化工安全單元六電氣安全與靜電防護技術一、雷電的形成、分類及危害項目三防雷技術1、雷電的形成地面蒸發(fā)的水蒸氣在上升過程中遇到上部冷空氣凝成小水滴而形成積云，此外，水平移動的冷氣團或熱氣團在其前鋒交界面上也會形成積云。云中水滴受強氣流吹襲時，通常會分成較小和較大的部分，在此過程中發(fā)生了電荷的轉移，形成帶相反電荷的雷云。隨著電荷的增加，雷云的電位逐漸升高。當帶有不同電荷的雷云或雷云與大地凸出物相互接近到一定程度時，將會發(fā)生激烈的放電，同時出現(xiàn)強烈閃光。由于放電時瞬間產(chǎn)生高溫，使空氣受熱急劇膨脹，隨之發(fā)生爆炸的轟鳴聲，這就是電閃與雷鳴。一、雷電的形成、分類及危害項目三防雷技術2、雷電的分類如前所述，雷電實質上就是大氣中的放電現(xiàn)象，最常見的是線形雷，有時也能見到片形雷，個別情況下還會出現(xiàn)球形雷。雷電通常可分為直擊雷和感應雷兩種。（1）直擊雷大氣中帶有電荷的雷云對地電壓可高達幾十萬千伏。當雷云同地面凸出物之間的電場強度達到該空間的擊穿強度時所產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，就是通常所說的雷擊。這種對地面凸出物直接的雷擊稱為直擊雷。一、雷電的形成、分類及危害項目三防雷技術（2）感應雷也稱雷電感應，分為靜電感應和電磁感應兩種。靜電感應是在雷云接近地面，在架空線路或其他凸出物頂部感應出大量電荷引起的。在雷云與其他部位放電后，架空線路或凸出物頂部的電荷失去束縛，以雷電波的形式，沿線路或凸出物極快地傳播。電磁感應是由雷擊后伴隨的巨大雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強磁場引起的。這種磁場能使附近金屬導體或金屬結構感應出很高的電壓。一、雷電的形成、分類及危害項目三防雷技術3、雷電的危害雷擊時，雷電流很大，其值可達數(shù)十至數(shù)百千安培，由于放電時間極短，故放電陡度甚高，每秒達50kA；同時雷電壓也極高。因此雷電有很大的破壞力，它會造成設備或設施的損壞，造成大面積停電及生命財產(chǎn)損失。其危害主要有以下幾個方面。（1）電性質破壞；（2）熱性質破壞；（3）機械性質破壞；（4）電磁感應；（5）雷電波入侵；（6）防雷裝置上的高電壓對建筑物的反擊作用；（7）雷電對人的危害二、常用防雷裝置的種類與作用項目三防雷技術常用防雷裝置主要包括避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、保護間隙及避雷器。完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。而上述避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶及避雷器實際上都只是接閃器。除避雷器外，它們都是利用其高出被保護物的突出地位，把雷電引向自身，然后通過引下線和接地裝置把雷電流泄入大地，使被保護物免受雷擊。二、常用防雷裝置的種類與作用項目三防雷技術（1）避雷針主要用來保護露天變配電設備及比較高大的建（構）筑物。它是利用尖端放電原理，避免設置處所遭受直接雷擊。（2）避雷線主要用來保護輸電線路，線路上的避雷線也稱為架空地線。避雷線可以限制沿線路侵入變電所的雷電沖擊波幅值及陡度。各種防雷裝置的具體作用如下：二、常用防雷裝置的種類與作用項目三防雷技術（3）避雷網(wǎng)主要用來保護建（構）筑物。分為明裝避雷網(wǎng)和籠式避雷網(wǎng)兩大類。沿建筑物上部明裝金屬網(wǎng)格作為接閃器，沿外墻裝引下線接到接地裝置上，稱為明裝避雷網(wǎng)，一般建筑物中常采用這種方法。而把整個建筑物中的鋼筋結構連成一體，構成一個大型金屬網(wǎng)籠，稱為籠式避雷網(wǎng)?；\式避雷網(wǎng)又分為全部明裝避雷網(wǎng)、全部暗裝避雷網(wǎng)和部分明裝部分暗裝避雷網(wǎng)等幾種。二、常用防雷裝置的種類與作用項目三防雷技術（4）避雷帶主要用來保護建（構）筑物。該裝置包括沿建筑物屋頂四周易受雷擊部位明設的金屬帶、沿外墻安裝的引下線及接地裝置構成。多用在民用建筑，特別是山區(qū)的建筑。一般而言，使用避雷帶或避雷網(wǎng)的保護性能比避雷針的要好。二、常用防雷裝置的種類與作用項目三防雷技術（5）保護間隙是一種最簡單的避雷器。將它與被保護的設備并聯(lián)，當雷電波襲來時，間隙先行被擊穿，把雷電流引入大地，從而避免被保護設備因高幅值的過電壓而被擊穿。保護間隙的原理結構如右圖所示。保護間隙主要由直徑6～9mm的鍍鋅圓鋼制成的主間隙和輔助間隙組成。保護間隙的滅弧能力有限，主要用于缺乏其他避雷器的場合。二、常用防雷裝置的種類與作用項目三防雷技術（6）避雷器主要用來保護電力設備，是一種專用的防雷設備。分為管型和閥型兩類。它可進一步防止沿線路侵入變電所或變壓器的雷電沖擊波對電氣設備的破壞。防雷電波的接地電阻一般不得大于5～30Ω，其中閥型避雷器的接地電阻不得大于5～10Ω。三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術建（構）筑物的防雷保護按各類建（構）筑物對防雷的不同要求，可將它們分為三類。（1）第一類建筑物及其防雷保護凡在建筑物中存放爆炸物品或正常情況下能形成爆炸性混合物，因電火花而會發(fā)生爆炸，致使房屋毀壞和造成人身傷亡者。這類建筑物應裝設獨立避雷針防止直擊雷；對非金屬屋面應敷設避雷網(wǎng)，室內(nèi)一切金屬設備和管道，均應良好接地并不得有開口環(huán)路，以防止感應過電壓；采用低壓避雷器和電纜進線，以防雷擊時高電壓沿低壓架空線侵入建筑物內(nèi)。1、建（構）筑物的防雷三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術（2）第二類建筑物及其防雷保護劃分條件同第一類，但在因電火花而發(fā)生爆炸時，不致引起巨大破壞或人身事故，或政治、經(jīng)濟及文化藝術上具有重大意義的建筑物。這類建筑物可在建筑物上裝避雷針或采用避雷針和避雷帶混合保護，以防直擊雷。室內(nèi)一切金屬設備和管道，均應良好接地并不得有開口環(huán)路，以防感應雷；采用低壓避雷器和架空進線，以防高電位沿低壓架空線侵入建筑物內(nèi)。三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術（3）第三類建筑物及其防雷保護凡不屬第一、二類建筑物但需實施防雷保護者。這類建筑物防止直擊雷可在建筑物最易遭受雷擊的部位（如屋脊、屋角、山墻等）裝設避雷帶或避雷針，進行重點保護。若為鋼筋混凝土屋面，則可利用其鋼筋作為防雷裝置；為防止高電位侵入，可在進戶線上安裝放電間隙或將其絕緣子鐵腳接地。三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術①當罐頂鋼板厚度大于4mm，且裝有呼吸閥時，可不裝設防雷裝置。但油罐體應作良好的接地，接地點不少于兩處，間距不大于30m，其接地裝置的沖擊接地電阻不大于30Ω。②當罐頂鋼板厚度小于4mm時，雖裝有呼吸閥，也應在罐頂裝設避雷針，且避雷針與呼吸閥的水平距離不應小于3m，保護范圍高出呼吸閥不應小于2m。2、化工設備的防雷三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術③浮頂油罐（包括內(nèi)浮頂油罐）可不設防雷裝置，但浮頂與罐體應有可靠的電氣連接。④非金屬易燃液體的貯罐應采用獨立的避雷針，以防止直接雷擊。同時還應有防止感應雷措施。避雷針沖擊接地電阻不大于30Ω。⑤覆土厚度大于0.5m的地下油罐，可不考慮防雷措施，但呼吸閥、量油孔、采氣孔應做良好接地。接地點不少于兩處，沖擊接地電阻不大于10Ω。⑥易燃液體的敞開貯罐應設獨立避雷針，其沖擊接地電阻不大于5Ω。三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術⑦戶外架空管道的防雷a.戶外輸送可燃氣體、易燃或可燃體的管道，可在管道的始端、終端、分支處、轉角處以及直線部分每隔100m處接地，每處接地電阻不大于30Ω。b.當上述管道與爆炸危險廠房平行敷設而間距小于10m時，在接近廠房的一段，其兩端及每隔30～40m應接地，接地電阻不大于20Ω。c.當上述管道連接點（彎頭、閥門、法蘭盤等）不能保持良好的電氣接觸時，應用金屬線跨接。d.接地引下線可利用金屬支架，若是活動金屬支架，在管道與支持物之間必須增設跨接線；若是非金屬支架，必須另作引下線。e.接地裝置可利用電氣設備保護接地的裝置。三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術雷電活動時，由于雷云直接對人體放電，產(chǎn)生對地電壓或二次反擊放電，都可能對人造成電擊。因此，應注意必要的安全要求。3、人體的防雷①雷電活動時，非工作需要，應盡量少在戶外或曠野逗留；在戶外或野外處最好穿塑料等不浸水的雨衣；如有條件，可進入有寬大金屬構架或有防雷設施的建筑物、汽車或船只內(nèi)；如依靠建筑物屏蔽的街道或高大樹木屏蔽的街道躲避時，要注意離開墻壁和樹干距離8m以上。三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術②雷電活動時，應盡量離開小山、小丘或隆起的小道，應盡量離開海濱、湖濱、河邊、池旁，應盡量離開鐵絲網(wǎng)、金屬晾衣繩以及旗桿、煙囪、高塔、孤獨的樹木附近，還應盡量離開沒有防雷保護的小建筑物或其他設施。③雷電活動時，在戶內(nèi)應注意雷電侵入波的危險，應離開照明線、動力線、電話線、廣播線、收音機電源線、收音機和電視機天線以及與其相連的各種設備，以防止這些線路或設備對人體的二次放電。應當注意，僅僅拉開開關防止雷擊是不起作用的。雷電活動時，還應注意關閉門窗，防止球形雷進入室內(nèi)造成危害。④當雷電流經(jīng)地面雷擊點的接地體流入周圍土壤時，會在它周圍形成很高的電位，如有人站在接地體附近，就會受到雷電流所造成的跨步電壓的危害。三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術⑤防雷裝置在接受雷擊時，雷電流通過會產(chǎn)生很高電位，可引起人身傷亡事故。為防止反擊發(fā)生，應使防雷裝置與建筑物金屬導體間的絕緣介質網(wǎng)絡電壓大于反擊電壓，并劃出一定的危險區(qū)，人員不得接近。⑥當雷電流經(jīng)引下線接地裝置時，由于引下線本身和接地裝置都有阻抗，因而會產(chǎn)生較高的電壓降，這時人若接觸，就會受接觸電壓危害，均應引起人們注意。⑦為了防止跨步電壓傷人，防直擊雷接地裝置距建筑物、構筑物出入口和人行道的距離不應小于3m。當小于3m時，應采取接地體局部深埋、隔以瀝青絕緣層、敷設地下均壓條等安全措施。三、建（構）筑物、化工設備及人體的防雷項目三防雷技術為了使防雷裝置具有可靠的保護效果，不僅要有合理的設計和正確的施工，還要建立必要的維護保養(yǎng)制度，進行定期和特殊情況下的檢查。①對于重要設施，應在每年雷雨季節(jié)以前做定期檢查。對于一般性設施，應每2～3年在雷雨季節(jié)前做定期檢查。如有特殊情況，還要做臨時性的檢查。②檢查是否由于維修建筑物或建筑物本身變形，使防雷裝置的保護情況發(fā)生變化。③檢查各處明裝導體有無因銹蝕或機械損傷而折斷的情況，如發(fā)現(xiàn)銹蝕在30%以上，則必須及時更換。4