2018二级建筑师建筑结构与设备：电气安全和建筑物防雷

　　一、安全用电

　　低压配电系统遍及生活、生产的各个领域，人们随时都要与其接触。当由于某种原因其外露导电部分带电时，人们若与其接触，就有可能遭受电击，也就是常说的触电，危及人们的生命安全。为了保证电气设备上的安全，低压配电系统必须采取相应的防触电保护措施。

　　(一)人体触电造成的伤害程度的相关因素

　　1.流经人体电流的大小

　　流经人体的电流，当交流在15一20mA以下或直流50mA以下的数值，对人身是安全的，因为对大多数人来说，可以不需要别人帮助而能自行摆脱带电体。但是，即使是这样大小的电流，如长时间流经人体，依旧是会有生命危险的。试验证明：100mA(0.1A)左右的电流流经人体时，毫无疑问是致命的。

　　2.人体电阻

　　当人体皮肤处于干燥、洁净和无损伤的状态下，人体的电阻高达4～10万 。若除去皮肤，人体电阻下降到600～800 。可是，人体的皮肤电阻并不是固定不变的，当皮肤处于潮湿状态，如出汗、受到损伤或带有导电性的粉尘时，则人体电阻降到1000Ω左右。当触电时，若皮肤触及带电体的面积愈大，接触愈紧密，也会使人体的电阻减小。

　　3.作用于人体电压的高低

　　流经人体电流的大小，与作用于人体电压的高低并不成直线关系，这是因为随着电压的增高，人体表皮角质层有电解和类似介质击穿的现象发生，使人体电阻急剧下降，而导致电流迅速增大。如果人手是潮湿的，36V以上的电压就成为危险电压。

　　4.电流流经人体的持续时间

　　即使是安全电流，若流经人体的时间过久，也会造成伤亡事故。因为随着电流在人体内持续时间的增长，人体发热出汗，人体电阻会逐渐减小，而电流随之逐渐增大。

　　5.电流流经人体的途径

　　电流流经人体的途径，对于触电的伤害程度影响甚大，实验证明，电流从手到脚，从一只手到另一只手或流经心脏时，触电的伤害最为严重。

　　6.电源的频率

　　频率50～60Hz的电流对人体触电伤害的程度最为严重。低于或高于这些频率时，它的伤害程度都会减轻。

　　7.身心健康状态

　　患有心脏病、结核病、精神病、内分泌器官疾病或酒醉的人，触电引起的伤害更为严重。

　　8.电流通过人体的效应

　　电流通过人体，会引起四肢有暖热感觉，肌肉收缩，脉搏和呼吸神经中枢急剧失调，血压升高，心室纤维性颤动，烧伤，眩晕等。

　　9.安全电压额定值的等级为42，36，24，12，6V

　　当电气设备采用了超过24V的安全电压时，必须采取防直接接触带电体的保护措施。

　　(二)防触电保护

　　低压配电系统的防触电保护可分为：

　　1.直接接触保护(正常工作时的电击保护)

　　(1)将带电导体绝缘，以防止与带电部分有任何接触的可能。

　　(2)采用遮拦和外护物的保护。

　　(3)采用阻挡物进行保护，阻挡物必须防止如下两种情况之一的发生：

　　1)身体无意识地接近带电部分;

　　2)在正常工作中设备运行期间无意识地触及带电部分。

　　(4)使设备置于伸臂范围以外的保护。

　　(5)用漏电电流动作保护装置作后备保护。

　　2.间接接触保护(故障情况下的电击保护)

　　(1)用自动切断电源的保护(包括漏电电流动作保护)，并辅以总等电位联结。

　　(2)使工作人员不致同时触及两个不同电位点的保护(即非导电场所的保护)。

　　(3)使用双重绝缘或加强绝缘的保护。

　　(4)用不接地的辅助等电位联结的保护。

　　(5)采用电气隔离。

　　总等电位联结是在建筑物电源进线处，将保护干线、接地干线、总水管、采暖和空调管以及建筑物金属构件相互作电气连接。

　　辅助等电位联结是在某一范围内的等电位联结，包括固定式设备的所有可能同时触电的外露可导电部分和装置外可导电部分作等电位联结。

　　3.直接接触与间接接触兼顾的保护

　　宜采用安全超低压和功能超低压的保护方法来实现。

　　4.特殊场所装置的安全保护

　　主要指澡盆、淋浴室、游泳池及其周围，由于人体电阻降低和身体接触地电位而增加电击危险的安全保护。

　　5.下列设备的配电线路宜设置漏电电流动作保护

　　(1)手握式及移动式用电设备。

　　(2)建筑施工工地的用电设备。

　　(3)环境特别恶劣或潮湿场所(如锅炉房、食堂、地下室及浴室)的电气设备。

　　(4)住宅建筑每户的进线开关或插座专用回路。

　　(5)由TT系统供电的用电设备。

　　6.常见的几种插座接线，如图6-18所示。

　　插座的形式和安装高度，应根据其使用条件和周围环境确定：

　　(1)对于不同电压等级，应采用与其相应电压等级的插座，该电压等级的插座不应被其他电压等级的插头插入。

　　(2)需要连接带接地线的日用电器的插座，必须带接地孔。

　　(3)对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座。

　　(4)在潮湿场所，应采用密封式保护式插座，安装高度距地不应低于1.5m。

　　(5)在儿童专用的活动场所，应采用安全型插座。

　　二、建筑物防雷

　　(一)雷电的产生

　　带负电荷的雷云在大地表面会感应出正电荷，使雷云与大地间形成一个大的电容器，当电场强度超过大气被击穿的强度时，就发生了雷云与大地之间的放电，即常说的闪电，或者说是雷击。雷电流的幅值很大，有数千安到数百千安。而放电时间只有几十微秒。雷电流的大小与土壤电阻率、雷击点的散流电阻有关。

　　雷电的危害可分为三类，第一类是直击雷，即雷电直接击在建筑物，构筑物和设备上发生的机械效应和热效应;第二类是感应雷，即雷电流产生的电磁效应和静电效应;第三类是高电位引入，即雷电击中电气线路和管道，雷电流沿这些电气线路和管道引入建筑物内部。雷云的电位大约为1万kV到l0万kV。

　　建筑物易受雷击的部位：

　　(1)对于平屋面或坡度不大于1/10的屋面，檐角、女儿墙屋檐是易受雷击的部位，见图6—19(a)、(b)。

　　(2)对于坡度大于1/10且小于1/2的屋面，屋角、屋脊、檐角、屋檐是易受雷击的部位，见图6-19(c)。

　　(3)对于坡度不小于1/2的屋面，屋角、屋脊、檐角是易受雷击的部位，见图6-19(d)。

　　(4)对图6—19(c)、(d)两种情况，在屋脊有避雷带且屋檐处于屋脊避雷带的保护范围内时，屋檐上可不设避雷带。

　　(二)建筑物的防雷分类

　　建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。

　　1.第一类防雷建筑物

　　(1)凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

　　(2)具有0区或20区爆炸危险环境的建筑物。

　　(3)具有1区或21区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。

　　2.第二类防雷建筑物

　　(1)国家级重点文物保护的建筑物。

　　(2)国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。

　　(3)国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。

　　(4)国家特级和甲级大型体育馆

　　(5)制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

　　(6)具有l区或21区爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

　　(7)具有2区或22区爆炸危险环境的建筑物。

　　(8)工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。

　　(9)预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物。

　　(10)预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。

　　3.第三类防雷建筑物

　　(1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。

　　(2)预计雷击次数大于或等于0.01次/a，且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物。

　　(3)预计雷击次数大于或等于0.05次/a，且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

　　(4)在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。