防雷接地和电气安全

防雷接地和电气安全（共8篇）

防雷接地和电气安全 篇1

远程与继续教育学院

本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题 目：关于防雷、接地和电气安全的研究

学习中心：奥鹏远程教育南京学习中心（直属）[27]VIP 层 次： 专升本 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 13 年 03 /春 季

学 号： 201301497941 学 生： 盛薛兵 指导教师： 周延艳 完成日期： 2014年12月23日

关于防雷、接地和电气安全的研究

内容摘要

在供电系统的的运行过程中,由于雷击、操作、短路等原因,产生危及电气设备绝缘的过电压,严重危害供电系统,需要进行电气设备的防雷、接地、防腐蚀。还需要注意静电的防护及防爆和防腐蚀。在供电系统运行时,人们得知道触电后该怎么样做才安全。必须认识电流对人体的危害,人体触电的形式和触电后脱离电源的方法,同时还得了解电后急救的知识。

关键词：防雷;防爆;防腐蚀;接地保护;用电安全

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目 录

第一章 概述--------------------------4 1.1雷电的形成及危害------------------4 1.2电流对人体的作用------------------5 第二章 建筑防雷设备和防雷措施7

2.1接地防雷设备----------------------7 2.2防雷措施--------------------------8 2.3接地的种类------------------------9 2.4防雷的等电位连接-----------------10 第三章 建筑防雷接地------------11 3.1防雷接地---------错误！未定义书签。3.2接地系统---------错误！未定义书签。第四章 接地和接零等全用电措施及使用范围-------------13 4.1接地安全---------错误！未定义书签。4.2接零安全---------错误！未定义书签。第五章 防雷接地装置结构------15 5.1雷电流反击电压与引下线间距的关系----------------错误！未定义书签。5.2引下线与人体之间的安全间距--------15 5.3跨步电压与接地装置埋地深度--------16 结束语------------------------------18 参考文献-----------------------------19

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引 言

20世纪之初，由于电讯业、电力业的发展，以及人们的日常生活和生产过程中，离不开电器、用电设备和电力设施，每年因为电击伤人甚至致人死亡和损毁电气设备所带来的经济损失数额巨大，因此电气安全问题成为关系到人身安全和设备安全的头等大事，雷电对其产生的危害越来越显著，探讨接地与电气安全问题意义重大。

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第一章 概述

当人类社会进入电子信息时代后，由于航天技术的发展，半导体集成技术和微电子技术普遍运用，以及大气环境污染，导致雷电的电磁干扰、闪电的脉冲危害越来越严重，因此雷灾出现的特点与以往有很大的不同。首先受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特点是与高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等，其次从二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任何角落，无空不入地造成灾害，因而防雷工程已从防直击雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲（LEMP），再次雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。

1.1雷电的形成及危害

雷电是雷暴天气的产物，而雷暴则是在垂直方向上剧烈发展的积雨云所形成的一种天气现象。雷雨云中电荷分布并非均匀的，而是形成堆积中心。因而不论是在云中或是在云对地之间，电磁强度不是到处一样。当云中电荷密集处的电场达到25～30KV/m时，就会有云向地开始先导放电。当先导通道的顶端接近地面时，可诱发迎面先导（通常起自地面的突出部分），当先导与迎面先导会合时即形成了从云到地面的强烈电离通道，这是出现极大的电流，这就是雷电的主放电阶段，雷鸣和电闪都伴随出现。主放电存在的时间极短，约50～100微秒，主放电的过程是逆着先导通道发展，速度约为光速的1/20～1/2，主放电的电流可达几十万安，是全部雷电流中最主要部分。主放电到达云端时就借宿了，然后云中的残余电荷经过主放电通道流下来，由于云中电阻较大，余光阶段对应的电流不大，约为几百安，持续时间较长，约为0.03～0.15秒。由于云中可能同时存在几个电荷中心，所以低一个电荷中心的上述放电完成之后，可能引起第二个、第三个中心向第一通道放电，因此雷电往往是多重性的，每次放电相隔约为600～800微秒，放电次数平均为2～3次。

随大气电场的进一步加强，进入起始击穿的后期，电子与空气的分子发生碰撞，形成天空中带电的雷雨云的云粒或水成物）向地面延伸，在雷雨云下形成从云层向下的流光，表现为一条暗淡的光柱，即先导注流。注流先导不断地向地面发展过程是一电离过程，在电离过程中生成成对的正、负离子，其正离子被云中向下输送的负电荷不断中和, 从而形成多枝状的充满负电 荷（对负地闪）的通道，关于防雷、接地和电气安全的研究

其中有一枝是充满负电荷（对负地闪）的主通道，称为电离通道或闪电通道，简称为通道。其特征是在雷击放电通道中，雷雨云与大地之间凝聚着大量的电荷，通过在放电先导所开辟的狭小电离通道（雷击放电通道）中发生猛烈的电荷中和，释放出大量的能量，以至在雷击放电通道中产生万度的高温并发出强烈的闪光和震耳欲聋的雷鸣，在雷击中，雷击点有的巨大雷电流流过。

雷雨云是否发生闪电，取决于雷雨云的电荷量和对地高度或者云地间的电场强度，对于云与云之间的放电，其破坏作用主要体现在对飞行物和无线通讯的影响，对地面的建筑物和人畜的安全基本没有影响。而云对地放电（包括对地面建筑物）对人类的影响是巨大的其破坏作用主要是雷电流引起的。直击雷破坏作用（热效应、机械效应、电效应），雷电电磁脉冲的破坏作用（雷电反击、雷电波侵入、电磁感应、雷击电磁脉冲等）。雷电以其高电压，大电流对财物、人员造成巨大伤害，其实质是雷击产生瞬态高压浪涌。浪涌通过电网或感应进入电源线，对设备产生破坏。一个强烈的雷击可能会对用户的设备立即造成灾害性后果，除直接的设备破坏、人身伤亡损失外，有些会产生间接的损失，如果银行服务停顿，交通指挥混乱。高压、大电流有时也会因人为的操作而产生，如高压变压器的切换、补偿调整电容系统的调节等，有时候，终端负载过流短路也会对用电系统造成冲击。中强度的雷击可能造成用户设备中的一些零部件被损害或致其性能提前老化，如电子设备的线路板及元件烧毁。轻度过频的雷击亦有可能对用户造成损失，如传输或存储的讯号或数据错乱，丢失服务器，电脑死机等。

1.2电流对人体的作用

当电流流过人体时，人身所察觉到的最小电流值被称为感觉阈值。对于15～100Hz交流电流为0.5mA。人握电极能摆脱的电流最大值被称为摆脱电流，对于15-100Hz交流电流为10mA。

心室纤维性颤动是电击致死的主要原因。一个心动周期由产生兴奋期、兴奋扩展期和兴奋复原期所组成。在兴奋复原期内有一个相对较小的部份称为易损期，在易损期内，心肌纤维处于兴奋的不均匀状态，如果受到足够幅度电流的刺激，心室纤维发生颤动和血压降低，如电流足够大将导致死亡。

在工业企业和民用建筑中，有不少电气设备的使用频率 超过100Hz，例如有些电动工具和电焊机，可用到450Hz；电疗设备大多数使用4000—5000Hz；开关方式供电的设备则 为20kHz-1MHz；微波及无线电设备还有使用更高的频率 的。

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对于这些100Hz以上交流电流，人体皮肤的阻抗，在数十伏数量级的接触电压下，大致与频率成反比，例如500Hz 时皮肤阻抗，仅约为50Hz时皮肤阻抗的1／10，在很多情况下，皮肤的阻抗可以忽略不计。但因为是高频电流，对人体的感觉和对心脏的影响都比100Hz以下交流电小。频率在 10kHz及100Hz之间时，阈值大致由10mA上升到100mA，频率在100kHz以上及电流强度在数百毫安数量级时，较低频率时有针刺的感觉，频率再高则有温暖的感觉。频率在100khz以上及电流在安培数量级时，可能出现烧伤，烧伤的严重程度随电流流通的持续时间而定。

电流对人体的效应，例如刺激神经和肌肉，引起心房或心室纤维性颤等，与电流大小的变化有关，特别是在接通或断开电流的时候。电流幅度不变的直流电流要产生同样的效应，要比交流电流大得多。握持直流电器，事故时较易摆脱；当电击持续时间长于心动周期时，心室纤维性颤动阈值比交流的阈值高得多。

直流电流感觉阈值取决于接触面积、接触状态(干湿度、压力、温度)、电流流过的持续时间和各自的生理特征等，与交流电不同的是：当电流以感觉阈值强度流过人体时，只是在接通和断开电流时有感觉，其他时间没有感觉。在与测 定交流电流感觉阈值相等条件下，直流电流的感觉阈值约为2mA。

直流的摆脱阈值与交流不同，约300mA以下的直流电流没有可以确定的摆脱阈值，只有在接通和断开电流时，才能引起疼痛性和痉挛似的肌肉收缩。当电流大干300mA时，可能摆脱不了，或仅在电击持续时间达几秒或几分种后才有可能摆脱不了。

通过人体的电流约为30mA时，人体四肢有暖热感觉。流经人体的电流为300mA及以下横向电流持续几分钟时，随着时间和电流增加，可能产生可逆性的心节律障碍。电流伤痕、烧伤、眩晕、有时失去知觉，超过300mA时，经常出现失去知觉的情况。

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第二章 建筑防雷设备和防雷措施

2.1接地防雷设备

防雷设备从类型上可以分为：电源防雷器、电源保护插座、天馈线保护器、信号防雷器、防雷测试工具、测量和控制系统防雷器、地极保护器。

电源防雷器分为B、C、D三级。依据IEC（国际电工委员会）标准的分区防雷、多级保护的理论，B级防雷属于第一级防雷器，可应用于建筑物内的主配电柜上；C级属第二级防雷器，应用于建筑物的分路配电柜中；D级属第三级防雷器，应用于重要设备的前端，对设备进行精细保护。

测量和控制装置有着广泛的应用，例如生产厂、建筑物管理、报警装置等。由于雷电或其他原因造成的过电压不仅会对控制系统造成危害，而且对昂贵的转换器、传感器也会造成危害。控制系统的故障通常会导致产品损失和对生产的影响。测量和控制单元通常比电源系统对浪涌过电压的反应更加敏感。在测量和控制系统选择和安装防雷器的时候，下面的几个因素必须要考虑：系统的最大工作电压，最大工作电流，最大数据传输频率，是否允许电阻值增大 导线是否从建筑物外部引进，建筑物是否有外部防雷装置等。

建筑物安全防雷主要有以下几种：首先宜采用装设在建筑物上的避雷网或避雷针或由其混合组成的接闪器，其次避雷网应按规范的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于10m×10m或者12m×8m（网格密度按建筑物类别确定）的网格。再次所有避雷针应采用避雷带相互连接，引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m（引下线间距按建筑物类别确定）。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离应符合下列表达式的要求，但不应小于2m。现代防雷产品种类繁多，大致可分为四大类

1、接闪器

避雷针是最早的接闪器，也是目前世界上公认的最成熟的防直击雷装置。避雷带、避雷网、避雷线是避雷针的变形，其接闪原理是一致的。对避雷针的接闪 7

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原理的认识是有一个发展过程的，现在的滚球法理论比较全面地解释了接闪器吸引雷电的各种现象，被国内外标准所采纳。

2、消雷器

消雷器是国内近年来有非常大影响的防雷产品。它是希望改变接闪器的材料和形状来产生电流综合雷云中的电荷，让雷云在消雷器的保护范围内无法建立起接闪所需的场强，以达到消雷的目的。

3、特殊避雷针

还有一些避雷针承认自己接闪雷电，但其保护范围特别大，而且不会因为加装了避雷针而增大雷击概率。这一类产品在市场上的份额不大，没多少人去深究其技术原理的可行性。但在标准中规定任何接闪器都只能按滚球法校核保护范围。

4、引下线

一些厂家不在接闪器上作文章，却在引下线上采取措施，他们认为接闪器接闪时大量的雷电流通过引下线入地，会在周围的导体中产生感应雷，因此推出有屏蔽作用的引下线。必须指出：感应雷主要是由雷云的静电感应引起的，只屏蔽引下线作用并不大，而是要加强所有导线的屏蔽效果，才能削弱感应雷。

其实，在国标《建筑物防雷设计规范》（GB50057—94）中，对金属引下线的规定就已采取了降低引下线电磁干扰的措施，如多根引下线的分流作用，均匀对称的布置在建筑物四周可相互抵消内部电磁场，利用建筑物的钢筋框架这个很好的屏蔽笼（法拉第笼）接闪引下雷电流等。因此，普通金属引下线的方法在技术经济上都是可行的。

2.2防雷措施

1）关于三级防雷：

为防止感应雷侧击雷沿电源线进入房内损坏重要设备，本方案在UPS输出配电柜加装一套防雷器，作为电源部分的三级保护。另外，因设备间大多为弱电设备，故应进行细保护。

1、选型：第三级SPD采用天盾雷电生产的MB40B3+N型SPD进行细保护。

2、安装位置：设备间配电箱内，保护器件之后。

3、技术要求：接线要牢固。地线应尽可能直布，不弯成直角或锐角。

4、用材规格：接电源线和接地线应采用≥4mm2铜芯线，接地线长度＜0.5m。总接地线应≥16mm2，可穿PVC管。

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信号防雷：

1、选型：采用天盾雷电生产的信号线SPD，用于RS485工业控制总经防雷，也可用于其它工业现场控制总线的防雷，安装于LPZOB-1区或是更高的界面，防止设备受到过电压的干扰。

2、安装位置：当金属信号线＞30m时，均应串联信号SPD安装于设备间设备输出端。

3、技术要求：压线排列正确，接口要相配，安装后应立即进行设备试运行，并保证正常工作。

4、用材规格：接地线采用多股软铜线，线径≥2.5mm。

22.3接地的种类

1）工作接地

在工作或事故情况下，保证电器设备可靠地运行，降低人体接触电压，迅速切除故障设备或线路 降低电器设备和输电线路的绝缘水平。2）保护接地

在中性点不接地系统中，如果电器设备没有保护接地，当该设备某处绝缘损坏时，外壳将带电，同时由于线路与大地间存在电容，人体触及此绝缘损坏的电器设备外壳，则电流流人人体形成通路，人将遭受触电的危险。设有接地装置后，接地电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过，接地体电阻愈小，流过人体的电流也愈小，接地电阻极微小时，流经人体的电流可不致于造成危害，人体避免触电的危险。3）静电接地

设备移动或物体在管道中移动，因摩擦产生静电，它聚集在管道容器和贮罐或加工设备上，形成很高电位，对人身安全及对设备和建筑物都有危险。作了静电接地，静电一旦产生，就导入地中，以消除其聚集的可能。4）直流工作接地

计算机以及一切微电子设备，大部分采用中大规模集成电路，工作于较低的直流电压下，为使同一系统的电脑（计算机）微电子设备的工作电路具有同一电位参考点，将所有设备的“零”电位点接于一接地装置，它可以稳定电路的电位，防止外来干扰，这称为直流工作接地。5）防雷接地

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为使雷电浪涌电流泄入大地，使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压 过电流的危害，所有建筑物电气设备、线路、网络等不带电金属部分，金属护套，避雷器，以及一切水气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。防雷接地装置包括避雷针、带线网接地、引下线接地、引入线接地汇集线接地体等。

2.4防雷的等电位连接

等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统，都应在防雷区交界处做等电位连接。应采用等电位连接线和螺栓紧固的线夹在等电位连接带处做等电位连接，而且当需要时，应采用地极保护防雷器（SPD）做等电位连接（见2-1图中的接地线也做等电位连接）。其作用为在不同地网之间安装地极保护器用来避免地网之间产生不同电位差的危险。

2-1图 导电物体或电气系统连到等电位连接带的等电位连接

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第三章 对建筑防雷接地的探讨

建筑物防雷永远是一个热门话题，它与人们的人身、财产安全息息相关。所以，建筑物在竣工验收时，防雷接地是一项必须的、重要的项目环节。但是，我们常听见有人总把防雷和接地混为一谈，其实不然，防雷一定要接地，而接地，不一定是为了防雷。总的来说，防雷接地是为了使建筑物在雷电打击避免被雷电造成损失，而接地系统则是为了防止用电器金属外壳带电伤人，它们最终需要用导体连接到接地装置，排除安全隐患。

3.1防雷接地

防雷就是建筑物通过预先设置的接闪器（突出屋面的金属物，如明装避雷带、避雷针），把雷电引入大地的一个过程，它可以有效地保护建筑物内部不受雷电打击造成损害。大家可能经常会看到，我们的建筑物屋面女儿墙，沿墙压顶有设置一道钢筋（通常是经热镀锌处理过的），这在建筑电气上称为明装避雷带，我们将刚性屋面或者结构层上的钢筋，和明装避雷带进行焊接连接，可以使屋面形成一定规格（一级防雷为5m×5m，二级防雷为10m×10m，三级防雷为20m×20m）的避雷网格，再将屋面避雷网与选定作为引线的柱筋进行焊接，再传入基础通过接地装置而引入大地。标高高于30m的建筑物，还应设置均压环（非屋面外围框梁或圈梁钢筋通焊一圈），可以有效地防侧击雷。直接设置避雷针的做法基本已经被淘汰，因为避雷针的防雷模型可以看做是伞状防护，它会存在避雷盲区，也不能防侧击雷，但由于其引雷电的功能强大，在一级防雷的地区的建筑物就会采用避雷针、避雷带加设均压环混合安装做法。通过以上安装施工，我们人为把建筑物构成了钢筋避雷笼子，可以全方位的避免建筑物遭雷击时受到损害。

3.2接地系统

接地系统是建筑电气的一个难点，可以分大接地和小接地，小接地主要是经阻抗、容抗或感抗接地，而大接地是直接接地。我们这里主要从大接地的三相四线制和三相五线制进行阐述。三相四线制，TN-C系统，是除必须有的三根相线（电工学称火线）外，将中性线（电工学称零线）和保护中性线（接地线）合二为一，这样的系统，一旦发生漏电事故，漏电不能直接传入大地，可能会造成人身触电事故。三相五线制，TN-S系统，是除必须有的三根相线外，中性线和保护中性线严格分开，保护中性线是要进行接地连接的，所有的用电器金属外壳有效地与保护中性线进行连接，可以有效地防止漏电触电事故。我们常见的三孔插座和插头，关于防雷、接地和电气安全的研究

其实并非三相380V电源，而是单相220V（两孔的其实也不是两相，是单相，两相是三相火线中选两根接入设备，因为线电压就是380V，就无需接入零线，如电焊机就是两相设备），插座最上端的孔是连接到保护中性线的，而用电器插头最上端的端头，是与用电器金属外壳进行连接的，这样，我们就可以把金属外壳所带的漏电，有效地传入大地，因为人体的电阻比电线电阻大出很多，电流基本不会从人体通过了。改进型的TN-C-S系统，省去了变电房至建筑物这一段的接地电缆，减少了造价。

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第四章 接地和接零等安全用电措施及使用范围

4.1保护接地

把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架用接地装置与大地可靠地连接起来，以保证人身安全的保护方式，叫保护接地，简称接地。

保护接地一般用在1000V以下的中性点不接地的电网与1000V以上的电网中。在中性点不接地的系统中，假设电动机的A相绕组因绝缘损坏而碰金属外壳，外壳带电（参看图4－1），在没有保护接地的情况下，当人体接触外壳时，电流经过人体和另外两根火线的对地绝缘电阻Re、RC（如果导线很长，还要考虑导线与大地间的电容）而形成回路。如果另外两根火线对地绝缘不好，流过人体的电流会超过安全限度而发生危险。在有保护接地的情况下，当人体接触带电的外壳时，电流在A相碰壳处分为两路，一路经接地装置的电阻Rd，一路经人体电阻Rr，这两路汇合后再经另外两根火线的对地绝缘电阻Re和RC构成回路。由于Re<

根据电气安装规程规定，在1000V以下中性点接地系统中，用电设备不允许采用保护接地（图4－2）。这是因为当某一相绝缘破损与金属外壳接触时，电流Id便会经过大地回到变压器的中性点，而这时流过保险丝的电流很可能小于保险丝的熔断电流，保险丝不断，金属外壳仍与电源相连。金属外壳对地的电压Ud等于Id在Rd上的电压降，而Id＝U相／（R0＋Rd），Ud＝U相Rd／（R0＋Rd）。在一般三相四线制系统中，U相是220V，R0约4Ω，Rd通常都超过4Ω，即使Rd与R0一样，也按4Ω计，金属外壳的对地电压也为110V，超过安全电压。

图4-1 保护接地示意图

图 4-2 中性点接地系统不

允许采用保护接地

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4.2保护接零

把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架与中性点接地的电力系统的零线连接起来，以保护人身安全的保护方式，叫保护接零（也叫保护接中线），简称接零。

保护接零一般用在1000V以下的中性点接地的三相四线制电网中，目前供照明用的380／220V中性点接地的三相四线制电网中广泛采用保护接零措施。

在1000V以下中性点接地系统中，应该采取保护接零，一旦某一根绝缘破损与金属外壳接触，就会形成单相短路，电流很大，于是保险丝熔断（或自动开关自动切断电路），电动机脱离电源，从而避免了触电危险。

许多单相家用电器的电源线接到三脚插头上，三脚插头的粗脚连着家用电器的金属外壳。这种插头要插到单相三孔插座上，插座的粗孔应该用导线与电源的中线相连。绝不允许在插座内将粗孔与接工作中线的孔相连。因为一旦用电器的工作中线断线（参看图4－3），发生外壳带电时，保险丝不熔断，而会引起触电事故。

在三相四线制中性点接地的380／220V照明供电系统中，由于普遍采用保护接零。若保护接零的中线切断，可能造成触电事故，所以一般只在相线上装熔断器，不允许在中线上装熔断器。但是单相双线照明供电线路，由于接触的大多数是不熟悉电气的人，有时由于修理或延长线路而将相线和中线接错，所以中线和相线上都接保险丝（熔断器）。

图4-3 保护接零应接电源中线

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第五章 防雷接地装置结构

5.1雷电流反击电压与引下线间距的关系

当建筑物遭受雷击时，雷击电流通过敷设在楼顶的避雷网，经接地引下线至接地装置流入地下，在接地装置上升高的电位等于电流与电阻的乘积，在接地引下线上某点离地面的高度为h的对地电位，则为： Uo=UR＋UL=IkRq＋ L ① 式中 Ik—雷电流幅值

kA

Ω Rq—防雷装置的接地电阻L—避雷引下线上某点离地面的高度的为h到接地装置的电感μH 雷电流的波头陡度 kA/μH

①式中右边第一项UR即IkRq为电位的电阻分量，第二项UL即为电位的电感分量，据GB50057－94有关规定，三类级防雷建筑物中，可取雷电流Ik=100kA，波头形状为斜角形，波头长度为10μs，则雷电流波头陡度 = =10kA /μs，取引下线单位长度电感Lo=1.4μH/m，则由①式可得出Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq+14hkV

根据②式，在不同的接地电阻Rq及高度h时，可求出相应的Uo值，但引下线数量不同，则Uo的数值有较大差异。下面以例1中引下线分别为4、8根假定每根引下线均流过相同幅度的雷击电流，且忽略雷电流在水平避雷上的电阻及电感压降，由计算出的UR/UL值可知，接地电阻Rq即使为零，在不同高度的接地引下线由于电感产生的电位电感分量也是相当高的，同样会产生反击网络。

5.2引下线与人体之间的安全间距

1.当引下线为4组时，人站在一层，h1=3m，Rq=30Ω，则URI=750kVUL1=10.5kV人体与引下线之间安全距离L安全。方可产生的反击。人站在5层，h2 =15m，Rq=30Ω，则：UR2=750kVU12=52.5kV则安全距离L安全2> 1.575m<1.83m.在上述两个房间内，保持如此的距离是很难做到的，因此存在很危险的雷电压反击。

2.当引下线为8组时，当站在一层房间内，h1=3m，Rq=30Ω，则UL1=5.25kVUR1=3.75kV 则安全间距L安全1> 0.757m.人站在5层时，h2=15m则UL2=26.25kVUR2=375kV则安全间距L安全2>可见，引下线数量增加一倍，安全间距则减小一半。因此设置了防雷设施后，应严格按照规范设置引下线的数量及间 15

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距。同时建议可缩短规范内规定的引下线间距，多设一定数量的引下线，可减少雷电压反击现象。这样处理，对增加工程造价微乎其微。

3.引下线与室内金属管道、金属物体的距离1当防雷接地装置未与金属管道的埋地部分连接时，按例一中数据：楼顶的引下线高度h=Lx=20m，Rq=30Ω时，据JCJ/T16－92第12.5.7条规定，Lx<5Rq=5×30=150m，则Sal≥0.2KcRi＋0.1Lx式中Kc—分流系数，因多根引下线，取0.44 Ri—防雷接地装置的冲击电阻，因是环路接地体，Ri=Rq=30ΩSal—引下线与金属物体之间的安全距离/m则Sal≥0.2×0.44×30＋0.1×20=2.816m.2当防雷接地体与金属管道的埋地部分连接时，按式12.3.6－3，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66由以上计算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在实际施工时，均很难保证以上距离，因为金属管道靠墙0.1m左右安装，又由于Sa2≤Sal，因此可将防雷接地装置与金属管道的埋地部分连接起来，同时，在楼层内应将引下线与金属管道物体连接起来，防止雷电反击。

4.引下线接地装置与地下多种金属管道及其它接地装置的距离Sed据JCJ/T16－92第12.5.7条及公式12.3.6－4：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在实际施工中，地下水暖管道交错纵横，先于防雷及电气接地装置施工，等施工后者时，已经很难保证Sed≥3.96m了，也难于保证不应小于2m的规定，因此可将防雷接地装置与各种接地装置共用，即实行一栋建筑一个接地体。将接地装置与地下进出建筑物的各种金属管道连接起来，实行总等电位联结。综上所述，在实行一栋建筑一个总带电位联结、一个共用接地体的措施后，在楼顶部应将避雷带针与伸出屋面的金属管道金属物体连接起来，在每层内的建筑物内应实行辅助等电位联结，即引下线在经过各个楼层时，将它与该楼层内的钢筋、金属构架全部联结起来，于是不论引下线的电位升到多高，同楼层建筑物内的所有金属物包括地面内钢筋、金属管道、电气设备的安全接地都同时升到相同电位，方可消除雷电压反击。

5.3跨步电压与接地装置埋地深度

埋地深度跨步电压是指人的两脚接触地面间两点的电位差，一般取人的跨距0.8m内的电位差。跨步电压的大小与接地体埋地深度、土壤电阻率、雷电位幅值等诸多因素。

世界各国根据发生的人身冲击触电事故分析，认为相当于雷电流持续时间内人体能承受的跨步电压为90～110kV.从计算结果可知，该工程的防雷接地体埋深

关于防雷、接地和电气安全的研究

0.8m时，跨步电压已在安全范围内。JCJ/T16－92第12.9.4规定接地体埋设深度不宜小于0.6m，第12.9.7条规定：防击雷的人工接接地体距建筑物入口处及人行道不应小于3m，当小于3m时，接地体局部埋深不应小于1m，或水平接地体局部包以绝缘物。包以绝缘物易增大其接地电阻，因此还是以埋深大于1m时为好。这样处理，只增加少量工程造价，却将接地装置处理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。

若采用基础和圈梁内钢筋作为环形接地体，但由于三级防雷的建筑物大多为毛石基础，毛石基础上的圈梁埋地一般为0.3m左右，较浅根本达不到防止危险的跨步电压需将接地装置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做为环形接地体指三级防雷建筑物。

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结束语

综上所述，针对的建筑防雷、设备接地接零等电器安全用电常识的简要介绍，通过对雷的形成和危害的认识和对建筑防雷设备和防雷措施的介绍。可以得知防雷与接地是统一的，二者缺一不可。只有防雷措施而无接地，无法迅速泄流放电，反之，设备将直接遭受强大电流的冲击，无论哪种情况系统都将受到破坏甚至瘫痪。只要通过合理配置，使之溶为一体，就能有效确保系统的稳定工作，从而发挥出系统防护工作的最佳效果。18

关于防雷、接地和电气安全的研究

参考文献

[1] 《电工学》（土建类）颜伟忠主编

高等教育出版社

[2] 《工厂供电》刘介才.工厂供电.机械工业出版社，1998.89-90.[3] 《建筑电气》作 者：建设部学院

华中科技大学出版社 2009年09月 [4] 《建筑电气》 作 者： 孙成群 中国建筑工业出版社 2009-11-1 [5] 《建筑物防雷设计规范》GB50057-94 作者： 中华人民共和国机械工业部 中国计划出版社

2001-02-01

防雷接地和电气安全 篇2

一、接地装置

(一) 根据接地方式的作用不同, 可分工作接地、保护接地和防雷接地等

1.工作接地为了保证电气设备的正常工作, 将电路中的某一点通过接地装置与大地可靠地连接起来, 称为工作接地。例如, 在380/220伏三相四线制电网中, 将变压器低压侧的中性点直接接地, 就是工作接地。

2.保护接地将电器设备的金属外壳、金属构架等, 通过接地装置与大地可靠地连接起来, 称为保护接地。电气设备接地后, 如果这些设备由于受潮或绝缘损坏而使金属外壳与带电部分接触时, 电流会通过接地装置流入大地, 使金属外壳的对地电压降低到安全数值以内, 从而保证人身的安全。

3.防雷接地为了防止电气设备和建筑物因遭受雷击而损坏, 将避雷针、避雷线、避雷器等防雷设备进行接地, 称为防雷接地。

(二) 保护接零和重复接地

1.保护接零在中性点直接接地的低压电力网中, 将电气设备的金属外壳、金属构架等与零线相连接, 称为保护接零。电气设备接零后, 当设备的一相绝缘损坏而碰壳时, 该相的短路电流将使电路中的保护电气迅速动作 (例如熔断器的熔丝熔断) , 切断电源, 使外壳不带电, 消除触电的危险。

2.重复接地在中性点直接接地的低压电网中, 除了将发电机或变压器的中性点接地外, 还应在零线的其他地方进行三点以上的接地, 这种接地称为重复接地。采取重复接地措施后, 如果在零线断线的情况下, 再出现电气设备的一相碰壳时, 该短路电流可通过重复接地装置流入大地, 巨大的短路电流同样可以使电路中的保护电器迅速动作, 切断电源, 使电气设备不带电, 消除触电的危险。

(三) 接地和接零的注意事项

1.在中性点直接接地的低压电网中, 电力装置宜采用接零保护。在中性点非直接地的低压电网中, 电力装置应采用接地保护。

2.在同一配电线路中, 不允许一部分电气设备接地, 另一部分电气设备接零, 以免接地设备一相碰壳短路时, 可能由于接地电阻较大, 而使保护电器不动作, 造成中性点电位升高, 使所有接零的设备外壳都带电, 反而增加了触电的危险性。

3.由低压公用电网供电的电气设备, 只能采用保护接地, 不能采用保护接零, 以免接零的电气设备一相碰壳短路时, 造成电网的严重不平衡。

4.为防止触电危险, 在低压电网中, 严禁利用大地作相线或零线。

5.用于接零保护的零线上不得装设开关或熔断器, 单相开关应装在相线上。

二、防雷保护

(—) 避雷针保护

避雷针装置由避雷针、引下线和接地体等组成, 可用于保护输变电设备和楼房、水塔等建筑物, 防止直接雷击事故。

1.避雷针避雷针一般采用圆钢或焊接钢管制成, 其顶端应呈针尖状。避雷针的最小直径针长1米以下, 圆钢最小直径12毫米, 钢管最小直径20毫米。针长2米, 圆钢最小直径16毫米, 钢管最小直径25毫米。

2.引下线引下线一般采用圆钢、扁钢, 圆钢一般情况下最小尺寸直径8毫米, 高层建筑圆钢最小尺寸直径12毫米, 扁钢, 一般情况下最小尺寸厚度4毫米 (截面48毫米) , 高层建筑最小尺寸厚度4毫米 (截面100毫米) 。

3.接地体垂直埋设的接地体一般采用角钢、钢管、圆钢等;水平埋设的接地体, 一般采用扁钢、圆钢等。接地体的最小尺寸:圆钢为直径10毫米, 扁钢为厚度4 (截面100毫米) , 角钢厚度4毫米, 钢管壁厚3.5毫米。在腐蚀性较强的土壤中应采取镀锌等防腐措施加大截面。垂直接地体的长度一般为2.5米, 接地体间的距离一般为5米, 埋设深度应大于0.5米。接地电阻应小于10欧。

(二) 避雷器

避雷器主要用于保护校园的电气设备以及架空线路、配电装置等, 防止雷电过电压的危害。

(三) 保护间隙

当缺乏避雷器时, 可采用保护间隙作为防雷设备。为了提高运行的可靠性, 减少线路停电事故, 保护间隙应尽量与自动重合阀装置配合使用。

(四) 其他防雷措施

不装设防直击雷装置的建筑物, 为防止雷电波沿低压架空线侵入, 在入户处或接户杆上应将绝缘子铁脚接到电力设备接地装置上, 如无该接地装置时, 应增设接地装置, 其冲击接地电阻不宜大于30欧。但符合下列条件之一者, 绝缘子铁脚可不接地:年平均雷暴日在30日以下的地区;受建筑物等屏蔽的地方;低压架空干线的接地点距入户处不超过50米;土壤电阻率在200欧米及以下的地区, 使用铁横担的钢筋混凝土杆线路。

易燃物大量集中的露天堆场, 应采取适当的防雷措施。

在一般情况下, 从配电盘引出线的线路, 宜穿钢管并装设避雷器或空气间隙。在线路接近接闪器的一端, 还应将钢管和防雷装置相连。

严禁在独立避雷针、避雷线的支柱上悬挂电话线、广播线及低压架空线。

三、结论

防雷接地和电气安全 篇3

【关键词】三相三线制；三相四线制；接零；接地

随着电力系统的不断扩大及越来越多电气设备的采用，为了保证工厂电气设备安全可靠的运行，做好相应的保护措施就显得至关重要。对于不同电压等级的电气设备，首先电力系统运行的方式就不一样，对于工厂电力系统而言，一般高电压输配电网络采用中性点不直接接地，即三相三线制的方式运行。对于低压电气设备而言，一般会采用中性点直接接地的方式，也就是三相四线制。至于为什么会有这样的差别以及对于相应的保护措施将在后面进行阐述。此外，工厂的电气设备在每相的负荷均相差无几，处于平衡状态，这对于后面保护方式的确定也是一个重要的条件。

1.高压电气设备的保护

目前电力系统所发生的故障中有百分之八十以上都属于单相接地短路故障，因此做好短路故障的保护工作至关重要。在工厂用电系统中，只要是6kv以上的输配电网络均属于高压系统，一般均采用中性点非直接接地的三相三线制的接线方式。之所以会采用这种接线方式，是因为在这样的系统中一旦发生某相的接地短路情况，由于中性点并没有直接接地，短路电流只能通过相间电容来形成回路，此时的短路电流较少，系统可以继续运行一段时间，以方便检修人员对故障及时进行排除。但在故障排除的期间内，故障相中电气设备的金属外壳也是带电的，如果不针对电气设备外壳设置相应的保护措施，人一旦不小心碰上，是很容易引发触电事故的。对于高压电气设备的保护，一般采用将其金属外壳直接接地的方式，以将金属外壳中的短路电流导入大地，避免触电事故的发生。既然要采用金属外壳直接接地的保护方式，就必须确定合适的接地体，这个接地体不能是已有的防雷接地或者其他金属构件，他必须是专门针对电气设备外壳接地保护独立设计的，对于接地电阻也不是随随便便给定的，它是经过详细的计算而确定的，一般不能超过4欧，接地电阻越小越有利于电气设备金属外壳的接地保护，而且如果工厂有条件，接地体的设计数量也是越多越好。

2.低压电气设备的保护

对于低压电气设备的保护同样是针对短路故障而进行的，在工厂用电系统中，220v至380v的输配电网络均属于低压系统，一般均采用中性点直接接地的三相四线制的接线方式。之所以会采用这样的接线方式是因为在发生短路的时候，希望能够迅速断开继电保护，而不是像高压系统那样为了保持系统稳定会让系统带电运行那样，低压系统更侧重保护电气设备及人身的安全，所以采用中性点直接接地的三相四线制的接线方式。采用这样的方式除了经济性较好之外，更重要的是发生单相接地故障时，短路电流会比较大，继电保护会比较容易断开，达到保护的目的。采用中性点直接接地的三相四线制的接线方式还需要具备一个条件，就是输配电系统每相的负荷都必须接近相等，也就是对于负荷的要求必须是平衡负荷，这在工厂低压输配电系统建设的时候就已经满足要求了。对于中性点直接接地的三相四线制的接线方式而言，如果也像中性点非直接接地的三相三线制的接线方式那样将电气设备的金属外壳直接接地的话，这样就会导致短路电流较小，因为金属外壳接地点的电阻很难减小到4欧以下，而中性点的电阻一般也在4欧左右，这样算得的单相接地电流将会很小，很难让保护装置迅速动作。而在此时，金属外壳上将会产生一个相对而言比较高的电压，并且在继电保护装置完全断开以前会持续一段时间，存在触电的隐患。所以为了满足继电保护装置迅速动作的需要，我们一般直接将电气设备的金属外壳接到零序线路，这样重复接地之后，相当于对中性点阻抗进行了短接，发生单相接地短路以后，整个短路电阻都会大大减少，所产生的短路电流也会非常大，能够使继电保护装置迅速动作，这样就可以避免在电气设备金属外壳表面产生一个持续高压，对人造成危害。

当工厂的输配电线路较长时，这时整个线路的电阻就会增加，经过准确计算，如果发现当线路某处发生短路时所产生的短路电流达不到继电保护装置的要求时，应该想办法减少输电线路的电阻，常用的办法就是可以换用较粗一些型号的导线。如果实在有必要，还可以将所有低压电气设备的所有金属构件都连同金属外壳一起与中性点进行重复接地，甚至在工厂的进线处也可以进行重复接地。总之就是想尽办法通过重复接地的方式来降低短路时的电阻，增大单相接地故障短路时的电流，避免电气设备及人身安全。但是，需要注意的就是，所有的重复接地点都必须是独立隔开的，这样才能避免混乱，保障系统能够安全可靠的运行。

最后对于中性点非直接接地的三相三线制的接线方式及中性点直接接地的三相四线制的接线方式一定要注意区分，对于这两种电力系统运行方式所采用的保护方式也不能混淆，同时它们的保护方式也一定要注意是分别在各自系统内完成。处于两个系统内的电气设备也不能混连在一起。这样才能保证各个系统都能安全可靠的运行。

3.防雷保护及弱电保护

雷电属于一种自然现象，伴随雷电产生的电压高达数百万伏，所造成的毁灭性难以估计。工厂中的电气设备种类繁多，容易遭受雷电袭击，对于雷电我们无法避免，只能做好防雷措施。对于预防雷击的保护措施与其它保护不同，一般是以整个工厂为单位，装设好避雷针。避雷针的接地体一般是独立设计的，至于接地电阻，一般不能超过十欧姆，如果条件有限无法独立进行设计，也可以与其他的一些接地体共用，此时的接地电阻一般较小，能够满足要求。当然对于一些重要昂贵的电气设备也需要采取专门的避雷措施。

工厂中除了直接担任输配电任务的线路之外，还有一部分线路是用来显示设备工作状态等工作的，所需要的电压很小，统称为弱电系统。对于弱电系统，统一采用直接接地的方式来进行单相接地保护，接地点可以不用独立设计，可以直接与高压或者低压的接地体接在一起，也可以与防雷保护的接地体共用同一个接地体，但需要注意的是，除了接地体可以共用之外，接地体下面的引入大地的引线一定要区分开，且相互之间还得保持一定的间隔。

【参考文献】

[1]纪文革.浅析智能建筑的电气接地和保护[J].科技资讯，2011，5.

防雷接地和电气安全 篇4

关键词：电气工程;防雷接地;施工质量

中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：1673-003816-0067-02

在雷击发生时将会产生强大的电流，发生机械力和热效应，对建(构)筑物及电气设备造成损坏。因此在施工过程中施工人员应对电气系统加以重视，以减少雷击对建筑物和人类所产生的伤害，本文主要对防雷接地过程中一些常见质量问题进行分析，并提出一些相关的措施，以提高整体的施工质量，减少雷击对人们生产及生活所产生的不良影响。

1防雷接地过程中一些常见的质量问题及预防措施

1.1防雷接地施工中一些常见的质量问题

在进行接闪器和引下线安装时，经常会因为搭接的长度不足、焊接质量不合格、防腐处理不合格致使焊接处发生较为严重的生锈现象，或因支架之间的距离较大，致使避雷带、引下线发生变形、支架脱落、弯角和引下角呈现出锐角，导致下引点的间距过大。此外，由于屋面金属物上并未做任何的防雷接地措施，也将严重影响防雷的质量。

1.2防雷接地施工质量问题的预防措施

在对带间引下线和接地线进行焊接时，必须使用双面焊接法进行焊接，按照国家规范要求控制搭接的长度，通常情况下应将搭接长度控制在6d以上，并对焊接口进行一定的防腐处理，将支架安装的距离控制在1.0~1.5m之间，而一至三类防雷建筑物防雷引下点的间距应分别在12m、18m、25m以内，此外，为了保安证防雷接地施工高质量，应保证屋面金属物与防雷系统之间的点焊接牢固。

2防雷接地施工过程中的细部做法

2.1避雷装置安装做法

①应对避雷带、卡子、扁钢进行镀锌处理;②应保证避雷带和接地母线在过沉降缝和伸缩缝时，留有余量，以免当其发生变形时将避雷带或母线拉断;③应保证避雷带、接地母线在过沉降缝和伸缩缝时呈半圆形，以符合防雷接地的要求同时美化其外观。

2.2避雷带支架安装细部做法

在进行现浇女儿墙挑檐避雷带支架的安装时，应注意将扁钢支架和土建进行密切的配合，控制成排避雷带支架的水平度以及垂直度，最好能够对其进行拉线并逐个检查。

2.3屋顶避雷针与引下线连接处的细部处理做法

在将屋顶避雷针与引下线进行连接时，应将与避雷带连接处的引下线进行打磨，做成半圆的形状，并将引下线在女儿墙与避雷带之间用油漆刷成红色，以做出明显的标记，使在防雷检查验收时避雷引线所处的位置比较显眼，操作更加便捷，此外，避雷带与引下线连接要进行双面焊接，焊缝长度在6d以上，并保证焊缝平整、饱满。

2.4金属窗户的等电位连接细部做法

连接导体应采用暗敷的方式，应在窗框对位后、墙面装饰层或抹灰层施工前来进行，当窗户靠近钢柱时，可将连接导体一端直接焊接到钢柱之上，并将准10金属圆钢、钢筋、窗框建筑物金属物构件的焊接长度控制在60mm以上，在进行焊接时，应将搭接板进行预埋，搭接板与窗框、门框连接可采用螺栓连接或焊接，而金属窗框的等电位也可以从窗框顶部、侧面与圈梁、柱主筋进行预埋件连接，在连接时可采用25×4的镀锌扁钢和准10金属圆钢。

3施工常见的防雷问题

3.1高层空调室外机的防雷

社会的发展使城市住宅楼的数量越来越多，并且为了缓解土地使用的压力，城市住宅楼多以高层建筑为主，因此空调室外机与墙壁连接与分布都较为紧密，在遇到雷电时，雷电将会在放电过程中产生较大的电流，产生较高的热量，这种较高的热量有时可达到几千度，致墙体和周围环境因受高温而发生火灾，此外，在发生雷电时，将会产生较大的磁场，使处在其间的物体遭受破坏，通常情况下，由于空调主机安装在室外，因此在发生雷电时其支架往往会被人们忽视，国家相关规范和标准目前对这一方面并未有明确规定，如果并未进行任何防雷处理，很有可能使分体式空调的外机电源保护接地PE线变成空调外机的防雷引下线，将雷电引流到室内配电系统之内，危险系数较大，一般而言，空调部分与建筑物的.法拉第笼引下线并无关联，当建设单位和用户提出要求时，在处理上的难度较大，所以滞后性较大，只能通过明装处理对其进行补救。在施工过程中，若涉及到高层建筑空调外机防雷问题，应保证土建单位与安装单位同步作业，在窗户的洞口下方30~50cm处，先对IP等级较大的部位进行预处理，如预埋密封性比较好的金属接线盒，盒内敷设已做好防腐处理的镀锌扁钢，扁钢的一端与主体内均压坏或者钢筋引下线焊接，将扁钢的另一端与带铜接线端子的多股导线连接，(导线截面大于10mm2)将导线的另一端用螺栓连接后再与空调室外机和其支架进行连接，金属接线盒采用镀锌制品，防止其生锈，为了防止雨水渗入到金属接线盒内，在进行安装时，应将金属接线盒内增加封闭装置，此外，还应将所有的螺栓用防水膏进行封闭，包括箱门螺栓。

3.2太阳能热水器防雷

井下电气设备接地标准 篇5

一、保护接地设备

1、电机的外壳

2、电缆接线盒的外壳及电缆的金属外皮

3、配电盘、控制盘的外壳

4、开关及其传感装置的金属底座或外壳

5、高压绝缘子及套管的金属底座

二、接地的有关规定

1、局部接地极可采用镀锌铁管。铁管直径不得小于35mm，长度不得小于1.5M。管子上至少要钻20个直径不小于5mm的透眼。铁管垂直与地面（偏差不大于15度），并且埋设在潮湿的地方。

2、接地母线及变电所的辅助接地母线，应采用断面不小于50mm²的裸铜线、断面不小于100mm²、厚度不小于4mm的镀锌扁铁。采区配电点及其它机电硐室的辅助接地母线，应采用断面不小于20mm²裸铜线，断面不小于50mm²、厚度不小于4mm的镀锌扁铁。扁铁挂设距底板20-30cm，扁铁、母线的挂设要平直。

3、连接导线、接地导线应采用断面不小于25mm²裸铜线、断面不小于50mm²、厚度不小于4mm的镀锌扁铁。额定电压低于或等于127V电器设备的接地导线、连接导线，可采用断面不小于6mm²的裸铜线。连接导线、接地导线挂设必须平直。

4、严禁采用铝导体作为接地极、接地母线、辅助接地母、连接导线的接地连线。接地极、接地母线、辅助接地母线连接导线。在任意一个局部接地装置处所测的总接地网的接地电阻，不得超过2欧姆。

5、每台设备均必须用独立的连接导线与接地网（接地母线、辅助接地母线）直接连接：禁止将几台设备串联接地，也禁止将几个接地部分串联。

6、接地线的连接和加固：接地母线与主接地极连接要用焊接。无条件时，可采用直径不小于10mm的镀锌螺栓加固防松装置（弹簧垫、螺帽）拧紧连接。用裸铜线连接时，应采用相应断面的铜线鼻配合镀锌螺栓连接。严禁拧接。

机电科

电气设备接地分析的论文 篇6

【摘要】：将电力系统和电气设备的某一部分经接地线连接到接地极上，称为接地。亦可说成电气设备的任何部分与大地(土壤)间作良好的电气连接。电力系统中接地的部分一般是中性点，也可以是相线上的某一点。电气设备的接地部分则是正常情况下不带电的金属导体，一般为金属外壳。

1接地的种类和目的

(一)安全保护接地。主要包括：为防止电力设施或电子电气设备绝缘损坏、危及人身安全而设置的保护接地;为消除生产过程中产生的静电积累，引起触电或爆炸而设的静电接地;为防止电磁感应而对设备的金属外壳、屏蔽罩或屏蔽线外皮所进行的屏蔽接地。其中保护接地应用最为广泛，它将机(外)壳接地。此种接地的目的是为了安全。

(二)系统接地。这种接地给电路系统提供一个基准电位(参考电位)，同时也可将干扰引走。此种接地目的是为了抵制外部的干扰。

(三)防雷接地。为防止雷电过电压对人身或设备产生危害，而设置的过电压保护设备的接地，称为防雷接地，如避雷针、避雷器的接地。

(四)重复接地。在低压配电系统的系统中，为防止因中性线故障而失去接地保护作用，造成电击危险和损坏设备，对中性线进行重复接地。系统中的重复接地点为：架空线路的终端及线路中适当点;四芯电缆的中性线;电缆或架空线路在建筑物或车间的进线处。

(五)防静电接地。为了消除静电对人身和设备产生危害而进行的接地，如将某些液体或气体的金属输送管道或车辆的接地。

(六)屏蔽接地。为防止电气设备因受电磁干扰，而影响其工作或对其他设备造成电磁干扰的屏蔽设备的接地。

2接地的作用

我们往往只知道接地可防止人身遭受电击，其实接地除了这一作用外，还可以防止设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保证电力系统的正常运行。

(一)防止电击。人体阻抗和所处环境的状况有极大的关系，环境越潮湿，人体的阻抗越低，也越容易遭受电击。例如，自装过交流收音机的人几乎都受到过电击，但几乎都能摆脱电源，因为此时人所处的环境干燥，皮肤也较干燥。接地是防止电击的一种有效的方法。电气设备通过接地装置接地后，使电气设备的电位接近地电位。由于接地电阻的存在，电气设备对地电位总是存在的，电气设备的接地电阻越大，发生故障时，电气设备的对地电位也越大，人触及时的危险性也越大。但是，如果不设置接地装置，故障设备外壳的电压就和相线对地电压相同，比起接地电压还是高出很多的，因此危险性也相应增加。

(二)保证电力系统的正常运行。电力系统的接地，又称工作接地，一般在变电站或变电所对中性点进行接地。工作接地的接地电阻要求很小，对大型的变电站要求有一个接地网，保证接地电阻小而且可靠。工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零。

低压配电系统无法避免相线碰壳或相线断裂后碰地，如果中性点对地绝缘，就会使其他两相的对地电压升高到3倍的相电压，其结果可能把工作电压为220的电气设备烧坏。对中性点接地的系统，即使一相与地短路，另外二相仍可接近相电压，因此接于其他二相的电气设备不会损坏。此外可防止系统振荡，电气设备和线路只要按相电压考虑其绝缘水平。

防雷接地和电气安全 篇7

建筑工程施工中有很多地方需要敷设接零或接地装置的, 其作用主要是:为了安全, 避免因电气设备绝缘损坏时遭受触电危险, 保证工艺设备, 电气设备的正常运行, 防止雷击等。接地类型有:电气设备的保护接地, 重复接地, 静电接地和防雷接地以及电气系统中的工作接地和微机系统的抗干扰屏蔽接地等。电气设备的外壳直接接到系统的零线上或者接地, 当发生碰壳短路时, 短路电流经零线而成闭合回路。所以, 电气设备外壳接零和接地的作用, 是将碰壳变成单相短路, 使保护设备能可靠地迅速动作而断开故障设备。

2 中性点接地系统的接零保护

一般来说, 在采用接零保护的情况下, 短路电流大都是远大于自动空气开关整定值数倍, 当电气设备发生接地短路时, 保护设备能够立即动作, 切断电路, 保证安全。在采用保护接零的情况下, 系统中除在中性点作工作接地外, 还必须在零线上的一处或者多处重复接地, 这样, 当系统中发生碰壳或接地短路时可以使故障的程度减轻。10000V以下中性点直接接地系统中, 中线接地电阻不大于4Ω, 重复接地电阻不应大于10Ω。

在中性点接地的三相四线制配电系统中, 不能采用接地保护方式。因为在这种情况中, 若工艺设备装机容量稍大, 电气保设备的客定值可能大于短路电流而使电气保护设备不动作, 这时接地电流长期存在, 外壳长期带电, 对地电压为相电压的二分之一, 这显然是不安全的。

配电屏, 柜的框架, 电气操作台的外壳, 穿线钢管等所有非带电的金属外壳。在设计中, 对每台设备的电动机敷设4芯动力电缆, 其中截面较小的一芯即是保护接地线也称PE线, 用来连接工艺设备的机壳, 起保护接地的作用。目前设计建造的大型工程都采用较方便, 先进的电缆桥架来敷设动力线和照明线。对电缆桥架的接地做法是接地干线沿电缆桥边架设, 接地干线每隔20m左右接地干线连接一次.当电缆桥架分几层电缆桥时, 接地干线只架设在顶层的电缆桥边上并每隔6m与下面各层跨接一次, 电缆桥架应可靠接地, 所有各部件, 配件应连接可靠, 形成电气通路。应接地的部件与接地干线段连接地线应使用铜芯多股软绞线, 其最小截面不小于4mm2, 接地干线应在不同方式与接地体相连, 是连接不得少于两处。建筑工程照明线路的中性线上往往也装有熔断器加强单段短路保护, 但此中性线不能作为保护零线使用, 即照明系统中的工作零线 (N线) 与保护零线 (PZ线) 不共用。此时必须敷设专用的零线作为PZ线, 该零线应接到熔断器前面的接零线路上。

3 中性点不接地系统的接地保护

在中性点不接地系统中, 采用接零保护是绝对不允许的。因为系统中的任一相接地或碰壳时, 系统可照样运行, 但却会使所有接在零线上的电气设备金属外壳的对地电位为相电压, 其它两相对地电位升高为线电压, 这对人体是十分危险的。因此, 中性点不接地系统只允许采用接地保护方式。因为当电气设备金属外壳带电而外壳接地的情况下, 人体触及外壳时, 由于人体的电阻Rc与接地电阻Ro并联, 而通常Rc>>Ro所以通过人体电流很小, 不会有危险。1000V以下中性点不接地系统中, 接地电阻值不大于10Ω。

4 利用柱内主筋作接地引下线的安装

目前, 在工业与民用建筑工程尤其是工业厂房、高层建筑中, 多数是利用柱子内两根主筋作为引下线, 不再另设其他引下线。如何确定柱内哪两根主筋作为引下线最佳, 需要考虑以下几个因素:

4.1 柱子上设有断接螺栓

在这种情况下, 首先要确定断接螺栓的位置。断接螺栓在柱子上的位置一般有两种情况:一种是设在室外, 可利用柱子靠外侧的中间两根主筋作为引下线;另一种是设在室内, 则可利用柱子靠内侧的中间两根主筋作为引下线。这样均可方便地从主筋上引出安装断接螺栓。

4.2 柱子不设断接螺栓

在这种情况下, 主要考虑在屋顶引出部位与避雷网 (针) 接闪器的连接方便即可, 通常可利用柱内靠内侧的两根主筋或左 (右) 侧中间两根主筋。

4.3 断接螺栓设置的位置

断接螺栓究竟设在何处为合适, 需要考虑几个因素:一要便于使用, 即方便于测量接地电阻时的接线;二要不影响美观;三要安全, 人不易碰及。例如可设在建筑物的背面, 或设在地下室等比较隐蔽而又方便使用的地方。

5 同一配电系统中的接零和接地保护

由同一变压器或同一段母线供电的低压线路, 不宜同时采用接零和接地两种保护方式。这是因为当采用接地保护的设备发生短路而未使熔断器熔断, 则该设备外壳上将带有1/2的相电压, 于是零线上也与大地间存在1/2的相电压, 这又使接零设备的外壳带上1/2的相电压, 这是不安全的。

6 建筑工程施工防静电接地

静电是由于两种物质相互接触, 分离和摩擦而产生的, 静电电压的大小是与接触表面的电介质性质、表面间相互摩擦的速度有关。静电放电的火花能够引起粉尘、溶剂爆炸和火灾, 也是生产人员工伤的原因之一。

建筑工程施工普遍使用提升设备、输送设备、搅拌设备和碾轧设备等, 在施工生产中, 由于物料与设备大面积、高速的摩擦而产生大量静电。这些静电高电位, 容易产生火花放电, 对安全生产构成很大的危险.为了消除静电所产生的危害, 就必须采取措施。消除静电的方法很多, 但最简单和最有效的办法是接地措施, 把可能产生或积聚静电荷的设备、管道和容器等进行接地, 使静电一经产生就导入地中, 以消除其积聚的可能性。防静电保护接地电阻值不大于100Ω。

施工中应用金属导线焊接或连接, 形成电气通路并可靠接地, 为了防电的电位, 对工程楼梯金属扶手接地, 在建筑的适当位置如中心控制室门口等地装设部分金属接地地板, 以保证很快地排除聚集在人身上的静电电荷。

7 抗干扰接地

常用的接地措施有:交流地与信号地分开, 一点接地和多点接地;做好屏蔽接地, 接地电阻不大于5Ω。静电屏蔽接地的作用, 是把干扰源产生的电磁场限制在金属机壳的外表面上, 而不能穿进金属屏蔽的内部。常见的接地方法有:埋设铜板;埋设接地棒;做辐射式接地系统和做环网状式接地系统。实践表明把接地和屏蔽正确地结合起来可以解决大部分干扰。

8 防雷接地

建、构筑物防雷接地的目的, 是防止建、构筑物免受直接雷击的破坏, 同时防止在雷击时由架空线传入的高电位。建、构筑物的防雷分类是根据其生产工艺性质和发生雷电事故的可能性与后果来决定的。防雷接地装置是被保护建筑物及与其有联系的金属物, 如管道、电缆、防雷电感应的接地装置等之间的距离, 可以做到不小于3m。实际工程中往往由于征地面积不大或者扩建改造等原因做不到这一点。在这种情况下, 为了限制雷击时接地点电位的增高, 应采用共同接地方式, 即将变压器, 中性点以及各种电气设备的工作接地和保护接地与防雷接地共同连接起来, 其总接地电阻应尽量降低。近几年建筑电气工程设计中, 常利用建、构筑物基础内的钢筋网作为防雷接地装置, 利用钢筋混凝土柱的主筋作防雷引导线, 即达到了防雷接地的要求, 同时节省了电气投资, 获得较好的经济效益。

摘要：建筑工程要求在电气系统中有一个良好的接零和接地保护系统, 它将保障人身安全, 维护设备安全, 对于避免爆炸和防止火灾的发生尤为重要。

关键词：建筑工程,接零,接地

参考文献

[1]梁锦铭.建筑电气安全分析与对策[J].广东建材, 2004 (11) .

[2]姜.谈现代住宅电气安全措施[J].电大理工, 2005 (1) .

[3]竺伟, 施煜.建筑电气安装工程中的质量问题和施工预防措施[J].中国高新技术企业, 2008 (3) .

防雷接地和电气安全 篇8

关键词：建筑电气工程；施工技术；防雷接地；技术措施

引言：

随着建筑技术的不断进步，高层建筑物随处可见，但现实中雷击现象也日益频繁，较大程度上影响了人们的生活和工作。因此，防雷接地施工是建筑电气安装过程中重要的环节之一，防雷接地系统是否安全、可靠对整个建筑工程的安全运作以及人们的生命财产安全有关键性的影响。接地作为建筑电气的安全保障常用措施，必须注意其施工过程中采用的技术方法和相关注意事项。本文通过对建筑电气工程防雷接地系统施工的阐述，并对提高其安全性的技术要领进行了详细的分析和探讨。

1、建筑电气工程防雷接地施工概述

在实施防雷接地技术中，建筑物的防雷接地也是建筑工程中非常重要的系统之一，防雷接地的施工质量在整个建筑物的施工中属一个子系统，造价低。通常雷电损害最常见的形式包括感应雷、直击雷及雷电反击。发生雷击时会有巨大电流通过，电流所产生的机械力及热效应会破坏建筑物及建筑物中的电气设备，建筑电气防雷施工中，接地装置是一项最重要的技术环节。一旦出现雷电天气会产生强大的电流，破坏建筑物内的电气设备，防雷接地装置就是把雷击产生的强大电流导入大地，将建筑物接闪器及电力设备感应到或直接接收到雷电，通过与接地装置相连的引下线导入大地中。由此可见，建筑物主要通过“泄”与“抗”的方法进行防雷，利用避雷设施减弱雷电的威力。此外，还要提高各类电气设备的绝缘水平及其它补救措施，提高设备自身抵抗雷电破坏的能力。一般情况下，建筑工程防雷装置包括雷电接收装置、接地线及接地装置等三部分。

2、防雷与接地装置的施工

2.1施工工艺

1）防雷接地体施工。在防雷接地体施工中，应按照施工图纸，首先完成基础桩的预应力圆管桩防雷引线。将防雷引线由管桩圆心沿着预应力钢筋对称边的两点，由桩顶向下切割12cm～13cm，同时将预应力的管桩钢筋凿出，把准备好的圆钢Φ12和预留基础大承台的底筋上边缘相搭接焊，搭接焊的长度为搭接钢筋直径的6倍，小承台的底筋上边缘为40cm～50cm，实施双面焊，其焊缝饱满，并及时将焊渣敲掉，防雷引下线的下部基础承台用底筋绑扎，将承台周围的底筋焊接成闭合的导体，在中间横纵位置，各焊一道闭合导体，引入防雷引下线的位置，钢筋预留长度相同。主梁钢筋绑中，水电班组跟进，并根据施工图所标注的接地纵横方向，把原预留引下线的位置承台与内跨接线相互紧贴，并用20号的铁丝进行绑扎，梁筋就位之后，双面焊接的长度是6倍，防雷引下线对角的方向从对应梁底主筋引出两根跨接线，长度比梁顶高30cm，主筋安装完之后，与其相焊接，保证纵横上下均跨接为通路，使得整个大地下可完成MEB体。其次，对地下室、泵房及消防泵房等进行防雷接地，地下室应水平敷设线槽与电缆桥梁，由线槽首尾两端进行40×4镀锌扁钢桥梁引出，并让线槽接地，线槽与线槽的链接要做好接地跨接。

生活泵房与消防泵房中的配电柜与基础底部，共同引出镀锌扁钢，其长度为50cm，与地梁主筋及就近引下线相焊通。再者，变配电房四周也进行镀锌扁钢、引下线及地梁主筋的焊通，其防雷接地施工措施是使用镀锌扁钢沿着距地周围0.5m处连接为闭合环路，配电柜两端和接地网相连通，并当作保护接地与工作接地。防雷接地施工中，其关键控制点为：选择在Φ16以上的基础梁底筋当作接地体，水平网格间距应在18m以下，并且分布均匀建筑周边的凸出部位应该分布防雷引下线，引下线的-0.8m位置下方，用预留和接地体相连通的备用接地线，在建筑物周围与地面距离0.5m的位置，可用Φ12的镀锌螺栓将钢质开关盒与接地标志盖板引出，当作接地测试点。

2）避雷网及等电位联点施工。对于复式楼不上人的屋面部分，可明敷设避雷网，用Φ12的镀锌圆钢沿着女儿墙的周围与中间进行网格敷设，面积为（10×10）m2，间距要在1m以下，支撑点的高度为15cm，双面焊搭接的长度为8mm，转弯处为1.5m。运用厚度为3的钢管栏杆当作接闪器，并在接缝处进行跨接，且对防雷引下线与避雷网格进行可靠焊接，以当作防雷装置。在建筑单元底层配电间的一侧，并与地面相距0.5m的位置，进行总等电位箱的安装，接地体应该引入镀锌扁钢，与总等电位箱的连接板进行联结，沿着楼板分别引出总等电位箱与镀锌扁钢。外墙的铝合金门窗进行等电位接地，在1.5m以上的铝合金门窗，应运用铝合金门窗中所固定的铁件和均压环实施双面焊接，其搭接长度为1cm，刷上两道防锈漆，并采取镀锌连接板和镀锌圆钢相焊接，铝合金窗框架与连接板间使用镀锌螺栓及弹簧垫圈螺母进行紧锁，连接板及窗框的表面可涂上导电膏。

2.2技术措施

在建筑工程中通过利用基础圈梁钢筋作为自然接地体，并使用地梁或者筏板等构件内的钢筋将电气预埋件的基础内筋进行互相连接。

防雷装置的施工要实行公用接地的方法，并按照相关规定中标准接地电阻值不大于1Ω的要求对安装后的接地电阻进行测量，如果测量结果达不到要求，就要通过人工接地极的方式来保证接地的数值达到设计要求。圆钢与底板钢筋搭接长度应大于底板钢筋直径的6倍以上；如果涉及到焊接施工，应做到焊缝饱满，保证焊接点具有足够的机械强度，并且不存在夹渣、裂纹、虚焊及气孔等现象，另外，焊接处还应做好防腐工作，在焊接完成以后应利用红色或蓝色的油漆在引线下表面做好标记。

防雷引下线的安装必须要严格按照设计图纸的要求进行，防雷引下线的位置不能私自更改，并对地下结构柱钢筋进行绑扎。如果住户的入户处于接地极相连时应保证各强、弱电箱之间的跨接。另外，要注意各电器设备的导电部位不存在外露的现象，金属的线槽及电缆桥架应利用扁钢与接地装置进行可靠的连接，其中卫生间内所有金属部件需要进行局部的點位连接。

3、高层建筑电器设备的点位连接

对高层建筑电气设备设备进行点位连接的优点是：保证防雷及接地工程实施过程中导体的充分连接，从而造成防雷的效果，保障高层建筑物连接的通畅性。点位连接可以分为总等电位连接和局部等电位连接。总等电位连接就是把电源进线配电柜和接地母线排之间的连接导通，它的实现方法有如下几种：连接干线使其与配电箱进行等位连接，此方法中最关键是利用部分管道设备或高层建筑内的一些金属结构中的可导电体；直接把可导电体的连接干线与室内的环形地带连通；把装置外露的可导电体与进线配电箱通过总等电位连接与端子板进行连接；还有就是把主内主筋看作接线端子，达到与可导电体的连接干线相连通的目的。这种四种方法中，有的操作简便，有的节约材料，所以在对总等电位四种连接进行方法选择时，是要综合性的考虑。局部等电位连接，显而易见适用在局部范围，可以把它看作成局部范围内或特定的總等位连接，但是此连接工程与总等点位连接比较稍显工作量大，难度大，而且它需要的接触电压较小，所以在高层建筑物施工中，要有选择性的使用局部等电位连接，比如在卧室或客厅建议使用总等电位连接的连接方法。

4、建筑电气防雷接地施工的注意事项

4.1建筑物等电位接地系统

通常要对高层建筑电气设备进行点位连接，这样可以充分连接防雷及接地工程实施过程中的导体，起到防雷的作用，保障高层建筑物连接的通畅性。点位连接分为总等电位连接和局部等电位连接。

总等电位连接就是把电源进线配电柜和接地母线排之间的连接导通，它的实现方法有四种：一是连接干线使其与配电箱进行等位连接；二是直接把可导电体的连接干线与室内的环形地带连通；三是把装置外露的可导电体与进线配电箱通过总等电位连接与端子板进行连接；四是把主内主筋看作接线端子，达到与可导电体的连接干线相连通的目的。不同的方法有不同的作用，所以在对总等电位四种连接进行方法选择时，要进行综合性的考虑。局部等电位连接，适用在局部范围，可以把它看作成局部范围内或特定的总等位连接，但是此连接工程与总等点位连接比较稍显工作量大，难度大，而且它需要的接触电压较小，所以在高层建筑物施工中，要有选择性的使用局部等电位连接，比如在卧室或客厅建议使用总等电位连接的连接方法。

4.2工作保护接地系统

工作保护接地系统主要是针对建筑物内部的各种电器设备，使其正常工作需要的接地系统，在工程施工中使交流工作接地中电源变压器中性点或者把建筑物引入的交流电源中性线直接接地，保证建筑内电器具有220/380V正常使用的稳定工作电压。在施工中能使直流工作接地让建筑物内部电子设备信号放大，使信号传输和各个电路的信息传递过程有一个平稳的基准电位，保证建筑内电力系统可以安全稳定正常的工作，同时也是针对建筑内的人身安全，避免遭到间接的接触电击及出现接地故障的状况下免遭由于金属体之间存在的电位差造成打火而引发火灾。在工程施工中要保证接地系统畅通，在出现线路故障时及时切断电源，从而起到保护人员安全。

4.3高楼层空调外机的防雷

随着社会的快速发展，城市中的高层住宅越来越多，这些住宅的空调外机通常与墙壁紧密相连。在雷电天气中，如果雷电直接击中空调外机，由于其产生的超强的电流，会产生巨大的热量，就可能使空调周围的墙体以及周围的物品燃烧，引发火灾。另外，雷电现象通常还会产生强大的电磁力作用，这也会对空调外机产生一定的影响，而在通常情况下，空调外机的防雷工作容易被人们忽视。

4.4太阳能热水器的防雷

很多地区由于太阳能充足，人们通常会在楼顶安装太阳能热水器，这在发生雷电时，很有可能会引来雷击。虽然大部分厂商都声称太阳能热水器能够防雷，但是从太阳能内胆以及外桶间的绝缘层并不能成为防雷的充分理由。因此，在发生雷电的天气时，应该注意以下几点：

1）在雷电天气中，不要使用太阳能热水器；2）要为太阳能热水器安装好避雷装置；3）太阳能热水器的电源线应进行屏蔽保护并且在电源位置安装避雷装置；4）防雷装置的安装应由专业人员进行。

5、结束语

综上所述，防雷接地工作体现出系统性、复杂性的特点，相关人员要认真对待每个细节，做好外围的准备工作，加强施工质量管理，才能进一步保证防雷效果。此外，国家相关职能部门还要提供必要的政策支持与技术指导，以推动防雷接地技术的不断发展，最大程度上保证居民的人身安全与财产安全。

参考文献

[1]农滨.建筑电气安装中的防雷接地施工[J].技术与市场，2012，（19）：10～11.

[2]李华仁.建筑电气系统的接地与防雷[J].建筑安全，2010（11）

[3]农滨.建筑电气安装中的防雷接地施工[J].技术与市场，2012（07）

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