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1、1 1 第六章第六章 电气安全与静电防护技术电气安全与静电防护技术 一、防雷技术一、防雷技术 二、防静电技术二、防静电技术 三、防爆防火技术三、防爆防火技术 四、电气安全措施四、电气安全措施 2 2 一、防雷一、防雷 雷电的产生与雷电的放电雷电的产生与雷电的放电 防雷措施防雷措施 适用规范适用规范 3 3 雷电的产生与雷电的放电 人们通常把发生闪电的云称为雷雨云人们通常把发生闪电的云称为雷雨云, , 一一 般讲的雷雨云就是指积雨云。般讲的雷雨云就是指积雨云。 云的形成过程是空气中的水汽经由各种云的形成过程是空气中的水汽经由各种 原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结原因达到饱和或过饱和状态而发生凝
2、结 的过程。的过程。 积雨云是一种在强烈垂直对流过程中形积雨云是一种在强烈垂直对流过程中形 成的云。成的云。 积雨云形成过程中，在大气电场以及温积雨云形成过程中，在大气电场以及温 差起电效应、破碎起电效应的同时作用差起电效应、破碎起电效应的同时作用 下，正负电荷分别在云的不同部位积聚下，正负电荷分别在云的不同部位积聚 。当电荷积聚到一定程度，就会在云与。当电荷积聚到一定程度，就会在云与 云之间或云与地之间发生放电，也就是云之间或云与地之间发生放电，也就是 人们平常所说的人们平常所说的 闪电闪电 。 4 4 闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状
3、、片状、带状 。闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。云间闪。闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。云间闪 电时云间的摩擦就形成了雷声。电时云间的摩擦就形成了雷声。 在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地 面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度 。 我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（ 90天）。天）。 我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤
4、道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。 5 5 雷电危害雷电危害按雷电形式按雷电形式可分成直击雷、感应雷可分成直击雷、感应雷 和雷电波侵入三种。和雷电波侵入三种。 1 1、直击雷破坏、直击雷破坏 2 2、感应雷破坏、感应雷破坏 A A、静电感应雷：、静电感应雷： B B、电磁感应雷、电磁感应雷 3 3、雷电波引入的破坏：、雷电波引入的破坏： 6 6 雷电危害雷电危害按雷电出现的物理效应按雷电出现的物理效应可分成电性可分成电性 质破坏、热性质破坏和机械性质破坏质破坏、热性质破坏和机械性质破坏 1 1、电性质破坏：、电性质破坏： 2 2、热性质破坏：、
5、热性质破坏： 3 3、机械性质破坏：、机械性质破坏： 7 7 当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特 点与以往有极大的不同，可以概括为：点与以往有极大的不同，可以概括为： （1 1）受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统）受灾面大大扩大，从电力、建筑这两个传统 领域扩展到几乎所有行业，特点是与高新技术关领域扩展到几乎所有行业，特点是与高新技术关 系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信 、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等；、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等； （2 2）从二维空间入侵变为三维空
6、间入侵。）从二维空间入侵变为三维空间入侵。 （3 3）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它 袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大， 而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。 （4 4）产生上述特点的根本原因，也就是关键性的）产生上述特点的根本原因，也就是关键性的 特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备 上。上。 8 8 防雷措施防雷措施 防雷装置：防雷装置： 避雷针、避雷网、避雷带、避雷针、避雷网、避雷带、 避雷线、避
7、雷线、 避雷器等。避雷器等。 包括：接闪器、引下线、接地装置三部分。（反击）包括：接闪器、引下线、接地装置三部分。（反击） 避雷针：保护范围确定避雷针：保护范围确定 h/2 h ha hx r=1.5hP r地面保护半径m h避雷针高度m P高度影响系数；h30m取1，30 120m取5.5/h，120取h120m rx避雷针在hx水平面上的保护半径 hx被保护物高度m ha避雷针的有效高度m rx 9 9 避雷器避雷器 分为阀型、管型和氧化锌避雷器分为阀型、管型和氧化锌避雷器 接在被保护设备引入端，上端接带电部分、下端接地。接在被保护设备引入端，上端接带电部分、下端接地。 正常时，避雷器内部
8、间隙保持绝缘，过电压时间隙放电接地，截断正常时，避雷器内部间隙保持绝缘，过电压时间隙放电接地，截断 冲击波，使引入被保护设备的电压为避雷器冲击波，使引入被保护设备的电压为避雷器“ “残压残压” ”，雷电过后，避雷，雷电过后，避雷 器恢复绝缘状态。器恢复绝缘状态。 被保护 设备 过电压 避雷器 接地 线路 1010 适用规范适用规范 石油与石油设施雷电安全规范石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-95 GB 15599-95 建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范 GB50057-94GB50057-94 石油库设计规范石油库设计规范 GB50074-2002GB50074-2002 石油
9、化工企业设计防火规范石油化工企业设计防火规范 GB50160-92GB50160-92 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 620-1997DL/T 620-1997 1111 石油与石油设施雷电安全规范石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-95GB 15599-95 1 1 主题内容与适用范围 主题内容与适用范围 本规范规定了石油和石油产品在生产、运输、本规范规定了石油和石油产品在生产、运输、 贮存、销售、使用过程中避免或减少石油设备雷电贮存、销售、使用过程中避免或减少石油设备雷电 危害的基本原则和措施。危害的基本原则和措施。 本规范适用于
10、石油设备的雷电安全保护。本规范适用于石油设备的雷电安全保护。 2 2 引用标准（略） 引用标准（略） 3 3 预防雷电危害的基本原则（略） 预防雷电危害的基本原则（略） 4 4 预防雷电危害的技术措施 预防雷电危害的技术措施（略）（略） 5 5 预防雷电危害的管理措施（略） 预防雷电危害的管理措施（略） 1212 二、防静电二、防静电 静电的产生静电的产生 石油静电的产生石油静电的产生 静电的安全防护静电的安全防护 适用规范适用规范 1313 静电的产生静电的产生 静电现象静电现象 静电的产生静电的产生 物质夺取自由电子，需要能量。物质夺取自由电子，需要能量。 如果物质间进行摩擦，产生电子转移
11、。但两个物质表如果物质间进行摩擦，产生电子转移。但两个物质表 面接触后，只要把他们迅速拉开，也足以产生静电。面接触后，只要把他们迅速拉开，也足以产生静电。 静电产生的基本、重要的因素应当认为是，物质相互静电产生的基本、重要的因素应当认为是，物质相互 密切接触和迅速剥离。密切接触和迅速剥离。 1414 产生静电的内因产生静电的内因 物质逸出功（电子脱离物质表面所需要作的功）不同物质逸出功（电子脱离物质表面所需要作的功）不同。 物质电阻率不同。物质电阻率不同。 产生静电的外因产生静电的外因 紧密接触（紧密接触（25102510 8 8 cm) cm)与迅速分离。与迅速分离。 附着带电。附着带电。
12、感应起电。感应起电。 极化起电。极化起电。 流动带电。流动带电。 喷出带电。喷出带电。 飞沫带电。飞沫带电。 静电的积累静电的积累 1515 电阻率与泄漏半衰期的关系电阻率与泄漏半衰期的关系 电阻率电阻率cmcm半衰期半衰期s s 101017 17 1200012000 101016 16 12001200 101015 15 120120 101014 14 1212 101013 13 1.21.2 101012 12 0.120.12 101011 11 0.0120.012 101010 10 0.00120.0012 1010 9 9 0.000120.00012 1616 石油静
13、电的产生石油静电的产生 输油管线中静电的产生输油管线中静电的产生 流动带电。流动带电。 管线材质管线材质影响。如高分子塑料管与钢管比较，前者带静电高影响。如高分子塑料管与钢管比较，前者带静电高8 8倍。倍。 管线内表面光洁度和使用时间等条件也对带静电倾向影响很大。管线内表面光洁度和使用时间等条件也对带静电倾向影响很大。 管线长度管线长度与带电量成正比，如管线设有过滤分离器、过滤网等，带电与带电量成正比，如管线设有过滤分离器、过滤网等，带电 量有时会增加量有时会增加1010200200倍。因此泵或过滤器等出口侧的管线采取加大倍。因此泵或过滤器等出口侧的管线采取加大 管径和增设缓冲罐等措施，都是必要的。管径和增设缓冲罐等措施，都是必要的。 泵转速的影响。泵转速的影响。 油温的影响。油温的影响。石油的导电率随油温的升高而增大；石油的导电率随油温的升高而增大；但也有相反的理论但也有相反的理论 。 流速，流速，mm 3 3 /min/min泵内静电，泵内静电，A A 管线内静电，管线内静电，A A 100100 200200 300300 400400 0.0230.023 0.0300.030 0.0850.085 0.0
