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文档简介
防雷防静电防止触电等基础知识第一页,共五十四页,编辑于2023年,星期二雷电的定义雷电的形成雷击的类型雷电的危害雷电的预防措施云南石化防雷设计静电的相关定义静电的产生静电的危害静电危害的预防措施触电涉及的相关概念触电事故分类触电事故的预防措施防雷基础知识防静电基础知识防触电基础知识第二页,共五十四页,编辑于2023年,星期二雷电的定义雷电的形成雷击的类型雷电的危害雷电的预防措施云南石化防雷设计静电的相关定义静电的产生静电的危害静电危害的预防措施触电涉及的相关概念触电事故分类触电事故的预防措施防雷基础知识防静电基础知识防触电基础知识第三页,共五十四页,编辑于2023年,星期二一雷电的定义雷电是一种大气自然现象,在科学技术不发达的古代,雷电被蒙上了神秘的色彩,除了灾难,它留给人类更多的是迷信和恐惧。直到17世纪中叶,美国科学家富兰克林通过实验证实了天电(雷电)与地电的同一性,并发明和使用了“避雷针”,人们才逐步对雷电有了理性和科学的认识。从表现形式上来看,雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。雷电是最严重的十种自然灾害之一。本质上雷电是一种伴有雷声和闪电现象的对流层天气系统,也称为雷暴。GB50343《建筑物电子信息系统防雷技术规范》以地区雷暴日来划分少雷区、中雷区、多雷区和强雷区。雷暴日的定义:雷暴日是指某地区一年中有雷电放电的天数,一天中只要听到一次以上的雷声就算一个雷暴日。GB50343《建筑物电子信息系统防雷技术规范》规定:少雷区:年平均雷暴日在25天及以下的地区;第四页,共五十四页,编辑于2023年,星期二一雷电的定义中雷区:年平均雷暴日25大于天,不超过40天的地区;多雷区:年平均雷暴日大于40天,不超过90天的地区;强雷区:年平均雷暴日超过90天的地区。2005年国家公布的各地年平均雷暴日数见表F。从表中可以确认昆明地区为多雷区。第五页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二雷电的形成含水蒸气的上升气流上升时温度逐渐下降形成雨滴、冰雹(称为水成物),这些水成物在地球静电场的作用下被极化(如右图所示),负电荷在上,正电荷在下,由于水成物下降的速度快。而云粒子下降的速度慢,因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离(这叫重力分离作用)最后形成带正电的云粒子在云的上部(即正雷云),而负电的水成物在云的下部(即负雷云),就形成雷云空间电场,空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的,都是上正下负。当雷云形成后,在两种带不同电荷的雷云中间的电场达到一定强度后便会被击穿,形成云间放电(又称云间闪)。闪电在云中正负电荷之间闪烁,而使全地区的天空一片光亮时,便称为云闪。当带负电荷的云层向下靠近地面时,地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷,随着电场的逐步增强,雷云向下形成下行先导,地面的物体形成向上闪流,二者相遇即形成云对地放电。具体是:第六页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二雷电的形成含水蒸气的上升气流上升时温度逐渐下降形成雨滴、冰雹(称为水成物),这些水成物在地球静电场的作用下被极化(如右图所示),负电荷在上,正电荷在下,由于水成物下降的速度快。而云粒子下降的速度慢,因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离(这叫重力分离作用)最后形成带正电的云粒子在云的上部(即正雷云),而负电的水成物在云的下部(即负雷云),就形成雷云空间电场,空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的,都是上正下负。当雷云形成后,在两种带不同电荷的雷云中间的电场达到一定强度后便会被击穿,形成云间放电(又称云间闪)。闪电在云中正负电荷之间闪烁,而使全地区的天空一片光亮时,便称为云闪。当带负电荷的云层向下靠近地面时,地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷,随着电场的逐步增强,雷云向下形成下行先导,地面的物体形成向上闪流,二者相遇即形成云对地放电。具体是:第七页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二雷电的形成雷云与大地之间在某一方位的电场强度达到25~30kV/cm时,雷云就会开始向这一方位放电,形成一个导电的空气通道,称为雷电先导,在雷电先导下行到离地面100~300m时,地面形成一个上行的迎雷先导。当上、下先导相互接近时,正、负电荷强烈吸引中和而产生强大的雷电流,并伴有雷鸣电闪,即是我们俗称的闪电。这就是直击雷的主放电阶段,这时间极短,一般约50~100μs,其平均电流约3万安培,最大电流可达30万安培,电压很高,约为1亿至10亿伏特。主放电阶段之后,雷云中的剩余电荷继续沿主放电通道向大地放电,形成断续的隆隆雷声。这就是直击雷的余辉放电阶段,时间约为0.03~0.15s,电流较小,约几百安。第八页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二雷电的形成闪电产生的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等。距离闪电近时,听到的就是尖锐的爆裂声;如果距离远,听到的则是隆隆声。人与闪电的距离可以按以下原则进行估算:你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后以3来除所得的秒数,即可大致知道闪电离你有几千米。第九页,共五十四页,编辑于2023年,星期二三雷击的类型雷击的类型可分为以下三种:一、直击雷。主要表现为带电的云层对大地上某一点发生强烈的放电。直击雷可产生电效应、热效应和机械力,造成地面建筑物、其他物体和人畜毁坏与伤亡。广东惠阳市元祥制品厂遭雷击现场图第十页,共五十四页,编辑于2023年,星期二三雷击的类型雷击的类型可分为以下三种:二、感应雷。当直击雷电击中地面目标后,通过雷击目标旁边的金属等感应,间接打击目标旁边的金属物体上,主要对用电设备产生干扰与破坏,也称“二次雷”。第十一页,共五十四页,编辑于2023年,星期二三雷击的类型雷击的类型可分为以下三种:三、球形雷。在雷电频繁的雷雨天,偶然会发现紫色、殷红色、灰红色、蓝色的“火球”。这些火球有时从天空降落,然后又在空中或沿地面水平方向移动,有时平移有时滚动。这些“火球”一般直径为十到几十厘米,也有直径超过一米的。“火球”存在的时间从几秒到几分钟,一般为几秒到十几秒居多。这种“火球”能通过烟囱、开着的窗户、门和其他缝隙进入室内,或者无声地消失,或者发出丝丝的声音,或者发生剧烈的爆炸。这种“火球”虽然发生的几率很小,但发生的次数也相当多。人们常把它叫做“球形雷”。科学家多年以前就誓要破解此谜,但迄今球形闪电仍包围着一圈神秘的光环。球形闪电有个怪脾气,见缝就钻,常常从门窗、烟囱、甚至缝隙中钻入室内,有时能沿着导线以每秒2米左右的速度前进并燃烧。它一般沿水平方向移动,有时也停留在空中不动,或缓慢地降落。有的球形闪电在移动中还能自旋,有的则会反弹。它移动时发出嘶嘶声,消失时发出爆炸的巨响,振动能量足以破坏一般的建筑物。由于爆炸时空气发出了化学反应,生成了臭氧和一氧化氮,故球形闪电消失后有一股难闻的味道。第十二页,共五十四页,编辑于2023年,星期二四雷电的危害一、直击雷的危害:雷电直接击在建(构)筑物、人、和其它物体上,雷电产生的高电压、大电流、产生的电效应、热效应和机械效应,使建(构)筑物燃烧、爆炸、倒塌、崩毁,人体烧伤、死亡。物体烧毁、解体、爆炸。雷电可直接击中人,或由于人在雷击地点附近,两脚之间产生巨大的电位差,被“跨步电压”击中,造成伤亡。第十三页,共五十四页,编辑于2023年,星期二四雷电的危害二、雷电的二次危害:雷电的二次危害作用就是雷电流产生的电磁感应、静电感应、雷电波等,感应产生的电压、电流所造成的危害。虽然该幅值不如直击雷大,但也能造成很大危害。雷电电磁感应雷电电流在闪电通道周围空间产生磁场,随时间变化的磁场就在附近的各类金属导体上激发感应电动势和感应电流。这种作用随距落雷点距离的增大而减少较快,与距离的平方成反比。第十四页,共五十四页,编辑于2023年,星期二四雷电的危害雷电静电感应当空间有带电的雷云时,雷云下的地面及建筑物等,都由于静电感应的作用而带上相反的电荷。这种电荷受带电雷云所产生的电场所束缚。当雷云对地放电或对云间放电时,云层中的电荷在一瞬间消失了,那么感应出的这些被束缚的电荷也就在一瞬间失去了束缚,在电势能的作用下,这些电荷将会产生大电流冲击,从而造成雷电危害。第十五页,共五十四页,编辑于2023年,星期二四雷电的危害
0510152025303511,1%9,3%8,7%4,3%3,6%Statisticofdamage1994年各种灾害造成的损害统计3,4%2,2%23,6%Surgevoltage/indir.strike过电压/间接雷击Drop摔损Burglary破门盗窃Negligence过失,失职Shortcircuit短路Water水害Fire火灾Theftoutofcar´s偷窃机动车Other其它AnalysisoftheWürttenbergischeAssuranceCompany保险公司的分析33,3%第十六页,共五十四页,编辑于2023年,星期二五雷电的预防措施现代防雷技术的理论基础在于:闪电是电流源,防雷的基本途径就是要提供一条雷电流(包括雷电电磁脉冲辐射)对地泄放的合理的阻抗路径,而不能让其随机性选择放电通道,简言之就是要控制雷电能量的泄放与转换。现代防雷保护的三道防线:外部保护---将绝大部分雷电流直接引入地下泄散;内部保护----阻塞沿电源线或数据线、信号线引入的侵入波危害设备;过电压保护----限制被保护设备上雷电过电压幅值。这三道防线相互配合,各尽其职,缺一不可。常规防雷电的方法可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成,即接闪器、引下线和接地体;接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。保护原理:当雷云放电接近地面时,它使地面电场发生畸变。在避雷针(线)顶部,形成局部电场强度畸变,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针(线)放电,再通过接地引下线,接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物免受雷击。这是人们长期实践证明的有效防直击雷的方法。第十七页,共五十四页,编辑于2023年,星期二五雷电的预防措施然而,以往一般认为用避雷针越高越好,这个观点是错误的,避雷针越高,一是容易引雷,二是会出现绕击现象。避雷针的高度应按滚球法进行计算。建筑物的所有外露金属构件(管道),都应与防雷网(带,线)等电位连接。防感应雷电的避雷装置主要是避雷器、等电位接地、均压网等。其中等电位连接的目的,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,防止雷电反击。将机房内的主机金属外壳,UPS及电池箱金属外壳、金属地板框架、金属门框架、设施管路、电缆桥架、铝合金窗的等电位连接,并以最短的线路连到最近的等电位连接带或其它已做了等电位连接的金属物上,且各导电物之间的尽量附加多次相互连接。第十八页,共五十四页,编辑于2023年,星期二五雷电的预防措施对同一保护对象同时采用多种避雷装置,称为综合性防雷电。例如:在建筑物配电室电源的总进线处安装放电电流较大的避雷器,在重要楼层或重要设备电源的进线处加装次级或末级电源避雷器。避雷装置要定期进行检测,防止因导线的导电性差或接地不良起不到保护作用。第十九页,共五十四页,编辑于2023年,星期二六云南石化防雷设计一、变电所等建筑物的防雷A.总变电站装设独立避雷针,避雷针设有独立的接地装置。B.各级变电所和现场机柜间根据GB50057进行防雷分类并至少按第三类防雷建筑物进行防雷设计。防雷直击措施:在建筑物顶设置避雷网,避雷网沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,整个屋面采用φ10热镀锌圆钢组成不大于10m×10m的网格。利用柱内主筋作为防雷引下线。建筑物内基础主筋、柱内主筋、梁内主筋、楼板内主筋、屋顶主筋、钢结构(门窗框架、栅栏、楼梯等)连接成连续的电气通路。所有接地装置联接在一起组成公用接地网,形成等电位连接。防雷电波侵入的措施:建筑物内不带电的电气设备金属外壳、金属支架、穿线钢管、铠装电缆的金属护套应可靠接地。进出建筑物的架空金属管道,在进出处就近接地或独自接地。第二十页,共五十四页,编辑于2023年,星期二六云南石化防雷设计一、变电所等建筑物的防雷A.总变电站装设独立避雷针,避雷针设有独立的接地装置。B.各级变电所和现场机柜间根据GB50057进行防雷分类并至少按第三类防雷建筑物进行防雷设计。防雷直击措施:在建筑物顶设置避雷网,避雷网沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,整个屋面采用φ10热镀锌圆钢组成不大于10m×10m的网格。利用柱内主筋作为防雷引下线。建筑物内基础主筋、柱内主筋、梁内主筋、楼板内主筋、屋顶主筋、钢结构(门窗框架、栅栏、楼梯等)连接成连续的电气通路。所有接地装置联接在一起组成公用接地网,形成等电位连接。防雷电波侵入的措施:建筑物内不带电的电气设备金属外壳、金属支架、穿线钢管、铠装电缆的金属护套可靠接地。进出建筑物的架空金属管道,在进出处就近接地或独自接地。第二十一页,共五十四页,编辑于2023年,星期二六云南石化防雷设计一、变电所等建筑物的防雷A.总变电站装设独立避雷针,避雷针设有独立的接地装置。B.各级变电所和现场机柜间根据GB50057进行防雷分类并至少按第三类防雷建筑物进行防雷设计。防雷直击措施:在建筑物顶设置避雷网,避雷网沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,整个屋面采用φ10热镀锌圆钢组成不大于10m×10m的网格。利用柱内主筋作为防雷引下线。建筑物内基础主筋、柱内主筋、梁内主筋、楼板内主筋、屋顶主筋、钢结构(门窗框架、栅栏、楼梯等)连接成连续的电气通路。所有接地装置联接在一起组成公用接地网,形成等电位连接。防雷电波侵入的措施:建筑物内不带电的电气设备金属外壳、金属支架、穿线钢管、铠装电缆的金属护套可靠接地。进出建筑物的架空金属管道,在进出处就近接地或独自接地。第二十二页,共五十四页,编辑于2023年,星期二六云南石化防雷设计二、现场设备设施的防雷A.工艺生产装置和其它公用工程及辅助生产设施的结构柱、楼板和基础内的主钢筋和金属构件应联成连续的电气通路,并不少于两点与人工接地体相连;B.厂区内户外工艺生产装置、公用工程及辅助生产设施中,金属罐体、塔器和容器类设备的接地点不少于两处(使用-30x4复合型防腐接地线),接地点沿设备外围均匀或对称布置,其沿设备壁周长间距不大于18m;每根引下线的冲击接地电阻不大于10Ω。接地体距金属罐体、塔器和容器的距离不小于3m。C.储运设施的油罐基础内的主钢筋作为自然接地体;D.浮顶式金属储罐的浮顶与罐体间电气连接线采用50mm2扁平镀锡软铜复绞线。E.框架、管架的防雷设计:a).钢框架和钢管架应连成连续的电气通路且通过立柱上安装的接地端子板与接地装置相连,接地端子板安装在立柱上高于地面不低于450mm的地方,与接地装置的连接的接地点间距不应大于18m,每组框架、管架的接地点不少于两处。b).混凝土框架、管架上的爬梯、电缆支架、栏杆等钢制构件,与接地装置直接连接或通过立柱上安装的第二十三页,共五十四页,编辑于2023年,星期二六云南石化防雷设计接地端子板进行连接接地,接地端子板安装在立柱上高于地面不低于450mm的地方,与接地装置的连接的接地点间距不大于18m。F.管道的防雷设计:a).管道应连接成连续的电气通路并接地;每根金属管道均应与已接地的金属管架或接地装置连接,其连接应采用接地连接件(端子板)。多根金属管道可互相连接后,再与已接地的金属管架或接地装置连接。b).户内和户外采用金属法兰连接的设备和金属管道的连接处,当过渡电阻大于0.03欧姆时,连接处用铜制导线跨接;平行敷设的金属管道,其净距小于100mm时,采用铜制导线跨接,跨接点的间距不大于20m;对交叉的金属管道构架,当交叉净距小于100mm时,其交叉处也用金属线跨接;金属配管中间的非导体管段,除需做特殊防静电处理外,两端的金属管分别与接地干线相连,或用金属线跨接后接地。c).管架上敷设输送可燃性介质的金属管道,在始端、末端、分支处,均设置防雷电感应的接地装置,其冲击接地电阻不大于30Ω。d).架空或埋地进出生产装置的金属管道,在装置的外侧应接地,并与电气设备的保护接地装置和防雷接地装置相连接。第二十四页,共五十四页,编辑于2023年,星期二六云南石化防雷设计G.感应雷击预防措施:在建筑物内或工艺生产装置、公用工程及辅助生产设施、储运设施的金属物体(如设备外壳、管道、金属构架等)用接地线连接到公用接地网上,不允许有孤立的不接地的金属导体存在。三、电气设备的防雷措施A.为限制大气过电压和操作过电压对电气设备的危害,220kV、35kV和10kV的每段母线和每个出线间隔内分别配置过电压保护器/避雷器,它们均以最短的接地线与配电装置的主接地网连接。B.为防止雷电电磁脉冲对电子设备的损害,微机系统,通讯系统等电子设备除需采用屏蔽电缆连接和合理布线外,低压配电系统及电子信息系统传输线路分级设置浪涌保护器和设计防止雷电电磁脉冲危害的措施。C.室外道路照明系统:a).利用高杆灯的金属塔体罩盘、路灯灯杆、金属灯罩作为接闪器。b).利用金属塔身、金属灯杆自身作为防雷引下线。当灯柱及灯塔支柱采用钢筋混凝土电杆时,可直接利用其内的至少两条直径不小于φ10的结构钢筋作引下线。c).利用路灯基础钢筋(在周围地面以下距离地面不小于0.50m,每根引下线所连接的钢筋表面积不小于0.37m2时)作为防雷接地体。第二十五页,共五十四页,编辑于2023年,星期二六云南石化防雷设计d).TN-S的PE线不小于16mm2
时,可直接利用PE线作为同一线路路灯等电位连接线,否则另敷设接地线(等电位连接线)。第二十六页,共五十四页,编辑于2023年,星期二七防雷小知识根据GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》对地区雷暴日的等级划分,云南省已属于多雷区,所以做好个人的雷电防护是十分必要的。1、遇到雷雨时,应尽快地进入室内避雨,迅速关好门窗;远离门窗、电线、电子设备系统和易导电的物体;尽量不要使用电视、电脑等,关闭电源防止雷电从电源线路入侵;不要接触煤气管道、自来水管道、火炉(包括煤炉)及各种带电装置。2、在室外遇到强雷雨时,应尽量降低身体,以免作为凸出物而被闪电直接击中;不可到孤立大树、高塔、电线杆、广告牌下以及无避雷装置的高大建筑体附近,更不可手持金属体高举头顶。3、人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”造成伤害。所谓跨步电压就是指雷击发生时,在闪电电流流入地点周围电位分布区行走的人,其两脚之间的电压。若人的两脚分得很开,分别接触相距较第二十七页,共五十四页,编辑于2023年,星期二七防雷小知识远的两点,则两脚间便形成较大的电位差,会有强电流通过人体,使人体受到伤害。4、在汽车、火车、轮船上遇到雷雨时,因这些交通工具本身就是一种避雷设施,电流会通过它们的金属外壳导入地面,在车内的人的安全是可以保证的,所以当在遇到雷雨天气时,最好留在交通工具内,待雷雨过后方可离开。第二十八页,共五十四页,编辑于2023年,星期二雷电的定义雷电的形成雷击的类型雷电的危害雷电的预防措施云南石化防雷设计静电的相关定义静电的产生静电的危害静电危害的预防措施触电涉及的相关概念触电事故分类触电事故的预防措施防雷基础知识防静电基础知识防触电基础知识第二十九页,共五十四页,编辑于2023年,星期二一静电的相关定义静电是对观测者处于相对静止的电荷。静电是一种本来是中性的物体,呈现往正或负某一方偏移的状态的电荷。在日常生活中,人们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱;拉门把手、开水龙头时都会有“触电”的感觉,时常会发出“啪、啪”的声响,这就是发生在人体的静电。工业静电是生产、储运过程中在物料、装置、人体、器材和构筑物上产生和积累起来的静电。静电泄放:是带有静电的物体靠近或接触另一物体,只要它们之间存在电势差,就会发生静电荷传递。这种静电荷传递过程我们称之为静电泄放(Electro-Staticdischarge)。当这种静电荷传递的过程强度足够大,大到可以损坏我们的产品和设备,我们就称之为ESD事件。第三十页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二静电的产生静电可由物质的接触与分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生。一、剥离带电(接触-分离)剥离带电也是最常见的产生静电的方式。当两种具有不同的电子化学势或费米能级的材料相互接触时,电子将从化学势高的材料向化学势低的材料转移。当接触后又快速分离时,总有一部分转移出来的电子来不及返回到它们原来所在的材料,从而使化学势低的材料因电子过剩而带负电,化学势高的材料因电子不足而带正电,并在分界面两侧出现大小相等、极性相反的两层电荷。一般情况下,高电位带电可达到数百至数千伏安。显然,这种方式产生的静电荷与相互接触的两个物体分离的速度有关。第三十一页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二静电的产生二、摩擦带电摩擦带电其实也是剥离带电的一种形式,只要两种不同的物体接触再分离就会有静电产生。但由于摩擦产生的热能为电子转移提供了足够的能量,因此使静电产生作用大大增强。当两种物体相互摩擦的时候,接触和分离几乎同时进行,是一个不断接触又不断分离的过程。分离速度快、接触面积大,使得摩擦所产生的静电荷比固定接触后再分离所产生的静电荷的数量要大得多。摩擦生电主要发生在绝缘体之间,因为绝缘体不能把所产生的电荷迅速分布到物体整个表面,或迅速传给它所接触的物体,所以能产生相当高的静电势。第三十二页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二静电的产生下表是常见物体带电顺序表,从带正电依次排列到带负电,其中任何两种物体摩擦时,可以按此表来判断它们带电的极性,还可以大致估计所带电荷的多寡程度。排在前面的材料与排在后面的材料相互摩擦时,前者带正电,后者带负电。同种材料与不同材料相互摩擦时所带电荷的极性可能不同,如绢与玻璃棍摩擦带负电,但与硅片摩擦时带正电。绢与玻璃摩擦后所带电量大于它与尼龙摩擦所带电量。摩擦产生静电的大小除了与摩擦物体本身的材料性质有关之外,还要受到许多因素的影响,如环境的湿度、摩擦的面积、分离速度、接触压力、表面洁净度等。第三十三页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二静电的产生三、感应带电带电物体附近有绝缘导体时,受静电诱导的电荷分布不均会导致导体带电。第三十四页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二静电的产生四、石油加工过程静电的产生石油加工过程中的液体和气体易产生静电,由于液体与固体、液体与气体、液体与另一种不相溶的液体之间,因搅拌、沉降、流动、冲击、喷射、飞溅等接触及分离的相对运动,会形成双电层而产生静电。第三十五页,共五十四页,编辑于2023年,星期二三静电的危害静电的危害主要表现在以下三个方面:A.可能产生电击;B.可能影响生产;C.可能引起爆炸和火灾。一、可能产生电击因人体静电而发生的电击,是由于从带电人体往接地的导体,或从带电物体向人体释放静电时产生的放电电流而导致的。如在干燥的冬天,开汽车门时经常会有“啪”的响声,是由于步行积存到人体上的静电对接地导体——汽车放电的缘故。静电产生的电击虽然不会致人死亡,但是往往会导致二次事故发生,因此也要加以防范。第三十六页,共五十四页,编辑于2023年,星期二三静电的危害二、可能影响生产因静电产生的静电能量会损伤电子部件的半导体元件,导致电气、仪表设备产生误差或损坏,从而造成装置生产的波动。引发静电破坏的原因可分为以下三个方面:A.作业人员向电子部件放电:带有静电的人手接触到电子部件时,人身所带的静电通过电子部件对地放电,电子部件的电路中流过放电电流超过其额定电流,而发生静电破坏。B.带电设备向电子部件放电:电子部件的导线部份接触到带有静电的金属性装置等导电体时,因静电静电通过电子部件对地放电,电子部件的电路中流过放电电流超过其额定电流,而发生静电破坏。C.电子部件自身带电引起的破坏:电子部件自身摩擦后带电,使电路或导线产生静电感应。在此状态下接地后可引起静电放电,从而引发静电破坏。磁头PCB/PCC电路板梳头发撕贴胶带走路第三十七页,共五十四页,编辑于2023年,星期二三静电的危害三、可能引起爆炸和火灾静电的能量虽然不大,但因其电压很高且易放电,出现静电火花。静电引起燃爆灾害的条件:a).有静电电荷的产生;b).有足以产生引燃性放电的静电电荷的积聚;c).有合适的火花间隙,使积聚的电荷以引燃的火花形式放电;d).在火花间隙中必须有可燃气体与空气形成的爆炸性混合气体;当上述四个条件同时满足时,将会因静电引起爆炸灾害。第三十八页,共五十四页,编辑于2023年,星期二四静电危害的预防措施针对静电引起的危害,我们总结出以下预防措施:a).防止或减少静电的产生;b).设法导走或中和产生的电荷,使它不能积聚;c).防止高电场产生的、有足够能量的静电放电;d).防止爆炸性混合气体的形成。一、防止或减少静电的产生的主要措施:操作人员在可能产生静电危害的场所应正确使用各种防静电防护用品,不得穿戴合成纤维及丝绸衣物。禁止在爆炸危险场所穿脱衣服、帽子或类似物。危险化学品在管道中流动所产生的静电量,与流速的二次方成正比。降低流速便降低了摩擦程度,可减少静电的产生。主要控制措施有:限制物料输送速度,管径越大使速度要放慢;灌装液体物料时,从底部进入或将注入管伸入容器底部;必须按照操作规程控制反应釜内易燃液体的搅拌速度;在灌装过程中,禁止取样、测温等现场操作,应静置一段时间后方可进行操作;设备和管道应选用适当的材料,尽量使用金属材料,少用或不用塑料管;采用惰性气体保护等。第三十九页,共五十四页,编辑于2023年,星期二四静电危害的预防措施二、防止电荷聚集的主要措施:接地是消除静电聚集最简单、最常用的方法,是防止静电的最基本的措施。静电接地连接是接地措施中重要的一环,可采取静电跨接、直接接地、间接接地等方式。三、防止爆炸性混合气体形成的主要措施:设置相关报警,在爆炸性气体形成前被发现和消除。稀释惰化。对爆炸性气体混合物进行稀释,或利用惰化性气体进行气压保护,防止空气进入。正确选择符合现场环境的设备。第四十页,共五十四页,编辑于2023年,星期二五云南石化防静电设计一、设置相关报警:在易燃易爆环境设置可燃气体检测器。二、防静电接地:A.对于具有潜在静电积累危险的所有设备和设备部件,储存、输送爆炸危险物料的管道、罐、泵和容器均进行防静电接地,通常凡可能产生静电的下述设备均进行接地:a).生产、加工、储存易燃易爆气体和液体的设备及气柜、储罐等。b).输送易燃易爆液体和气体的管道及各种阀门。c).装卸易燃易爆液体和气体的罐(槽)车、油罐、装卸栈桥、铁轨、鹤管,以及设备和管线等。d).生产、输送可燃粉尘的设备和管线如混合器、过滤器、压缩机、干燥器、吸收装置、磨、筛、设备通风管道上的金属网过滤器等应不少于两处用25mm2
黄绿相间绝缘软铜导线与设备相连接。e).管道及金属栈桥,应在始端、末端、分支处以及每隔100m处设防静电接地。f).平行管道净距小于100mm时,应每隔20m加跨接线;管道交叉且净距小于100mm时亦加跨接线;跨接线用25mm2
黄绿相间绝缘软铜导线。第四十一页,共五十四页,编辑于2023年,星期二五云南石化防静电设计二、防静电接地:g).采用金属螺栓或卡子紧固的金属法兰,可不装静电连接线,但应保证至少有两个螺栓或卡子具有良好的导电接触面。B.为消除人体静电的危害,以下位置设消除人体静电装置等接地设施:a).在储罐和罐区的扶梯入口处(含罐区围堤入口处扶梯和上罐盘梯入口处)。b).在油罐浮顶上取样口的两侧1.5m之外应各设一组消除人体静电装置,取样绳索、检尺等工具应与其连接;该消除人体静电装置应与罐体做电气连接并接地。c).在铁路栈台与罐车操作平台梯子入口处(每个鹤位平台处应设置接地端子,接地端子用接地线与接地干线直接相连;罐车及储罐用带有接地夹的软金属线与接地端子连接。)。d).在装卸作业区内的操作平台与罐车操作平台梯子入口处或平台上。e).甲、乙、丙A类油品(原油除外)泵房的门外。C.容器:直径大于或等于2.5m及容积大于或等于50m3的设备,其接地点不少于两处,接地点应沿设备外围均匀布置,其间距不大于30m。第四十二页,共五十四页,编辑于2023年,星期二五云南石化防静电设计三、防爆电器的选择:按照IEC60079和GB50058对爆炸性气体环境进行分区;按照GB12476.3的规定对可燃性粉尘环境进行分区。爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境中的电气设备,应与环境特征相适应;电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求;爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境中选用的防爆电气设备的级别和组别,不应低于该爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境内爆炸性气体混合物和可燃性粉尘的级别和组别;当存在有两种以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物或和可燃性粉尘时,按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。第四十三页,共五十四页,编辑于2023年,星期二雷电的定义雷电的形成雷击的类型雷电的危害雷电的预防措施云南石化防雷设计静电的相关定义静电的产生静电的危害静电危害的预防措施触电涉及的相关概念触电事故分类触电事故的预防措施防雷基础知识防静电基础知识防触电基础知识第四十四页,共五十四页,编辑于2023年,星期二一触电涉及的相关概念一、安全电压和安全电流:行业规定安全电压额定值的等级为42V、36V、24V、12V和6V;特别危险环境中使用的手持电动工具应采用42V安全电压;有电击危险环境中使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36V或24V安全电压;金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持照明灯具应采用12V安全电压;水下作业等场所应采用6V安全电压。当电气设备采用24V以上安全电压时,必须采取直接接触电击的防护措施。电击对人体的危害程度,主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短。电流强度越大,致命危险越大;持续时间越长,死亡的可能性越大。能引起人感觉到的最小电流值称为感知电流,交流为1mA,直流为5mA;人触电后能自己摆脱的最大电流称为摆脱电流,交流为10mA,直流为50mA;在较短的时间内危及生命的电流称为致命电流,如100mA的电流通过人体1s,可足以使人致命,因此致命电流为50mA。第四十五页,共五十四页,编辑于2023年,星期二一触电涉及的相关概念一、安全电压和安全电流:人体对电流的反映:
8~10mA手摆脱电极已感到困难,有剧痛感(手指关节)。
20~25mA手迅速麻痹,不能自动摆脱电极,呼吸困难。50~80mA呼吸困难,心房开始震颤。90~100mA呼吸麻痹,三秒钟后心脏开始麻痹,停止跳动。根据欧姆定律(I=U/R)可以得知流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关。人体电阻除人的自身电阻外,还应附加上人体以外的衣服、鞋、裤等电阻,虽然人体电阻一般可达5000Ω,但是,影响人体电阻的因素很多,如皮肤潮湿出汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力以及衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况,均能使人体电阻降低,所以通常流经人体电流的大小是无法事先计算出来的。因此,为确定安全条件,往往不采用安全电流,而是采用安全电压来进行估算:一般情况下,也就是干燥而触电危险性较大的环境下,安全电压规定为36V,对于潮湿而触电危险性较大的环境(如金属容器、管道内施焊检修),安全电压规定为12V,这样,触电时通过人体的电流,可被限制在较小范围内,可在一定的程度上保障人身安全。
第四十六页,共五十四页,编辑于2023年,星期二一触电涉及的相关概念二、保护接地和保护接零:保护接地是为了防止因绝缘损坏而遭受触电的危险,把在故障情况下可能呈现危险的对地电压的金属部分同大地紧密地连接起来,称为保护性接地。保护接零是将带电部分相绝缘的电气设备的金属外壳或构架与中性点直接接地系统中的零线相连接。
接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流,使其不超过某一安全范围,一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源;接零保护的原理是借助接零线路,使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时,利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作。三、电流对人体的危害电流通过人体时破坏人体内细胞的正常工作,主要表现为生物学效应。电流作用人体还包含有热效应、化学效应和机械效应。电流所经过的血管、神经、心脏、大脑等器官将因为热量的增加而导致功能障碍。电流通过人体,还会引起机体内液体物质发生电离、分解导致破坏。电流通过人体,还会使机体内各种组织产生蒸汽,乃至发生剥离、断裂等严重破坏。第四十七页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二触电事故的分类触电是泛指人体触及带电体。触电时电流会对人体造成各种不同程度的伤害。触电事故分为两类:一类叫“电击”;另一类叫“电伤”。A.电击:所谓电击,是指电流通过人体时所造成的内部伤害,它会破坏人的心脏、呼吸及神经系统的正常工作,甚至危及生命。在低压系统通电电流不大且时间不长的情况下,电流引起人的心室颤动,是电击致死的主要原因;在通过电流虽较小,但时间较长情况下,电流会造成人体窒息而导致死亡。绝大部分触电死亡事故都是电击造成的。日常所说的触电事故,基本上多指电击而言。电击可分为直接电击与间接电击两种。直接电击是指人体直接触及正常运行的带电体所发生的电击;间接电击则是指电气设备发生故障后,人体触及该意外带电部分所发生的电击。直接电击多数发生在误触相线、刀闸或其它设备带电部分。间接电击大都发生在大风刮断架空线或接户线后,搭落在金属物或广播线上,相线和电杆拉线搭连,电动机等用电设备的线圈绝缘损坏而引起外壳带电等情况下。第四十八页,共五十四页,编辑于2023年,星期二二触电事故的分类触电是泛指人体触及带电体。触电时电流会对人体造成各种不同程度的伤害。触电事故分为两类:一类叫“电击”;另一类叫“电伤”。B.电伤:电伤是指电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的伤害。
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