǎn)生的雷電靜電感應和雷電電磁感應,它可能使金屬部件之間產(chǎn)生火花放電,即閃電感應。(1)閃電靜電感應　由于雷云的作用,使附近導體上感應出與雷云符號相反的電荷,雷云主放電階段時,先導通道中的電荷迅速中和,在導體上,17.1.1　過電壓,17.1　建筑物的防雷措施,的感應電荷得到釋放,如沒有就近泄入地中就會產(chǎn)生很高的電位。(2)閃電電磁感應　由于雷電流迅速變化在其周圍空間產(chǎn)生瞬變的強電磁場,使附近導體上感應出很高的電動勢

3、。3.閃電電涌侵入由于雷電對架空線路、電纜線路或金屬管道的作用,雷電波即閃電電涌,可能沿著這些管線侵入屋內(nèi),危及人身安全或損壞設備。閃電電涌是閃電擊于防雷裝置或線路上以及由閃電靜電感應或雷擊電磁脈沖引發(fā),表現(xiàn)為過電壓、過電流的瞬態(tài)波。4.內(nèi)部過電壓除了雷電能夠產(chǎn)生電涌電壓和電流外,在光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部也會有過電壓。1)切換瞬態(tài)。在大功率電路的閉合與斷開的瞬間、感性負載和容性,17.1.1　過電壓,17.1　建筑物的防雷措施,負

4、載的接通或斷開的瞬間、大型用電系統(tǒng)或變壓器等斷開都會產(chǎn)生較大的開關(guān)電涌電壓和電流,同樣會對相關(guān)設備、線路等造成危害。2)操作失誤。3)組件失效。,17.1.1　過電壓,17.1　建筑物的防雷措施,建筑物應根據(jù)建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果,按防雷要求分為三類。1.第一類防雷建筑物在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū),遇下列情況之一時,應劃為第一類防雷建筑物:1)凡制造、使用或儲存火炸藥及其制品的危險建筑物,因電火花而

5、引起爆炸、爆轟,會造成巨大破壞和人身傷亡者。2)具有0區(qū)或20區(qū)爆炸危險場所的建筑物。3)具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物,因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者。2.第二類防雷建筑物在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū),遇下列情況之一時,應劃為第二類防雷,17.1.2　建筑物的防雷分類,17.1　建筑物的防雷措施,建筑物:1)國家級重點文物保護的建筑物。2)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

6、(不含停放飛機的露天場所和跑道)、國賓館,國家級檔案館、大型城市的重要給水泵房等特別重要的建筑物。3)國家級計算中心、國際通信樞紐等對國民經(jīng)濟有重要意義的建筑物。4)國家特級和甲級大型體育館。5)制造、使用或儲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。6)具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物,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。7)具有2區(qū)或22區(qū)爆炸危險場所的建筑物。,

7、17.1.2　建筑物的防雷分類,17.1　建筑物的防雷措施,8)有爆炸危險的露天鋼制封閉氣罐。9)預計雷擊次數(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危險場所。10)預計雷擊次數(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。3.第三類防雷建筑物在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū),遇下列情況之一時,應劃為第三類防雷建筑物:1)省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。2)預計雷擊

8、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,以及火災危險場所。,17.1.2　建筑物的防雷分類,17.1　建筑物的防雷措施,3)預計雷擊次數(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。4)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),

9、高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。,17.1.2　建筑物的防雷分類,17.1　建筑物的防雷措施,建筑物通常采用的防雷措施如圖17-1所示。,17.1.3　建筑物的防雷措施,17.1　建筑物的防雷措施,1.防雷措施的分類各類防雷建筑物應設防直擊雷的外部防雷裝置,并應采取防閃電電涌侵入的措施。第一類防雷建筑物和第二類防雷建筑物,還應采取防閃電感應的措施。各類防雷建筑物應設內(nèi)部防雷裝置,并應符合下列規(guī)定:在建筑物的地下室

10、或地面層處,建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)、進出建筑物的金屬管線應與防雷裝置做防雷等電位連接;外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)之間,還應滿足間隔距離的要求。第二類防雷建筑物還應采取防雷擊電磁脈沖的措施。其他各類防雷建筑物,當其建筑物內(nèi)系統(tǒng)所接設備的重要性高,以及所處雷擊磁場環(huán)境和加于設備的閃電電涌無法滿足要求時,也應采取防雷擊電磁脈沖的,17.1.3　建筑物的防雷措施,17.1　建筑物的防雷措施,措施。2.各

11、類建筑物防雷措施的比較,17.1.3　建筑物的防雷措施,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.3　建筑物的防雷措施,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.3　建筑物的防雷措施,17.1　建筑物的防雷措施,1.防雷裝置使用的材料及其應用條件防雷裝置使用的材料及其應用條件,宜符合表17-2所示的規(guī)定。做防雷等電位連接各連接部件的最小截面面積應符合表17-3所示的規(guī)定。連接單臺或多臺Ⅰ級分類實驗或D1類電涌保護器的單根導體的最小截面面積,

12、還應按下式計算,即,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,2.接閃器接閃器的材料、結(jié)構(gòu)和最小截面面積應符合表17-4所示的規(guī)定。,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,2.接閃器接閃桿采用熱鍍鋅圓鋼或鋼管制成時,其直徑應符合下列規(guī)定:桿長在1m以下時,

13、圓鋼不應小于12mm,鋼管不應小于20mm;桿長為1~2m時,圓鋼不應小于16mm,鋼管不應小于25mm;獨立煙囪頂上的桿,圓鋼不應小于20mm,鋼管不應小于40mm;接閃桿的接閃端宜做成半球狀,其最小彎曲半徑宜為4.8mm,最大宜為12.7mm;當獨立煙囪上采用熱鍍鋅接閃環(huán)時,其圓鋼直徑不應小于12mm,扁鋼截面面積不應小于100mm2,其厚度不應小于4mm。架空接閃線和接閃網(wǎng)宜采用截面面積不小于50mm2的熱鍍鋅鋼絞線或銅絞線。明

14、敷接閃導體固定支架的間距不宜大于表17-5所示的規(guī)定。固定支架的高度不宜小于150mm。,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,2.接閃器,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,2.接閃器接閃桿采用熱鍍鋅圓鋼或鋼管制成時,其直徑應符合下列規(guī)定:桿長在1m以下時,圓鋼不應小于12mm,鋼管不應小于20mm;桿長為1~2m時,圓鋼不應小于16mm,鋼管不應小于25mm;獨立煙囪頂上的桿,圓鋼不應小于20mm,鋼

15、管不應小于40mm;接閃桿的接閃端宜做成半球狀,其最小彎曲半徑宜為4.8mm,最大宜為12.7mm;當獨立煙囪上采用熱鍍鋅接閃環(huán)時,其圓鋼直徑不應小于12mm,扁鋼截面面積不應小于100mm2,其厚度不應小于4mm。架空接閃線和接閃網(wǎng)宜采用截面面積不小于50mm2的熱鍍鋅鋼絞線或銅絞線。明敷接閃導體固定支架的間距不宜大于表17-5所示的規(guī)定。固定支架的高度不宜小于150mm。除第一類防雷建筑物外,金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃

16、器,,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,2.接閃器并應符合下列規(guī)定:板間的連接應是持久的電氣貫通,可采用銅鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接;金屬板下面無易燃物品時,鉛板的厚度不應小于2mm,不銹鋼、熱鍍鋅鋼、鈦和銅板的厚度不應小于0.5mm,鋁板的厚度不應小于0.65mm,鋅板的厚度不應小于0.7mm;金屬板下面有易燃物品時,不銹鋼、熱鍍鋅鋼和鈦板的厚度不應小于4mm,銅板的厚度不應小于5mm,鋁板的厚

17、度不應小于7mm;金屬板無絕緣被覆層。薄的油漆保護層或1mm厚瀝青層或0.5mm厚聚氯乙烯層均不屬于絕緣被覆層。除第一類防雷建筑物外,屋頂上永久性金屬物宜作為接閃器,但其各部件之間均應連成電氣貫通,并應符合下列規(guī)定:旗桿、欄桿、裝飾物、女兒墻上的蓋板等,其截面應符合表17-4所示的規(guī)定,其壁厚應符合,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,2.接閃器金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器的規(guī)格的規(guī)定;輸送和儲存物體的鋼管

18、和鋼罐的壁厚不應小于2.5mm;當鋼管、鋼罐一旦被雷擊穿,其內(nèi)的介質(zhì)對周圍環(huán)境造成危險時,其壁厚不應小于4mm;利用屋頂建筑構(gòu)件內(nèi)鋼筋作為接閃器應符合相關(guān)的規(guī)定。 除利用混凝土構(gòu)件鋼筋或在混凝土內(nèi)專設鋼材作為接閃器外,鋼制接閃器應熱鍍鋅。在腐蝕性較強的場所,還應采取加大其截面或其他防腐措施。不得利用安裝在接收無線電視廣播天線桿頂上的接閃器保護建筑物。專門敷設的接閃器應由獨立接閃桿,架空接閃線或架空接閃網(wǎng),直接裝設在建筑物上的接閃桿、

19、接閃帶或接閃網(wǎng)的一種或多種組成。專門,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,2.接閃器敷設的接閃器,其布置應符合表17-6所示的規(guī)定。布置接閃器時,可單獨或任意組合采用接閃桿、接閃帶、接閃網(wǎng)。,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,接閃網(wǎng)應沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設,如圖17-2所示。接閃帶應沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設,如圖17-3所示。接閃桿采用熱鍍鋅圓鋼或鋼管制成

20、時,其設置如圖17-4所示。金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器。屋頂上永久性金屬物宜作為接閃器,但其各部件之間均應連成電氣貫通。3.引下線引下線的材料、結(jié)構(gòu)和最小截面面積應按表17-4所示的規(guī)定取值。明敷引下線固定支架的間距不宜大于表17-5所示的規(guī)定。引下線宜采用熱鍍鋅圓鋼或扁鋼,宜優(yōu)先采用圓鋼。,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷

21、裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,當獨立煙囪上的引下線采用圓鋼時,其直徑不應小于12mm;采用扁鋼時,其截面面積不應小于100mm2,厚度不應小于4mm。專設引下線應沿建筑物外墻外表面明敷,并應經(jīng)最短路徑接地;建筑外觀要求較高時可暗敷,但其圓鋼直徑不應小于10mm,扁鋼截面面積不應小于80mm2。建筑物的鋼梁、鋼柱、消防梯等金屬構(gòu)

22、件,以及幕墻的金屬立柱宜作為引下線,但其各部件之間均應連成電氣貫通,可采用銅鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接,其截面應按表17-4所示的規(guī)定取值,各金屬構(gòu)件可覆有絕緣材料。當利用混凝土內(nèi)鋼筋、鋼柱作為自然引下線并同時采用基礎接地體時,可不設斷接卡,但利用鋼筋作為引下線時,應在室內(nèi)外的適當?shù)攸c設若干連接板。當僅利用鋼筋作為引下線并采用埋于土壤中的人工接地體,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,時,應在每根引

23、下線上距地面不低于0.3m處設接地體連接板。采用埋于土壤中的人工接地體時應設斷接卡,其上端應與連接板或鋼柱焊接。連接板處宜有明顯標志。在易受機械損傷之處,地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地線,應采用暗敷或采用鍍鋅角鋼、改性塑料管或橡膠管等加以保護。第二類防雷建筑物或第三類防雷建筑物為鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土建筑物時,在其鋼構(gòu)件或鋼筋之間的連接滿足規(guī)定并利用其作為引下線的條件下,當其垂直支柱均起到引下線的作用時,可不要求滿足專設引下線

24、之間的間距。專設引下線應沿建筑物外墻外表面明敷,并應經(jīng)最短路徑接地;建筑外觀要求較高時可暗敷,但其圓鋼直徑不應小于10mm,扁鋼截面面積不,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,應小于80mm2。防直擊雷的專設引下線距出入口或人行道邊沿不宜小于3m。采用多根專設引下線時,應在各引下線上距地面0.3~1.8m處裝設斷接卡,如圖17-5所示。4.接地裝置 接地體的材料、結(jié)構(gòu)和最小尺寸應符合表17-7所示的規(guī)

25、定。利用建筑構(gòu)件內(nèi)鋼筋作為接地裝置應符合相關(guān)的規(guī)定。,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,在符合表17-2所示的規(guī)定的條件下,埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用熱鍍鋅角鋼、鋼管或圓鋼;埋于土壤中的人工水平接地體宜采用熱鍍鋅扁鋼或圓鋼。接地線應與水平接地體的截面相同。人工鋼制垂直接地體的長度宜為2.5m。其間距以及人工

26、水平接地體的間距均宜為5m,當受地方限制時可適當減小。人工接地體在土壤中的埋設深度不應小于0.5m,并宜敷設在當?shù)貎鐾翆右韵?其距墻或基礎不宜小于1m。接地體宜遠離由于燒窯、煙道等高溫影響使土壤電阻率升高的地方。在敷設于土壤中的接地體連接到混凝土基礎內(nèi)起基礎接地體作用的鋼筋或鋼材的情況下,土壤中的接地體宜采用銅制或鍍銅或不銹鋼導體。在高土壤電阻率的場地,降低防直擊雷沖擊接地電阻宜采用下列方法:,17.1.4　防雷裝置,17.1　建

27、筑物的防雷措施,1)采用多支線外引接地裝置,外引長度不應大于有效長度。2)接地體埋于較深的低電阻率土壤中。3)換土。4)采用降阻劑。防直擊雷的專設引下線距出入口或人行道邊沿不宜小于3m。接地裝置埋在土壤中的部分,其連接宜采用放熱焊接;當采用通常的焊接方法時,應在焊接處做防腐處理。,17.1.4　防雷裝置,17.1　建筑物的防雷措施,1.建筑物防雷區(qū)域的劃分防雷區(qū)的劃分應符合下列規(guī)定:1)本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊并導

28、走全部雷電流,以及本區(qū)內(nèi)的雷擊電磁場強度沒有衰減時,應劃分為LPZ0A區(qū)。2)本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑對應的雷電流直接雷擊,以及本區(qū)內(nèi)的雷擊電磁場強度仍沒有衰減時,應劃分為LPZ0B區(qū)。3)本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊,且由于在界面處的分流,流經(jīng)各導體的電涌電流比LPZ0B區(qū)內(nèi)的更小,以及本區(qū)內(nèi)的雷擊電磁場強度可能衰減,衰減程度取決于屏蔽措施時,應劃分為LPZ1區(qū)。4)需要進一步減小流入的電涌電流和雷擊電磁場強

29、度時,增設的后續(xù)防雷區(qū)應劃分為LPZ2、LPZ3、…、LPZn后續(xù)防雷區(qū)。建筑物防雷區(qū)域的劃分如圖17-6所示。,17.1.5　雷電防護措施,17.1　建筑物的防雷措施,17.1.5　雷電防護措施,17.1　建筑物的防雷措施,安裝磁場屏蔽后續(xù)防雷區(qū)、安裝協(xié)調(diào)配合好的多組電涌保護器,宜按需要保護的設備數(shù)量、類型和耐壓水平及其所要求的磁場環(huán)境選擇。在兩個防雷區(qū)的界面上宜將所有通過界面的金屬物做等電位連接。當線路能承受所發(fā)生的電涌電壓時,

30、電涌保護器可安裝在被保護設備處,而線路的金屬保護層或屏蔽層宜首先于界面處做一次等電位連接。LPZ0A與LPZ0區(qū)之間無實物界面。2.屏蔽、接地和等電位連接的要求屏蔽、接地和等電位連接的要求宜聯(lián)合采取下列措施:1)所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件都應等電位連接在一起,并應與防雷裝置相連。但第一類防雷建筑物的獨立接閃器及其接地裝置除外。2)在需要保護的空間內(nèi),采用屏蔽電纜時其屏蔽層應至少在網(wǎng)端,并宜,17.1.5　雷電防護措施

31、,17.1　建筑物的防雷措施,在防雷區(qū)交界處做等電位連接,系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時,應采用兩層屏蔽或穿鋼管敷設,外層屏蔽或鋼管應至少在兩端,并宜在防雷區(qū)交界處做等電位連接。3)分開的建筑物之間的連接線路,若無屏蔽層,線路應敷設在金屬管、金屬格柵或鋼筋成格柵形的混凝土管道內(nèi)。金屬管、金屬格柵或鋼筋格柵從一端到另一端應導電貫通,并應在兩端分別連到建筑物的等電位連接帶上;若有屏蔽層,屏蔽層的兩端應連到建筑物的等電位連接帶上。4)對由

32、金屬物、金屬框架或鋼筋混凝土鋼筋等自然構(gòu)件構(gòu)成的建筑物,或房間的格柵形大空間屏蔽,應將穿入大空間屏蔽的導電金屬物就近與其做等電位連接。穿過各防雷區(qū)界面的金屬物和建筑物內(nèi)系統(tǒng),以及在一個防雷區(qū)內(nèi)部,17.1.5　雷電防護措施,17.1　建筑物的防雷措施,的金屬物和建筑物內(nèi)系統(tǒng),均應在界面處附近做符合下列要求的等電位連接:1)所有進入建筑物的外來導電物均應在LPZ0A或LPZ0B與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接。當外來導電物、電氣和電子

33、系統(tǒng)的線路在不同地點進入建筑物時,宜設若干等電位連接帶,并應將其就近連到環(huán)形接地體、內(nèi)部環(huán)形導體或在電氣上貫通并連通到接地體或基礎接地體的鋼筋上。環(huán)形接地體和內(nèi)部環(huán)形導體應連到鋼筋或金屬立面等其他屏蔽構(gòu)件上,宜每隔5m連接一次。對各類防雷建筑物,各種連接導體和等電位連接帶的截面不應小于表17-4所示的規(guī)定。當建筑物內(nèi)有電子系統(tǒng),并已確定雷擊電磁脈沖影響最小之處時,等電位連接帶宜采用金屬板,并應與鋼筋或其他屏蔽構(gòu)件做多點連接。,17.

34、1.5　雷電防護措施,17.1　建筑物的防雷措施,2)在LPZ0A與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護器。在靠近地面LPZ0B與LPZ1區(qū)的界面處做等電位連接用的接線夾和電涌保護器,僅應確定閃電擊中建筑物防雷裝置時通過的雷電流;可不計及沿全長處在LPZ0B區(qū)的各種設施引入建筑物的雷電流,其值應僅為感應電流和小部分雷電流。3)穿過防雷區(qū)界面的所有導電物、電氣和電子系統(tǒng)的線路均應在界面處做等電位連接。宜采用一局部等電位連

35、接帶做等電位連接,各種屏蔽結(jié)構(gòu)或設備外殼等其他局部金屬物也連到局部等電位連接帶。用于等電位連接的接線夾和電涌保護器應分別估算通過的雷電流。4)所有電梯軌道、起重機、金屬地板、金屬門框架、設施管道、電纜橋架等大尺寸的內(nèi)部導電物,其等電位連接應以最短路徑連到最近的,17.1.5　雷電防護措施,17.1　建筑物的防雷措施,等電位連接帶,或其他已做了等電位連接的金屬物或等電位連接網(wǎng)絡,各導電物之間宜附加多次互相連接。5)電子系統(tǒng)的所有外露導

36、電物應與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡做功能性等電位連接。電子系統(tǒng)不應設獨立的接地裝置。向電子系統(tǒng)供電的配電箱的保護地線(PE線)應就近與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡做等電位連接。6)當電子系統(tǒng)為300kHz以下的模擬線路時,可采用S型等電位連接,且所有設施管線和電纜宜從ERP處附近進入該電子系統(tǒng)。,17.1.5　雷電防護措施,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),系統(tǒng)接地型式以英文字母作為代號,其意義為:第一個字母表示電源端與地的關(guān)系:T——電源端有一

37、點直接接地;I——電源端所有帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地。第二個字母表示電氣裝置的外露可導電部分與地的關(guān)系:T——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;N——電氣裝置的外露可導電部分與電源端接地點有直接電氣連接。半字線(-)后的字母用來表示中性導體與保護導體的組合情況:S——中性導體和保護導體是分開的;C——中性導體和保護導體是合一的。系統(tǒng)接地有下述幾種型式:1. TN系統(tǒng)電源

38、端有一點直接接地,電氣裝置的外露可導電部分通過保護,17.2.1　系統(tǒng)接地的型式,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),中性導體或保護導體連接到此接地點。根據(jù)中性導體和保護導體的組合情況,TN系統(tǒng)的型式有以下三種:(1)TN-S系統(tǒng)　整個系統(tǒng)的中性導體和保護導體是分開的,如圖17-7所示。(2)TN-C系統(tǒng)　整個系統(tǒng)的中性導體和保護導體是合一的,如圖17-8所示。(3)TN-C-S系統(tǒng)　系統(tǒng)中一部分線路的中性導體和保護導體是合一的,如圖1

39、7-9所示。2. TT系統(tǒng)電源端有一點直接接地,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,如圖17-10所示。3. IT系統(tǒng)電源端的帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地,電氣裝置的外露可導電部分直接接地,如圖17-11所示。,17.2.1　系統(tǒng)接地的型式,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),17.2.1　系統(tǒng)接地的型式,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),17.2.1　系統(tǒng)接地的型式,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),17

40、.2.1　系統(tǒng)接地的型式,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),1.基本要求1)系統(tǒng)接地為采用自動切斷供電這一間接接觸防護措施提供了必要的條件。為保證自動切斷供電措施的可靠和有效,要求做到: ① 當電氣裝置中發(fā)生了帶電部分與外露可導電部分(或保護導體)之間的故障時,所配置的保護電器應能自動切斷發(fā)生故障部分的供電,并保證不出現(xiàn)這樣的情況:一個超過交流50V(有效值)的預期接觸電壓會持續(xù)存在到足以對人體產(chǎn)生危險的生理效應(在人體一旦觸及

41、它時)。在與系統(tǒng)接地型式有關(guān)的某些情況下,不論接觸電壓大小,切斷時間允許放寬到不超過5s。對于IT系統(tǒng),在發(fā)生第一次故障時,通常不要求自動切斷供電,但必須由絕緣監(jiān)視裝置發(fā)出警告信號。② 電氣裝置中的外露可導電部分,都應通過保護導體或保護中性導體,17.2.2　對系統(tǒng)接地的安全技術(shù)要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),1.基本要求與接地極相連接,以保證故障回路的形成。凡可被人體同時觸及的外露可導電部分,應連接到同一接地系統(tǒng)。2)系統(tǒng)

42、中應盡量實施總等電位連接。建筑物內(nèi)的總等電位連接導體應與下列可導電部分互相連接:總保護導體(保護線干線),總接地導體(接地線干線)或總接地端子,建筑物內(nèi)的公用金屬管道和類似金屬構(gòu)件(如自來水管、煤氣管等),建筑結(jié)構(gòu)中的金屬部分、集中供暖和空調(diào)系統(tǒng)。來自建筑物外面的可導電體,應在建筑物內(nèi)盡量在靠近入口處與等電位連接導體連接。3)在如下情況下應考慮實施輔助等電位連接:在局部區(qū)域,當自動切斷供電的時間不能滿足防電擊要求;在特定場所,需要

43、有更低接觸電壓,17.2.2　對系統(tǒng)接地的安全技術(shù)要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),1.基本要求要求的防電擊措施;具有防雷和信息系統(tǒng)抗干擾要求。輔助等電位連接導體應與區(qū)域內(nèi)的下列可導電部分互相連接:固定設備的所有能同時觸及的外露可導電部分,保護導體(包括設備的和插座內(nèi)的),電氣裝置外的可導電部分(如果可行,還應包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主鋼筋)。4)有必要時,分級安裝剩余電流保護裝置和火災監(jiān)控系統(tǒng)。5)不得在保護導體回路中裝設保護電器

44、和開關(guān),但允許設置只有用工具才能斷開的連接點。6)嚴禁將煤氣管道、金屬構(gòu)件(如金屬水管)用作保護導體。7)電氣裝置的外露可導電部分不得用作保護導體的串聯(lián)過渡接點。8)保護導體必須有足夠的截面,其最小截面應符合GB,17.2.2　對系統(tǒng)接地的安全技術(shù)要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),1.基本要求16895.3—2004《建筑物電氣裝置 第5-54部分:電氣設備的選擇和安裝 接地配置、保護導體和保護聯(lián)結(jié)導體》中543.1的規(guī)定。9

45、)連接保護導體(或PEN導體)時,必須保證良好的電氣連續(xù)性。遇有銅導體與鋁導體相連接和鋁導體與鋁導體相連接時,更應采取有效措施(如使用專門連接器)防止發(fā)生接觸不良等故障。2. TN系統(tǒng)安全技術(shù)要求1)系統(tǒng)中所裝設的保護電器的特性和回路的阻抗應滿足下式所表達的條件,以保證在電氣裝置內(nèi)的任何地方發(fā)生相導體與保護導體(或外露可導電部分)之間的阻抗可以忽略不計的故障時,保護電器能在規(guī)定的時間內(nèi)切斷其供電。,17.2.2　對系統(tǒng)接地的安全技術(shù)

46、要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),2. TN系統(tǒng)安全技術(shù)要求式中　Zs——故障回路的阻抗(Ω); Ia——保證保護電器在規(guī)定的時間內(nèi)自動動作切斷供電的電流(A); U0——對地標稱電壓(V)。與Ia有關(guān)的切斷供電時間是指對于通過插座供電的末端回路或不用插座而直接向Ⅰ類手持式設備(或運行時需用手移動的設備)供電的末端回路為不超過0.4s;對于配電回路或只給固定設備供電的末端回路,為不超過5s。2)

47、TN系統(tǒng)主要由過電流保護電器提供電擊防護。如果使用過電流保護電器不能滿足要求時,則應采用總等電位連接或輔助等電位連接措施,也可增設剩余電流動作保護裝置,或采用等電位連接措施和增設,17.2.2　對系統(tǒng)接地的安全技術(shù)要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),2. TN系統(tǒng)安全技術(shù)要求剩余電流動作保護裝置等間接接觸防護措施來滿足要求。TN-C系統(tǒng)中不能裝設剩余電流動作保護裝置,若必須裝設時,應將系統(tǒng)接地的型式由TN-C改裝成TN-C-S或形成局

48、部的TT系統(tǒng)。3)TN-C及TN-C-S系統(tǒng)中的PEN導體應滿足以下要求:① 必須按可能遭受的最高電壓設置絕緣;成套開關(guān)設備和控制設備內(nèi)部的PEN導體可以不這樣要求。② 電氣裝置外的可導電部分,不得用來替代PEN導體。③ TN-C-S系統(tǒng)中的PEN導體從某點起分為中性導體和保護導體后,就不允許再合并或相互接觸。在分開點,保護導體和中性導體必須各自設有端子或母線,PEN導體必須接在供保護導體用的端子或母線上。,17.2.2　對系

49、統(tǒng)接地的安全技術(shù)要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),2. TN系統(tǒng)安全技術(shù)要求4)系統(tǒng)中的PEN導體(或保護導體)應在建筑物的入口處進行重復接地,若遇有方便接地之處,也應盡可能與地連接。3. TT系統(tǒng)安全技術(shù)要求1)系統(tǒng)中所裝設的用于間接接觸防護的保護電器的特性和電氣裝置外露可導電部分與大地間的電阻值應滿足下式要求,即式中　RA——電氣裝置的外露可導電部分與大地間的電阻(Ω);Ia——在系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時保證保護電器能自動

50、動作的電流(A)。當保護電器為剩余電流動作保護裝置時,式中的Ia為額定剩余電流,17.2.2　對系統(tǒng)接地的安全技術(shù)要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),動作電流IΔn;當保護電器為過電流保護電器時,Ia為下述兩者之一:① 對具有反時限特性的保護電器,為保證電器在5s內(nèi)自動動作的電流。② 對具有瞬時跳閘特性的保護電器,為保證瞬時跳閘的最小電流。2)系統(tǒng)一般宜采用剩余電流動作保護裝置作為電擊保護,只有在上式中的RA值非常小的條件下,才有

51、可能以過電流保護電器兼作電擊保護。裝設剩余電流動作保護裝置后,被保護設備的外露可導電部分仍必須與接地系統(tǒng)相連接。4. IT系統(tǒng)安全技術(shù)要求系統(tǒng)發(fā)生相導體與外露可導電部分(或地)之間的第一次阻抗可以忽略的故障時,如果電阻值能滿足下式,則不一定需要切斷供電。,17.2.2　對系統(tǒng)接地的安全技術(shù)要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),式中　RA——電氣裝置的外露可導電部分與大地間的電阻(Ω);Id——相導體與外露可導電部分之間出現(xiàn)阻抗可以

52、忽略的第一次故障時的電流(A)。Id值要計及泄漏電流和電氣裝置總對地阻抗。1)為了在盡可能短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并進而消除相導體與外露可導電部分(或地)之間的第一次故障,系統(tǒng)中必須裝設能發(fā)出聲或光信號的絕緣監(jiān)視裝置。2)針對第二次接地故障而采取的自動切斷供電的防護措施,其保護條件取決于電氣裝置的外露可導電部分的接地方式,在外露可導電部分單獨地或成組地與電氣上獨立的接地極相連接的情況下,其保護條件可采用TT系統(tǒng)。,17.2.2　對系統(tǒng)接地的

53、安全技術(shù)要求,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),17.2.3　接地配置,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),1.接地極對接地極的材料和尺寸的選擇,應使其耐腐蝕又具有適當?shù)臋C械強度。從腐蝕和機械強度考慮,埋入土壤中常用材料接地極的最小尺寸見表17-8。任何一種接地極,其功效取決于當?shù)氐耐寥罈l件。應根據(jù)土壤條件和所要求的接地電阻值,選擇一個或多個接地極。可采用的接地極舉例如下:嵌入地基的地下金屬結(jié)構(gòu)網(wǎng)(基礎接地),金屬板;埋在地下混凝土(預應力混

54、凝土除外)中的鋼筋,金屬棒或管子,金屬帶或線,根據(jù)當?shù)貤l件或要求所設電纜的金屬護套和其他金屬護層,根據(jù)當?shù)貤l件或要求所設置的其他適用的地下金屬網(wǎng)。在選擇接地極類型和確定其埋地深度時,應考慮當?shù)氐臈l件和相關(guān)規(guī)定,以防止在土壤干燥和凍結(jié)的情況下,接地極的接地電阻增加到有損,17.2.3　接地配置,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),電擊防護措施的程度。應注意在接地配置中采用不同材料時的電解腐蝕問題。用于輸送可燃液體或氣體的金屬管道,不應用作接地

55、極。,17.2.3　接地配置,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),2.接地導體對于埋入土壤里的接地導體,其截面面積應按表17-9所示確定。接地導體與接地極的連接應牢固,且有良好的導電性能。這種連接應采用鋁熱焊、壓接器、夾具或其他機械連接器。機械接頭應按廠家的說明書安裝。若采用夾具,則不得損傷接地極或接地導體。僅靠錫焊連接的連接件或固定件,不能提供可靠的機械強度。3.總接地端子在采用保護聯(lián)結(jié)的每個裝置中都應配置有總接地端子,并應將下列導

56、體與其連接:保護聯(lián)結(jié)導體,接地導體,保護導體,功能接地導體(若相關(guān))。當保護導體已通過其他保護導體與總接地端子連接時,則不需要把每根保護導體直接接到總接地端子上。建筑物的總接地端子,通常可用,17.2.3　接地配置,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),于功能接地的目的。對信息技術(shù)而言,它被認作是接至接地極網(wǎng)絡的連接點。接到總接地端子上的每根導體,都應能被單獨地拆開。這種連接應當牢固可靠,而且只是用工具才能拆開。拆開方法可與總接地端子的設置統(tǒng)

57、一考慮,以便于接地電阻的測量。,17.2.3　接地配置,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),1.最小截面面積每根保護導體的截面面積都應滿足關(guān)于自動切斷電源所要求的條件,而且能承受預期的故障電流。保護導體的截面面積可按計算,也可按表17-10所示進行選定。連接保護導體的端子尺寸,應能容納按本條所規(guī)定尺寸的導體。,17.2.4　保護導體,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),注:1. k1是相導體的值,它是根據(jù)導體和絕緣的材料選取的。K是由保護導體、絕緣和

58、其他部分的材料以及初始和最終溫度決定的系數(shù)。 2. k2是保護導體的值,由相應參數(shù)選擇的。① 對于PEN導體,其截面面積僅在符合中性導體尺寸確定原則的問題下,才允許減小。不屬于電纜的一部分或不與相導體共處于同一外護物之內(nèi)的每根保護導體,其截面面積不應小于相述相應尺寸:有防機械損傷保護,則銅為2.5mm2,鋁為16mm2;沒有防機械損傷保護,則銅為4mm2,鋁為16mm2。2.保護導體類型保護導體由下列一種或多種導體

59、組成:多芯電纜中的導體;與帶電導體共用的外護物(絕緣的或裸露的導體);固定安裝的裸露的或絕緣的導體;符合規(guī)定條件的金屬電纜護套、電纜屏蔽層、電纜鎧裝、金屬編織物、同心導體、金屬導管。,17.2.4　保護導體,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),如果裝置中包括帶金屬外護物的設備,例如低壓開關(guān)設備、控制設備或母線槽系統(tǒng),若其金屬外護物或框架同時滿足以下三項要求,則可用作保護導體:1)應能利用結(jié)構(gòu)或適當?shù)倪B接,使對機械、化學或電化學損傷的防護性能得

60、到保證,從而保證它們的電氣連續(xù)性。2)它們應符合最小截面面積的要求。3)在每個預留的分接點上,應允許與其他保護導體連接。下列金屬部分不允許用作保護導體或保護聯(lián)結(jié)導體:金屬水管,含有可燃性氣體或液體的金屬管道;正常使用中承受機械應力的結(jié)構(gòu)部分,柔性或可彎曲金屬導管(用于保護接地或保護聯(lián)結(jié)目的而特別設計的除外),柔性金屬部件,支撐線。3.保護導體的電氣連續(xù)性,17.2.4　保護導體,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),保護導體對機械傷害、化

61、學或電化學損傷、電動力和熱動力等應具有適當?shù)姆雷o性能。為便于檢驗和測試,除如下所列各項外,保護導體的接頭都應是可接近的:填充復合填充物的接頭;封裝的接頭;在金屬導管內(nèi)和槽盒內(nèi)的接頭;按設備標準,已成為設備的一部分的接頭。在保護導體內(nèi),不應串入開關(guān)器件。但為了便于測試,可設置能用工具拆開的接頭。在采用接地電氣監(jiān)測時,不應將專用器件(如動作傳感器、線圈)串接在保護導體中。器具的外露可導電部分不應用于構(gòu)成其他設備保護導體的一部分。4.

62、PEN導體PEN導體只能在固定的電氣裝置中采用,而且考慮到機械強度原因,其截面面積不應小于10mm2(銅)或16mm2(鋁)。,17.2.4　保護導體,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),PEN導體應按它可能遭受的最高電壓加以絕緣。如果從裝置的任一點起,中性導體和保護導體分別采用單獨的導體,則不允許將該中性導體再連接到裝置的任何其他接地部分(如由PEN導體分接出的保護導體)。然而,允許由PEN導體分接出的保護導體和中性導體都超過一根以上。對

63、保護導體和中性導體,可分別設置單獨的端子或母線。在這種情況下,PEN導體應接到為保護導體預設的端子或母線上。外部可導電部分不應用作PEN導體。5.保護和功能共用接地保護和功能共用接地用途的導體,應滿足有關(guān)保護導體的要求,它也應符合相關(guān)的功能要求。對于信息技術(shù)電源的直流回路的PEL或PEM導體,也可用作功能接地,17.2.4　保護導體,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),和保護接地兩種共用功能的導體。外部可導電部分不應用作PEL和PEM

64、導體。6.保護導體的配置當過電流保護器用作電擊防護時,保護導體應合并到與帶電導體同一布線系統(tǒng)中,或設置在靠它們最近的地方。7.保護導體電流超過10mA的加強型保護導體對于預期用作永久性連接,且所用的保護導體電流又超過10mA的用電設備,應按下述要求設置加強型保護導體:對保護導體的全長應采用截面面積至少為10mm2的銅導體或16mm2的鋁導體;或再用一根截面面積至少與用作間接接觸防護所要求的保護導體相同,而且一直敷設到那樣一點,該

65、點保護導體的截面面積不小于10mm2(銅)或,17.2.4　保護導體,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),16mm2(鋁)。這就要求該用電器具對第二根保護導體要設置單獨的接線端子。在中性和保護導體合用一根導體(PEN導體),且該導體一直敷設至設備的端子上的TN-C系統(tǒng)中,則保護導體的電流可視為負荷電流。通常具有大保護導體電流的用電設備與裝有剩余電流保護電器的裝置可能不兼容,17.2.4　保護導體,17.2　建筑物的接地系統(tǒng),1)接到總接地端

66、子的保護聯(lián)結(jié)導體。對于總等電位聯(lián)結(jié)的保護聯(lián)結(jié)導體和按要求接到總接地端子的保護聯(lián)結(jié)導體,其截面面積都不應小于6mm2(銅)、16mm2(鋁)、50mm2(鋼)。2)用作輔助連接的保護聯(lián)結(jié)導體。連接兩個外露可導電部分的保護聯(lián)結(jié)導體,其電導不應小于接到外露可導電部分的較小的保護導體的電導。連接外露可導電部分和外部可導電部分的保護聯(lián)結(jié)導體,其電導不應小于相應保護導體二分之一截面面積所具有的電導。等電位連接線和接地母排應分別采用銅線和銅板,