防雷保護與靜電安全.ppt

,第八章 防雷保護與靜電安全,第一節(jié) 防雷保護,第二節(jié) 靜電安全技術(shù),第八章 防雷保護與靜電安全,雷是一種大氣中的放電現(xiàn)象，靜電廣泛存在于生產(chǎn)、生活和自然界中。雷電和靜電的產(chǎn)生都有可能導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，如設(shè)備設(shè)施遭到破壞引起火災(zāi)爆炸以及人身傷亡事故等。所以對雷電、靜電進行研究，加以防范，是十分必要的。 本章對雷電、靜電的形成、特點、危害及防范措施等方面作簡要介紹。,第一節(jié) 防雷保護,一、雷電及其危害,二、防雷設(shè)備與防雷措施,三、配電變壓器的防雷保護,四、防雷裝置的安全要求,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（1）雷電的形成過程,在悶熱、潮濕加上無風(fēng)的天氣里，接近地面的空氣層很快受熱向上使氣流上升逐漸形成雷云；,形成雷（雨）云的三個條件： 空氣中必須含有充分的水蒸氣； 太陽照射，水蒸氣上升凝結(jié)成小水滴； 大氣對流。,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（1）雷電的形成過程,當(dāng)雷云上升到一定高度，由于空氣溫度下降，雷云里水珠的體積、重量也逐漸增加，形成水滴就向下降落；,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（1）雷電的形成過程,在下降過程中遇到強烈上升的氣流，由于快速摩擦而分裂成帶電荷的（正或負(fù)）大小水滴，,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（1）雷電的形成過程,大水滴量重而繼續(xù)下降，小水滴量輕而被強烈氣流帶上去，這種上升和下降的帶電水滴在運動過程中不斷地發(fā)生摩擦分裂作用，使電荷逐漸積聚,電壓逐漸升高；,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（1）雷電的形成過程,當(dāng)帶不同電荷的兩朵雷云接近時就產(chǎn)生強烈的放電。,這種放電時間一般僅50100s，放電電流卻異常強大能達到200300kA，放電時溫度可達到20000，放電瞬間出現(xiàn)耀眼的閃光和震耳的轟嗚，這種現(xiàn)象就叫雷電。,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（2）雷電的特點,電壓高、電流大、能量釋放時間短，因此破壞力相當(dāng)大。 電流幅值大，沖擊性強。放電時雷電流的幅值一般為幾十千安，最大可達300500kA，甚至更大。 雷電流上升的速度即陡度大，一般為3050kA/s。 雷電的沖擊電壓高，一般為幾十到幾千kV。 放電時間短，一般為十幾微秒，最大為500ms。,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（3）雷電的分類,根據(jù)雷電的破壞性和特點，可將雷電分成四大類，即直接雷、感應(yīng)雷、球形雷和雷電侵入波。, 直接雷 有時雷云很低，周圍又沒有帶異性電荷的雷云，這時有可能在地面凸出物上感應(yīng)出異性電荷繼之可能造成與地面凸出物之間的放電，這就是通常所說的直接雷。,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（3）雷電的分類, 感應(yīng)雷 也稱作雷電感應(yīng)。在雷云放電的附近，還存在雷電感應(yīng)，雷電感應(yīng)分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。, 靜電感應(yīng)： 靜電感應(yīng)是由于雷云接近地面，在地面凸出物頂部感應(yīng)大量異性電荷，在雷云與其它部位放電后，凸出物頂部的感應(yīng)電荷失去束縛，以雷電波的形式，沿凸出物很快地傳播所致。,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（3）雷電的分類, 電磁感應(yīng)： 電磁感應(yīng)是由于雷擊后，巨大的雷電流在其周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強大磁場所致。這種強磁場能在其附近的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電壓，造成對人體的二次放電，從而損壞電氣設(shè)備。, 感應(yīng)雷 也稱作雷電感應(yīng)。在雷云放電的附近，還存在雷電感應(yīng)，雷電感應(yīng)分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種。,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（3）雷電的分類, 球形雷 球形雷是一種球形，發(fā)紅光或極亮白光的火球。 能從門、窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)，極其危險。,球狀閃電,一、雷電及其危害,1、雷電的形成與分類,（3）雷電的分類, 雷電侵入波 是由于雷擊在架空線路或空中金屬管道上，產(chǎn)生的沖擊電壓沿線路或管道的兩個方向迅速傳播的雷電波，在架空線路中的傳播速度為300m/s，在電纜中為150 m/s。,雷電侵入波可毀壞電氣設(shè)備的絕緣，使高壓竄入低壓，造成嚴(yán)重的觸電事故。,一、雷電及其危害,2、雷電的危害,（1）電作用的破壞,直接雷和雷電感應(yīng)伴隨出現(xiàn)的極高電壓和強大電流具有很大的破壞力，其破壞作用有如下三方面：,雷電數(shù)十乃至數(shù)百萬伏的沖擊電壓可能毀壞電氣設(shè)備的絕緣，造成大面積、長時間的停電事故。絕緣損壞引起的短路火花和雷電的放電火花還可能引起火災(zāi)和爆炸事故。電氣絕緣的損壞以及巨大的雷電流流入地下，在電流通路上產(chǎn)生極高的對地電壓和在流入點周圍產(chǎn)生強電場，可能導(dǎo)致人身觸電傷亡事故等。,一、雷電及其危害,2、雷電的危害,（2）熱作用的破壞,直接雷和雷電感應(yīng)伴隨出現(xiàn)的極高電壓和強大電流具有很大的破壞力，其破壞作用有如下三方面：,熱的破壞作用主要表現(xiàn)在巨大的雷電流通過導(dǎo)體，在極短的時間內(nèi)轉(zhuǎn)換成大量的熱能，造成易燃物的燃燒或造成金屬熔化飛濺而引起火災(zāi)或爆炸。如果雷擊在易燃物上，更容易引起火災(zāi)。,一、雷電及其危害,2、雷電的危害,（3）機械作用的破壞,直接雷和雷電感應(yīng)伴隨出現(xiàn)的極高電壓和強大電流具有很大的破壞力，其破壞作用有如下三方面：,巨大的雷電流通過被擊物時，瞬間產(chǎn)生大量的熱，使被擊物內(nèi)部的水份或其他液體急劇氣化，劇烈膨脹為大量的氣體，致使被擊物破壞或爆炸。此外靜電作用力和電動力也具有很強的破壞作用。雷擊時的氣浪也有一定的破壞作用。,上述破壞作用是綜合出現(xiàn)的，其中尤以伴有爆炸和火災(zāi)最為嚴(yán)重。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,防雷包括電力系統(tǒng)的防雷、建筑物與其它設(shè)施的防雷。根據(jù)不同保護對象的危險程度和重要性，對于直接雷、雷電感應(yīng)、雷電侵入波均應(yīng)采取各自相應(yīng)的防雷措施。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶是防護直接雷的主要措施。, 防雷裝置 這些避雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成 ： 接閃器：接閃器的作用是將雷電引至本身，接受雷電的侵入。因此，它必須裝于被保護物的高處或被保護線路上。 引下線：引下線的作用是將接閃器收到的雷電流引到大地去。因此，它的導(dǎo)線截面和機械強度必須能經(jīng)受雷電流的流過。 接地裝置：接地裝置是為了引下線與大地有良好的接觸，它的設(shè)置與接地或接零設(shè)置的接地裝置相同。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶是防護直接雷的主要措施。, 防雷的原理 高聳的針、線、網(wǎng)、帶都是接閃器。它們比被保護設(shè)施更接近雷云，在雷云對地面放電前，接閃器在電場的影響下，上面積累了大量的異性電荷，它們與雷云之間的電場超過附近地面被保護設(shè)施與雷云之間的電場強度。放電時，接閃器承受直接雷擊，強大的雷電流通過阻值很小的引下線、接地體泄入大地，以此使被保護設(shè)施免受直接雷擊。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶是防護直接雷的主要措施。, 保護范圍 避雷針（線、帶、網(wǎng)）都有一定的保護范圍。保護范圍是指保證被保護物不受雷擊的空間。被保護物應(yīng)完全置于避雷針（線、帶、網(wǎng)）的保護范圍才能避免遭受直擊雷。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,單支避雷針的保護范圍如圖-所示，是一個折線圓錐形。圓錐形的輪廓線可由圖中注明的尺寸關(guān)系畫出。 從針的頂點向下作45度的斜線，構(gòu)成圓錐形的上半部；從距離針腳1.5h處向上再作斜線與前一斜線在高h(yuǎn)/2處相交，交點以下構(gòu)成圓錐形的下半部。,（1）避雷針,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,避雷針在地面上的保護半徑。 r=1.5h 在任一高度hx的平面上，保護半徑也可由下式確定： 當(dāng)hxh/2時，rx=(h-hx)p 當(dāng)hxh/2時，rx=(1.5h-2hx)p,（1）避雷針,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,雙支等高避雷針的保護范圍如圖-所示。兩針外側(cè)的保護范圍按單支避雷針確定；兩針之間的保護范圍按連接兩針頂點、及中點的圓弧確定。點的高度ho由下式確定： ho=h-a/7p 式中：a是兩針之間的距離；系數(shù)p仍按上述原則確定。,（1）避雷針,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,ho=h-a/7p 顯然，當(dāng)兩針間距增大至a=7hp時，ho=0，兩針之間不能構(gòu)成聯(lián)合的保護范圍。 由-截面（見圖）可知，兩針之間最小保護寬度的一半為： bx=1.5(ho-hx),（1）避雷針,應(yīng)當(dāng)指出，在所有情況下，bxrx。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,三支避雷針在某一高度上的保護范圍，如圖-所示.。其外側(cè)保護范圍按單支雙支避雷針確定；其內(nèi)側(cè)也按雙針聯(lián)合保護范圍確定； 如果每兩針之間能滿足bx0的條件，則認(rèn)為三角形全部面積在三針聯(lián)合保護范圍之內(nèi)。,（1）避雷針,多支避雷針都可以分成若干組相鄰的三支避雷針，依次按上述方法確定其保護范圍。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,避雷針分類： 避雷針分獨立避雷針和附設(shè)避雷針。,（1）避雷針, 獨立避雷針 獨立避雷針是離于建筑物單獨裝設(shè)的，接地裝置也是獨立裝設(shè)的，接地電阻一般不超過10。, 附設(shè)避雷針 附設(shè)避雷針是裝置在建筑物或構(gòu)筑物上的，允許與電氣設(shè)備其它接地裝置共用接地體。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,避雷線的功用與避雷針相似，主要用來保護電力線路，這時的避雷線也叫架空地線。避雷線也可以用來保護夾長的設(shè)施。避雷線的保護范圍本教材從略。,（2）避雷線,避雷線一般用直徑為2550mm2的鍍鋅鋼絞線與架空線路同桿塔架設(shè)，架設(shè)方法及垂度要求與架空線路相同，并且在首尾及中間各部位與接地裝置相連，接地電阻不大于10，最大不得超過30 。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,與接地裝置的相連可利用混凝桿的主筋或用涂鋅圓鋼或扁鋼沿桿而下，也可用塔身金屬體本身引下，與接地裝置可靠連接。,（2）避雷線,桿塔上部的引下線應(yīng)與相線保持允許的安全距離，用塔身引下時，塔身螺栓連接的連接部位必須焊接跨接線，跨接線的截面應(yīng)不小于引下線的截面 。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護,避雷網(wǎng)和避雷帶主要用于工業(yè)和民用建筑物對直接雷的防護，其保護范圍無需進行計算。 避雷網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)大小可根據(jù)具體情況選擇。對于工業(yè)建筑物，根據(jù)防雷的重要性可采用66610m的網(wǎng)格或適當(dāng)距離的避雷帶。對于民用建筑物，可采用610m的網(wǎng)格。 應(yīng)當(dāng)注意，不論是什么建筑物，對其屋角、屋脊和屋檐等易受雷擊的突出部位都應(yīng)裝設(shè)避雷帶。,（3）避雷網(wǎng)和避雷帶,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護, 避雷網(wǎng)： 避雷網(wǎng)是保護平頂或斜頂屋面且屋頂面積較大的建筑物的。,（3）避雷網(wǎng)和避雷帶,先是沿屋頂邊緣及凸出物、屋面凸出物的邊緣設(shè)置避雷線，避雷線一般用直徑1216mm的鍍鋅圓鋼制成，并用同徑圓鋼或?qū)Ｓ每ㄗ又С?，卡子間距一般為600800mm，專用卡子是預(yù)先為避雷線埋設(shè)的。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護, 避雷網(wǎng)： 避雷網(wǎng)是保護平頂或斜頂屋面且屋頂面積較大的建筑物的。,（3）避雷網(wǎng)和避雷帶,在屋頂同樣用直徑1216mm鍍鋅圓鋼將屋外分成6m6m或6m10m或10m10m的方格，并與屋緣先設(shè)置的避雷線相焊接，再用專用支座將屋面的鍍鋅圓鋼線網(wǎng)格支起，支座的間距一般為10001200mm。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護, 避雷網(wǎng)： 避雷網(wǎng)是保護平頂或斜頂屋面且屋頂面積較大的建筑物的。,（3）避雷網(wǎng)和避雷帶,最后同樣用直徑1216mm鍍鋅圓鋼在屋面四角或兩個角將做好的避雷網(wǎng)引至地下的接地裝置，引下線與避雷網(wǎng)焊接后沿墻引下，并用專用支持卡子支好，卡子間距20002500mm。引下線也可用鋼筋混凝土柱子內(nèi)的主筋代用，但連接必須可靠。 避雷網(wǎng)的保護范圍一般是自身，不必計算。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護, 避雷帶： 避雷帶也稱均壓環(huán) ，是保護高層建筑的立面或側(cè)面免遭雷擊的，它和屋頂?shù)谋芾拙W(wǎng)或避雷針一起組成了完整的避雷系統(tǒng)。,（3）避雷網(wǎng)和避雷帶,自建筑物的30m高處及以上每三層沿建筑物四周設(shè)避雷帶，避雷帶一般用12圓鋼或124扁鋼鑄入建筑物圈梁的外皮上（即拆模后應(yīng)裸露在混凝土圈梁的外皮上），并與柱子的主筋可靠焊接。同時，建筑物四周的墻上的金屬窗、金屬構(gòu)架（物）必須與避雷帶多點可靠接地。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,1、直接雷的防護, 下列設(shè)施必須采取防直接雷措施：,使用或貯存有爆炸危險物質(zhì)的工業(yè)建筑物或構(gòu)筑物； 重要的民用建筑物，如國家重要機關(guān)、大會堂、機場、車站、大型體育場、展覽館等； 易受雷擊的建筑物和構(gòu)筑物，如曠野孤立或高于20m的建筑物和構(gòu)筑物，建筑物群中高于25m的建筑物和構(gòu)筑物，突出的土山頂部或特別潮濕處或其它土壤電阻系數(shù)較周圍小的地方的建筑物，還有地下有導(dǎo)電礦藏處的建筑物等。 電力系統(tǒng)，如主控制室、機房、35kV以上變配電站、高壓輸電線路等。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,2、雷電感應(yīng)的防護,雷電感應(yīng)（特別是靜電感應(yīng)）也能產(chǎn)生很高的沖擊電壓，在電力系統(tǒng)中應(yīng)與其它過電壓同樣考慮；在建筑物和構(gòu)筑物中，主要應(yīng)考慮放電火花引起的爆炸和火災(zāi)事故。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,2、雷電感應(yīng)的防護, 靜電感應(yīng)的防護： 為了防止靜電感應(yīng)產(chǎn)生的高壓，應(yīng)將建筑物內(nèi)的金屬設(shè)備，金屬管道、結(jié)構(gòu)鋼筋等接地。接地裝置可以和其它接地裝置共用，接地電阻應(yīng)不大于510。 建筑物在采取防靜電感應(yīng)的措施時，對于金屬屋頂，應(yīng)將屋頂妥善接地；對于鋼筋混凝土屋頂，應(yīng)將屋面鋼筋焊成612m網(wǎng)格，連成通路，并予以接地；對非金屬屋頂，應(yīng)在屋頂上加裝邊長612m金屬網(wǎng)格，并予以接地。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,2、雷電感應(yīng)的防護, 電磁感應(yīng)的防護： 為防止電磁感應(yīng)，平行管道間距不到100mm時，每2030m須用金屬線跨接；交叉管道相距不到100mm時，也應(yīng)用金屬線跨接。管道與金屬設(shè)備或金屬結(jié)構(gòu)之間距離小于100mm時，也應(yīng)用金屬線跨接。此外，管道接頭、彎頭等接觸不可靠的地方，也應(yīng)用金屬線跨接，其接地裝置也可與其它接地裝置共用。接地電阻不應(yīng)大于10。,雷電感應(yīng)的措施主要是針對有爆炸危險的建筑物和構(gòu)筑物，其它建筑物和構(gòu)筑物一般不考慮雷電感應(yīng)的防護。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,當(dāng)架空線路或管道遭到雷擊時，雷擊點要產(chǎn)生高電壓。如果雷電荷不能就地導(dǎo)入地中，高電壓將以波的形式沿著線路管道傳到與之連接的設(shè)施上，危及設(shè)備和人身安全。 雷電侵入波造成的雷害事故很多，在低壓電力系統(tǒng)中這種事故占總雷害事故的70%以上，所以必須對雷電侵入波采取防護措施。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,安裝避雷器是防雷電侵入波的主要措施。 避雷器裝設(shè)在被保護的引入端如圖-所示。其上端接在線路上，下端接地。,（1）安裝避雷器,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,正常時，避雷器的間隙保持絕緣狀態(tài)，不影響系統(tǒng)的運行。當(dāng)因雷擊，有高壓沖擊波沿線路襲來時，避雷器間隙擊穿而接地，從而強行切斷沖擊波。這時，能夠進入被保護物的電壓，僅為雷電流通過避雷器及其引下線和接地裝置產(chǎn)生的所謂殘壓。,（1）安裝避雷器,雷電流通過以后，避雷器間隙又恢復(fù)絕緣狀態(tài)，以使系統(tǒng)正常運行。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,（1）安裝避雷器,國產(chǎn)避雷器的種類有：,系列低壓閥式避雷器 用途：系列低壓閥式避雷器用于保護頻率為Hz，電壓為到各電壓等級的交流電氣設(shè)備免受過電壓損害。 結(jié)構(gòu)：外部為絕緣物，內(nèi)部由放電間隙及非線性電阻（又稱閥片電阻）串聯(lián)而成，有二個引出極，其上極接線路，另一極接地。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,（1）安裝避雷器,國產(chǎn)避雷器的種類有：,型低壓金屬氧化物避雷器 用途：型低壓金屬氧化物避雷器適用于配電變壓器低壓側(cè)、電度表、通信設(shè)備及各種半導(dǎo)體器件的過電壓保護。 結(jié)構(gòu)：外部為瓷絕緣，內(nèi)裝氧化鋅閥片及熔絲，兩端有引出極并與瓷絕緣間密封。 保護原理：額定工作電壓時具有很高電阻，呈絕緣狀態(tài)。過電壓作用時電阻值降低呈導(dǎo)通狀態(tài)，泄放雷電流，電氣設(shè)備絕緣被保護?；謴?fù)工作電壓后又呈絕緣狀態(tài)。 優(yōu)點：氧化鋅避雷器具有通流容量大、殘壓低、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護簡單等優(yōu)點，現(xiàn)在得到了廣泛應(yīng)用。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,（1）安裝避雷器,國產(chǎn)避雷器的種類有：,型低壓擊穿保險器 用途：型低壓擊穿保險器可用于交流50Hz、額定電壓、的低壓網(wǎng)絡(luò)的過電壓保護。 結(jié)構(gòu)：是由一對板狀電極中間夾有云母片（以維持電極間的間隙）組成，外有瓷絕緣，兩端有引出極。 保護原理：當(dāng)過電壓發(fā)生時，此過電壓造成板狀電極間空氣電離而放電。一旦放電開始，此過電壓值即迅速下降，從而使網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備免受過電壓侵襲。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,（1）安裝避雷器,避雷器的使用：,避雷器按使用處的電氣設(shè)備額定電壓選擇。 架空線路端及變配電裝置的母線上都需要裝置避雷器進行保護。 避雷器接地可與電氣設(shè)備接地共用接地裝置，接地電阻應(yīng)不大于510。 安裝避雷器時應(yīng)盡量靠近被保護物。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,（2）接地,接地可以降低雷電侵入波的陡度。在架空管道進戶處及鄰近的100m內(nèi)采取14處接地措施，可防止沿架空管道傳來的雷電侵入波，接地體可與附近電氣設(shè)備接地裝置共用，接地電阻應(yīng)不大于1030。,二、防雷設(shè)備與防雷措施,3、雷電侵入波的防護,（2）接地,容易遭雷擊的較重要的低壓架空線路，除使用避雷器外，還輔以接地保護，即將進戶處和鄰近三基桿子的絕緣子鐵腳接地，降低絕緣，在雷電侵入波襲擊時，使雷電流入戶前即全部泄入地中，以保護室內(nèi)人身和設(shè)備安全。少雷區(qū)或離高低壓線路接地點不超過50m的一般用戶，進戶處絕緣子鐵腳可不接地。上述接地也可與電氣設(shè)備的接地共用一套接地裝置，接地電阻應(yīng)不大于30。,三、配電變壓器的防雷保護,配電變壓器高壓側(cè)一般都是用系列閥型避雷器作為防雷保護，低壓側(cè)可用系列閥式避雷器或氧化鋅避雷器。避雷器接地線應(yīng)與低壓側(cè)中性點及變壓器外殼連在一起并接地（如圖-）。,其接地電阻對100kVA以上變壓器應(yīng)不大于4，對100kVA以下的變壓器應(yīng)不大于10。當(dāng)配電變壓器低壓側(cè)中性點不接地時，必須在變壓器低壓側(cè)中性點裝設(shè)擊穿保險器。,四、防雷裝置的安全要求,防雷裝置由接閃器或避雷器加上引下線和接地體組成。要確保被保護的建筑物、構(gòu)筑物防雷可靠，或被保護的設(shè)施、設(shè)備運行正常，防雷裝置還必須滿足以下安全要求：,四、防雷裝置的安全要求,1、有足夠的機械強度和載流能力,防雷裝置應(yīng)滿足通過雷電流時動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求，即考慮雷電流通過時的機械破壞作用和熱破壞作用。 避雷針、避雷線、避雷帶（網(wǎng)）、引下線和接地體的最小幾何尺寸如表-所示。（P170）,四、防雷裝置的安全要求,表8-1 部分防雷裝置的最小尺寸,四、防雷裝置的安全要求,1、有足夠的機械強度和載流能力,在有腐蝕性的環(huán)境中，這些防雷裝置所用材料除進行鍍鋅或涂漆處理外（注意地下裝置不能涂漆），還應(yīng)適當(dāng)加大截面，以防腐蝕和銹蝕。 另外，避雷針（線、帶、網(wǎng)）與引下線之間的連接應(yīng)采用焊接。建筑物和構(gòu)筑物上的這些接閃器（包括金屬屋面）應(yīng)互相連接起來，接地引下線不得少于二根，其間距離不得大于1830m。發(fā)電廠和變電所的避雷絲不應(yīng)有接頭。,四、防雷裝置的安全要求,2、能防止反擊導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸,反擊： 防雷裝置承受雷擊時，在雷電流通道上呈現(xiàn)很高的沖擊電壓，可能擊穿與鄰近的導(dǎo)體之間的絕緣，發(fā)生劇烈放電，這就叫反擊。反擊可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。,四、防雷裝置的安全要求,2、能防止反擊導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸,為了防止反擊事故，必須保證接閃器、引下線、接地體與鄰近的設(shè)施之間保持一定的距離，一般情況下，避雷針（線）與鄰近設(shè)施之間的空中距離、接地體與鄰近設(shè)備的接地體（或其他設(shè)施）的地下距離應(yīng)不小于3m。 對于裝設(shè)在建筑物或構(gòu)筑物上的防雷裝置，不能保證要求的最小距離時，為了防止其對不帶電體的反接事故，可以把鄰近的不帶電的金屬導(dǎo)體與防雷裝置連接起來，等化其間電位。,四、防雷裝置的安全要求,2、能防止反擊導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸,為了防止防雷裝置對帶電體的反擊事故，可以在可能發(fā)生反擊的地方，加裝避雷器以限止帶電體上可能產(chǎn)生的高壓。應(yīng)當(dāng)注意，不得在避雷針構(gòu)架上架設(shè)低壓線或通訊線。裝有避雷針的構(gòu)架上的照明燈電源線，也必須采用直埋于地下的帶金屬護層的電纜或穿入金屬管的導(dǎo)線。電纜護層或金屬管必須接地，埋地長度應(yīng)在10m以上，方可與配電裝置的接地網(wǎng)相連，電纜也才能與電源線、低壓配電裝置相連接使用。、 此外，降低防雷裝置的接地電阻，也有利于防止反擊事故。各種不同情況下，對防雷裝置的接地電阻有不同要求，一般情況下，接地電阻不應(yīng)大于510。,四、防雷裝置的安全要求,3、避雷器的安裝要求,（1）避雷器的安裝，應(yīng)便于巡視檢查，垂直安裝，引線連接要牢固，避雷器上接線端子不得受力。,（2）避雷器的瓷套應(yīng)無裂紋，密封應(yīng)良好，需經(jīng)預(yù)防性試驗合格。,（3）避雷器的安裝位置距被保護設(shè)備應(yīng)盡量靠近。,（4）為防止閥型避雷器在其正常運行時或雷擊后發(fā)生故障，影響電力系統(tǒng)正常運行，其安裝位置可處于熔斷器保護范圍內(nèi)。,四、防雷裝置的安全要求,3、避雷器的安裝要求,（5）連接避雷器的引線截面不應(yīng)小于： 銅線：16 mm2 鋁線：25mm2,（6）閥型避雷器的接地引下線應(yīng)可靠地與接地網(wǎng)連接，線路上單組閥型避雷器，其接地裝置的接地電阻值不應(yīng)大于5。,四、防雷裝置的安全要求,4、防雷保護裝置應(yīng)定期進行安全檢查,防雷裝置的檢查包括外觀檢查和測量檢查兩個方面。,外觀檢查 測量檢查,防雷裝置的檢查,每次雷雨過后，應(yīng)注意對防雷保護裝置的巡視。避雷器應(yīng)在每年雷雨季節(jié)前檢查一次。,四、防雷裝置的安全要求,4、防雷保護裝置應(yīng)定期進行安全檢查,外觀檢查主要包括檢查接閃器、引下線等各部分的連接是否牢固可靠；檢查各部分腐蝕和銹蝕情況，若腐蝕和銹蝕超過30%以上，應(yīng)予更換。對于閥型避雷器，應(yīng)檢查瓷套有無裂紋、破損、表面是否清潔等，因為如果閥型避雷器有裂紋、破損、密封不良等現(xiàn)象，會使避雷器內(nèi)部受潮，運行中容易發(fā)生事故甚至爆炸。避雷器表面污穢會引起閃絡(luò)事故。 另外，避雷器在運行中還應(yīng)注意是否存在異常聲響。因為，在正常況下，避雷器在運行時內(nèi)部不應(yīng)有聲響，一旦發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有異常聲響（包括輕微的咝咝聲）應(yīng)視作內(nèi)部故障的先兆，需使其退出運行并進行電氣試驗和檢查，以免發(fā)生故障。,四、防雷裝置的安全要求,4、防雷保護裝置應(yīng)定期進行安全檢查,測量檢查是對避雷器的測試和接地電阻的測量。避雷器的測試包括：絕緣電阻的測量、泄漏電流的測量、工頻交流放電電壓的測試（只對型避雷器進行）。通過這些測試，掌握避雷器的運行情況和接地電阻的變化，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，及時更換或維修有缺陷設(shè)備，消除事故隱患，保證安全生產(chǎn)。,第二節(jié) 靜電安全技術(shù),一、靜電的起因和危害,二、靜電引起的火災(zāi)爆炸事故,三、防止靜電危險的措施,第二節(jié) 靜電安全技術(shù),與電流相比，靜電是相對靜止的電荷，它廣泛存在于生產(chǎn)、生活和自然界中，如：雷云帶電、摩擦帶電，以及人們用于噴漆、除塵、植絨、復(fù)印等高壓靜電都屬于這類電荷。 這一節(jié)要介紹的是對在生產(chǎn)工藝過程中摩擦產(chǎn)生的有害靜電的防護。,一、靜電的起因和危害,1、靜電的起因和特點,摩擦起電是早已被人類發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，但是對摩擦起電的物理描述則是近幾十年來隨著量子力學(xué)的發(fā)展才得以說明的。現(xiàn)在已經(jīng)從理論上闡明了：只要兩個物體之間存在著運動或摩擦，任何時候都會產(chǎn)生靜電。 在實際的工業(yè)生產(chǎn)和生活中，大多數(shù)的靜電都是由于不同物質(zhì)的接觸和分離或相互摩擦而產(chǎn)生的。例如，生產(chǎn)工藝中的擠壓、切割、攪拌、噴濺、流動和過濾以及生活中的行走、起立、穿脫衣服等都會產(chǎn)生靜電。 靜電數(shù)值的大小與物質(zhì)的性質(zhì)、運動的速度、接觸的壓力以及環(huán)境條件都有關(guān)系。,一、靜電的起因和危害,1、靜電的起因和特點,靜電的特點是它不僅可存在于導(dǎo)體，也存在于絕緣體，其運動無明顯回路，運動速度較慢，與動電相比，靜電還有電位高（數(shù)千伏以上），電流小的特點。 靜電放電是靜電消失的主要途徑，在放電過程中有聲響和火花，可能對生產(chǎn)帶來危害甚至引起嚴(yán)重事故。,一、靜電的起因和危害,2、靜電的危害,靜電的危害主要有下面三個方面：,（1）爆炸和火災(zāi)。造成爆炸和火災(zāi)是靜電最大的危害。在可燃液體、氣體的輸送和存儲，面粉、鋸末、煤粉、紡織等作業(yè)的場所都有靜電產(chǎn)生，而這些場所空氣中常有氣體、蒸氣爆炸混合物或有粉塵、纖維爆炸混合物，靜電火花有可能導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸。 （2）電擊生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的靜電能量很小，電擊不致直接使人致命。但人體可能因電擊引起墜落、摔倒等二次事故，電擊還可能使工作人員精神緊張而引起操作事故。,一、靜電的起因和危害,2、靜電的危害,（3）妨礙生產(chǎn)。靜電除造成不安全因素外，還可能直接影響生產(chǎn)，降低產(chǎn)品質(zhì)量。例如，靜電使粉體吸附于設(shè)備，影響粉體的過濾和輸送；在紡織行業(yè)，靜電使纖維纏結(jié)，吸附塵土，降低紡織質(zhì)量；在印刷行業(yè)，靜電使紙張不齊、不能分開，影響印刷速度和降低印刷質(zhì)量；靜電還可能引起電力、電子元件誤動作等等。,靜電的危害主要有下面三個方面：,二、靜電引起的火災(zāi)爆炸事故,爆炸和火災(zāi)是靜電造成的最大危害，從總的趨勢來看是有增加的?，F(xiàn)將一些主要事例和類型介紹如下：,（1）在生產(chǎn)中，某些容易帶有靜電的金屬設(shè)備，特別是移動部件或設(shè)備，沒有可靠的接地，而與接地體發(fā)生放電而引起火災(zāi)。如北京南郊液化氣灌裝站的灌裝槍。因用了襯有金屬絲膠管，但未很好連接而造成接地不良，導(dǎo)致以每秒10多米高速流動的液化氣的灌槍上產(chǎn)生靜電不能及時導(dǎo)走，造成對地放電著火，結(jié)果破壞了整個裝置，炸毀了200多個氣瓶。又如某煉油廠用多節(jié)金屬套管灌裝汽油罐車，但每節(jié)套管并未可靠接地。在灌裝中因接地不良，套管內(nèi)受汽油摩擦產(chǎn)生的靜電未能導(dǎo)走而發(fā)生對地放電，造成重大事故。,二、靜電引起的火災(zāi)爆炸事故,爆炸和火災(zāi)是靜電造成的最大危害，從總的趨勢來看是有增加的?，F(xiàn)將一些主要事例和類型介紹如下：,（2）用塑料管輸送易燃?xì)怏w時，因塑料外壁帶有很高的靜電電位，與旁邊的接地體間發(fā)生放電，而引起著火爆炸。福建省福鼎制藥廠用汽油催化冰片結(jié)晶時因上述原因引起著火爆炸，傷亡，損失很大。,（3）煉油廠等單位的大型貯油罐，有時需要取樣和測溫。在這種操作下，國內(nèi)外曾發(fā)生多起事故。如上海煉油廠在甲苯貯罐頂上將測溫器提起時，突然發(fā)生爆炸，其原因是提繩是絕緣材料，當(dāng)金屬測溫器與油料摩擦帶有靜電后，在提起時與罐口發(fā)生放電。,二、靜電引起的火災(zāi)爆炸事故,爆炸和火災(zāi)是靜電造成的最大危害，從總的趨勢來看是有增加的?，F(xiàn)將一些主要事例和類型介紹如下：,（4）在橡膠制品生產(chǎn)中，由于橡膠是絕緣體，極易帶上靜電，同時在某些工藝中還需要配用汽油，因此在膠漿制造、裁斷簾布、涂膠、膠胎和膠布制品成型等場所極易發(fā)生電擊，靜電火災(zāi)也較為頻繁。,（5）一些化工設(shè)備上，用網(wǎng)篩、漏斗或金屬棒等小工具操作時，因與一些易燃物摩擦而產(chǎn)生靜電，如金屬工具未接地，也會發(fā)生放電引起事故。,二、靜電引起的火災(zāi)爆炸事故,爆炸和火災(zāi)是靜電造成的最大危害，從總的趨勢來看是有增加的?，F(xiàn)將一些主要事例和類型介紹如下：,（6）在偶然情況下，一些高絕緣的塑料管，雖然管內(nèi)并無物料流動，但由于管外受風(fēng)塵吹襲，在其外表面也能產(chǎn)生較高的電位，有時可超過1萬伏，如其附近同時存在著可燃性氣體及接地體，也能發(fā)生放電而引燃。如某煉油廠的大型汽油罐曾因此發(fā)生重大火災(zāi)。,（7）某煉油廠在用鐵路槽車灌裝汽油時，三天內(nèi)在同樣場所，同時情況下發(fā)生兩次爆炸。經(jīng)事后測試和分析，發(fā)現(xiàn)事故當(dāng)時裝油靜電的起電量要比平時高出數(shù)十倍，可能是因油中混入少量容易起電的雜質(zhì)所致。此外由于裝油管設(shè)計上沒有插到接近油灌底部，容易形成放電條件，也是事故原因之一。,二、靜電引起的火災(zāi)爆炸事故,爆炸和火災(zāi)是靜電造成的最大危害，從總的趨勢來看是有增加的?，F(xiàn)將一些主要事例和類型介紹如下：,（8）帶有壓力的氣體或液體從容器或管道中高速噴出時，能產(chǎn)生大量靜電。過去曾有三艘20萬噸級的巨型油輪在用水槍清洗中發(fā)生爆炸，事故后通過實驗證明是由靜電油霧發(fā)生放電而引起的。,（9）人體在工作或活動時，能夠產(chǎn)生積累靜電，并由此發(fā)生放電而引起事故。特別對一些較為敏感的爆炸物，比較多的引起雷管爆炸。也有因摘紗巾或脫衣服等引起爆炸的事例。,（10）此外當(dāng)用汽油擦地或用汽油洗滌化纖織物時，曾發(fā)生多次火災(zāi)事故。 。,三、防止靜電危險的措施,1、靜電接地,接地是消除導(dǎo)體上靜電的最基本、最簡單、最有效的方法。接地電阻值、一般情況下應(yīng)小于100歐，在山區(qū)等土壤電阻率較高的場所，其接地電阻不應(yīng)大于1000歐。在實際運用中，通常是利用電氣保護接地（零）干線作為靜電接地，因此其電阻值遠(yuǎn)小于靜電接地的要求值。接地裝置必須連接牢固并有足夠的機械強度?；顒有圆考?yīng)有專門的接地線。在采用導(dǎo)電橡膠或?qū)щ娡苛蠒r與接地體間的接觸面積不宜小于20平方毫米。在使用金屬導(dǎo)電性操作工具時也要注意接地。對某些著火危險性較大的場所及轉(zhuǎn)速很高的傳動機，應(yīng)通過滑環(huán)碳刷接地或用導(dǎo)電性潤滑油。,三、防止靜電危險的措施,2、靜電中和法,這是消除靜電的重要措施。靜電中和法是在靜電電荷密集的地方設(shè)法產(chǎn)生帶電離子，將該處靜電電荷中和掉。靜電中和法可用來消除絕緣體上的靜電。靜電中和法依其產(chǎn)生相反電荷或帶電離子方式的不同，主要有以下幾種類型：,三、防止靜電危險的措施,2、靜電中和法,（1）感應(yīng)中和器 感應(yīng)中和器不帶電源，如圖-所示。,感應(yīng)中和器工作時，生產(chǎn)物料上的靜電在中和器的金屬針（接地）上感應(yīng)出相反的電荷。在金屬針尖附近形成很強的電場。在這個強電場的作用下，和生產(chǎn)物料混雜在一起的氣體或其它介質(zhì)發(fā)生電離，產(chǎn)生正離子和負(fù)離子。在電場的作用下，正、負(fù)離子分別向生產(chǎn)物料和針尖移動，從而把生產(chǎn)物料上的靜電電荷中和掉。 感應(yīng)中和器適用于石油、化工、橡膠等行業(yè)。,三、防止靜電危險的