安全用电与建筑防雷论文.docx

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安全用电与建筑防雷论文

 安全用电与建筑防雷

关键词：

安全问题；技术措施；建筑防雷 

学了一学期的《物业设备与智能化管理》这门课程，我最感兴趣的就是第十二章建筑的安全用电与防雷了。

而我之所以对建筑的安全用电与防雷特别的感兴趣是因为我们那里经常会发生雷暴天气，是人和财产受到很大程度的破坏，而我们家就遭遇过雷击，使家里的的各种用电设备受到严重的破坏。

所以我对建筑的安全用电与防雷这章更加的感兴趣，我希望能够学好这章内容，回家采取一定措施防止雷击的发生。

随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其中各种电气设备的使用日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。

我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。

同时随着我国用电设备的不断增加，和用电量的不断增加，各种触电事故也不断地增加，和由于用电不善儿造成的火灾也不断增加。

因此建筑物的用电与防雷设计就显得尤为重要。

1、常见的触电方式

人体是导体，人体触及带电体时，有电流通过人体。

这就是触电。

电流对人体的危险性跟电流的大小，通电时间长短等因素有关。

触电可分为以下三种情况。

1）单相触电

单相触电两相触电当人站在地面上或其他接地体上,人体的某一部位触及一相带电体时,电流通过人体流入大地（或中性线）,称为单相触电。

2）两相触电

两相触电是指人体两处同时触及同一电源的两相带电体,以及在高压系统中,人体距离高压带电体小于规定的安全距离,造成电弧放电时,电流从一相导体流入另一相导体的触电方式。

两相触电加在人体上的电压为线电压,其触电的危险性最大。

3）跨步电压触电

当带电体接地时有电流向大地流散,在以接地点为圆心,半径20米的圆面积内形成分布电位。

人站在接地点周围,两脚之间的电位差称为跨步电压,由此引起的触电事故称为跨步电压触电。

2、安全用电技术措施   

安全用电是指在用电过程中保证人身安全及设备安全，物业小区安全用电工作重点是防止人身触电事故。

常用的安全用电措施有以下 几条。

  1.保护接地  

  保护接地是指将电气设备不带电的金属外壳与接地极之间做可靠的电气连接。

它的作用是当电气设备的金属外壳带电时，如果人体触及此外壳时，由于人体的电阻远大于接地体电阻，则大部分电流经接地体流人大地，而流经人体的电流很小。

这时只要适当控制接地电阻（一般不大于4Ω），就可减少触电事故发生。

但是在TT供电系统中，这种保护方式的设备外壳电压对人体来说还是相当危险的。

因此这种保护方式只适用于TT供电系统的施工现场，按规定保护接地的电阻不大于4Ω。

 2.保护接零  

  在电源中性点直接接地的低压电力系统中，将用电设备的金属外壳与供电系统中的零线或专用零线直接做电气连接，称为保护接零。

它的作用是当电气设备的金属外壳带电时，短路电流经零线而成闭合电路，使其变成单相短路故障，因零线的阻抗很小，所以短路电流很大，一般大于额定电流的几倍甚至几十倍，这样大的单相短路将使保护装置迅速而准确的动作，切断事故电源，保证人身安全。

其供电系统为接零保护系统，即TN系统。

保护零线是否与工作零线分开，可将TN供电系统划分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种供电系统。

1）TN-C供电系统。

它的工作零线兼做接零保护线。

这种供电系统就是平常所说的三相四线制。

但是如果三相负荷不平衡时，零线上有不平衡电流，所以保护线所连接的电气设备金属外壳有一定电位。

如果中性线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。

因此这种供电系统存在着一定缺点。

2）TN-S供电系统。

它是把工作零线N和专用保护线Pe．在供电电源处严格分开的供电系统，也称三相五线制。

它的优点是专用保护线上无电流，此线专门承接故障电流，确保其保护装置动作。

应该特别指出，PE线不许断线。

在供电末端应将PE线做重复接地。

3）TN-C-S供电系统。

在建筑施工现场如果与外单位共用一台变压器或本施工现场变压器中性点没有接出PE线，是三相四线制供电，而施工现场必须采用专用保护线PE时，可在施工现场总箱中零线做重复接地后引出一根专用PE线，这种系统就称为TN-C-S供电系统。

施工时应注意：

除了总箱处外，其他各处均不得把N线和PE线连接，PE线上不许安装开关和熔断器，也不得把大地兼做PE线。

Pe线也不得进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作，会使前级漏电保护器动作。

  不管采用保护接地还是保护接零，必须注意：

在同一系统中不允许对一部分设备采取接地，对另一部分采取接零。

因为在同一系统中，如果有的设备采取接地，有的设备采取接零，则当采取接地的设备发生碰壳时，零线电位将升高，而使所有接零的设备外壳都带上危险的电压。

 3.设置漏电保护器  

1）施工现场的总配电箱和开关箱应至少设置两级漏电保护器，而且两级漏电保护器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时间应作合理配合，使之具有分级保护的功能。

2）开关箱中必须设置漏电保护器，施工现场所有用电设备，除作保护接零外，必须在设备负荷线的首端处安装漏电保护器。

3）漏电保护器应装设在配电箱电源隔离开关的负荷侧和开关箱电源隔离开关的负荷侧。

4）漏电保护器的选择应符合国标GB6829—86《漏电电流动作保护器（剩余电流动作保护器）》的要求，开关箱内的漏电保护器其额定漏电动作电流应不大于30mA，额定漏电动作时间应小于0.1s。

使用潮湿和有腐蚀介质场所的漏电保护器应采用防溅型产品。

其额定漏电动作电流应不大于15mA，额定漏电动作时间应小于0．1s。

4.安全电压  

  安全电压指不戴任何防护设备，接触时对人体各部位不造成任何损害的电压。

我国国家标准GB3805--83《安全电压》中规定，安全电压值的等级有42、36、24、12、6V五种。

同时还规定：

当电气设备采用了超过24V时，必须采取防直接接触带电体的保护措施。

5.电气设备的设置应符合下列要求  

1）配电系统应设置室内总配电屏和室外分配电箱或设置室外总配电箱和分配电箱，实行分级配电。

2）动力配电箱与照明配电箱宜分别设置，如合置在同一配电箱内，动力和照明线路应分路设置，照明线路接线宜接在动力开关的上侧。

3）开关箱应由末级分配电箱配电。

开关箱内应一机一闸，每台用电设备应有自己的开关箱，严禁用一个开关电器直接控制两台及以上的用电设备。

4） 总配电箱应设在靠近电源的地方，分配电箱应装设在用电设备或负荷相对集中的地区。

分配电箱与开关箱的距离不得超过30m，开关箱与其控制的固定式用电设备的水平距离不宜超过3m。

5） 配电箱、开关箱应装设在干燥、通风及常温场所。

不得装设在有严重损伤作用的瓦斯、烟气、蒸汽、液体及其他有害介质中。

也不得装设在易受外来固体物撞击、强烈振动、液体浸溅及热源烘烤的场所。

6.电气设备的安装  

1）配电箱内的电器应首先安装在金属或非木质的绝缘电器安装板上，然后整体紧固在配电箱箱体内，金属板与配电箱体应作电气连接。

2）配电箱、开关箱内的各种电器应按规定的位置紧固在安装板上，不得歪斜和松动。

并且电器设备之间、设备与板四周的距离应符合有关工艺标准的要求。

3）配电箱、开关箱内的工作零线应通过接线端子板连接，并应与保护零线接线端子板分设。

4）配电箱、开关箱内的连接线应采用绝缘导线，导线的型号及截面应严格执行临电图纸的标示截面。

各种仪表之间的连接线应使用截面不小于2.5mm2的绝缘铜芯导线，导线接头不得松动，不得有外露带电部分。

7.电气设备的防护  

1）在建工程不得在高、低压线路下方施工，高低压线路下方，不得搭设作业棚、建造生活设施，或堆放构件、架具、材料及其他杂物。

2）施工时各种架具的外侧边缘与外电架空线路的边线之间必须保持安全操作距离。

当外电线路的电压为1kV以下时，其最小安全操作距离为4m；当外电架空线路的电压为1～lOkV时，其最小安全操作距离为6m；当外电架空线路的电压为35～l，lOkV时，其最小安全操作距离为8m。

上下脚手架的斜道严禁搭设在有外电线路的一侧。

旋转臂架式起重机的任何部位或被吊物边缘与lOkV以下的架空线路边线最小水平距离不得小于2m。

3）施工现场的机动车道与外电架空线路交叉时，架空线路的最低点与路面的最小垂直距离应符合以下要求：

外电线路电压为1kV以下时，最小垂直距离为6m；外电线路电；压为l～35kV时；最小垂直距离为7m。

8.电气设备的操作与维修人员必须符合以下要求  

4）施工现场内临时用电的施工和维修必须由经过培训后取得上岗证书的专业电工完成，电工的等级应同工程的难易程度和技术复杂性相适应，初级电工不允许进行中、高级电工的作业。

5）各类用电人员应做到：

a.掌握安全用电基本知识和所用设备的性能；  

b.使用设备前必须按规定穿戴和配备好相应的劳动防护用品；并检查电气装置和保护设施是否完好。

严禁设备带“病”运转；   

c.停用的设备必须拉闸断电，锁好开关箱；  

d.负责保护所用设备的负荷线、保护零线和开关箱。

发现问题，及时报告解决；   

e.搬迁或移动用电设备，必须经电工切断电源并作妥善处理后进行。

9.电气设备的使用与维护  

1）施工现场的所有配电箱、开关箱应每月进行一次检查和维修。

检查、维修人员必须是专业电工。

工作时必须穿戴好绝缘用品，必须使用电工绝缘工具。

2）检查、维修配电箱、开关箱时，必须将其前一级相应的电源开关分闸断电，并悬挂停电标志牌，严禁带电作业。

3）配电箱内盘面上应标明各回路的名称、用途、同时要作出分路标记。

4）总、分配电箱门应配锁，配电箱和开关箱应指定专人负责。

施工现场停止作业1h以上时，应将动力开关箱上锁。

5）各种电气箱内不允许放置任何杂物，并应保持清洁。

箱内不得挂接其他临时用电设备。

6）熔断器的熔体更换时，严禁用不符合原规格的熔体代替。

   10.施工现场的电缆线路  

1）电缆线路应采用穿管埋地或沿墙、电杆架空敷设，严禁沿地面明设。

2）电缆在室外直接埋地敷设的深度应不小于0.6m，并应在电缆上下各均匀铺设不小于50mm厚的细砂，然后覆盖砖等硬质保护层。

3）橡皮电缆沿墙或电杆敷设时应用绝缘子固定，严禁使用金属裸线作绑扎。

固定点间的距离应保证橡皮电缆能承受自重所带的荷重。

橡皮电缆的最大弧垂距地不得小于2.5m。

4）电缆的接头应牢固可靠，绝缘包扎后的接头不能降低原来的绝缘强度，并不得承受张力。

5）在有高层建筑的施工现场，临时电缆必须采用埋地引入。

电缆垂直敷设的位置应充分利用在建工程的竖井、垂直孔洞等，同时应靠近负荷中心，固定点每楼层不得少于一处。

电缆水平敷设沿墙固定，最大弧垂距地不得小于18m。

3、安全用电组织措施      

1）建立临时用电施工组织设计和安全用电技术措施的编制、审批制度，并建立相应的技术档案。

2）建立技术交底制度。

向专业电工、各类用电人员介绍临时用电施工组织设计和安全用电技术措施的总体意图、技术内容和注意事项，并应在技术交底文字资料上履行交底人和被交底人的签字手续，注明交底日期。

3）建立安全检测制度。

从临时用电工程竣工开始，定期对临时用电工程进行检测，主要内容是：

接地电阻值，电气设备绝缘电阻值，漏电保护器动作参数等、，以监视临时用电工程是否安全可靠，并做好检测记录。

4）建立电气维修制度。

加强日常和定期维修工作，及时发现和消除隐患，并建立维修工作记录，记载维修时间、地点、设备、内容、技术措施、处理结果、维修人员、验收人员等。

5）建立工程拆除制度。

建筑工程竣工后，临时用电工程的拆除应有统一的组织和指挥，并须规定拆除时间、人员、程序、方法、注意事项和防护措施等。

6）建立安全检查和评估制度。

施工管理部门和企业要按照JQ59—88《建筑施工安全检查评分标准》定期对现场用电安全情况进行检查评估。

7）建立安全用电责任制。

对临时用电工程各部位的操作、监护、维修分片、分块、分机落实到人，并辅以必要的奖惩。

8）建立安全教育和培训制度。

定期对专业电工和各类用电人员进行用电安全教育和培训，凡上岗人员必须持有劳动部门核发的上岗证书，严禁无证上岗。

4、建筑防雷

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，最近笔者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。

笔者就此针对防雷接地和接地系统作简单的阐述。

1.雷电的危害

雷电具有很强的破坏性，主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击四种形式。

其中又以感应雷和电压反击对弱电设备破坏能力最强。

当天空的雷雨产生雷击时，其将携带高负荷雷电脉冲、电压及电流，以电磁波形式无规则释放，从而导致雷区域1～5公里范围内（视雷电波强度而定）所有带金属的导线（如高空架设天线、有线电视电缆、通信电缆、供电系统电缆等），在瞬间内感应到相应强度的脉冲电压及电流，这些电流沿着电器设备上的各种电源电线或信号电缆进入电器设备内部，在雷击电压超过电器设备额定抗电压的瞬间击坏内部器件；主要原因是由于连接在电器上所有电线电缆所带的电压高低不等，高电压就会往低压冲去，形成电流，从而将电器设备局部击坏，造成整个设备系统瘫痪，严重时甚至把整机击毁，甚至触及到人身安全。

2.防雷接地 

简单地说，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.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，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。

4.防雷装置的组成及防雷措施要求

1）接闪器

接闪器是吸引和接受雷电流的金属导体，常见接闪器的形式有避雷针、避雷带、避雷网等。

接闪器采用避雷针、避雷带（网），或两者混合的方式，还宜利用建筑物的金属屋面作为接闪器，但应符合规范要求。

不应采用装有放射性物质的接闪器。

其他形式的消雷器，只宜用于屋面上架设有高杆铁塔的建筑物上。

屋面上的突出物，如卫星和共用天线接收装置、节日彩灯、航空障碍灯和屋面风冷机组等，应在防雷装置保护范围内，若按滚球法计算不在保护范围内时，应另设避雷针、带加以保护，并与屋面防雷装置相连。

2）引下线

引下线的作用是将接闪器收到的雷电流引至接地装置。

引下线应优先利用建筑物钢筋混凝土柱或剪力墙中的主钢筋，还宜利用建筑物的消防梯、钢柱、金属烟囱等作为引下线。

当利用钢筋混凝土柱中的钢筋、钢柱作为自然引下线，并同时采用基础钢筋作为接地装置时，不设断接卡，但应在室外适当地点设若干与柱内钢筋相连的连接板，供测量、外接人工接地体和作等电位联结用。

  砖混结构的建筑物，在外墙四周另设引下线，并在离地1.8米出装设断接卡。

其1.7米至地下0.3米一段应采取保护措施。

3）接地装置

接地装置的作用是接收引下线传来的雷电流，并以最快的速度泄入大地。

接地装置应优先利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋。

有钢筋混凝土地梁时，应将地梁内钢筋连成环形接地装置；没有钢筋混凝土地梁时，可在建筑物周边无钢筋的闭合条形混凝土基础内，用-40x4镀锌扁钢直接敷设在槽坑外沿，形成环形接地。

当将变压器和柴油发电机的中性点工作接地、电气保护接地和弱电系统工作接地等共用接地装置时，接地电阻值应不大于1欧。

采用共用接地装置时，弱电系统应将各自设备机房的、与建筑物绝缘的接地线柱，用25平方毫米以上的铜芯电缆或导线穿焊接钢管做单独的引下线，在建筑物基础处与接地板相连。

弱电系统一般要求接地电阻不大于4欧，如若设独立的接地系统，其与防雷接地系统的距离不宜小于20米。

总的说来，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。

这是笔者从事两年建筑电气施工的一些见解，希望对读者有一定的帮助。

参考文献：

1.邹森.电力系统安全分析与控制[M].北京:

水利电力出版社,2000.    

2.张文勤.电力系统故障诊断方法[J].华北电力学院学报,2001. 

3.《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）

4.陈辉.《物业设备与智能化管理》第十二章安全用电与建筑防雷