第五章 防雷及防静电

1、1第五章第五章 防雷与防静电防雷与防静电 李锦李锦河北机车技师学院河北机车技师学院2雷雷 电电3雷雷 电电 的的 产产 生生 云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是就是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是3 3万安培，最万安培，最大电流可达大电流可达3030万安培。闪电的电压很高，约为万安

2、培。闪电的电压很高，约为1 1亿至亿至1010亿伏特。亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，电站的输出功率。放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。 带有电荷的雷云与地面的建筑物物接近时，它们之间就发生带有电荷的雷云与地面的建筑物物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。鸣声。45

3、雷电的种类雷电的种类 雷电有直击雷、电磁脉冲、球形雷电有直击雷、电磁脉冲、球形雷、云闪等。其中直击雷和球形雷都雷、云闪等。其中直击雷和球形雷都会对人和建筑造成危害，而电磁脉冲会对人和建筑造成危害，而电磁脉冲主要影响电子设备，主要是受感应作主要影响电子设备，主要是受感应作用所致；云闪由于是在两块云之间或用所致；云闪由于是在两块云之间或一块云的两边发生，所以对人类危害一块云的两边发生，所以对人类危害最小。最小。6一、雷电的种类按照按照雷电雷电的的危危害方害方式分式分直击雷直击雷感应雷感应雷静电感静电感应应电磁感电磁感应应雷电侵入波雷电侵入波 直击雷：当云体上聚集很多电荷时，大量电荷要找直击雷：当云

4、体上聚集很多电荷时，大量电荷要找到一个通道来泄放，可能是建筑物，可能是铁塔，还可到一个通道来泄放，可能是建筑物，可能是铁塔，还可能是空旷地方的一个人，所以这些人或物体都变成电荷能是空旷地方的一个人，所以这些人或物体都变成电荷泄放的一个通道，直击雷是威力最大的雷电，而球形雷泄放的一个通道，直击雷是威力最大的雷电，而球形雷的威力比直击雷小。的威力比直击雷小。7一、雷电的种类一、雷电的种类 雷电感应：雷电放电时，在附近导体上产雷电感应：雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。部件之间产生火花。 雷电波侵入：由于雷电对架空线路

5、或金属雷电波侵入：由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。入屋内，危及人身安全或损坏设备。8按照按照雷电雷电的形的形状分状分线形雷线形雷片形雷片形雷球形雷球形雷线形雷很常见，线形雷很常见，片形雷很少，片形雷很少，个别情况下会个别情况下会出现球形雷，出现球形雷，球形雷表现为球形雷表现为光亮的火球光亮的火球片状雷电是在云间发生，对人们影响不大；片状雷电是在云间发生，对人们影响不大；线状雷电就是比较常见的闪电落雷现象；线状雷电就是比较常见的闪电落雷现象；球状雷则是一种特殊雷电现象，简称球状雷则是一种特殊雷电现象，

6、简称“球雷球雷”。“球球雷雷”是一种紫色或红色的发光球体，直径从几毫米到是一种紫色或红色的发光球体，直径从几毫米到几十米，存在的时间一般为几十米，存在的时间一般为3 35s5s。球雷通常是沿着地。球雷通常是沿着地面滚动或在空气中飘行，还会通过缝隙进入室内。面滚动或在空气中飘行，还会通过缝隙进入室内。“球雷球雷”碰到建筑物便可发生爆炸，并往往引起燃烧碰到建筑物便可发生爆炸，并往往引起燃烧 。一、雷电的种类一、雷电的种类9二、雷电的危害二、雷电的危害10二、雷电的危害二、雷电的危害 1 1、雷击的主要对象、雷击的主要对象雷击区的形成首先与地理条件有关；山区雷击区的形成首先与地理条件有关；山区和平原

7、相比，山区有利于雷云的形成和发展，和平原相比，山区有利于雷云的形成和发展，易受雷击。易受雷击。雷云对地放电地点与地质结构有密切关系。雷云对地放电地点与地质结构有密切关系。不同性质的岩石分界地带、地质结构的断层不同性质的岩石分界地带、地质结构的断层地带、地下金属矿床或局部导电良好的地带地带、地下金属矿床或局部导电良好的地带都容易受到雷击；雷电对电阻率小的土壤有都容易受到雷击；雷电对电阻率小的土壤有明显选择性，所以在湖沼、低洼地区、河岸、明显选择性，所以在湖沼、低洼地区、河岸、地下水出口处、山坡与稻田水交界处常遭受地下水出口处、山坡与稻田水交界处常遭受雷击。雷击。11 雷云对地的放电途径总是朝着电

8、场强度最大雷云对地的放电途径总是朝着电场强度最大的方向推进，因此，如果地面上有较高尖顶建筑的方向推进，因此，如果地面上有较高尖顶建筑物或铁塔等，由于其尖顶处有较大的电场强度，物或铁塔等，由于其尖顶处有较大的电场强度，所以，易受雷击。在农村，虽然房屋、凉亭和大所以，易受雷击。在农村，虽然房屋、凉亭和大树等不高，但是由于它们孤立于旷野中，也成为树等不高，但是由于它们孤立于旷野中，也成为雷击的对象。雷击的对象。 从工厂烟囱中冒出的热气常有大量导电微粒从工厂烟囱中冒出的热气常有大量导电微粒和游离子气团，它比一般空气容易导电，所以烟和游离子气团，它比一般空气容易导电，所以烟囱较易受雷击。囱较易受雷击。二

9、、雷电的危害二、雷电的危害12 数据线缆数据线缆TV电话电话230/400 VMCR110 kVABC Company移动基站移动基站一个雷电的电磁脉冲可影响几公里范围的电一个雷电的电磁脉冲可影响几公里范围的电子设备，这也使电子设备受损的几率增大子设备，这也使电子设备受损的几率增大. .13 电作用的破坏电作用的破坏：即雷电数十乃至上百万伏的：即雷电数十乃至上百万伏的冲击电压可能毁坏电气设备的绝缘，造成大面积冲击电压可能毁坏电气设备的绝缘，造成大面积长时间的停电，且由于绝缘损坏引起的短路火花长时间的停电，且由于绝缘损坏引起的短路火花和雷电的放电火花可能引起火灾和爆炸事故。巨和雷电的放电火花可能

10、引起火灾和爆炸事故。巨大的雷电流流入地下，在电流通路上产生极高的大的雷电流流入地下，在电流通路上产生极高的对地电压和在流入点周围产生的强电场，可能导对地电压和在流入点周围产生的强电场，可能导致触电伤亡事故。致触电伤亡事故。 2、雷电的破坏效应、雷电的破坏效应14 热作用的破坏热作用的破坏：巨大的雷电流流过导体，：巨大的雷电流流过导体，在极短的时间内转换成大量的热能，使金属熔在极短的时间内转换成大量的热能，使金属熔化飞溅而引起火灾或爆炸。化飞溅而引起火灾或爆炸。 机械作用的破坏机械作用的破坏：巨大的雷电流通过被击：巨大的雷电流通过被击物时，瞬间产生大量的热，使被击物内部的水物时，瞬间产生大量的热

11、，使被击物内部的水分或其他液体急剧汽化，剧烈膨胀为大量气体，分或其他液体急剧汽化，剧烈膨胀为大量气体，致使被击物破坏或爆炸。此外静电作用力、电致使被击物破坏或爆炸。此外静电作用力、电动力和雷击时的气浪也有一定的破坏作用。动力和雷击时的气浪也有一定的破坏作用。 15 二、防雷装置二、防雷装置 接闪器接闪器避雷针避雷针避雷针避雷针避雷线避雷线避雷网（带）避雷网（带）一套完整的防雷装置应由一套完整的防雷装置应由接闪器接闪器、引下线引下线和和接地接地装置装置组成。组成。 （1）接闪器）接闪器 主要用来保护主要用来保护露天的变配电露天的变配电设备、建筑物设备、建筑物和构筑物和构筑物。 主要用来主要用来保

12、护电力保护电力线路线路。 主要用来保主要用来保护建筑物。护建筑物。 16 接闪器：作用是将雷电引至本身，沿引下接闪器：作用是将雷电引至本身，沿引下线经接地装置流入大地，使被保护物免遭线经接地装置流入大地，使被保护物免遭雷击的破坏，常用的防雷装置有避雷针、雷击的破坏，常用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器和保护避雷线、避雷网、避雷带、避雷器和保护间隙等。间隙等。接闪器截面锈蚀接闪器截面锈蚀30%30%以上时应更换。以上时应更换。17 （2）引下线）引下线 一般采用圆钢或扁钢，应满足机械强度、耐一般采用圆钢或扁钢，应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。如采用钢绞线，其截面不腐蚀和热

13、稳定的要求。如采用钢绞线，其截面不小于小于2525mmmm2 2 （3）接地装置）接地装置 作用作用：向大地泄放雷电流，限制防雷装置的对地电压，向大地泄放雷电流，限制防雷装置的对地电压，使之不致过高使之不致过高 。 要求要求：与一般接地装置的要求基本相同，但所用材料的最与一般接地装置的要求基本相同，但所用材料的最小尺寸应稍大于其它接地装置的最小尺寸。小尺寸应稍大于其它接地装置的最小尺寸。 18 注意注意：为防止跨步电压伤人，防直击雷为防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物出入口和人行道的距离接地装置距建筑物出入口和人行道的距离不应小于不应小于3m，距电气设备接地装置要求在距电气设备接地装置

14、要求在5m以上以上。 工频接地电阻一般不工频接地电阻一般不大于大于10，如如果防雷接地与保护接地合用的接地装置，果防雷接地与保护接地合用的接地装置，则接地电阻不应大则接地电阻不应大于于1。19 三三 、 防雷措施防雷措施 1 1、防直击雷保护、防直击雷保护 （1 1） 避雷针避雷针 避雷针是防止直击雷的有效措施。避雷针是防止直击雷的有效措施。一定高度的避雷针（线）下面，有一个一定高度的避雷针（线）下面，有一个安全区域，安全区域，此区域内的物体基本上不受此区域内的物体基本上不受雷击。我们把这个安全区域叫做避雷针雷击。我们把这个安全区域叫做避雷针的的保护范围保护范围。 20 避雷针的保护范围避雷针

15、的保护范围用用“滚球法滚球法”来确定。来确定。 单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围 21避雷针22 （2 2）避雷线）避雷线 避雷线是用来保护架空电力线路和露天配避雷线是用来保护架空电力线路和露天配电装置免受直击雷的装置。它由悬挂在空中的电装置免受直击雷的装置。它由悬挂在空中的接地导线、接地引下线和接地体等组成，因而接地导线、接地引下线和接地体等组成，因而也称也称“架空地线架空地线”。它的作用和避雷针一样，。它的作用和避雷针一样，将雷电引向自身，并安全导入大地，使其保护将雷电引向自身，并安全导入大地，使其保护范围内的导线或设备免遭直击雷。范围内的导线或设备免遭直击雷。 （3 3）避雷带和

16、避雷网）避雷带和避雷网 避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分上加装，通过引下线和接地装置很好地出部分上加装，通过引下线和接地装置很好地连接。对建筑物进行保护。连接。对建筑物进行保护。23避雷线24避雷网25 2 2、感应雷和入侵雷、感应雷和入侵雷防护防护 避雷器是用来防止避雷器是用来防止线路的感应雷及沿线路侵线路的感应雷及沿线路侵入的过电压波对变电所内入的过电压波对变电所内的电气设备造成的损害的电气设备造成的损害。它一般接于各段母线与架它一般接于各段母线与架空线的进出、口处，装在空线的进出、口处，装在被保护设备的电源侧，与被保护设备的电源侧，与被保护设

17、备并联。被保护设备并联。避雷器的连接避雷器的连接 26避雷器避雷器管形避雷器管形避雷器阀形避雷器阀形避雷器金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器（1 1）管形避雷器）管形避雷器 管型避雷器管型避雷器主要用于变配电主要用于变配电所的所的进线保护和进线保护和线路绝缘弱点的线路绝缘弱点的保护保护，保护性能，保护性能较好的管型避雷较好的管型避雷器可用于保护配器可用于保护配电变压器。电变压器。 1产气管；2胶木管；3棒形电极；4环形电极；5动作指示器；s1内间隙；s2外间隙27 （2 2）阀形避雷器）阀形避雷器 由火花间隙和阀片组成，装在由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内。阀型避雷器的火密封的磁套管内。

18、阀型避雷器的火花间隙组是由多个单间隙串联组成花间隙组是由多个单间隙串联组成的。正常运行时，间隙介质处于绝的。正常运行时，间隙介质处于绝缘状态，仅有极小的泄漏电流通过缘状态，仅有极小的泄漏电流通过阀片。当系统出现雷电过电压时，阀片。当系统出现雷电过电压时，火花间隙很快被击穿，使雷电冲击火花间隙很快被击穿，使雷电冲击电流很容易通过阀性电阻而引入大电流很容易通过阀性电阻而引入大地，释放过电压负荷，阀片在大的地，释放过电压负荷，阀片在大的冲击电流下电阻由高变低，所以冲冲击电流下电阻由高变低，所以冲击电流在其上产生的压降（残压）击电流在其上产生的压降（残压）较低，此时，作用在被保护设备上较低，此时，作用

19、在被保护设备上的电压只是避雷器的残压，从而使的电压只是避雷器的残压，从而使电气设备得到了保护。电气设备得到了保护。28 （3 3）金属氧化物避雷器）金属氧化物避雷器 金属氧化物避雷器又称压敏避雷器。它是一种没有火花金属氧化物避雷器又称压敏避雷器。它是一种没有火花间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。压敏电阻片是氧化锌等间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。压敏电阻片是氧化锌等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的伏金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的伏安特性。在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速有效地安特性。在工频电压下，它具有极大的电阻，能迅速有效地阻断工频电流，因此不需要火

20、花间隙来熄灭由工频续流引起阻断工频电流，因此不需要火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧；在雷电过电压作用下，其电阻变得很小，能很好地的电弧；在雷电过电压作用下，其电阻变得很小，能很好地泄放雷电流。泄放雷电流。 氧化锌氧化锌避雷器避雷器293 3、架空线路的防雷措施、架空线路的防雷措施 （1 1）装设避雷线）装设避雷线 防雷效果好，但造价高，所以只在防雷效果好，但造价高，所以只在6060KVKV及以上架空线及以上架空线路上全线装设避雷线；而在路上全线装设避雷线；而在3535KVKV及以下的架空线路上一般及以下的架空线路上一般只在进出变电所的一段线路上装设。只在进出变电所的一段线路上装设。 （2 2

21、）提高线路本身的绝缘水平）提高线路本身的绝缘水平 即在架空线路上，采用绝缘性能高一级的绝缘子。即在架空线路上，采用绝缘性能高一级的绝缘子。 （3 3）用三角形顶线作保护线）用三角形顶线作保护线 由于由于3 31010KVKV线路通常中性点是不接地的，如在三角形排线路通常中性点是不接地的，如在三角形排列的顶线绝缘子上装保护间隙，在雷击时，顶线承受雷击，列的顶线绝缘子上装保护间隙，在雷击时，顶线承受雷击，间隙被击穿，对地泻放雷电流，从而就可保护下面两根导间隙被击穿，对地泻放雷电流，从而就可保护下面两根导线，也不会引起线路跳闸。线，也不会引起线路跳闸。30 （4 4）装设自动重合闸装置或自重合熔断器

22、）装设自动重合闸装置或自重合熔断器 线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的，线线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的，线路断路器跳闸后，电弧就熄灭了线路就恢复正常了；若采路断路器跳闸后，电弧就熄灭了线路就恢复正常了；若采用一次自动重合闸装置或自重合熔断器，使开关经用一次自动重合闸装置或自重合熔断器，使开关经0.50.5s s左左右就自动合闸，从而能恢复供电。右就自动合闸，从而能恢复供电。 （5 5）装设避雷器和保护间隙）装设避雷器和保护间隙 主要保护线路上绝缘最薄弱的部分，包括特别高的杆主要保护线路上绝缘最薄弱的部分，包括特别高的杆塔、带拉线的杆塔等。塔、带拉线的杆塔等。 4 4、变、

23、配电所的防雷措施、变、配电所的防雷措施 （1 1）装设避雷针来防止直接雷。）装设避雷针来防止直接雷。 （2 2）高压侧装设阀型避雷器或保护间隙高压侧装设阀型避雷器或保护间隙 31 装设避雷器用来保护装设避雷器用来保护主变压器，主变压器，以免雷电冲以免雷电冲击波沿高压线路侵入击波沿高压线路侵入变电所变电所，损坏变电所的，损坏变电所的这一关键的设备这一关键的设备。310kV系统变压器的防雷保护系统变压器的防雷保护 310kV配电装置防止雷电波侵入的保护接线配电装置防止雷电波侵入的保护接线 （3 3）低压侧装设阀型避雷器）低压侧装设阀型避雷器或保护间隙或保护间隙 主要用在多雷区使用，防止雷主要用在多

24、雷区使用，防止雷电波从低压侧侵入而击穿变压器的绝电波从低压侧侵入而击穿变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时，缘。当变压器低压侧中性点不接地时，其中性点也应加装避雷器或保护间隙。其中性点也应加装避雷器或保护间隙。32 5 5、建筑物的防雷措施、建筑物的防雷措施 根据发生雷电事故的可能性和后果，将建筑物分成三类。第一类根据发生雷电事故的可能性和后果，将建筑物分成三类。第一类防雷建筑物是制造、使用或储存爆炸物质，因电火花会引起爆炸，造防雷建筑物是制造、使用或储存爆炸物质，因电火花会引起爆炸，造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物；第二类防雷建筑物是制造、使用或成巨大破坏和人身伤亡的建筑物；第二类防雷建

25、筑物是制造、使用或储存爆炸物质，电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡储存爆炸物质，电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物；第三类防雷建筑物是除第一、二类建筑物以外的爆炸、火的建筑物；第三类防雷建筑物是除第一、二类建筑物以外的爆炸、火灾危险的场所。灾危险的场所。第一类防雷建筑物和第二类防雷建筑物中有爆炸危险的场所，应第一类防雷建筑物和第二类防雷建筑物中有爆炸危险的场所，应有防直击雷、防感应雷和防雷电波侵入的措施。第二类防雷建筑物有防直击雷、防感应雷和防雷电波侵入的措施。第二类防雷建筑物（除有爆炸危险者外）及第三类防雷建筑物，应有防直击雷和防雷电（除有爆炸危险者外）及第三

26、类防雷建筑物，应有防直击雷和防雷电波侵入的措施。波侵入的措施。 33 6 6、人身的防雷措施、人身的防雷措施 雷暴时，雷云直接对人体放电，雷电流流入地下产生的对地电压以及二次放雷暴时，雷云直接对人体放电，雷电流流入地下产生的对地电压以及二次放电都可能对人体造成电击。电都可能对人体造成电击。 在雷雨天，非工作需要，应尽量不在户外或野外逗留；必须在户外或野外逗在雷雨天，非工作需要，应尽量不在户外或野外逗留；必须在户外或野外逗留或工作时，最好穿塑料等不浸水的雨衣；如有条件，可进入宽大金属构架或留或工作时，最好穿塑料等不浸水的雨衣；如有条件，可进入宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只内；如依靠

27、有建筑物或高大树木屏蔽的街道有防雷设施的建筑物、汽车或船只内；如依靠有建筑物或高大树木屏蔽的街道躲避，应离开墙壁和树干躲避，应离开墙壁和树干8 8m m以外；尽量离开小山、小丘和隆起的道路，离开海以外；尽量离开小山、小丘和隆起的道路，离开海滨、湖滨、河边、池旁，离开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、独滨、湖滨、河边、池旁，离开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、独树、没有防雷保护的小建筑物和其它设施。树、没有防雷保护的小建筑物和其它设施。 在户内应注意防止雷电侵入波的危害，应离开照明线、电话线、广播线、收在户内应注意防止雷电侵入波的危害，应离开照明线、电话线、广播线、收音机和电视机电

28、源线、引入室内的收音机和电视机天线及与其相连的各种导体，音机和电视机电源线、引入室内的收音机和电视机天线及与其相连的各种导体，以防止这些线路或导体对人体第二次放电。资料表明，以防止这些线路或导体对人体第二次放电。资料表明，7070以上户内对人体二以上户内对人体二次放电的事故发生在距导体次放电的事故发生在距导体1 1m m内的范围。内的范围。34概述概述 人们对电的认识最早是人们对电的认识最早是从静电开始的。人们发现两从静电开始的。人们发现两种性质不同的物质相互摩擦种性质不同的物质相互摩擦后，就具有了某种吸引力，后，就具有了某种吸引力，例如，用毛皮摩擦琥珀后能例如，用毛皮摩擦琥珀后能吸引纸屑，这

29、便是静电作用。吸引纸屑，这便是静电作用。人们穿着化纤服装，夜晚在人们穿着化纤服装，夜晚在黑暗处脱下时，会发出闪闪黑暗处脱下时，会发出闪闪的小火花，并伴有轻微啪啪的小火花，并伴有轻微啪啪声，这是经常可见的静电放声，这是经常可见的静电放电现象。电现象。防静电技术35 静电的产生静电的产生 摩擦产生静电摩擦产生静电 根据两种物质对电子的束缚能力，将各种物质依次根据两种物质对电子的束缚能力，将各种物质依次排成序列。这个序列，就是静电序列。序列前后两排成序列。这个序列，就是静电序列。序列前后两种物质接触时，前者带正电，后者带负电。带电极种物质接触时，前者带正电，后者带负电。带电极性等情况还与温度、杂质等

30、因素有关。性等情况还与温度、杂质等因素有关。 破断起电破断起电 不论材料破断前其内部电荷分布是否均匀，破断后不论材料破断前其内部电荷分布是否均匀，破断后均可能在宏观范围内导致正负电荷分离，产生静电。均可能在宏观范围内导致正负电荷分离，产生静电。这种起电称破断起电。固体粉碎、液体分裂过程的这种起电称破断起电。固体粉碎、液体分裂过程的起电都属于破断起电。起电都属于破断起电。36 感应起电感应起电 导体能由其周围的一个或一些带电体感应而带电。导体能由其周围的一个或一些带电体感应而带电。任何带电体周围都有电场，电场中的导体能改变周任何带电体周围都有电场，电场中的导体能改变周围电场的分布，同时在电场作用

31、下，导体上分离出围电场的分布，同时在电场作用下，导体上分离出极性相反的两种电荷。如果该导体与周围绝缘则将极性相反的两种电荷。如果该导体与周围绝缘则将带有电位，称感应带电。带有电位，称感应带电。 电荷迁移电荷迁移 当一个带电体与一个非带电体相接触时，电荷将按当一个带电体与一个非带电体相接触时，电荷将按各自导电率所允许的程度在它们之间分配，这就是各自导电率所允许的程度在它们之间分配，这就是电荷迁移。当带电雾滴或粉尘撞击在固体上电荷迁移。当带电雾滴或粉尘撞击在固体上(如静电如静电除尘除尘)时，会产生有力的电荷迁移。当气体离子流射时，会产生有力的电荷迁移。当气体离子流射在初始不带电的物体上时，也会出现

32、类似的电荷迁在初始不带电的物体上时，也会出现类似的电荷迁移。移。37生产过程中易产生的静电生产过程中易产生的静电1 1、纸张印刷时或纸张与辊轴的摩擦、橡胶或塑料、纸张印刷时或纸张与辊轴的摩擦、橡胶或塑料的碾磨、传动皮带与皮带轮或辊轴的摩擦；的碾磨、传动皮带与皮带轮或辊轴的摩擦；2 2、塑料的压制、上光、挤压；、塑料的压制、上光、挤压；3 3、高电阻率液体在管道中流动，或液体高速喷出、高电阻率液体在管道中流动，或液体高速喷出管口、液体注入容器发生的撞击、冲刷或飞等；管口、液体注入容器发生的撞击、冲刷或飞等；4 4、 液化气体或压缩气体，在管道中流动或由管口液化气体或压缩气体，在管道中流动或由管口

33、喷出，气瓶放出压缩气体或用喷油枪喷漆；喷出，气瓶放出压缩气体或用喷油枪喷漆；5 5、固体物质的粉碎、研磨，悬浮粉尘的高速运动；、固体物质的粉碎、研磨，悬浮粉尘的高速运动；6 6、混和器中搅拌高阻物质、纺织品的涂胶过程等、混和器中搅拌高阻物质、纺织品的涂胶过程等。38静电的特点静电的特点 静电的电量小，静电的电量小，静电电压高静电电压高。一般电量只有微库或毫库级，。一般电量只有微库或毫库级，但由于带电体的电容量很小，则电压很高。但由于带电体的电容量很小，则电压很高。如橡胶行业的静如橡胶行业的静电电压高达几万伏，甚至十几万伏。电电压高达几万伏，甚至十几万伏。 静电的能量不大或者说放电后的电流不大。

34、一般不大于毫焦静电的能量不大或者说放电后的电流不大。一般不大于毫焦级。级。 绝缘体上的静电消失或泄漏的很慢，因此，必须设置消除静绝缘体上的静电消失或泄漏的很慢，因此，必须设置消除静电的装置。电的装置。 静电会放电。人体或金属体尖端放电都有极大的危险性，特静电会放电。人体或金属体尖端放电都有极大的危险性，特别是在爆炸和火灾危险场所。静电会产生静电感应。在工艺别是在爆炸和火灾危险场所。静电会产生静电感应。在工艺现场易发生的地方，由于静电感应，可能会在导体或人体上现场易发生的地方，由于静电感应，可能会在导体或人体上产生电荷而且电压很高，而导致危险的火花放电。产生电荷而且电压很高，而导致危险的火花放电

35、。 静电是可以屏蔽的。通常桶形或空腔的导体，其内部有电荷静电是可以屏蔽的。通常桶形或空腔的导体，其内部有电荷时，必定在外壳感应出电荷，但当外表面接地时，则外部的时，必定在外壳感应出电荷，但当外表面接地时，则外部的电荷为零，且不影响内部的电荷。电荷为零，且不影响内部的电荷。39器件人体静电电压几百到几千伏几千到几万伏器件人体静电电压几百到几千伏几千到几万伏40 工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产。其灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产。其中，爆炸或火灾是最大的危害和危险。中，爆炸或火灾是最大的危害和危险。静电的危害静电的危

36、害41爆炸和火灾爆炸和火灾静电能量虽然不大，但电压高则易放电出现电火静电能量虽然不大，但电压高则易放电出现电火花，该火花在有爆炸性气体、爆炸性粉尘或可燃花，该火花在有爆炸性气体、爆炸性粉尘或可燃性物质且浓度达到爆炸或燃烧极限时，可能发生性物质且浓度达到爆炸或燃烧极限时，可能发生爆炸和火灾。爆炸和火灾。静电在一定条件下引起爆炸和火灾，其充分和必静电在一定条件下引起爆炸和火灾，其充分和必要条件是：要条件是：周围空间必须有可燃性物质存在；周围空间必须有可燃性物质存在；具有产生和积累静电的条件，包括物体本身和具有产生和积累静电的条件，包括物体本身和周围环境有产生和积累静电的条件；周围环境有产生和积累静

37、电的条件；静电积累到足够高的电压后，发生局部放电，静电积累到足够高的电压后，发生局部放电，产生静电火花；产生静电火花；静电火花能量大于或等于可燃物的最小点火能静电火花能量大于或等于可燃物的最小点火能量。量。42静静电的危害电的危害静电电击静电电击 当人体接近静电体或带静电的人体接近接地体当人体接近静电体或带静电的人体接近接地体时，都可能遭到电击，但由于静电能量很小，电时，都可能遭到电击，但由于静电能量很小，电击本身对人体不致造成重大伤害，然而很容易造击本身对人体不致造成重大伤害，然而很容易造成坠落等二次伤害事故。成坠落等二次伤害事故。妨碍生产妨碍生产 有些生产工艺过程，静电会妨碍生产或降低产有

38、些生产工艺过程，静电会妨碍生产或降低产品质量。如纺织、粉体加工、塑料、橡胶、印刷、品质量。如纺织、粉体加工、塑料、橡胶、印刷、胶片等行业，以及电子控制元件、自动化仪表由胶片等行业，以及电子控制元件、自动化仪表由于静电而误动作，使其控制的生产线程序混乱，于静电而误动作，使其控制的生产线程序混乱，导致产品不合格。导致产品不合格。43静电引起的事故静电引起的事故20092009年年0505月月15 15 日，日，渭南市高新区崇业渭南市高新区崇业路上的一化工公司路上的一化工公司车间内，由于原材车间内，由于原材料在运输过程中产料在运输过程中产生静电，随后出现生静电，随后出现火花，引燃了装载火花，引燃了装

39、载化工原材料的釜发化工原材料的釜发生闪爆，生闪爆，4 4名工人不名工人不同程度受伤同程度受伤 。44静电引起油罐车爆炸静电引起油罐车爆炸静电引起加油站火灾事故静电引起加油站火灾事故45静电的影响因素静电的影响因素1 1. .材质和杂质的影响材质和杂质的影响 材料的电阻率，包括固体材料的表面电阻率对材料的电阻率，包括固体材料的表面电阻率对于静电泄漏有很大影响。只有容易得失电子，而且电于静电泄漏有很大影响。只有容易得失电子，而且电阻率很高的材料才容易产生和积累静电。阻率很高的材料才容易产生和积累静电。 杂质对静电有很大的影响，静电在很大程度上杂质对静电有很大的影响，静电在很大程度上决定于所含杂质的

40、成分。一般情况下，杂质有增加静决定于所含杂质的成分。一般情况下，杂质有增加静电的趋势；但如杂质能降低原有材料的电阻率，则加电的趋势；但如杂质能降低原有材料的电阻率，则加入杂质有利于静电的泄漏。液体内水珠的沉降过程中入杂质有利于静电的泄漏。液体内水珠的沉降过程中也会产生静电。如果油管或油槽底部积水，经搅动后也会产生静电。如果油管或油槽底部积水，经搅动后容易引起静电事故。容易引起静电事故。46 2. 2.工艺设备和工艺参数的影响工艺设备和工艺参数的影响 接触面积越大，产生静电越多。管道内壁越粗糙，接触面积越大，产生静电越多。管道内壁越粗糙，接触面积越大，冲击和分离的机会也越多，流动电流接触面积越大

41、，冲击和分离的机会也越多，流动电流就越大。就越大。 对于粉体，颗粒越小者，一定量粉体的表面积越对于粉体，颗粒越小者，一定量粉体的表面积越大，产生静电越多。大，产生静电越多。 接触压力越大或摩擦越强烈，会增加电荷的分离，接触压力越大或摩擦越强烈，会增加电荷的分离，以致产生较多的静电。接触一分离速度越高，产生静以致产生较多的静电。接触一分离速度越高，产生静电越多。液体流速和管径对液体静电影响很大。电越多。液体流速和管径对液体静电影响很大。 设备的几何形状也对静电有影响。例如，平皮带设备的几何形状也对静电有影响。例如，平皮带与皮带轮之间的滑动位移比三角皮带大，产生的静电与皮带轮之间的滑动位移比三角皮

42、带大，产生的静电也比较强烈。过滤器会大大增加接触和分离程度，可也比较强烈。过滤器会大大增加接触和分离程度，可能使液体静电电压增加十几倍到能使液体静电电压增加十几倍到100100倍以上。倍以上。473.3.环境条件和时间的影响环境条件和时间的影响 材料表面电阻率随空气湿度增加而降低，相材料表面电阻率随空气湿度增加而降低，相对湿度越高，材料表面电荷密度越低。对湿度越高，材料表面电荷密度越低。 由于空气湿度受环境温度的影响，以致环境由于空气湿度受环境温度的影响，以致环境温度的变化可能加剧静电的产生。温度的变化可能加剧静电的产生。 导电性地面在很多情况下能加强静电的泄漏，导电性地面在很多情况下能加强静

43、电的泄漏，减少静电的积累。周围导体布置对静电电压有很减少静电的积累。周围导体布置对静电电压有很大的影响。大的影响。带静电体周围导体的面积、距离、方位都影响带静电体周围导体的面积、距离、方位都影响其间电容，从而影响其间静电电压。例如，传动其间电容，从而影响其间静电电压。例如，传动皮带刚离开皮带轮时电压并不高，但转到两皮带皮带刚离开皮带轮时电压并不高，但转到两皮带轮中间位置时，由于距离拉大，电容大大减小，轮中间位置时，由于距离拉大，电容大大减小，电压则大大升高。电压则大大升高。48防止静电危害的措施防止静电危害的措施 石油化工企业，当液相与固相之间，液相与石油化工企业，当液相与固相之间，液相与气相

44、之间，液相与另一不相容的液相之间以及固气相之间，液相与另一不相容的液相之间以及固相和气相之间，由于流动、搅拌、沉降、过滤、相和气相之间，由于流动、搅拌、沉降、过滤、冲刷、喷射、灌注、飞溅、剧烈晃动以及发泡等冲刷、喷射、灌注、飞溅、剧烈晃动以及发泡等接触、分离的相对运动，都会在介质中产生静电。接触、分离的相对运动，都会在介质中产生静电。许多石油化工产品都属于高绝缘物质，这类非导许多石油化工产品都属于高绝缘物质，这类非导电性液体在生产和储运过程中，产生和积聚大量电性液体在生产和储运过程中，产生和积聚大量的静电荷，静电聚积到一定程度就可发生火花放的静电荷，静电聚积到一定程度就可发生火花放电。如果在放

45、电空间还同时存在爆炸性气体，便电。如果在放电空间还同时存在爆炸性气体，便可能引起着火和爆炸。可能引起着火和爆炸。491 1 防止爆炸性气体的形成防止爆炸性气体的形成 大爆炸和火灾危险场所采用通风装置加强通风，及大爆炸和火灾危险场所采用通风装置加强通风，及时排出爆炸性气体使浓度不在爆炸范围内，以防止静电火时排出爆炸性气体使浓度不在爆炸范围内，以防止静电火花引起爆炸。花引起爆炸。 同时对应于爆炸浓度范围还与温度密切相关，把温度同时对应于爆炸浓度范围还与温度密切相关，把温度控制在爆炸温度范围之外也是防止静电引起爆炸的途径。控制在爆炸温度范围之外也是防止静电引起爆炸的途径。 对于油面空间不能采用正压通

46、风的办法来防止爆炸性对于油面空间不能采用正压通风的办法来防止爆炸性混合气体的形成，可采用惰性气体覆盖的方法（如氮气覆混合气体的形成，可采用惰性气体覆盖的方法（如氮气覆盖），或采用浮顶罐、内浮顶罐。盖），或采用浮顶罐、内浮顶罐。 2 2 加速静电泄漏，防止或减少静电聚积加速静电泄漏，防止或减少静电聚积 静电的产生本身并不危险。实际的危险在于电荷的积静电的产生本身并不危险。实际的危险在于电荷的积聚，因为这样能储存足够的能量，从而产生火花将可燃性聚，因为这样能储存足够的能量，从而产生火花将可燃性气体引燃。为了加速油品电荷的泄漏，可以接地、跨接以气体引燃。为了加速油品电荷的泄漏，可以接地、跨接以及增加

47、油品的电导率。及增加油品的电导率。 50 2.1 2.1 接地和跨接接地和跨接 静电接地和跨接是为了导走或消除导体上的静电接地和跨接是为了导走或消除导体上的静电，是消除静电危害的最有效措施之一。静电静电，是消除静电危害的最有效措施之一。静电接地的具体方法是把设备容器及管线通过金属导接地的具体方法是把设备容器及管线通过金属导线和接地体与大地连通形成等电位，并有最小电线和接地体与大地连通形成等电位，并有最小电阻值。阻值。 跨接是指将金属设备以及各管线之间用金属跨接是指将金属设备以及各管线之间用金属导线相连造成等电位。显然，接地与跨接的目的导线相连造成等电位。显然，接地与跨接的目的在于人为地与大地造

48、成的一个等电位体，不致因在于人为地与大地造成的一个等电位体，不致因静电电位差造成引起危害。管线跨接的另一个目静电电位差造成引起危害。管线跨接的另一个目的是当有杂散电流时，给它以一个良好的通路，的是当有杂散电流时，给它以一个良好的通路，以免在断路处发生火花而造成事故。以免在断路处发生火花而造成事故。512.2 2.2 添加抗静电剂添加抗静电剂 油品容器的接地只能消除容器外壁的电油品容器的接地只能消除容器外壁的电荷，由于油品的电导率较小，油品表面及其内荷，由于油品的电导率较小，油品表面及其内部的电荷很难靠接地泄漏。添加抗静电剂既可部的电荷很难靠接地泄漏。添加抗静电剂既可以增加油品的导电率、加速静电

49、泄漏和导出，以增加油品的导电率、加速静电泄漏和导出，又可减少油品中积聚的电荷并降低油品的电位。又可减少油品中积聚的电荷并降低油品的电位。 2.3 2.3 设置静电缓和器设置静电缓和器 静电缓和器又叫静电中和器，它是消除静电缓和器又叫静电中和器，它是消除或减少带电体电荷的装置。其工作原理是它所或减少带电体电荷的装置。其工作原理是它所产生的电子和离子与带电体上相反符号的电荷产生的电子和离子与带电体上相反符号的电荷中和，从而消除静电危险。中和，从而消除静电危险。 523. 3. 防止人体带电防止人体带电 在有火灾、爆炸危险的场合，操作人员不要在有火灾、爆炸危险的场合，操作人员不要穿化纤衣服，宜穿布底

50、鞋或导电的胶底鞋；工作穿化纤衣服，宜穿布底鞋或导电的胶底鞋；工作地面应采用导电性能好的水泥地面或采用导电橡地面应采用导电性能好的水泥地面或采用导电橡胶的地板。胶的地板。4.4.增加空气湿度增加空气湿度 在条件允许时，采取喷水方法提高设备内部在条件允许时，采取喷水方法提高设备内部和设备周围空气的相对湿度，来增加空气的导电和设备周围空气的相对湿度，来增加空气的导电性能，以消除静电积聚。在工艺条件允许的情况性能，以消除静电积聚。在工艺条件允许的情况下，空气增湿以相对湿度下，空气增湿以相对湿度70%70%为适宜。增湿的具体为适宜。增湿的具体方法可采用通风系统进行调湿、地面洒水、挂湿方法可采用通风系统进

51、行调湿、地面洒水、挂湿布条以及喷放水蒸气等方法。增湿空气不仅有利布条以及喷放水蒸气等方法。增湿空气不仅有利于静电的导出，还能提高爆炸性混合物的最小点于静电的导出，还能提高爆炸性混合物的最小点火能量，有利于防爆。火能量，有利于防爆。53 3 3消除静电的措施消除静电的措施 （1 1）接地、泄漏法：即采取）接地、泄漏法：即采取接地、增湿、加接地、增湿、加入抗静电添入抗静电添加剂等措施使静电电荷比较容易泄漏、加剂等措施使静电电荷比较容易泄漏、消散，以避免静电的积累。消散，以避免静电的积累。 （2 2）中和法：采用静电中和器和其它方式产生）中和法：采用静电中和器和其它方式产生与原有静电极性相反的电荷，

52、使原有静电得到中与原有静电极性相反的电荷，使原有静电得到中和而消除，避免静电的积累。和而消除，避免静电的积累。 （3 3）工艺控制法：从材料选择、工艺设计、设）工艺控制法：从材料选择、工艺设计、设备结构等方面采取措施，控制静电的产生，使之备结构等方面采取措施，控制静电的产生，使之不超过危险程度。不超过危险程度。54离子风枪是一种手持式消除静电的专用设备。当物体表面所带电荷为负电荷时，它会吸引气流中的正电荷，当物体表面所带电荷为正电荷时，它会吸引气流中的负电荷，从而使物体表面上的静电被中和，达到消除静电的目的. 55防雷装置、防静电装置、电器设备接地和接零装置的异同点及检测 概念介绍概念介绍1.1.防雷装置