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1、第九章 防雷和防静电第一节第一节 雷电的危害及防雷保护雷电的危害及防雷保护雷电的种类雷电的种类雷电的种类雷电的种类按传播方式分为直按传播方式分为直击雷、感应雷击雷、感应雷、球形雷、球形雷雷电的危害雷电的危害雷电的危害雷电的危害v火灾和爆炸火灾和爆炸v触电触电v设备和设施毁坏设备和设施毁坏电电流流大大、电电压压高高、温温度度高高达达两两万万多多度度直击雷：直接对建筑物或其他物体放电产生直击雷：直接对建筑物或其他物体放电产生的电效应、热效应和机械效应的雷电叫做的电效应、热效应和机械效应的雷电叫做直击雷；（线状雷中居多）直击雷；（线状雷中居多）感应雷：若是落雷处邻近物体因受静电感应感应雷：若是落雷处
2、邻近物体因受静电感应或电磁感应产生高电位引起放电，叫做感或电磁感应产生高电位引起放电，叫做感应雷；应雷；球形雷：球形雷：“球雷球雷”是一种紫色或红色的发光是一种紫色或红色的发光球体，直径从几毫米到几十米，存在的时球体，直径从几毫米到几十米，存在的时间一般为间一般为35 s。球雷通常是沿着地面滚。球雷通常是沿着地面滚动或在空气中飘行，还会通过缝隙进入室动或在空气中飘行，还会通过缝隙进入室内。内。“球雷球雷”碰到建筑物便可发生爆炸，碰到建筑物便可发生爆炸，并往往引起燃烧并往往引起燃烧 防雷技术防雷技术1雷电的分类（雷电的分类（扩展扩展）根据雷电的不同形状，雷电大致可分根据雷电的不同形状，雷电大致可
3、分为片状、线状和球状三种形式。片状雷电为片状、线状和球状三种形式。片状雷电是在云间发生，对人们影响不大；线状雷是在云间发生，对人们影响不大；线状雷电就是比较常见的闪电落雷现象；球状雷电就是比较常见的闪电落雷现象；球状雷则是一种特殊雷电现象，简称则是一种特殊雷电现象，简称“球雷球雷”。“球雷球雷”是一种紫色或红色的发光球体，是一种紫色或红色的发光球体，直径从几毫米到几十米，存在的时间一般直径从几毫米到几十米，存在的时间一般为为35 s。球雷通常是沿着地面滚动或在。球雷通常是沿着地面滚动或在空气中飘行，还会通过缝隙进入室内。空气中飘行，还会通过缝隙进入室内。“球雷球雷”碰到建筑物便可发生爆炸，并往
4、往碰到建筑物便可发生爆炸，并往往引起燃烧引起燃烧 防雷技术防雷技术1片状雷电片状雷电防雷技术防雷技术1线状雷电线状雷电防雷技术防雷技术1球状雷电球状雷电防雷技术防雷技术1球形雷雷电的危害雷电的危害(扩展扩展)（1 1）电效应）电效应 雷电放电时，能产生高达数万伏甚至数雷电放电时，能产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，足以烧毁电力系统的发十万伏的冲击电压，足以烧毁电力系统的发电机、变压器等电气设备和线路，引起绝电机、变压器等电气设备和线路，引起绝 缘击穿而发生短路，导致可燃、易燃、易爆缘击穿而发生短路，导致可燃、易燃、易爆物品着火和爆炸。物品着火和爆炸。防雷技术防雷技术1（2 2）热效应）热效
5、应 当几十至上千安的强大雷电流通过导体当几十至上千安的强大雷电流通过导体时，在极短的时间内将转换成大量的热能。时，在极短的时间内将转换成大量的热能。雷击点的发热能量可熔化雷击点的发热能量可熔化5050200 mm3200 mm3的钢，的钢，故在雷电通道中产生的高温，往往会酿成火故在雷电通道中产生的高温，往往会酿成火灾。灾。例如，某炼油厂一个容积为例如，某炼油厂一个容积为1500 m1500 m2 2的钢的钢筋混凝土地下式原油储罐，遭雷击后爆炸起筋混凝土地下式原油储罐，遭雷击后爆炸起火，罐顶全部爆毁（直径火，罐顶全部爆毁（直径48m48m），内支撑大部），内支撑大部分倒塌，经济损失分倒塌，经济损
6、失2626万元。万元。防雷技术防雷技术1雷击电流热效应使设备烧损的事例雷击电流热效应使设备烧损的事例防雷技术防雷技术1（3 3）机械效应）机械效应 由于雷电的热效应，还将使雷电通道中由于雷电的热效应，还将使雷电通道中木材纤维缝隙和其他结构中间缝隙里的空气木材纤维缝隙和其他结构中间缝隙里的空气剧烈膨胀，同时使水分及其他物质分解为气剧烈膨胀，同时使水分及其他物质分解为气体，因而，在被雷击物体内部出现强大的机体，因而，在被雷击物体内部出现强大的机械压力，致使被击物体遭受严重破坏或造成械压力，致使被击物体遭受严重破坏或造成爆炸。爆炸。以上三种效应是直接雷击所造成的，这种以上三种效应是直接雷击所造成的，
7、这种直接雷击所产生的电、热、机械的破坏作直接雷击所产生的电、热、机械的破坏作用都很大。用都很大。防雷技术防雷技术1遭到雷电袭击的树木、房屋遭到雷电袭击的树木、房屋防雷技术防雷技术1雷电的危害雷电的危害 雷电可烧毁和损坏各种电气设备雷电可烧毁和损坏各种电气设备和设施，造成大规模停电；可击毁建和设施，造成大规模停电；可击毁建具有很大的破坏力，其破坏作用是多具有很大的破坏力，其破坏作用是多方面的。比如构筑物；可引起易燃、方面的。比如构筑物；可引起易燃、易爆物发生火灾和爆炸事故等。其危易爆物发生火灾和爆炸事故等。其危害表现在雷电放电时所存在的各种物害表现在雷电放电时所存在的各种物理效应和作用。理效应和
8、作用。防雷技术防雷技术1 国外情况据美国国家雷电安全国外情况据美国国家雷电安全研究所关于雷电所造成的经研究所关于雷电所造成的经济影响的一份调查报告表明，济影响的一份调查报告表明，美国每年因雷击造成的损失美国每年因雷击造成的损失约约50506060亿美元。每年因雷亿美元。每年因雷击造成的火灾击造成的火灾3 3万多起，万多起，50%50%野外火灾与雷电有关；野外火灾与雷电有关；30%30%的电力事故与雷电有关；有的电力事故与雷电有关；有4 45 5石油产品储存和储藏罐事石油产品储存和储藏罐事故是由雷击引起的故是由雷击引起的防雷技术防雷技术1德国电子保险公司对德国电子保险公司对8722件案例损坏原因
9、的分析图件案例损坏原因的分析图过过电电压压 31,68%(雷击及操作过电压雷击及操作过电压)盗窃 7,01%火灾 4,88%水灾 6,22%不小心/误操作22,67%其它 26,76%风暴 0,78%防雷技术防雷技术1 我国也是雷暴活动十分频繁的国家。全国有我国也是雷暴活动十分频繁的国家。全国有2020几几个省会城市雷暴日都在个省会城市雷暴日都在5050天以上，最多可达天以上，最多可达134134天。天。据不完全统计，每年因雷击造成人员伤亡达据不完全统计，每年因雷击造成人员伤亡达3000300040004000人，财产损失人，财产损失5050100100亿元人民币。亿元人民币。近年来，电子信息
10、系统遭受雷电损失急剧增加，因近年来，电子信息系统遭受雷电损失急剧增加，因为电子技术正向高频率、高速度、微型化、网络化和为电子技术正向高频率、高速度、微型化、网络化和智能化方向发展。电磁干扰，特别是雷电电磁脉冲干智能化方向发展。电磁干扰，特别是雷电电磁脉冲干扰对设备和系统的影响越来越突出。扰对设备和系统的影响越来越突出。另外，随着城市建筑物的增高，收受雷电的几率也增另外，随着城市建筑物的增高，收受雷电的几率也增大。电子信息系统受损后，除直接损失外，间接损失大。电子信息系统受损后，除直接损失外，间接损失往往很难估量。因此，信息时代的到来，已使雷电电往往很难估量。因此，信息时代的到来，已使雷电电磁脉
11、冲的防护成为当务之急。磁脉冲的防护成为当务之急。防雷技术防雷技术1 数据线缆数据线缆TV电话电话230/400 VMCR110 kVABC Company移动基站移动基站2 2 kmkm一个雷电的电磁脉冲可影响几公里范围的电子一个雷电的电磁脉冲可影响几公里范围的电子设备，这也使电子设备受损的几率增大设备，这也使电子设备受损的几率增大.防雷技术防雷技术1 在雷雨季节，雷击的危险性加大，这就需我们生产在雷雨季节，雷击的危险性加大，这就需我们生产经营企业要加强现场设备的防雷电管理，不断完善设备经营企业要加强现场设备的防雷电管理，不断完善设备防雷系统，由于有些设备已经使用多年，防雷设施腐蚀防雷系统，由
12、于有些设备已经使用多年，防雷设施腐蚀情况较为严重，有的接地线腐蚀锈断，还有设备的改造、情况较为严重，有的接地线腐蚀锈断，还有设备的改造、建构筑物的变动等改变了厂区的雷电保护环境造成了安建构筑物的变动等改变了厂区的雷电保护环境造成了安全生产的隐患。全生产的隐患。电气仪表是弱电系统极易造成雷电的破坏，要定期电气仪表是弱电系统极易造成雷电的破坏，要定期请专业防雷检测队伍开展防雷防静电设备安全检查，特请专业防雷检测队伍开展防雷防静电设备安全检查，特别要重点加大对电气仪表防雷隐患的排查，及时进行整别要重点加大对电气仪表防雷隐患的排查，及时进行整改，才能真正确保各个生产过程中的装置电气、仪表等改，才能真正
13、确保各个生产过程中的装置电气、仪表等系统正常运行。系统正常运行。防雷技术防雷技术1（1 1）一套完整的防雷装置包括：接闪器或避雷器、引下）一套完整的防雷装置包括：接闪器或避雷器、引下线和接地装置。线和接地装置。接闪器接闪器：是指避雷针（接闪杆）、避雷线（接闪线）是指避雷针（接闪杆）、避雷线（接闪线）、避雷带（接闪带）、避雷网（接闪网）的直接接、避雷带（接闪带）、避雷网（接闪网）的直接接受雷电的部分，以及用作接闪的金属屋顶、金属构受雷电的部分，以及用作接闪的金属屋顶、金属构件等。件等。接闪器是利用其高出被保护物的突出地位把雷电流引向接闪器是利用其高出被保护物的突出地位把雷电流引向自身，然后通过引
14、下线和接地装置把雷电流泄入大自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地，以此保护被保护物免遭雷击。地，以此保护被保护物免遭雷击。接闪杆：一般用镀锌圆钢或镀锌钢管焊接制成，其长度接闪杆：一般用镀锌圆钢或镀锌钢管焊接制成，其长度在在1.5m1.5m以上时，圆钢直径不得小于以上时，圆钢直径不得小于16mm16mm，钢管直径，钢管直径不得小于不得小于25mm25mm，管壁厚度不得小于，管壁厚度不得小于2.75mm2.75mm。接闪线：也叫架空地线，它是悬挂在高空的接地导线，接闪线：也叫架空地线，它是悬挂在高空的接地导线，一般为一般为35-70mm35-70mm2 2镀锌钢绞线。镀锌钢绞线。防雷技术
15、防雷技术1第二节第二节 防雷装置及措施防雷装置及措施防雷技术防雷技术1接闪网和接闪带都可采用镀锌圆钢或扁钢。接闪网和接闪带都可采用镀锌圆钢或扁钢。避雷器：间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷器、氧化避雷器：间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器。锌避雷器。间隙避雷器其灭弧能力有限。间隙避雷器其灭弧能力有限。管型避雷器实际上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙。管型避雷器实际上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙。一般不能用来保护高压电气设备的绝缘。一般不能用来保护高压电气设备的绝缘。新型管型避雷器适用于雷电活动频繁的地区新型管型避雷器适用于雷电活动频繁的地区阀型避雷器主要部件是间隙和阀片（非线性
16、电阻片）阀型避雷器主要部件是间隙和阀片（非线性电阻片）普通阀型避雷器（普通阀型避雷器（FSFS、FZFZ型）的通流能力不大，不宜像型）的通流能力不大，不宜像管型避雷器那样装在雷电活动频繁的地方，只宜装管型避雷器那样装在雷电活动频繁的地方，只宜装在变电站内。在变电站内。氧化锌避雷器具有较好的非线性氧化锌避雷器具有较好的非线性“伏安伏安”特性的氧化锌特性的氧化锌电阻片组装而成。与普通避雷器相比具有动作迅速、电阻片组装而成。与普通避雷器相比具有动作迅速、通流容量大，结构简单，可靠性高，寿命长，维护通流容量大，结构简单，可靠性高，寿命长，维护简便等优点。简便等优点。防雷技术防雷技术1 引下线：应满足机
17、械强度、耐腐蚀和热稳定的要求，一引下线：应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求，一般采用圆钢或扁钢，如用钢绞线，其截面不应小于般采用圆钢或扁钢，如用钢绞线，其截面不应小于2525mmmm2.2.防雷技术防雷技术11.1.避雷针：避雷针：防主要用于露天变配电设备、建筑物的保护。2.2.避雷线：避雷线：主要用于输电线路的保护。3 3 避雷网和避雷带避雷网和避雷带 主要用于保护建筑物。防雷装置的用途：防雷装置的用途：4.避雷器：主要用于保护电力设备v建筑物的防建筑物的防雷措施：避雷针雷措施：避雷针、避雷带、避雷网、避雷带、避雷网v架空线路防雷措施架空线路防雷措施：装设：装设避雷线；提高线路自身的绝缘避
18、雷线；提高线路自身的绝缘水平；用三角形顶线做保护水平；用三角形顶线做保护线；线；相关防雷措施相关防雷措施v变配电站的防雷措施：设避雷针；高压侧装设阀型避雷器或变配电站的防雷措施：设避雷针；高压侧装设阀型避雷器或保护间隙；当低压侧中性点不接地时，也应装设阀型避雷保护间隙；当低压侧中性点不接地时，也应装设阀型避雷器或保护间隙器或保护间隙接地装置为了防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物出入口和人行道的距离不应小于3m，距电气设备接地装置要求在5m以上，其工频接地电阻一般不大于10欧姆，如果防雷接地和保护接地合用接地装置时，接地电阻不应大于1欧姆。第三节第三节 静电的危害及防护静电的危害及防护静
19、电的危害静电的危害静电的危害静电的危害v爆炸和火灾爆炸和火灾在易燃易爆场所，产在易燃易爆场所，产生静电火花生静电火花v电击电击带静电的人体电压可达上带静电的人体电压可达上万伏，但静电能量不万伏，但静电能量不大，发生电击时，触电电流往往瞬间即逝，由此引起的电大，发生电击时，触电电流往往瞬间即逝，由此引起的电击不至于直接使人致命。但人体可能因电击使人从高空坠击不至于直接使人致命。但人体可能因电击使人从高空坠落而造成二次伤害。落而造成二次伤害。v妨碍生产，影响产品质量妨碍生产，影响产品质量（纺织业、印刷业（纺织业、印刷业防静电的措施防静电的措施防静电的措施防静电的措施接地、泄漏法、静电中和、接地、泄
20、漏法、静电中和、接地、泄漏法、静电中和、接地、泄漏法、静电中和、工艺控制工艺控制工艺控制工艺控制（P155P155对各类措施进行详述）对各类措施进行详述）对各类措施进行详述）对各类措施进行详述）后面讲述各类方法后面讲述各类方法后面讲述各类方法后面讲述各类方法 生产过程中易产生的静电生产过程中易产生的静电 纸张印刷时或纸张与辊轴的摩擦、橡胶或塑料的碾纸张印刷时或纸张与辊轴的摩擦、橡胶或塑料的碾磨、传动皮带与皮带轮或辊轴的摩擦；磨、传动皮带与皮带轮或辊轴的摩擦；塑料的压制、上光、挤压；塑料的压制、上光、挤压；高电阻率液体在管道中流动，或液体高速喷出管口、高电阻率液体在管道中流动，或液体高速喷出管口
21、、液体注入容器发生的撞击、冲刷或飞等；液体注入容器发生的撞击、冲刷或飞等；液化气体或压缩气体，在管道中流动或由管口喷出，液化气体或压缩气体，在管道中流动或由管口喷出，气瓶放出压缩气体或用喷油枪喷漆；气瓶放出压缩气体或用喷油枪喷漆；固体物质的粉碎、研磨，悬浮粉尘的高速运动；固体物质的粉碎、研磨，悬浮粉尘的高速运动；混和器中搅拌高阻物质、纺织品的涂胶过程等。混和器中搅拌高阻物质、纺织品的涂胶过程等。防静电技术防静电技术2静电的特点静电的特点静电的电量小，静电电压高。如橡胶行业的静电电压高达几静电的电量小，静电电压高。如橡胶行业的静电电压高达几万伏，甚至十几万伏。万伏，甚至十几万伏。静电的能量不大或
22、者说放电后的电流不大。一般不大于毫焦静电的能量不大或者说放电后的电流不大。一般不大于毫焦级。级。绝缘体上的静电消失或泄漏的很慢，因此，必须设置消除静绝缘体上的静电消失或泄漏的很慢，因此，必须设置消除静电的装置。电的装置。静电会放电。人体或金属体尖端放电都有极大的危险性，特静电会放电。人体或金属体尖端放电都有极大的危险性，特别是在爆炸和火灾危险场所。静电会产生静电感应。在工艺别是在爆炸和火灾危险场所。静电会产生静电感应。在工艺现场易发生的地方，由于静电感应，可能会在导体或人体上现场易发生的地方，由于静电感应，可能会在导体或人体上产生电荷而且电压很高，而导致危险的火花放电。产生电荷而且电压很高，而
23、导致危险的火花放电。防静电技术防静电技术2器件人体静电电压几百到几千伏几千到几万伏器件人体静电电压几百到几千伏几千到几万伏防静电技术防静电技术2 工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产。其灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产。其中，爆炸或火灾是最大的危害和危险。中，爆炸或火灾是最大的危害和危险。静电的危害静电的危害防静电技术防静电技术2爆炸和火灾爆炸和火灾静电能量虽然不大，但电压高则易放电出现电火花，静电能量虽然不大，但电压高则易放电出现电火花，该火花在有爆炸性气体、爆炸性粉尘或可燃性物质该火花在有爆炸性气体、爆炸性粉尘或可
24、燃性物质且浓度达到爆炸或燃烧极限时，可能发生爆炸和火且浓度达到爆炸或燃烧极限时，可能发生爆炸和火灾。灾。静电在一定条件下引起爆炸和火灾，其充分和必要静电在一定条件下引起爆炸和火灾，其充分和必要条件是：条件是：周围空间必须有可燃性物质存在；周围空间必须有可燃性物质存在；具有产生和积累静电的条件，包括物体本身和周具有产生和积累静电的条件，包括物体本身和周围环境有产生和积累静电的条件；围环境有产生和积累静电的条件；静电积累到足够高的电压后，发生局部放电，产静电积累到足够高的电压后，发生局部放电，产生静电火花；生静电火花；静电火花能量大于或等于可燃物的最小点火能量。静电火花能量大于或等于可燃物的最小点
25、火能量。防静电技术防静电技术2静电的危害静电的危害静电电击静电电击 当人体接近静电体或带静电的人体接近接地体时，当人体接近静电体或带静电的人体接近接地体时，都可能遭到电击，但由于静电能量很小，电击本身都可能遭到电击，但由于静电能量很小，电击本身对人体不致造成重大伤害，然而很容易造成坠落等对人体不致造成重大伤害，然而很容易造成坠落等二次伤害事故。二次伤害事故。妨碍生产妨碍生产 有些生产工艺过程，静电会妨碍生产或降低产品质有些生产工艺过程，静电会妨碍生产或降低产品质量。如纺织、粉体加工、塑料、橡胶、印刷、胶片量。如纺织、粉体加工、塑料、橡胶、印刷、胶片等行业，以及电子控制元件、自动化仪表由于静电等
26、行业，以及电子控制元件、自动化仪表由于静电而误动作，使其控制的生产线程序混乱，导致产品而误动作，使其控制的生产线程序混乱，导致产品不合格。不合格。防静电技术防静电技术2静电引起的事故静电引起的事故20092009年年0505月月15 15 日，渭日，渭南市高新区崇业路上南市高新区崇业路上的一化工公司车间内，的一化工公司车间内，由于原材料在运输过由于原材料在运输过程中产生静电，随后程中产生静电，随后出现火花，引燃了装出现火花，引燃了装载化工原材料的釜发载化工原材料的釜发生闪爆，生闪爆，4 4名工人不同名工人不同程度受伤程度受伤 防静电技术防静电技术2静电引起油罐车爆炸静电引起油罐车爆炸静电引起加
27、油站火灾事故静电引起加油站火灾事故防静电技术防静电技术2防静电措施1.接地法主要消除导电体上的静电，不宜用来消除绝缘体上的静电。接地电阻可不大于100欧姆2.泄露法用增湿措施和抗静电添加剂，促使静电电荷从绝缘体上自行消散泄露也是消除静电危害的方法。增湿法加抗静电添加剂采用导电材料或低绝缘材料3.中和法可用来消除绝缘体上的静电4.工艺控制法防雷装置、防静电装置、异同点及检测 概念介绍概念介绍1.1.防雷装置防雷装置一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。其保护原理是利用在空中高于其被保护对象的有利地位，其保护原理是利用在空中高于其被保护对象
28、的有利地位，把雷电引向自身，承受雷击，把雷电流泄入大地，从而保把雷电引向自身，承受雷击，把雷电流泄入大地，从而保证人身和设备及建筑物免遭雷电危害的一种安全措施。证人身和设备及建筑物免遭雷电危害的一种安全措施。2.2.防静电装置防静电装置一套完整的防静电装置包括引下线和接地装置。其保护一套完整的防静电装置包括引下线和接地装置。其保护原理是将固体、液体、气体等流动过滤、喷射、混合、冲原理是将固体、液体、气体等流动过滤、喷射、混合、冲洗、加注、晃动、摩擦而产生的静电泄入大地，从而保证洗、加注、晃动、摩擦而产生的静电泄入大地，从而保证人身和设备免遭静电危害的一种安全措施。人身和设备免遭静电危害的一种安
29、全措施。防雷装置、防静电装置、电器设备接地和接零装置防雷装置、防静电装置、电器设备接地和接零装置的异同点及检测的异同点及检测3联系与区别联系与区别1.1.相同之处相同之处防静电装置、防雷装置都有引下线接地极。防静电装置、防雷装置都有引下线接地极。2.2.不同之处不同之处（1 1）接地电阻值不一样）接地电阻值不一样建筑物防雷分一类、二类、三类，其接地电阻分别为建筑物防雷分一类、二类、三类，其接地电阻分别为1010、2020、3030。一般情况下防静电装置的接地电阻小于一般情况下防静电装置的接地电阻小于100100。但地上。但地上油品、液化石油气和天然气管道始、末端和分支处的接地油品、液化石油气和天然气管道始、末端和分支处的接地装置的接地电阻不应大于装置的接地电阻不应大于3030。防雷装置、防静电装置、电器设备接地和接防雷装置、防静电装置、电器设备接地和接零装置的异同点及检测零装置的异同点及检测3