第八章雷電和靜電

1、第八章第八章 雷電和靜電雷電和靜電第一節(jié)第一節(jié) 雷電及防護(hù)雷電及防護(hù) 雷電是一種自然現(xiàn)象。 雷擊會產(chǎn)生： 極高的過電壓極高的過電壓( (數(shù)千數(shù)千kV kV 數(shù)萬數(shù)萬kV)kV) 極大的過電流極大的過電流( (數(shù)十?dāng)?shù)十kA kA 數(shù)百數(shù)百kA)kA) 造成設(shè)施或設(shè)備的毀壞，可能造成大規(guī)模停電，可能造成火災(zāi)或爆炸，還可能直接傷及人身。有關(guān)資料表明，全球平均每年因雷電災(zāi)害死亡人數(shù)超過3000人。直接損失80億元。事故教訓(xùn) 1989年，山東黃島油庫雷擊事故，引發(fā)的大火燒了104小時才撲滅，死亡19人（其中消防人員17人）；燒掉原油3.6萬噸，油庫區(qū)淪為一片廢墟。直接和間接損失達(dá)7千萬元。 1992年，

2、北京氣象局16層氣象中心大樓遭受雷擊，樓內(nèi)計算機(jī)、電子設(shè)備受損，中斷通訊24小時，損失達(dá)數(shù)十萬元。 1994年4月，成都市周圍有12個郵電局被雷電擊中，損失達(dá)幾百萬元。一、雷電的產(chǎn)生一、雷電的產(chǎn)生 密集在大地上空的水霧稱為密集在大地上空的水霧稱為云云，由于某種，由于某種原因帶有正電或負(fù)電的云稱為原因帶有正電或負(fù)電的云稱為雷云雷云，當(dāng)雷云中，當(dāng)雷云中電荷量增加到使其所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度達(dá)到一定電荷量增加到使其所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度達(dá)到一定值時，周圍空氣的值時，周圍空氣的絕緣絕緣性能就會遭到破壞，也性能就會遭到破壞，也就是就是被擊穿被擊穿，于是，于是正、負(fù)雷云正、負(fù)雷云之間或之間或雷云對大雷云對大地地之間就

3、會發(fā)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，形成大自然之間就會發(fā)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，形成大自然中的中的閃電閃電和和雷鳴雷鳴。 雷電的放電：先導(dǎo)放電、主放電、余輝階段雷電的放電：先導(dǎo)放電、主放電、余輝階段二、雷電的種類二、雷電的種類 直擊雷直擊雷 帶電積云與地面目標(biāo)之間的強(qiáng)烈放電稱為直擊雷。帶電積云與地面目標(biāo)之間的強(qiáng)烈放電稱為直擊雷。直擊雷是雷電直接擊中電氣設(shè)備或線路，造成強(qiáng)大的直擊雷是雷電直接擊中電氣設(shè)備或線路，造成強(qiáng)大的雷電流通過擊中的物體泄放入地。雷電流通過擊中的物體泄放入地。 感應(yīng)雷感應(yīng)雷 感應(yīng)雷也稱為雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓。感應(yīng)雷也稱為雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓。感應(yīng)雷是感應(yīng)雷是指附近發(fā)生雷擊時設(shè)備或線路產(chǎn)生靜電感應(yīng)

4、或電磁感指附近發(fā)生雷擊時設(shè)備或線路產(chǎn)生靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的雷擊，應(yīng)所產(chǎn)生的雷擊，它分為它分為: : 靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。靜電感應(yīng)雷靜電感應(yīng)雷 是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的。其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的。 在帶電積云與其他客體放電后，架空線路導(dǎo)線在帶電積云與其他客體放電后，架空線路導(dǎo)線或?qū)щ娡钩鑫镯敳康碾姾墒ナ`，以大電流、高或?qū)щ娡钩鑫镯敳康碾姾墒ナ`，以大電流、高電壓沖擊波電壓沖擊波雷電波的形式，沿線路導(dǎo)線或?qū)щ娎纂姴ǖ男问剑鼐€路導(dǎo)線或?qū)щ娡钩鑫飿O快地傳

5、播。又稱為感應(yīng)過電壓（感應(yīng)雷）。凸出物極快地傳播。又稱為感應(yīng)過電壓（感應(yīng)雷）。 感應(yīng)過電壓一般為感應(yīng)過電壓一般為200200300kV300kV。最高可達(dá)。最高可達(dá)400400500kV500kV。 雷電侵入波的傳播速度在架空線路中約為雷電侵入波的傳播速度在架空線路中約為300m/s，在電纜中約為在電纜中約為150m/ s 。電磁感應(yīng)雷電磁感應(yīng)雷 雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場迅速變化的強(qiáng)磁場 在鄰近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的在鄰近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動勢。電動勢。 如系如系開口環(huán)狀導(dǎo)體開口環(huán)狀導(dǎo)體，開口處可能由此引起，開口處可

6、能由此引起火花放電；火花放電； 如系如系閉合導(dǎo)體環(huán)路閉合導(dǎo)體環(huán)路，環(huán)路內(nèi)將產(chǎn)生很大的，環(huán)路內(nèi)將產(chǎn)生很大的沖擊電流；沖擊電流； 如如閉合導(dǎo)體環(huán)路某處接觸不良閉合導(dǎo)體環(huán)路某處接觸不良，局部發(fā)熱局部發(fā)熱危險溫危險溫度。度。球 雷 球雷球雷是雷電放電時形成的發(fā)紅光、橙光、白光或其是雷電放電時形成的發(fā)紅光、橙光、白光或其他顏色光的火球。是一團(tuán)處在特殊狀態(tài)下的帶電氣他顏色光的火球。是一團(tuán)處在特殊狀態(tài)下的帶電氣體。其直徑多為體。其直徑多為20cm20cm左右，運動速度約為左右，運動速度約為2m/s2m/s，存，存在時間為數(shù)秒鐘到數(shù)分鐘。在時間為數(shù)秒鐘到數(shù)分鐘。 出現(xiàn)概率出現(xiàn)概率約為雷電放電次數(shù)的約為雷電放電

7、次數(shù)的2%2%。 在雷雨季節(jié)，球雷可能從門、窗、煙囪等通道侵入在雷雨季節(jié)，球雷可能從門、窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)。室內(nèi)。三、雷電參數(shù)三、雷電參數(shù)1.1.雷暴日雷暴日只要一天之內(nèi)能聽到雷聲的就算一個雷暴只要一天之內(nèi)能聽到雷聲的就算一個雷暴日。日。 用年用年平均平均雷暴日數(shù)來衡量雷電活動的頻繁程度。雷暴日數(shù)來衡量雷電活動的頻繁程度。單位單位 d/a，我國把年平均雷暴日不超過我國把年平均雷暴日不超過15 d/a的地區(qū)劃為少的地區(qū)劃為少雷區(qū)，超過雷區(qū)，超過40 d/a劃為多雷區(qū)。劃為多雷區(qū)。2.2.雷電流幅值雷電流幅值IsM主放電時沖擊電流最大值。主放電時沖擊電流最大值。3. 雷電流幅值概率雷電流幅值概

8、率P 年平均雷暴日大于年平均雷暴日大于20的一般地區(qū)：的一般地區(qū)： 108lgsMIP4. 雷電流陡度雷電流陡度 雷電流陡度是指雷電流隨時間上升的速度。雷電流雷電流陡度是指雷電流隨時間上升的速度。雷電流陡度越大，對電氣設(shè)備造成的危害也越大。陡度越大，對電氣設(shè)備造成的危害也越大。5.雷擊沖擊過電壓雷擊沖擊過電壓tiIEDddLiRU 前一部分決定于雷流的大小和雷電流通道的電阻前一部分決定于雷流的大小和雷電流通道的電阻；后一部后一部分分決定于雷電流通道的電感。決定于雷電流通道的電感。 四、雷電的危害四、雷電的危害1. 1. 電性質(zhì)的破壞作用電性質(zhì)的破壞作用(1) (1) 毀壞電氣設(shè)備的絕緣，燒斷電

9、線或劈裂電桿，造成大規(guī)模停電；毀壞電氣設(shè)備的絕緣，燒斷電線或劈裂電桿，造成大規(guī)模停電；(2) (2) 絕緣損壞可引起短路，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故；絕緣損壞可引起短路，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故； (3) (3) 二次放電的電火花可能引起火災(zāi)或爆炸，二次放電也能造成電擊；二次放電的電火花可能引起火災(zāi)或爆炸，二次放電也能造成電擊； (4) (4) 絕緣損壞后可能導(dǎo)致高壓竄入低壓，在大范圍內(nèi)帶來觸電的危險；絕緣損壞后可能導(dǎo)致高壓竄入低壓，在大范圍內(nèi)帶來觸電的危險； (5) (5) 數(shù)十至百千安的雷電流流入地下，可能直導(dǎo)致接觸電壓電擊和跨步數(shù)十至百千安的雷電流流入地下，可能直導(dǎo)致接觸電壓電擊和跨步 電壓的觸電事故

10、。電壓的觸電事故。2. 2. 熱性質(zhì)的破壞作用熱性質(zhì)的破壞作用表現(xiàn)在直擊雷放電的高溫電弧能直接引燃鄰近的可燃物，從而造成火災(zāi)。表現(xiàn)在直擊雷放電的高溫電弧能直接引燃鄰近的可燃物，從而造成火災(zāi)。3. 3. 機(jī)械性質(zhì)的破壞作用機(jī)械性質(zhì)的破壞作用表現(xiàn)為被擊物遭到破壞，甚至爆裂成碎片。表現(xiàn)為被擊物遭到破壞，甚至爆裂成碎片。五、建筑物防雷的分類五、建筑物防雷的分類建筑物按其重要性、生產(chǎn)性質(zhì)、遭受雷擊的可能性和后建筑物按其重要性、生產(chǎn)性質(zhì)、遭受雷擊的可能性和后果的嚴(yán)重性分為三類。果的嚴(yán)重性分為三類。第一類防雷建筑物第一類防雷建筑物 會造成大量人員傷亡和巨大財產(chǎn)損失的易燃、易爆場所。會造成大量人員傷亡和巨大財

11、產(chǎn)損失的易燃、易爆場所。2. 第二類防雷建筑物第二類防雷建筑物國家級重要場所、樓堂館所，一般易燃易爆場所，年預(yù)國家級重要場所、樓堂館所，一般易燃易爆場所，年預(yù)計雷擊次數(shù)大于計雷擊次數(shù)大于0.06的省部級辦公樓和人員密集場所，的省部級辦公樓和人員密集場所，年預(yù)計雷擊次數(shù)大于年預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.3的普通民宅、辦公樓。的普通民宅、辦公樓。3. 第三類防雷建筑物第三類防雷建筑物省部級樓堂館所，火災(zāi)危險區(qū)域的建筑物，年預(yù)計雷擊省部級樓堂館所，火災(zāi)危險區(qū)域的建筑物，年預(yù)計雷擊次數(shù)比較少的地方。次數(shù)比較少的地方。 雷電危害的防護(hù)一般采用避雷針、避雷器、避雷電危害的防護(hù)一般采用避雷針、避雷器、避雷網(wǎng)、避雷線

12、等裝置雷網(wǎng)、避雷線等裝置將雷電直接導(dǎo)入大地將雷電直接導(dǎo)入大地。 避雷針避雷針主要用來保護(hù)露天變配電設(shè)備、建筑物主要用來保護(hù)露天變配電設(shè)備、建筑物和構(gòu)筑物；和構(gòu)筑物；避雷線避雷線主要用來保護(hù)電力線路；主要用來保護(hù)電力線路；避雷避雷網(wǎng)和避雷帶網(wǎng)和避雷帶主要用來保護(hù)建筑物；主要用來保護(hù)建筑物；避雷器避雷器主要用主要用來保護(hù)電力設(shè)備。來保護(hù)電力設(shè)備。 包括接閃器、引下線和接地裝置。包括接閃器、引下線和接地裝置。 六、防雷裝置六、防雷裝置 接閃器接閃器 接閃器都是利用其高出被保護(hù)物的突出地位，把雷電接閃器都是利用其高出被保護(hù)物的突出地位，把雷電引向自身，然后通過引下線和接地裝置，把雷電流泄引向自身，然后

13、通過引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地，以此保護(hù)被保護(hù)物免受雷擊。入大地，以此保護(hù)被保護(hù)物免受雷擊。 接閃器所用材料應(yīng)能滿足機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕的要求，接閃器所用材料應(yīng)能滿足機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕的要求，還應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定性，以能承受雷電流的熱破壞作還應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定性，以能承受雷電流的熱破壞作用。用。 接閃器的保護(hù)范圍接閃器的保護(hù)范圍 一般只要求保護(hù)范圍內(nèi)被擊一般只要求保護(hù)范圍內(nèi)被擊中的概率在中的概率在0.1 %即可。即可。保護(hù)范圍計算保護(hù)范圍計算滾球法滾球法 以過針尖并相切于地面的半徑為以過針尖并相切于地面的半徑為hr的圓弧，水平自旋一周所形的圓弧，水平自旋一周所形成的曲面圓錐體內(nèi)，為該避雷針的保護(hù)

14、范圍。成的曲面圓錐體內(nèi)，為該避雷針的保護(hù)范圍。 nmnBAB線PhA 0rrhxrhh rhrhrhrh0r0rhhrxhPxrxrxrxr)(rhh )(rhh 避雷針高h(yuǎn)滾球半徑rh針尖，PP)2()(220hhhhhhrrrr2200)(xrrxhhhrmrr)2()2(xrxrhhhhhh單支（單支（ ）rhh 單支（單支（ ）rhh rhr 0)2(0 xrxrxhhhhnrr避雷器 避雷器并聯(lián)在被保護(hù)設(shè)備或設(shè)施上，避雷器并聯(lián)在被保護(hù)設(shè)備或設(shè)施上，正常時處在不通正常時處在不通的狀態(tài)。出現(xiàn)雷擊過電壓時，擊穿放電，將雷電流或的狀態(tài)。出現(xiàn)雷擊過電壓時，擊穿放電，將雷電流或過電壓引入大地，發(fā)

15、揮保護(hù)作用。過電壓終止后，避過電壓引入大地，發(fā)揮保護(hù)作用。過電壓終止后，避雷器迅速恢復(fù)不通狀態(tài)，恢復(fù)正常工作。雷器迅速恢復(fù)不通狀態(tài)，恢復(fù)正常工作。 避雷器主要用來保護(hù)電力設(shè)備和電力線路，也用作防避雷器主要用來保護(hù)電力設(shè)備和電力線路，也用作防止高電壓侵入室內(nèi)的安全措施。止高電壓侵入室內(nèi)的安全措施。 避雷器有保護(hù)間隙、管型避雷器和閥型避雷器和氧化避雷器有保護(hù)間隙、管型避雷器和閥型避雷器和氧化鋅避雷器。鋅避雷器。閥型避雷器閥型避雷器 閥型避雷器由火花間隙和閥片串聯(lián)組成，并聯(lián)于閥型避雷器由火花間隙和閥片串聯(lián)組成，并聯(lián)于電氣設(shè)備的外側(cè)。電氣設(shè)備的外側(cè)。 避 雷器設(shè)備閥片接地裝置雷電波三相線路火花間隙1、

16、基本元件、基本元件 火花間隙火花間隙 單個火花間隙由兩個圓蝶形黃銅電極中間夾一個絕單個火花間隙由兩個圓蝶形黃銅電極中間夾一個絕緣用的云母墊圈構(gòu)成。緣用的云母墊圈構(gòu)成。 閥片閥片 閥片由碳化硅和粘合劑在一定的溫度下燒結(jié)而成，閥片由碳化硅和粘合劑在一定的溫度下燒結(jié)而成，形狀為扇形圓柱體，它的電阻具有較強(qiáng)的非線性。主形狀為扇形圓柱體，它的電阻具有較強(qiáng)的非線性。主要作用是限制工頻續(xù)流要作用是限制工頻續(xù)流 。2、保護(hù)原理保護(hù)原理 雷電波到雷電波到間隙擊穿間隙擊穿閥片電阻閥片電阻雷電流入地雷電流入地設(shè)備設(shè)備被保護(hù)被保護(hù)雷電消失雷電消失閥片電阻閥片電阻間隙恢復(fù)絕緣間隙恢復(fù)絕緣線路線路恢復(fù)正常?；謴?fù)正常。 引

17、下線 防雷裝置的引下線應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求。 引下線一般采用圓鋼或扁鋼，其尺寸和防腐蝕要求與避雷網(wǎng)、避雷帶相同。防雷接地裝置 接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。接地裝接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。接地裝置向大地泄放雷電流，限制防雷裝置對地電壓置向大地泄放雷電流，限制防雷裝置對地電壓不致過高。不致過高。 除獨立避雷針外，在接地電阻滿足要求的前提除獨立避雷針外，在接地電阻滿足要求的前提下，防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。下，防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。 沖擊接地電阻的概念沖擊接地電阻的概念 七、防雷技術(shù)七、防雷技術(shù)1、直擊雷防護(hù)、直擊雷防護(hù)（1）應(yīng)用范圍）應(yīng)用范圍第

18、一類防雷建筑物、第二類防雷建筑物和第三類防第一類防雷建筑物、第二類防雷建筑物和第三類防雷建筑物的易受雷擊部位應(yīng)采取防直擊雷的措施；雷建筑物的易受雷擊部位應(yīng)采取防直擊雷的措施； 可能遭受雷擊，且一旦遭受雷擊后果比較嚴(yán)重的設(shè)可能遭受雷擊，且一旦遭受雷擊后果比較嚴(yán)重的設(shè)施或堆料施或堆料(露天油罐、露天儲氣罐等露天油罐、露天儲氣罐等)也應(yīng)采取防直擊雷也應(yīng)采取防直擊雷的措施；的措施； 高壓架空電力線路、發(fā)電廠和變電站等也應(yīng)采取防高壓架空電力線路、發(fā)電廠和變電站等也應(yīng)采取防直擊雷的措施。直擊雷的措施。(2) 基本措施基本措施直擊雷防護(hù)的主要措施直擊雷防護(hù)的主要措施裝設(shè)避雷針、避雷線、避裝設(shè)避雷針、避雷線、

19、避雷網(wǎng)、避雷帶。雷網(wǎng)、避雷帶。（3）二次放電防護(hù)二次放電防護(hù) 避雷針落雷時，雷電流在引下線和接地電阻上產(chǎn)生很高的電壓降，可避雷針落雷時，雷電流在引下線和接地電阻上產(chǎn)生很高的電壓降，可能在離被保護(hù)物最近處擊穿它們之間的空氣而損壞被保護(hù)物，這種現(xiàn)象能在離被保護(hù)物最近處擊穿它們之間的空氣而損壞被保護(hù)物，這種現(xiàn)象叫作叫作“反擊反擊”（二次放電）（二次放電）直擊雷配電裝置反擊Ah越高越危險高壓母線dlklERiR最小間距的規(guī)定：最小間距的規(guī)定：空氣中：空氣中：地中：地中：（指變配電裝置）（指變配電裝置）第一類建筑：第一類建筑：第二類建筑：第二類建筑：（民用建筑）（民用建筑） mlk5mld3mlk3ml

20、k22、感應(yīng)雷防護(hù)、感應(yīng)雷防護(hù) 防感應(yīng)雷的措施主要是將建筑物或構(gòu)筑物上的金屬防感應(yīng)雷的措施主要是將建筑物或構(gòu)筑物上的金屬體以及其保護(hù)范圍內(nèi)的金屬體可靠接地。可單設(shè)接地體以及其保護(hù)范圍內(nèi)的金屬體可靠接地?？蓡卧O(shè)接地裝置，接地電阻不大于裝置，接地電阻不大于10，也可與電氣設(shè)備接地裝，也可與電氣設(shè)備接地裝置共用。置共用。 3. 雷電侵入波防護(hù)雷電侵入波防護(hù) 屬于雷電沖擊波造成的雷害事故很多。在低壓系統(tǒng)，屬于雷電沖擊波造成的雷害事故很多。在低壓系統(tǒng)，這種事故占總雷害事故的這種事故占總雷害事故的70%以上。防雷電波的侵入，以上。防雷電波的侵入，對于電力線路及變配電裝置主要采用避雷器和避雷線對于電力線路及

21、變配電裝置主要采用避雷器和避雷線保護(hù)；對于各類建筑物則主要采用相應(yīng)部位接地的措保護(hù)；對于各類建筑物則主要采用相應(yīng)部位接地的措施，低壓線路有時也采用避雷器。施，低壓線路有時也采用避雷器。4、人身防雷 雷暴時，由于帶電積云直接對人體放電，雷電流雷暴時，由于帶電積云直接對人體放電，雷電流入地產(chǎn)生對地電壓，以及二次放電等都可能對人造成入地產(chǎn)生對地電壓，以及二次放電等都可能對人造成致命的電擊。致命的電擊。 附：防雷九不要附：防雷九不要 1）不要把羽毛球拍、鋤頭等扛在肩上和使用）不要把羽毛球拍、鋤頭等扛在肩上和使用有金屬桿有金屬桿的的雨傘。雨傘。 2）打雷時不要開窗、打手機(jī)和電話，離開照明線、電話）打雷時

22、不要開窗、打手機(jī)和電話，離開照明線、電話線、電視和網(wǎng)絡(luò)線，線、電視和網(wǎng)絡(luò)線，不要拿噴頭洗澡不要拿噴頭洗澡。 3）不要快速開摩托車、騎自行車，在野外要）不要快速開摩托車、騎自行車，在野外要關(guān)閉手機(jī)關(guān)閉手機(jī)。 4）不要使用電器和）不要使用電器和水龍頭水龍頭。 5）不要接觸天線、）不要接觸天線、金屬門窗金屬門窗等帶電設(shè)備或金屬裝置。等帶電設(shè)備或金屬裝置。 6）不要躲入沒有防雷設(shè)施的建筑物和）不要躲入沒有防雷設(shè)施的建筑物和孤零零孤零零的棚屋、崗的棚屋、崗?fù)?、路亭。亭、路亭?7）不要游泳，不要站立于）不要游泳，不要站立于山頂、樓頂山頂、樓頂。 8）不要站在）不要站在空曠場地空曠場地以及樹木、桅桿邊上。

23、以及樹木、桅桿邊上。 9）野外遇雷不要平躺地面，應(yīng)兩腳并攏，雙手抱頭，）野外遇雷不要平躺地面，應(yīng)兩腳并攏，雙手抱頭，蹲蹲下身體下身體，披上不透水的雨衣。，披上不透水的雨衣。 第二節(jié)第二節(jié) 靜電防護(hù)技術(shù)靜電防護(hù)技術(shù) 物體內(nèi)部失去平衡的相對靜止的電荷叫靜物體內(nèi)部失去平衡的相對靜止的電荷叫靜電。靜電在工業(yè)民用中的應(yīng)用叫靜電技術(shù)，靜電。靜電在工業(yè)民用中的應(yīng)用叫靜電技術(shù)，靜電可能引起爆炸，靜電也可能造成二次事故。電可能引起爆炸，靜電也可能造成二次事故。據(jù)統(tǒng)計，靜電災(zāi)害目前已占整個事故的據(jù)統(tǒng)計，靜電災(zāi)害目前已占整個事故的10%10%左左右，個別領(lǐng)域高達(dá)右，個別領(lǐng)域高達(dá)34%34%之多。之多。靜電災(zāi)害事故案

24、例靜電災(zāi)害事故案例 某企業(yè)將小型汽油儲罐中的汽油用泵經(jīng)底部閥門全部某企業(yè)將小型汽油儲罐中的汽油用泵經(jīng)底部閥門全部抽出來時，因閥門安裝在比罐底稍高的地方，為了稍抽出來時，因閥門安裝在比罐底稍高的地方，為了稍稍提高油的水平面，往油罐里注水。稍提高油的水平面，往油罐里注水。 水是從儲罐油面上約水是從儲罐油面上約4.5m處自由落下的。處自由落下的。 在注水在注水14 min后后 儲罐發(fā)生了儲罐發(fā)生了爆炸！爆炸！原因？原因？一、 靜電的起電方式1、接觸接觸-分離起電分離起電不同物體原子得失電子的能力不不同物體原子得失電子的能力不同，當(dāng)緊密接觸時將發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，在分界面兩側(cè)出同，當(dāng)緊密接觸時將發(fā)生電子轉(zhuǎn)移

25、，在分界面兩側(cè)出現(xiàn)大小相等、極性相反的兩層電荷，稱之為雙電層，現(xiàn)大小相等、極性相反的兩層電荷，稱之為雙電層，形成接觸電位差，約為幾形成接觸電位差，約為幾mV幾百幾百mV。 當(dāng)突然分離當(dāng)突然分離時，便分別帶異號靜電。時，便分別帶異號靜電。 雙電層絲綢（得電子）玻璃（失電子）2 破斷起電破斷起電可能因破斷而造成整體性正、負(fù)可能因破斷而造成整體性正、負(fù)電荷分離產(chǎn)生靜電的現(xiàn)象叫破斷起電。如固體電荷分離產(chǎn)生靜電的現(xiàn)象叫破斷起電。如固體粉碎、液體分離所產(chǎn)生的靜電。粉碎、液體分離所產(chǎn)生的靜電。3 感應(yīng)起電感應(yīng)起電當(dāng)導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體B與接地體與接地體C相連時，在帶相連時，在帶電體電體A的感應(yīng)下，的感應(yīng)下，B的端部出

26、現(xiàn)正電荷，但的端部出現(xiàn)正電荷，但B對對地電位仍然為零；當(dāng)?shù)仉娢蝗匀粸榱悖划?dāng)B離開離開C時，時，B成為帶電體。成為帶電體。 4 電荷遷移電荷遷移當(dāng)一個帶電體與一個非帶電體接當(dāng)一個帶電體與一個非帶電體接觸時，電荷將重新分配，即發(fā)生電荷遷移而使觸時，電荷將重新分配，即發(fā)生電荷遷移而使非帶電體帶電。非帶電體帶電。二、靜電的種類固體靜電：固體靜電：固體物質(zhì)大面積的接觸固體物質(zhì)大面積的接觸- -分離或大面積的摩擦分離或大面積的摩擦，以及以及固體物質(zhì)的粉碎等過程中固體物質(zhì)的粉碎等過程中，都可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電。都可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電。幾萬幾十幾萬幾十萬萬V V，靜電火花可引起火花和爆炸；，靜電火花可引起火花和爆

27、炸；人體靜電：人體靜電：人在活動過程中，人的衣服、鞋以及所攜帶的用具與人在活動過程中，人的衣服、鞋以及所攜帶的用具與其他材料摩擦或接觸其他材料摩擦或接觸- -分離時，均可能產(chǎn)生靜電。人體靜電可達(dá)分離時，均可能產(chǎn)生靜電。人體靜電可達(dá)10000V10000V，能量小不會有致傷致死的危險。，能量小不會有致傷致死的危險。粉體靜電：粉體靜電：粉體是處在特殊狀態(tài)下的固體，其靜電的產(chǎn)生也符合粉體是處在特殊狀態(tài)下的固體，其靜電的產(chǎn)生也符合雙電層的基本原理。粉體具有分散性，與空氣的接觸面積增加，雙電層的基本原理。粉體具有分散性，與空氣的接觸面積增加，使得材料的穩(wěn)定度降低。由于懸浮狀態(tài)，顆粒與大地之間總是通使得材

28、料的穩(wěn)定度降低。由于懸浮狀態(tài)，顆粒與大地之間總是通過空氣絕緣的。靜電電壓可達(dá)幾萬過空氣絕緣的。靜電電壓可達(dá)幾萬V，部分物質(zhì)容易被引爆；，部分物質(zhì)容易被引爆；液體靜電：液體靜電：流動液體與管道內(nèi)壁產(chǎn)生的雙電層，終端積累靜電；流動液體與管道內(nèi)壁產(chǎn)生的雙電層，終端積累靜電；氣體靜電：氣體靜電：高速噴出，因接觸分離或分裂等原因產(chǎn)生靜電。高速噴出，因接觸分離或分裂等原因產(chǎn)生靜電。三、靜電的特點三、靜電的特點 靜電從整體上來說，其特點是電壓高、能量小，而危害靜電從整體上來說，其特點是電壓高、能量小，而危害大。具體有：大。具體有： 1、靜電的電量小，靜電電壓高。、靜電的電量小，靜電電壓高。 2、靜電的能量不

29、大或者說放電后的電流不大。一般不、靜電的能量不大或者說放電后的電流不大。一般不大于毫焦級。大于毫焦級。 3、絕緣體上的靜電消失或泄漏的很慢，因此，必須設(shè)、絕緣體上的靜電消失或泄漏的很慢，因此，必須設(shè)置消除靜電的裝置。置消除靜電的裝置。 4、靜電會放電。人體或金屬體尖端放電都有極大的危、靜電會放電。人體或金屬體尖端放電都有極大的危險性，特別是在爆炸和火災(zāi)危險場所。險性，特別是在爆炸和火災(zāi)危險場所。 5、靜電會產(chǎn)生靜電感應(yīng)?？赡軙趯?dǎo)體或人體上產(chǎn)生、靜電會產(chǎn)生靜電感應(yīng)?？赡軙趯?dǎo)體或人體上產(chǎn)生電荷而且電壓很高，而導(dǎo)致危險的火花放電。電荷而且電壓很高，而導(dǎo)致危險的火花放電。 6、靜電是可以屏蔽的。、

30、靜電是可以屏蔽的。四、四、 靜電的消失靜電的消失1、靜電中和靜電中和 是通過空氣發(fā)生的。是通過空氣發(fā)生的。由于由于空氣中空氣中存在帶電粒子存在帶電粒子，當(dāng)當(dāng)帶電體在同空氣的接觸帶電體在同空氣的接觸時，時，其所帶電荷逐漸其所帶電荷逐漸得到中和得到中和。 空氣中的自然存在的帶電粒子極為有限，中和空氣中的自然存在的帶電粒子極為有限，中和是極為緩慢的，一般不會被覺察到。是極為緩慢的，一般不會被覺察到。 帶電體上的靜電通過空氣迅速的中和發(fā)生在放帶電體上的靜電通過空氣迅速的中和發(fā)生在放電時。電時。2、靜電泄漏、靜電泄漏 絕緣體上較大的泄漏有兩條途徑：絕緣體上較大的泄漏有兩條途徑： 一條是絕緣體表面泄漏；（

31、遇到的是表面電阻）；一條是絕緣體表面泄漏；（遇到的是表面電阻）； 另一條是絕緣體內(nèi)部泄漏。（遇到的是體積電阻）。另一條是絕緣體內(nèi)部泄漏。（遇到的是體積電阻）。 半值時間半值時間泄漏到泄漏到Q = Q0/2 時所用的時間。用于衡時所用的時間。用于衡量靜電泄漏的快慢，亦即衡量危險性的大小。量靜電泄漏的快慢，亦即衡量危險性的大小。 濕度對泄漏影響濕度對泄漏影響隨著濕度增加隨著濕度增加絕緣體表面電阻絕緣體表面電阻大為降低大為降低靜電泄漏靜電泄漏加速加速。五、靜電的影響因素五、靜電的影響因素1、 的高阻材料容易產(chǎn)生和積累靜電，影響材料電的高阻材料容易產(chǎn)生和積累靜電，影響材料電阻率的雜質(zhì)將影響其靜電特性。

32、阻率的雜質(zhì)將影響其靜電特性。 一般情況下，雜質(zhì)有增加靜電的趨勢；一般情況下，雜質(zhì)有增加靜電的趨勢；但但如雜質(zhì)能降低原有材料如雜質(zhì)能降低原有材料的電阻率，則加入雜質(zhì)有利于靜電的泄漏的電阻率，則加入雜質(zhì)有利于靜電的泄漏。2、接觸面積，接觸壓力越大，分離速度越高，靜電越強(qiáng)。、接觸面積，接觸壓力越大，分離速度越高，靜電越強(qiáng)。管道內(nèi)壁越粗糙，接觸面積越大，沖擊和分離的機(jī)會也越多，流管道內(nèi)壁越粗糙，接觸面積越大，沖擊和分離的機(jī)會也越多，流動電流就越大。動電流就越大。對于粉體，顆粒越小者，一定量粉體的表面積越大，產(chǎn)生靜電越對于粉體，顆粒越小者，一定量粉體的表面積越大，產(chǎn)生靜電越多。多。3、干燥環(huán)境容易產(chǎn)生靜

33、電（相對濕度低于、干燥環(huán)境容易產(chǎn)生靜電（相對濕度低于30%） m910六、靜電的危害1. 爆炸和火災(zāi)爆炸和火災(zāi)靜電能量雖然不大，但電壓高則易放電出現(xiàn)電火花，該火花在有靜電能量雖然不大，但電壓高則易放電出現(xiàn)電火花，該火花在有爆炸性氣體、爆炸性粉塵或可燃性物質(zhì)且濃度達(dá)到爆炸或燃燒極爆炸性氣體、爆炸性粉塵或可燃性物質(zhì)且濃度達(dá)到爆炸或燃燒極限時，可能發(fā)生爆炸和火災(zāi)。限時，可能發(fā)生爆炸和火災(zāi)。靜電在一定條件下引起爆炸和火災(zāi)，其充分和必要條件是：靜電在一定條件下引起爆炸和火災(zāi)，其充分和必要條件是： （1）周圍空間必須有可燃性物質(zhì)存在；）周圍空間必須有可燃性物質(zhì)存在； （2）具有產(chǎn)生和積累靜電的條件，包括物

34、體本身和周）具有產(chǎn)生和積累靜電的條件，包括物體本身和周 圍環(huán)境有產(chǎn)圍環(huán)境有產(chǎn)生和積累靜電的條件；生和積累靜電的條件；（3）靜電積累到足夠高的電壓后，發(fā)生局部放電，產(chǎn)生靜電火花；）靜電積累到足夠高的電壓后，發(fā)生局部放電，產(chǎn)生靜電火花；（4）靜電火花能量大于或等于可燃物的最小點火能量。）靜電火花能量大于或等于可燃物的最小點火能量。2. 靜電電擊靜電電擊 當(dāng)人體接近靜電體或帶靜電的人體接近接地體時，當(dāng)人體接近靜電體或帶靜電的人體接近接地體時，都可能遭到電擊，但由于靜電能量很小，電擊本身對都可能遭到電擊，但由于靜電能量很小，電擊本身對人體不致造成重大傷害，然而很容易造成墜落等二次人體不致造成重大傷害，

35、然而很容易造成墜落等二次傷害事故。傷害事故。3. 妨礙生產(chǎn)妨礙生產(chǎn) 有些生產(chǎn)工藝過程，靜電會妨礙生產(chǎn)或降低產(chǎn)品質(zhì)有些生產(chǎn)工藝過程，靜電會妨礙生產(chǎn)或降低產(chǎn)品質(zhì)量。如紡織、粉體加工、塑料、橡膠、印刷、膠片等量。如紡織、粉體加工、塑料、橡膠、印刷、膠片等行業(yè)，以及電子控制元件、自動化儀表由于靜電而誤行業(yè)，以及電子控制元件、自動化儀表由于靜電而誤動作，使其控制的生產(chǎn)線程序混亂，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。動作，使其控制的生產(chǎn)線程序混亂，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。 七、 防靜電的措施1 1環(huán)境危險程度的控制環(huán)境危險程度的控制 靜電引起爆炸和火災(zāi)的條件之一是有爆炸性混合物存在。為靜電引起爆炸和火災(zāi)的條件之一是有爆炸性混合物存在

36、。為了防止靜電的危害，可采取以下控制所在環(huán)境爆炸和火災(zāi)危險性了防止靜電的危害，可采取以下控制所在環(huán)境爆炸和火災(zāi)危險性的措施。的措施。 取代易燃介質(zhì)。取代易燃介質(zhì)。在不影響工藝過程、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)許可的情況下，盡量用不可在不影響工藝過程、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)許可的情況下，盡量用不可燃介質(zhì)代替易燃介質(zhì)。燃介質(zhì)代替易燃介質(zhì)。(2) (2) 降低爆炸性混合物的濃度。降低爆炸性混合物的濃度。在爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境，采用通風(fēng)裝置或抽氣裝置及時排出爆炸在爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境，采用通風(fēng)裝置或抽氣裝置及時排出爆炸性混合物。性混合物。(3) (3) 減少氧化劑含量。減少氧化劑含量。這種方法實質(zhì)上是充填氮、二氧化碳或其他不活潑的氣體，減少這種方法實質(zhì)上是充填氮、二氧化碳或其他不活潑的氣體，減少爆炸性混合物中氧的含量不超過爆炸性混合物中氧的含量不超過8 %8 %時即不會引起燃燒。時即不會引起燃燒。2工藝控制工藝控制材料的選用材料的選用限制摩擦速度或流速限制摩擦