项目五：防雷、接地装置安装

自动控制系岳威–《建筑电气施工技术》项目五：防雷、接地装置安装5.1防雷装置的安装5.2接地装置的安装5.1防雷装置的安装5.1.1接闪器的安装5.1.2引下线的安装5.1.1接闪器的安装【课题概述】本课学习防雷装置的安装。要求学生掌握防雷装置的作用及组成和接闪器的安装方法。要求学生能根据施工图纸的设计要求和建筑物的具体情况，进行避雷针、避雷带的安装。【能力目标】能根据施工图纸的设计要求和建筑物的具体情况，进行避雷针、避雷带的安装。【知识目标】(1)掌握防雷装置的作用及组成；(2)掌握接闪器的安装方法。1、基础知识人体的电阻值有较大的差异，其体表电阻会因皮肤的干燥、清洁程度、健康状况以及心情等因素而有不同的数值，但最低不会低于800～1200Ω。一般而言，30mA的工频（50HZ）电流对人体是个临界值。当人体通过30mA以上的交流电，将引起呼吸困难，自己已不能摆脱电源，所以有生命危险。因此，我国规定：12V、24V和36V为安全电压的三个等级。(一)、电气设备的接地•为了保护人身和设备的安全，电气设备应可靠接地。•电气设备的某部分用金属与大地作良好的连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体（或接地极）。•当电气设备某处绝缘损坏使外壳带电时，万一有人触及电气绝缘损坏的外壳，如果设有接地装置，接地电流将同时沿着接地体和人体两条通路流过；接地电阻越小，流经人体的电流也就越小；如果接地电阻小于某个定值，流过人体的电流也就小于伤害人体的电流值（30mA），使人体避免触电的危险。这是电气设备的接地的目的。(二)、建筑防雷1、雷电的形成•雷电产生的原因解释很多，现象也比较复杂。•危害建筑物的雷电是由雷云（带电的云层）对地面建筑物（包括大地）放电所引起的。•通常的解释是:地面湿气受热上升，在空中与不同的冷热气团相遇，凝成水滴或冰晶，形成积云。积云在运动过程中受到强烈气流的作用，相互摩擦，形成带有正负电荷的两部分积云，这种带电的积云称为雷云。在上下气流的强烈撞击和摩擦下，雷云中的电荷越聚越多，一方面，在空中形成了正、负不同雷云间的强大电场；另一方面，临近地面的雷云（实测表明负极性雷云占绝大多数）使大地或建筑物感应出与其极性相反的电荷，也形成雷云和大地或建筑物之间的强大电场。1、雷电的形成•当雷云附近的电场强度达到足以使空气绝缘（约25～30KV/cm）被破坏时，空气便开始游离，变成导电的通道。这时，雷云开始强烈放电，放出的电流称为雷电流。•雷电流可达几十万安，电压可达几百万伏，温度可达2万摄氏度。•在几个微秒时间内，雷电流使周围的空气通道烧成白热而猛烈膨胀，并出现耀眼的光亮和巨响，这就是通常说的“闪电”和“打雷”。打到地面上的闪电称“落雷”，落雷击中建筑物、数木或人畜，称为“雷击事故”。2、雷电对建筑物的危害（1）直接雷击雷电直接打击在建筑物上，叫直接雷击。直接雷击同时产生热效应、机械效应和电磁效应。直接雷击一般作用于建筑物顶部的突出部分和高层建筑的侧面（又叫侧击）。（2）雷电波侵入雷电打击在架空线路或金属管道上，雷电流将沿着这些管线侵入建筑物内部，危及人身或设备安全，这称之为雷电波侵入。2、雷电对建筑物的危害不管是哪一种雷电作用形式，都具有共同的特点：放电时间短、放电电流大、放电电压高、破坏力极强。其破坏作用主要表现在以下几个方面：1）机械性破坏：由两种力产生，一种是强大的雷电流通过物体时产生的巨大的电动力，另一种是强大的雷电流通过物体时产生的巨大热量，使物体内部的水份急剧蒸发而产生的内压力。2）热力性破坏：产生的巨大热量使物体燃烧和金属材料熔化的现象。3）绝缘击穿性破坏：即极高的电压使供配电系统中的绝缘材料被击穿，造成相间短路，使破坏的范围和程度迅速的扩大和增强，这是电气系统中最普遍最危险的一种雷电破坏形式。4）无线干扰性破坏：由于雷电波中夹杂有大量高频杂波，对通讯、广播、电视等电子设备和系统的正常工作有强烈的干扰破坏作用。2、雷电对建筑物的危害•为了防止雷电对建筑物和建筑物内电气设备的破坏，必须对容易受到雷电袭击的建筑物提供防雷保护。•建筑物防雷设计的主要目的是为了防止和减少雷电造成的危害。3、建筑防雷设计标准•建筑物的防雷设计应根据建筑物本身的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，结合当地的雷电活动情况和周围环境特点，综合考虑确定是否安装防雷装置及安装何种类型的防雷装置。•按照我国《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）的要求，我国建筑物防雷共分三类：一类防雷建筑物；二类防雷建筑物；三类防雷建筑物•爆炸危险场所的分级：根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058GB50058—92），爆炸危险场所的分级原则是按爆炸性物质出现的频度、持续时间和危险程度而划分为不同危险等级的区域。4、建筑物遭受雷电袭击的因素•建筑物遭受雷电袭击与许多因素有关。常见如下：①建筑物所在地区的地质条件，这是影响落雷的主要因素。②建筑物的高度和孤立程度。③建筑物的结构及所用材料。5、建筑物易受雷电袭击的部位建筑物易受雷电袭击的部位是屋面上突出的部分和边沿。例如：屋顶的机房、楼梯顶盖、水箱等；平屋面的檐角、女儿墙和四周的屋檐；坡屋面的屋角、屋脊、檐角和屋檐。高层建筑的侧面墙上也容易遭到雷电的侧击。6、一般的建筑防雷措施•对建筑物防雷措施的设计，应认真调查地质、地貌、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护建筑物的特点等，因地制宜地采取防雷措施，做到安全可靠、技术先进、经济合理。•总的来说，第一、二类民用建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施；对于第三类民用建筑，应有防雷电波侵入的措施，至于是否需要防直击雷击，视环境特征、建筑高度及其体量考虑。6、一般的建筑防雷措施•民用建筑物的防雷措施，原则上以防止直接雷为主要目的。•防直接雷的装置一般由接闪器、引下线和和接地体三部分组成，称为接闪器系统。①接闪器•建筑物常采用的防雷接闪器有三种形式：避雷针、避雷带和避雷网。•避雷针一般设于屋顶有高耸或孤立部分。避雷针一般采用镀锌圆钢或焊接钢管制成，针顶形状一般做成采用尖形。•避雷带和避雷网一般采用圆钢或扁钢，圆钢直径不应小于8mm，扁钢截面不应小于48mm2且厚度不小于4mm。①接闪器•建筑物防雷采用的接闪器是在建筑物顶部人为设计的最突出的金属导体。•在天空雷云的感应下，接闪器处形成的电场强度最大，所以最容易与雷云间形成导电通路，使巨大的雷电流由接闪器经引下线、接地装置，疏导至大地中，从而保护了建筑物及建筑物中的人员和设备财产的安全。任务1：在平屋顶上进行避雷针的安装（视频）１、避雷针制作•将圆钢或钢管上端加工成尖形，其长度为70mm２、避雷针的安装操作步骤如下：①在平屋顶上加工一混凝土基座并预埋4个地脚螺栓②用6mm厚钢板做一底板，并钻4个孔（底板为正方形，边长300mm，孔间距为200mm），固定在混凝土底板上③用6mm厚钢板做4块肋板，分焊在避雷针底部，再将避雷针连同肋板焊接在底板上肋板4块•20•200•20•100•将肋板焊在避雷针底部再一同焊接在底板上3、支架安装制作混凝土支座，支架预埋在支座内。支架埋在支座内深度及支座外高度均为50mm直线段:2m支座间距拐角处:0.5m任务2：在女儿墙上进行避雷带的安装1、支座、支架制做•采用镀锌圆钢或扁钢制成。镀锌圆钢直径应为φ12mm。镀锌扁钢25mm×4mm或40mm×4mm。２、避雷带的安装避雷带沿女儿墙安装时，其支架尽可能随结构施工预埋，亦可预埋铁件，把支架直接焊到铁件上。5.1.2引下线的安装【课题概述】本课学习引下线的安装。要求学生掌握引下线的安装方法。要求学生能根据施工图纸的设计要求和建筑物的具体情况，进行引下线的安装。【能力目标】能根据施工图纸的设计要求和建筑物的具体情况，进行引下线的安装。【知识目标】(1)掌握引下线的安装方法。②引下线•引下线的作用是将接闪器承受的雷电流顺利引到接地装置。•引下线一般采用圆钢或扁钢，有明装和暗装两种方式，现在一般采用暗装。•暗装引下线时可利用钢筋混凝土柱中直径不小于10mm的主筋作为引下线，作为引下线的主筋应从上到下焊接成一个电气通路。任务1：明敷引下线安装明敷引下线与断接卡１、引下线明敷设的有关规定①引下线应躲开建筑物的出人口和行人较易接触到的地点，以免发生危险。②引下线必须调直后方可进行敷设，弯曲处不应小于90度，并不得弯成死角。③引下线除设计有特殊要求外，镀锌扁钢截面不得小于48mm，镀锌圆钢直径不得小于8mm。2、引下线明敷设做法①引下线如为扁钢，可放在平板上用手锤调直；如为圆钢可将圆钢放开。一端固定在牢固地锚的机具上，另一端固定在绞磨(或倒链)的夹具上进行冷拉直。②将调直的引下线运到安装地点。③将引下线用大绳提升到最高点，然后由上而下逐点固定，直至安装断接卡子处。如需接头或安装断接卡子，则应进行焊接。焊接后清除药皮，局部调直，刷防锈漆(或银粉)。3、成品保护①安装保护管时，注意保护好土建结构及装修面。②拆架子时不要磕碰引下线。任务2：暗敷引下线安装１、引下线暗敷设的有关规定①利用主筋作暗敷设引下线时，每条引下线不得少于两根主筋，每根主筋直径不能小于Ф12mm。每栋建筑物至少有两根引下线(投影面积小于50平方米的建筑物例外)。防雷引下线最好为对称位置，例如两根引下线要做成一字形或乙字形，四根引下线要做成I字形，引下线间距离不应大于20m，当大于20m时应在中间多引一根引下线。②现浇砼内敷设引下线不做防腐处理。２、引下线暗敷设做法•①首先将所需扁钢(或圆钢)用手锤(或钢筋板子)进行调直或伸直。将调直的引下线运到安装地点，按设计要求随建筑物引上、挂好，及时将引下线的下端与接地体焊好，或与断接卡子连接好，随着建筑物的逐步增高，将引下线敷设于建筑物内至屋顶并出屋面一定长度，以备与避雷网连接。•②利用主筋作引下线时，按设计要求找出全部主筋位置，用油漆做好标记，距室外地面0.5m处焊好断接卡子，随钢筋逐层串联焊接至顶层，以备与避雷网连接。每层各引下点焊接。３、成品保护•①安装保护管时，注意保护好土建结构及装修面。•②拆架子时不要磕碰引下线。5.2接地装置的安装5.2.1接地装置的安装5.2.2接地电阻的测量5.2.1接地装置的安装【课题概述】本课学习接地装置的安装。要求学生掌握接地体、接地线的安装方法。要求学生能根据施工图纸的设计要求和建筑物的具体情况，进行接地装置的安装。【能力目标】能根据施工图纸的设计要求和建筑物的具体情况，进行接地装置的安装。【知识目标】(1)掌握接地体的安装方法；(2)掌握接地线的安装方法。1、接地体接地体是用于将雷电流或雷电感应电流迅速疏散到大地中去的导体。接地体类型有三类：（1）自然接地体：利用地下的已有其他功能的金属物体作为防雷接地装置。（2）基础接地体：当混凝土是采用以硅酸盐为基料的水泥且基础周围的土壤含水量不低于4％时，应尽量利用基础中的钢筋作为接地装置，以降低造价。引下线应与基础内钢筋焊在一起。（3）人工接地体：当采用自然接地体和基础接地体不能满足防雷设计要求时，应采用人工接地体。人工接地体一般采用镀锌钢材，如角钢、钢管和圆钢等。防雷装置接地电阻值应符合规范的要求。当接地电阻达不到规范要求时，应补做人工接地极，直到满足规范要求为止。2、接地装置的选用自然接地线自然接接地线选用接地体选用人工接地线人工接地体镀锌圆钢（16mm)水平接地体镀锌扁钢(40×40mm）人工接地体镀锌角钢（50×50×5mm)垂直接地体长度：2.5m镀锌钢管(50mm）3、接地装置（视频）任务1：人工垂直接地体的安装１、人工垂直接地体的制作方法操作步骤如下：①截取长度不小于2.5m的L50×50的角钢、DN50钢管或ø20圆钢②圆钢或钢管端部锯成斜口或锻造成锥形，角钢的一端应加工成尖头形状，尖点应保持在角钢的角脊线上并使两斜边对称制成接地体角钢钢管100120120２、人工垂直接地体的安装挖沟800~1000500不小于1.5m建筑物敷设接地体接地体制作好后，在接地极沟内，放在沟的中心线上垂直打入地下