注冊(cè)安全工程師《安全生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)》第二章第四節(jié)講義課件全考點(diǎn)

注冊(cè)安全工程師《安全生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)》第二章第四節(jié)講義課件全考點(diǎn)第四節(jié)雷擊和靜電防護(hù)技術(shù)一、防雷帶電積云是構(gòu)成雷電的基本條件。當(dāng)帶不同電荷的積云互相接近到一定程度，或帶電積云與大地突出物接近到一定程度時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈的放電，同時(shí)發(fā)出耀眼的閃光。（一）雷電概要1.雷電種類（1）直擊雷帶電積云與地面建筑物等目標(biāo)之間的強(qiáng)烈放電稱為直擊雷。（2）感應(yīng)雷感應(yīng)雷也稱作閃電感應(yīng)，分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。1）靜電感應(yīng)：帶電積云在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起。2）電磁感應(yīng)：雷電放電時(shí)，巨大的沖擊雷電流在周圍空間迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)引起的。（3）球雷球雷是雷電放電時(shí)形成的發(fā)紅光、橙光、白光或其他顏色光的火球。球雷是一團(tuán)處在特殊狀態(tài)下的帶電氣體。2.雷電參數(shù)（1）雷暴日一天之內(nèi)能聽到雷聲的就算一個(gè)雷暴日。通常說(shuō)的雷暴日是指年平均雷暴日，單位為d/a。年平均雷暴日不超過15d/a的地區(qū)為少雷區(qū)，超過40d/a的為多雷區(qū)。（2）雷電流幅值：放電時(shí)沖擊電流的最大值。雷電流幅值可達(dá)數(shù)十千安至數(shù)百千安。（3）雷電流陡度：指雷電流隨時(shí)間上升的速度。由于雷電流陡度很大，雷電具有高頻特征。（4）雷電沖擊過電壓：直擊雷沖擊過電壓高達(dá)數(shù)千千伏；感應(yīng)雷過電壓也高達(dá)數(shù)百千伏。表現(xiàn)出極強(qiáng)的沖擊性。3.雷電的危害雷電具有電性質(zhì)、熱性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)等方面的破壞作用。（1）火災(zāi)和爆炸1）直擊雷放電的高溫電弧能直接引燃鄰近的可燃物造成火災(zāi)。（熱性質(zhì)）2）巨大的雷電流通過導(dǎo)體，在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換出大量的熱能，可能燒毀導(dǎo)體、熔化導(dǎo)體，導(dǎo)致易燃品的燃燒，從而引起火災(zāi)乃至爆炸。（熱性質(zhì)）3）球雷侵入可引起火災(zāi)。（熱性質(zhì)）4）高電壓造成的二次放電可能引起爆炸性混合物爆炸。（電性質(zhì)）5）數(shù)百萬(wàn)伏乃至更高的沖擊電壓擊穿電氣設(shè)備的絕緣導(dǎo)致的短路亦可能引起火災(zāi)。（電性質(zhì)）（2）觸電（電性質(zhì)）1）雷電直接對(duì)人放電會(huì)使人遭到致命電擊。2）二次放電也能造成電擊。3）球雷打擊也能使人致命。4）數(shù)十至數(shù)百千安的雷電流流入地下，會(huì)在雷擊點(diǎn)及其連接的金屬部分產(chǎn)生極高的對(duì)地電壓，可能直接導(dǎo)致接觸電壓和跨步電壓電擊。5）電氣設(shè)備絕緣損壞后，可能導(dǎo)致高壓竄入低壓，在大范圍內(nèi)帶來(lái)觸電危險(xiǎn)。（3）設(shè)備和設(shè)施毀壞1）數(shù)百萬(wàn)伏乃至更高的沖擊電壓可能毀壞發(fā)電機(jī)、電力變壓器、斷路器、絕緣子等電氣設(shè)備的絕緣、燒斷電線或劈裂電桿。（電性質(zhì)）2）巨大的雷電流瞬間產(chǎn)生的大量熱量使雷電流通道中的液體急劇蒸發(fā)，體積急劇膨脹，造成被擊物破壞甚至爆碎。（機(jī)械性質(zhì)）3）靜電力和電磁力也有很強(qiáng)的破壞作用。（機(jī)械性質(zhì)）（4）大規(guī)模停電電力設(shè)備或電力線路破壞即可能導(dǎo)致大規(guī)模停電。（電性質(zhì)）4.防雷建筑的分類（1）第一類防雷建筑物1）制造、使用或儲(chǔ)存火炸藥及其制品，遇電火花會(huì)引起爆炸、爆轟，從而造成巨大破壞或人身傷亡的建筑物。2）具有0區(qū)、20區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物。3）具有1區(qū)、21區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，且因電火花引起爆炸會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物。（2）第二類防雷建筑物1）國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物，國(guó)家級(jí)的會(huì)堂、辦公樓、檔案館，國(guó)家級(jí)計(jì)算中心，國(guó)賓館。2）國(guó)際通訊樞紐，國(guó)際特級(jí)和甲級(jí)大型體育館。3）大型展覽館，大型機(jī)場(chǎng)航站樓，大型火車站，大型港口客運(yùn)站，大型旅游建筑，大型城市的重要?jiǎng)恿υO(shè)施。,4）制造、使用或儲(chǔ)存火炸藥及其制品，但電火花不易引起爆炸，或不致造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物。5）具有1區(qū)、21區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，但電火花引起爆炸或不會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡的建筑物。6）具有2區(qū)、22區(qū)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的建筑物。7）有爆炸危險(xiǎn)的露天氣罐和油罐。8）預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.05次／a的省、部級(jí)辦公建筑物和其他重要或人員集中的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所。9）預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.25次／a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般工業(yè)建筑物。（3）第三類防雷建筑物1）省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和省級(jí)檔案館。2）預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.01次／a，小于或等于0.05次／a的省、部級(jí)辦公建筑物和其他重要或人員集中的公共建筑物以及火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所。3）預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.05次／a，小于或等于0.25次／a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般工業(yè)建筑物。4）年平均雷暴日15d/a以上地區(qū)，高度15m及15m以上的煙囪、水塔等孤立高聳的建筑物；年平均雷暴日15d/a及15d/a以下地區(qū)，高度20m及20m以上的煙囪、水塔等孤立高聳的建筑物?？偨Y(jié)：防雷建筑的分類（二）防雷裝置防雷裝置：包括外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。外部防雷裝置：接閃器、引下線和接地裝置。內(nèi)部防雷裝置：防雷等電位連接及防雷間距。1.接閃器避雷針（接閃桿）、避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶都可作為接閃器。（1）建筑物的金屬屋面可作為第一類工業(yè)建筑以外其他各類建筑物的接閃器。（2）用金屬屋面為接閃器時(shí)，其搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。（3）接閃器截面銹蝕30%以上時(shí)應(yīng)予更換。（4）接閃器的保護(hù)范圍與避雷網(wǎng)網(wǎng)格要求：對(duì)于建筑物，接閃器的保護(hù)范圍按滾球法計(jì)算。對(duì)于電力裝置，接閃器的保護(hù)范圍可按折線法計(jì)算。2.避雷器和電涌保護(hù)器1.避雷器裝設(shè)在被保護(hù)設(shè)施的引入端。正常時(shí)處在不通的狀態(tài)；出現(xiàn)雷擊過電壓時(shí)，擊穿放電，切斷過電壓，發(fā)揮保護(hù)作用；過電壓終止后，迅速恢復(fù)不通狀態(tài)正常工作。2.避雷器主要用來(lái)保護(hù)電力設(shè)備和電力線路，防止高電壓侵入室內(nèi)的安全措施。3.電涌保護(hù)器就是低壓閥型避雷器。無(wú)沖擊波時(shí)表現(xiàn)為高阻抗，沖擊到來(lái)時(shí)急劇轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥杩埂?.引下線引下線截面積銹蝕30%以上者也應(yīng)予以更換。4.防雷接地裝置（1）除獨(dú)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。（2）獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻一般不應(yīng)大于10Ω；附設(shè)接閃器每一引下線的沖擊接地電阻一般也不應(yīng)大于10Ω。防感應(yīng)雷裝置的工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω。（3）閥型避雷器的接地電阻一般不應(yīng)大于5Ω（三）防雷技術(shù)1.直擊雷防護(hù)（1）嚴(yán)禁在裝有避雷針的構(gòu)筑物上架設(shè)通訊線、廣播線或低壓線。（2）露天裝設(shè)的有爆炸危險(xiǎn)的金屬儲(chǔ)罐和工藝裝置，當(dāng)其壁厚不小于4mm時(shí)，允許不再裝設(shè)接閃器，但必須接地；接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，其間距離不應(yīng)大于30m，沖擊接地電阻不應(yīng)大于30Ω。2.二次放電防護(hù)防雷裝置承受雷擊時(shí)，其接閃器、引下線和接地裝置呈現(xiàn)很高的沖擊電壓，可能擊穿與鄰近的導(dǎo)體之間的絕緣，造成二次放電。（1）第一類防雷建筑物防止二次放電的最小距離不得小于3m。（2）第二類防雷建筑物防止二次放電的最小距離不得小于2m。3.感應(yīng)雷防護(hù)（1）防止靜電感應(yīng)，應(yīng)將建筑物內(nèi)的金屬構(gòu)件與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。屋面結(jié)構(gòu)鋼筋連接成閉合回路。（2）防止電磁感應(yīng)，平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架、電纜相距不到100mm時(shí)，須用金屬線跨接；跨接點(diǎn)之間的距離不應(yīng)超過30m。交叉相距不到100mm時(shí)，交叉處也應(yīng)用金屬線跨接。管道接頭、彎頭、閥門等連接處的過渡電阻大于0.03Ω時(shí)，連接處也應(yīng)用金屬線跨接。4.雷電沖擊波防護(hù)（1）全長(zhǎng)直接埋地電纜供電者，入戶處電纜金屬外皮接地。（2）架空線轉(zhuǎn)電纜供電，架空線與電纜連接處裝設(shè)閥型避雷器。（3）架空線供電者，入戶處裝設(shè)閥型避雷器或保護(hù)間隙。5.電涌防護(hù)對(duì)室內(nèi)浪涌電壓的防護(hù)，方法是在配電箱或開關(guān)箱內(nèi)安裝電涌保護(hù)器。6.電磁脈沖防護(hù)（1）將所有正常時(shí)不帶電的導(dǎo)體進(jìn)行充分的等電位聯(lián)結(jié)并接地。（2）在配電箱或開關(guān)箱內(nèi)安裝電涌保護(hù)器。7.人身防雷雷暴時(shí)：（1）非工作必須，盡量減小在戶外或野外逗留。（2）進(jìn)入有寬大金屬構(gòu)架或有防雷設(shè)施的建筑物、汽車或船只。（3）盡量離開小山、小丘、隆起的小道，應(yīng)盡量離開海濱、湖濱、河邊、池塘旁。避開電力設(shè)施、鐵絲網(wǎng)、鐵柵欄、金屬曬衣繩、旗桿、電線桿、煙囪、寶塔、孤獨(dú)的樹木、鐵軌附近。（4）在戶外避雨時(shí)，應(yīng)離開墻壁或樹干8m以外。（5）不要在河里游泳或劃船。（6）應(yīng)停止高空作業(yè)、田間工作或持有高出人體金屬物。（7）宜離開可能傳來(lái)雷電沖擊波的線路和設(shè)備1.5m以上。（8）注意關(guān)閉門窗防止球形雷侵入室內(nèi)。二、靜電防護(hù)技術(shù)（一）靜電產(chǎn)生、影響與特點(diǎn)1.靜電產(chǎn)生（1）接觸－分離起電：兩種物質(zhì)緊密接觸再分離時(shí)，由于不同原子得失電子能力不同，其間即發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移。因此界面兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)大小相等、極性相反的兩層電荷。界面分離時(shí)，即可能產(chǎn)生靜電。（2）感應(yīng)起電：當(dāng)導(dǎo)體B與接地體C相連時(shí)，在帶電體A的感應(yīng)下，端部出現(xiàn)正電荷；當(dāng)導(dǎo)體B離開接地體C時(shí)，導(dǎo)體B成為帶電體。（3）液體在流動(dòng)、過濾、攪拌、噴霧、噴射、飛濺、沖刷、灌注、劇烈晃動(dòng)等過程中會(huì)產(chǎn)生靜電。下列過程比較容易產(chǎn)生和積累靜電：（1）固體物質(zhì)大面積的摩擦，固體物質(zhì)在壓力下接觸而后分離，固體物質(zhì)的粉碎、研磨。（2）粉體物料篩分、過濾、輸送、干燥、懸浮粉塵高速運(yùn)動(dòng)。（3）在混合器中攪拌各種高電阻率物質(zhì)。（4）高電阻率液體在管道中高速流動(dòng)，液體噴出管口，液體注入容器發(fā)生沖擊、沖刷和飛濺。（5）液化氣體、壓縮氣體或高壓蒸汽在管道中高速流動(dòng)和由管口噴出。（6）穿化纖布料衣服、穿高絕緣鞋的人員操作、行走、起立等。2.靜電的影響因素（1）材質(zhì)和雜質(zhì)的影響1）電阻率高的材料容易產(chǎn)生和積累靜電。生產(chǎn)中常見的乙烯、丙烷、丁烷、原油、汽油、輕油、苯、甲苯、二甲苯、硫酸、橡膠、賽璐珞、塑料等（有機(jī)材料）都比較容易產(chǎn)生和積累靜電。2）雜質(zhì)對(duì)靜電有很大的影響，雜質(zhì)有增強(qiáng)靜電的趨勢(shì)。（2）工藝設(shè)備和工藝參數(shù)的影響1）接觸面積越大，雙電層正、負(fù)電荷越多，產(chǎn)生的靜電越多。2）接觸壓力越大或摩擦越強(qiáng)烈，會(huì)增加電荷分離強(qiáng)度，產(chǎn)生較多靜電。3）設(shè)備的幾何形狀也對(duì)靜電有影響。平皮帶與皮帶輪之間的滑動(dòng)位移比三角皮帶大，產(chǎn)生的靜電也比較強(qiáng)烈。4）過濾器會(huì)大大增加接觸和分離程度，可能使液體靜電電壓增加十幾倍到100倍以上。（3）環(huán)境條件的影響1）濕度增加，絕緣體表面電阻降低，加速靜電泄漏。2）導(dǎo)電性材料接地能加強(qiáng)靜電的泄放，減少靜電積累。3.靜電特點(diǎn)（1）靜電電壓高固體靜電可達(dá)20×104V以上，液體靜電和粉體靜電可達(dá)數(shù)萬(wàn)伏，氣體和蒸汽靜電可達(dá)一萬(wàn)多伏，人體靜電也可達(dá)一萬(wàn)多伏。（2）靜電泄露慢靜電泄漏有兩條途徑：1）一條是絕緣體表面，即表面電阻。2）一條是內(nèi)部，即體積電阻。電阻率越高泄漏時(shí)間越長(zhǎng)。（3）多種放電形式1）電暈放電。2）刷形放電。3）火花放電。4）云形放電。（二）靜電危害與防治1.靜電的危害（1）火災(zāi)和爆炸1）靜電能量雖然不大，但因其電壓很高容易發(fā)生放電，引起火災(zāi)爆炸。2）帶靜電的人體接近接地導(dǎo)體或其他導(dǎo)體時(shí)，以及