電氣安全講座1

1、電氣安全知識講座 防 雷 技 術 防靜電 技術防爆防火技術電氣安全措施1一、防雷雷電的產生與雷電的放電 防雷措施 適用規(guī)范2一、防雷雷電的產生與雷電的放電 防雷措施 適用規(guī)范3我國古代最早的雷擊記錄是周易記述的公元前1068年一次球形雷襲擊周武王的住房。古代的人們由于缺乏科學知識，不能正確解釋雷電現象，就把雷電與鬼神聯(lián)系起來，創(chuàng)造了雷神電母等神話故事。在封建迷信時期，人們將舊歷6月24日定為雷神的生日。第一個破除迷信的人是東漢哲學家王充（公元27-97年），他第一次提出了“雷是火”的論斷。1749年美國科學家富蘭克林等經過科學實驗，為我們揭開了雷電的神秘面紗，雷電與我們日常所用的電有相同的性質

2、。人類的起源和雷電是密不可分的，如果地球上沒有雷電，人類將會滅絕。雷電為遠古人類提供了最早的火種，推動了文明的進程，但同時又具有巨大的破壞性，是最嚴重的自然災害之一。地球上每一秒鐘有 100 次閃電 ， 95% 是云對云的放電(也就是說 95%的雷擊只會產生電磁脈沖損害） 4雷電的產生與雷電的放電人們通常把發(fā)生閃電的云稱為雷雨云, 一般講的雷雨云就是指積雨云。云的形成過程是空氣中的水汽經由各種原因達到飽和或過飽和狀態(tài)而發(fā)生凝結的過程。使空氣中水汽達到主要方式是空氣降溫冷卻和增加水汽含量。積雨云是一種在強烈垂直對流過程中形成的云。近地面的大氣的溫度由于熱傳導和熱輻射而升高，氣體溫度升高膨脹，密度

3、減小，壓強也隨著降低，它就要上升；上方的空氣層密度相對較大，就要下沉。熱氣流在上升過程中膨脹降壓，同時與高空低溫空氣進行熱交換，于是上升氣團中的水汽凝結而出現霧滴，就形成了云。在強對流過程中，云中的霧滴進一步降溫，變成過冷水滴、冰晶或雪花，并隨高度逐漸增多。在凍結高度（-10攝氏度），由于過冷水大量凍結而釋放潛熱，使云頂突然向上發(fā)展，達到對流層頂附近后向水平方向鋪展，形成云砧，是積雨云的顯著特征。積雨云形成過程中，在大氣電場以及溫差起電效應、破碎起電效應的同時作用下，正負電荷分別在云的不同部位積聚。當電荷積聚到一定程度，就會在云與云之間或云與地之間發(fā)生放電，也就是人們平常所說的閃電。 5雷電形

4、成于大氣運動過程中，其成因為大氣運動中的劇烈摩擦生電以及云塊切割磁力線。閃電的形狀最常見的是枝狀，此外還有球狀、片狀、帶狀。閃電的形式有云天閃電、云間閃電、云地閃電。云間閃電時云間的摩擦就形成了雷聲。在氣象學中，常用雷暴日數、年平均雷暴日數、年平均地面落雷密度，來表征某個地方雷電活動的頻繁程度和強度。此外，也使用年雷閃頻數來評價雷電活動，它是指1000平方公里范圍內一年共發(fā)生雷閃擊的次數。 大量觀測統(tǒng)計資料表明，一個地區(qū)的雷閃頻數與雷暴日數成線性關系。通常，建筑行業(yè)的防雷，更多的注重雷暴日的多少；航空、航海、氣象、通信等行業(yè)越來越關心年雷閃頻數的多少。我國一般按年平均雷暴日數將雷電活動區(qū)分為少

5、雷區(qū)（90天）。我國的雷電活動，夏季最活躍，冬季最少。全球分布是赤道附近最活躍，隨緯度升高而減少，極地最少。 6雷電危害按雷電形式可分成直擊雷、感應雷和雷電波侵入三種。1、直擊雷破壞： 當雷電直接擊在建筑物上，強大的雷電流使建（構）筑物水份受熱汽化膨脹， 從而產生很大的機械力，導致建筑物燃燒或爆炸。另外，當雷電擊中接閃器，電流沿引下線向大地瀉放時，這時對地電位升高，有可能向臨近的物體跳擊，稱為雷電“反擊”，從而造成火災或人身傷亡。2、感應雷破壞：感應雷破壞也稱為二次破壞。它分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。由于雷電流變化梯度很大，會產生強大的交變磁場，使得周圍的金屬構件產生感應電流，這種電流可能

6、向周圍物體放電，如附近有可燃物就會引發(fā)火災和爆炸，而感應到導線上就會對設備產生強烈的破壞性。2.1靜電感應雷：帶有大量負電荷的雷云所產生的電場將會在金屬導線上感應出被電場束縛的正電荷。當雷云對地放電或云間放電時，云層中的負電荷在一瞬間消失了，那么在線路上感應出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了束縛，在電勢能的作用下，這些正電荷將沿著線路產生大電流沖擊。2.2電磁感應雷：雷擊發(fā)生在供電線路附近，或擊在避雷針上會產生強大的交變電磁場，此交變電磁場的能量將感應于線路并最終作用到設備上。3、雷電波引入的破壞：當雷電接近架空管線時，高壓沖擊波會沿架空管線侵入室內，造成高電流引入，這樣可能引起設備損壞

7、或人身傷亡事故。如果附近有可燃物，容易釀成火災。7雷電危害按雷電出現的物理效應可分成電性質破壞、熱性質破壞和機械性質破壞1、電性質破壞：雷電放電產生高達數十萬伏的沖擊電壓，對電氣設備、儀表設備、通訊設備等的絕緣造成破壞，導致設備損壞，引發(fā)火災、爆炸事故和人員傷亡，產生的接觸電壓和跨步電壓使人觸電。2、熱性質破壞：當上百千安的強大電流通過導體時，在極短時間內轉換成大量熱量，可熔化導線、管線、構架金屬物質，引發(fā)火災。3、機械性質破壞：由于雷電的熱效應，使木材、水泥等材料中間縫隙的水分、空氣及其他物質劇烈膨脹，產生強大的機械壓力，使被擊中物體嚴重破壞甚至造成爆炸。8當人類社會進入電子信息時代后，雷災

8、出現的特點與以往有極大的不同，可以概括為：（1）受災面大大擴大，從電力、建筑這兩個傳統(tǒng)領域擴展到幾乎所有行業(yè)，特點是與高新技術關系最密切的領域，如航天航空、國防、郵電通信、計算機、電子工業(yè)、石油化工、金融證券等；（2）從二維空間入侵變?yōu)槿S空間入侵。從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸變?yōu)榭臻g閃電的脈沖電磁場從三維空間入侵到任何角落，無孔不入地造成災害，因而防雷工程已從防直擊雷、感應雷進入防雷電電磁脈沖（LEMP）。前面是指雷電的受災行業(yè)面擴大了，這兒指雷電災害的空間范圍擴大了。例如二000年七月，一次閃電二家單位同時受到雷災，而不是以往的一次閃電只是一個建筑物受損。（3）雷災的經濟損失和危害程度大大

9、增加了，它襲擊的對象本身的直接經濟損失有時并不太大，而由此產生的間接經濟損失和影響就難以估計。例如某尋呼臺遭受雷擊，導致該臺中斷尋呼數小時，其直接損失是有限的，但間接損失將大大超過直接損失。（4）產生上述特點的根本原因，也就是關鍵性的特點是雷災的主要對象已集中在微電子器件設備上。雷電的本身并沒有變，而是科學技術的發(fā)展，使得人類社會的生產生活狀況變了。微電子技術的應用滲透到各種生產和生活領域，微電子器件極端靈敏這一特點很容易受到無孔不入的LEMP的作用，造成微電子設備的失控或者損壞。9防雷措施防雷裝置： 避雷針、避雷網、避雷帶、避雷線、 避雷器等。 包括：接閃器、引下線、接地裝置三部分。（反擊）

10、避雷針：保護范圍確定h/2hhahxr=1.5hPr地面保護半徑mh避雷針高度mP高度影響系數；h30m取1，30120m取5.5/h，120取h120mrx避雷針在hx水平面上的保護半徑hx被保護物高度mha避雷針的有效高度mrx10避雷器 分為閥型、管型和氧化鋅避雷器 接在被保護設備引入端，上端接帶電部分、下端接地。 正常時，避雷器內部間隙保持絕緣，過電壓時間隙放電接地，截斷沖擊波，使引入被保護設備的電壓為避雷器“殘壓”，雷電過后，避雷器恢復絕緣狀態(tài)。被保護設備過電壓避雷器接地線路11建（構）筑物防雷等級劃分建筑物防雷設計規(guī)范(GB 50057-94)第2.0.2條 遇下列情況之一時,應劃

11、為第一類防雷建筑物：一、凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質的建筑物,因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者。二、具有0區(qū)或10區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。三、具有1區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物,因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者。第2.0.3條 遇下列情況之一時,應劃為第二類防雷建筑物：一、國家級重點文物保護的建筑物。二、國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國賓館、國家級檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。三、國家級計算中心、國際通訊樞紐等對國民經濟有重要意義且裝有大量電子沒備的建筑物。四、制造、使用或貯存爆炸物質的建筑

12、物,且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。五、具有1區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物,且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。六、具有2區(qū)或11區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。 七、工業(yè)企業(yè)內有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。八、預計雷擊次數大于0.06次/a的部、省級辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。九、預計雷擊次數大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。注,預計雷擊次數應按本規(guī)范附錄一計算;第2.0.4條 遇下列情況之一時,應劃為第三類防雷建筑物一、省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。二、預計雷擊次數大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.06次/a的部、省級

13、辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。三、預計雷擊次數大于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。四、預計雷擊次數大于或等于0.06次/a的一般性工業(yè)建筑物。五、根據雷擊后對工業(yè)生產的影響及產生的后果,并結合當地氣象、地形、地質及周圍環(huán)境等因素,確定需要防雷的21區(qū)、22區(qū)、23區(qū)火災危險環(huán)境。六、在平均雷暴日大于15d/a的地區(qū),高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地區(qū),高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。12 適用規(guī)范石油與石油設施雷電安全規(guī)范 GB 15599-95 建筑物防雷設計

14、規(guī)范 GB50057-94石油庫設計規(guī)范GB50074-2002石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-92交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合DL/T 620-199713 石油與石油設施雷電安全規(guī)范 GB 15599-951主題內容與適用范圍本規(guī)范規(guī)定了石油和石油產品在生產、運輸、貯存、銷售、使用過程中避免或減少石油設備雷電危害的基本原則和措施。本規(guī)范適用于石油設備的雷電安全保護。2引用標準（略） 3預防雷電危害的基本原則3.1石油和石油產品應貯存在密閉性的容器內，并避免易燃或可燃性油氣混合在容器周圍積聚。3.2易燃或可燃性油氣可能泄漏或積聚的區(qū)域，應避免金屬導體間產生火花放電。3.3固定頂

15、金屬容器附件(如呼吸閥、安全閥)必須裝設阻火器。3.4石油容器及其附屬裝置(如阻火器、呼吸閥、量油孔等)均應保持良好的工作狀態(tài)。3.5石油設備應采用防雷接地。防雷接地、防靜電接地和電氣設備接地宜共用同一接地裝置。 144預防雷電危害的技術措施4.1金屬油罐4.1.1當貯存易燃、可燃油品的油罐，其頂板厚度小于4mm時，應裝設防直擊雷設備，如避雷針或半導體消雷器等。其中單支避雷針保護范圍的確定參見附錄A，其它情況下保護范圍的確定詳見GB50057附錄四。半導體消雷器保護范圍的確定參見附錄B。4.1.2當貯存易燃、可燃油品的油罐，其頂板厚度大于、等于4mm時，按GBJ74第11.2.2條規(guī)定，可不裝

16、設防直擊雷設備。但在多雷區(qū)(注)，當油罐頂板厚度大于、等于4mm時，仍可裝設防直擊雷設備。注：多雷區(qū)通常指年雷暴日大于40天的地區(qū)，參見附錄C。4.13金屬油罐必須作環(huán)型防雷接地，其接地點不應少于兩處，其間弧形距離不應大于30m。接地體距罐壁的距離應大于3m，當罐頂裝有避雷針或利用罐體作接閃器時，每一接地點的沖擊接地電阻不應大于10。4.1.4浮頂金屬油罐可不裝設防直擊雷設備，但必須用兩根截面不小于25mm2的軟銅絞線將浮船與罐體作電氣連接。其連接點不應小于兩處，連接點沿油罐周長的間距不應大于30m。浮頂油罐的密封結構，宜采用耐油導靜電材料制品。4.1.5金屬油罐的阻火器、呼吸閥、量油孔、人孔

17、、透光孔等金屬附件必須保持等電位連接。 154.2非金屬油罐（略）4.3人工洞石油庫 （略）4.4汽車槽車和鐵路槽車4.4.1汽車槽車和鐵路槽車在裝運易燃、可燃油器時宜裝阻火器。4.4.2鐵路裝卸油品設備(包括鋼軌、管路、鶴管、棧橋等)應作電氣連接并接地，沖擊接地電阻應不大于10。4.5金屬油船和油駁4.5.1金屬油船和油駁的金屬桅桿或其它凸出物可作接閃器。如船體的結構是木質的或其它絕緣材料的，則必須把桅桿或其它凸出的金屬物與水線以下的銅板連接。4.5.2無線電天線應裝避雷器。4.5.3雷暴時應中止裝卸油品，并關閉貯器開口。4.6管路4.6.1輸油管路可用其自身作接閃器，其法蘭、閥門的連接處，應設金屬跨接線。當法蘭用5根以上螺栓連接時，法蘭可不用金屬線跨接，但必須構成電氣通路。4.6.2管路系統(tǒng)的所有金屬件，包括護套的金屬包覆層必須接地。管路兩端和每隔200-300m處，以及分支處、拐彎處均應有一處接地，接地點宜設在管墩處，其沖擊接地電阻不得大于10。4.6.3可燃性氣體放空管路必須裝設避雷針，避雷針的保護范圍應高管口不小于