第8章-雷电和静电教学课件.ppt

1、 1一、雷电的产生一、雷电的产生带电积云是构成雷电的基本条件。当带不同电荷的积云互相接近到一定程度，或带电积云与大地凸出物接近到一定程度时，发生强烈的放电，发出耀眼的闪光。由于放电时温度高达20000，空气受热急剧膨胀，发出爆炸的轰鸣声。这就是闪电和雷鸣。2 雷云形成的三个基本条件：v 空气中应有足够的水蒸气；v 有使潮湿空气能够上升,并开始凝结为 水珠的气象或地形条件；v 有使气流能强烈持久上升的条件。雨滴分裂作用理论防防雷雷电电基基础础知知识识3雷电最常出现在暖、潮的陆地上空和山区。雷雷电电基基础础知知识识4 直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷5二、雷电的分类1.直击雷带

2、电积云与地面目标之间的强烈放电称为直击雷。直击雷的放电过程如图7-1所示。6 直接作用在建筑物或其他物体上的雷电叫直击雷。直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷雷雷电电基基础础知知识识789101112n雷电直接击在受害物上，产生电效应、热效应和机械力，从而对设施或设备造成破坏和人畜造成伤害。n地球上每年若发生31亿次闪电，直击雷占1/5-1/6。直击雷放电电流可达200KA以上，并有1MV以上的高电压。n雷云放电大多具有重复放电的性质，一次雷电的全部时间一般不超过500ms，大约50%的直击雷每次雷击有三四个冲击，最多能出现几十个冲击。132.感应雷感应雷也称为雷电感应或感应过

3、电压。它分为静电感应雷和电磁感应雷。（1）静电感应雷：是由于带电积云接近地面，在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。它将产生很高的电位。（2）电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的。这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势。雷电感应引起的电磁能量若不及时泄入地下，可能产生放电火花，引起火灾、爆炸或造成触电事故。14感应雷是在雷电流强大的电磁场变化中，由于电磁感应和静电感应而造成的。它能造成金属部件之间产生电火花，引起建筑物内的危险品燃烧或爆炸。70直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷雷雷电电基基础础知知识识

4、15 静电感应电磁感应直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷163.球雷球雷是雷电放电时形成的发红光、橙光、紫光或其他颜色光的火球。球雷是一团处在特殊状态下的带电气体。球雷出现的概率约为雷电放电次数的2%，其直径多为20cm左右，运动速度约为2m/s或更高一些，存在时间为数秒钟到数分钟。球雷通常沿地面滚动或在空中飘行，能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，造成火灾和爆炸事故。17球雷的形成是个迷它是伴随大气中雷电现象而产生的一种灼热的等离子体。球雷常常沿地面滚动或在空气中飘行，有时会经门窗等缝隙进入建筑物内部，碰到障碍物就会发生剧烈的爆炸。直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球

5、雷球雷雷雷电电基基础础知知识识18雷电击中户外架空线路、地下电缆或金属管道时，雷电波就会沿着这些导体侵入室内，损坏设备，以致危及人身安全。直击雷直击雷感应雷感应雷雷电波侵入雷电波侵入球雷球雷19三、雷电参数雷电参数是防雷设计的重要依据之一。雷电参数系指雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压等电气参数。1.雷暴日只要一天之内能听到雷声的就算一个雷暴日。通常说的雷暴日都是指一年内的平均雷暴日数，单位d/a。我国把年平均雷暴日不超过15d/a的地区划为少雷区，超过40d/a划为多雷区。20只要一天之中能听见雷只要一天之中能听见雷声就算一个雷暴日。年声就算一个雷暴日。年平均雷暴日就是指一年平均雷暴

6、日就是指一年内的雷暴日数。我国把内的雷暴日数。我国把年平均雷暴日不超过年平均雷暴日不超过15天的地区叫少雷区，超天的地区叫少雷区，超过过40天的叫多雷区。天的叫多雷区。雷暴日雷暴日雷电流幅值雷电流幅值雷电流陡度雷电流陡度雷电冲击过电压雷电冲击过电压212.雷电流幅值雷电流幅值是指主放电时冲击电流的最大值。雷电流幅值可达数十至数百千安。22雷暴日雷暴日雷电流幅值雷电流幅值雷电流陡度雷电流陡度雷电冲击过电压雷电冲击过电压雷电的破坏作用主要雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。雷是雷电流引起的。雷电流具有冲击特性。电流具有冲击特性。雷电流幅值即雷电流雷电流幅值即雷电流冲击电流的最大值，冲击电流的最大值，

7、亦即主放电时雷电流亦即主放电时雷电流的最大值。的最大值。233.雷电流陡度雷电流陡度是指雷电流随时间上升的速度。雷电流冲击波波头陡度可达到50kA/s，平均陡度约为30kA/s。做防雷设计时，一般取波头形状为斜角波，时间按2.6s考虑。雷电流陡度越大，对电气设备造成的危害也越大。24雷暴日雷暴日雷电流幅值雷电流幅值雷电流陡度雷电流陡度雷电冲击过电压雷电冲击过电压雷电流陡度即雷电雷电流陡度即雷电流流I随时间上升的随时间上升的速度。速度。254雷击冲击过电压雷击时的冲击过电压很高，直击雷冲击过电压可用下式表达：前一部分决定于雷流的大小和雷电流通道的电阻；后一部分决定于雷电流通道的电感。26雷暴日雷

8、暴日雷电流幅值雷电流幅值雷电流陡度雷电流陡度雷电冲击过电压雷电冲击过电压dtdiLiRucz 防防雷雷电电部部分分27四、雷电的危害四、雷电的危害由于雷电具有电流很大、电压很高、冲击性很强等特点，有多方面的破坏作用，且破坏力很大。就其破坏因素来看，雷电具有电性质、热性质和机械性质、电磁伤害等四方面的破坏作用。28 雷电具有以下四方面的破坏作用：热效应 电效应 机械效应 电磁效应291.电性质的破坏作用电性质的破坏作用(1)可能毁坏发电机、电力变压、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电；(2)绝缘损坏可引起短路，导致火灾或爆炸事故；(3)二次放电的电火花也可能引起火

9、灾或爆炸，二次放电也能造成电击；(4)绝缘损坏后，可能导致高压窜入低压，在大范围内带来触电的危险；(5)数十至百千安的雷电流流入地下，可能直导致接触电压电击和跨步电压的触电事故。302.热性质的破坏作用热性质的破坏作用热性质的破坏作用表现在直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物，从而造成火灾。3.机械性质的破坏作用机械性质的破坏作用机械性质的破坏作用表现为被击物遭到破坏，甚至爆裂成碎片。这是由于巨大的雷电通过被击物时，在被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体，致使被击物破坏和爆炸。31防防雷雷电电部部分分B Bonding “等电位连接等电位连接”C Conducti

10、ng “传导传导”D Dividing “分流分流”G Grounding “接地接地”S Shie1ding “屏蔽屏蔽”现代预防措施现代预防措施:32 一套完整的防雷装置应包括：接闪器 引下线 接地装置防防雷雷电电部部分分33避雷针防防雷雷电电装装置置34避雷网避雷线防防雷雷电电部部分分35 金属网的屏蔽作用使笼内的电场强度为零 防防雷雷电电装装置置36避雷带防防雷雷电电装装置置37防防雷雷电电装装置置38防防雷雷电电装装置置39基本原理避雷针的保护范围是跟据雷电理论、高压模拟试验以及雷击事故统计等三方面的研究结果而规定出来的。雷云形成的初期，在空间的运动方位是不确定的，当雷云运动到距地面

11、被击目标的距离等于空气击穿距离时，才受到地面被击目标的影响而开始定位。防防雷雷电电部部分分40 建筑物防雷类别滚球半径hr(单位:m)第一类防雷建筑物30第二类防雷建筑物45第三类防雷建筑物60GB50057-1994建筑物防雷设计规范按防雷要求划分45m30ma 图b 图41 3、建筑物防雷措施、建筑物防雷措施一类防雷建筑：防直击雷、感应雷、防雷电波侵入一类防雷建筑：防直击雷、感应雷、防雷电波侵入二类防雷建筑：防直击雷、防雷电波侵入、感应雷二类防雷建筑：防直击雷、防雷电波侵入、感应雷三类防雷建筑：防直击雷三类防雷建筑：防直击雷 2、建筑物防雷总要求、建筑物防雷总要求A、各类防雷建筑均应防直击

12、雷；、各类防雷建筑均应防直击雷；B、一类防雷建筑、二类防雷建筑应防感应雷。、一类防雷建筑、二类防雷建筑应防感应雷。C：应采用等电位连接：应采用等电位连接 D：不是防雷建筑应采取防雷波侵入措施。：不是防雷建筑应采取防雷波侵入措施。1、建筑物防雷分类、建筑物防雷分类一类防雷建筑、二类防雷建筑、三类防雷建筑一类防雷建筑、二类防雷建筑、三类防雷建筑42 n1）建筑物年预计雷击次数）建筑物年预计雷击次数N计算计算 N=KNgAe K-校正系数一般取校正系数一般取1；旷野旷野 K=2；金属屋面砖木金属屋面砖木K=1.7；河、湖、山坡下、电阻率较小，潮；河、湖、山坡下、电阻率较小，潮湿建筑等湿建筑等K=1.

13、5；n2）雷击大地年平均密度计算）雷击大地年平均密度计算qNg=0.024Td 1.3 Td-年平均雷暴日（天年平均雷暴日（天/年）年）n3）建筑物等效面积）建筑物等效面积Ae,为实际面积向外扩大为实际面积向外扩大后的面积。后的面积。43A:当避雷针的高度 时：rhh dd44避雷针在高度 水平面上的保护半径为xhxhPQGQrxFxrxhEPQGDC45A:当避雷针的高度 时：rhh)2()2(XrXrXhhhhhhr)2(0hhhrrB:当避雷针的高度 时：按 带入A式中：)2(XrXrXhhhhrrhr 0rhh rhh rhhrhh 46“保护范围保护范围”是一个相对是一个相对概念概念

14、47绕击率绕击率：雷电绕过避雷装置而击中被保雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的概率护物体的概率 不同绕击率不同绕击率不同保护范围不同保护范围48击距击距：闪击距离：闪击距离 雷电云层的先导头部与目标之雷电云层的先导头部与目标之间的平均电场强度达到其临界击穿间的平均电场强度达到其临界击穿值时按最短路径击向地面目标的这值时按最短路径击向地面目标的这样一段距离样一段距离击距击距r rs s与雷电流幅值与雷电流幅值I I的关系的关系(电气电气-几何模型几何模型)简化为简化为:49五、防雷分类五、防雷分类 建筑物年预计雷击次数建筑物年预计雷击次数N按下式计算：按下式计算：N=0.024KTD1.3Ae*

15、10-6n式中N-建筑物预计雷击次数（次a）：K-校正系数，在一般情况下取1；在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面金属屋面的砖木结构砖木结构建筑物取17；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取15：50n建筑物等效面积Ae，应为其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法应符合下列规定：（1）当建筑物的高H小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算确定5152（2）当建筑物的高H等于或大于100m时，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高H计算；建筑物的等效面积应按下式确定：AeLW2H

16、（LW）H210（3）当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。53n建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。n遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：一、凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。二、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。三、具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。54n遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：一、国家级重点文物保护的建筑物

17、。二、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。三、国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子没备的建筑物。四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。五、具有1区爆炸危险环境的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。55六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。七、工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。八、预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。九、预计雷击次数大于0.3次/a

18、的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。56n遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物：一、省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。二、预计雷击次数大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。三、预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。四、预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。五、根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。六、在平均雷暴日大于15d/a的地区，高度在15m及以

19、上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区，高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。57六、防雷装置避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器都是经常采用的防雷装置。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。1.接闪器避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都是接闪器，它们都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，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受雷击。接闪器所用材料应能满足机械强度；耐腐蚀；热稳定性。58（1）避雷针一般用直径为20mm左右的镀锌圆钢或钢管制成，长2500mm左右，端部呈尖状，也可分叉设置，经引下线与接地装

20、置连接。避雷针主要用于保护高耸孤立的建筑物或构筑物及其周围的设施，也常用来保护室外的变配电装置。59（2）避雷网用镀锌圆钢或扁钢沿屋顶边檐设置避雷线，再用同样钢管制成66m或610m或1010m的方格。避雷网主要用于平顶或斜顶屋面且屋顶面积较大的建筑物。（3）避雷带用镀锌圆钢或扁钢沿建筑物的四周设置。避雷带主要用于保护高层建筑的立侧面免遭雷击，它和屋顶的避雷针或避雷网一起组成完整的避雷系统。60（4）避雷线一般采用截面积不小于35mm2的镀锌钢绞线与架空线路同杆同塔架设，架设方法与垂度要求与架空线路相同，并且在首尾几中间各部位与接地装置相连。避雷线主要用于保护与其同杆架设的架空线路及其周围的设

21、施。接闪器最小尺寸见表7-1。接闪器装设在烟囱上方时，由于烟气有腐蚀作用，应适当加大尺寸。61表表 7-1接闪器常用材料的最小尺寸接闪器常用材料的最小尺寸2.避雷器62n2.引下线引下线防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要（1）引下线一般采用圆钢或扁钢，其尺寸和防腐蚀要求与避雷网、避雷带相同。用钢绞线作引下线，其截面积不得小于25mm2。用有色金属导线做引下线时，应采用截面积不小于16mm2的铜导线。（2）引下线应沿建筑物外墙敷设，并应避免弯曲，经最短途径接地。（3）采用多条引下线时，为了便于接地电阻和检查引下线、接地线的连接情况，宜在各引下线距地面高约1.8m处设断接卡。（4）

22、采用多条引下线时，第一类和第二类防雷建筑物至少应有两条引下线，其间距离分别不得大于12m和18m；第三类防雷建筑物周长超过25m或高度超过40m时，也应有两条引下线，其间距离不得大于25m。（5）在易受机械损伤的地方，地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下线应加竹管、角钢或钢管保护。采用角钢或钢管保护时，应与引下线连接起来，以减小通过雷电流时的电抗。（6）引下线截面锈蚀30%以上者应予以更换。633.接地装置除独立避雷针外，在接地电阻满足要求的前提下，防雷接地装置可以和其他接地装置共用。(1)防雷接地装置材料。防雷接地装置所用材料应大于一般接地装置的材料。防雷接地装置应作热稳定校验。(2

23、)防雷接地电阻一般指冲击接地电阻，接地电阻值视防雷种类和建筑物类别而定。独立避雷针的冲击接地电阻一般不应大于10；对于不太重要的第三类建筑物可放宽至30。防感应雷装置的工频接地电阻不应大于10。防雷电侵入波的接地电阻，冲击接地电阻不应大于530，其中，阀型避雷器的接地电阻不应大于510。64(3)跨步电压的抑制。为了防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物和构筑物出入口和人行横道的距离不应小于3m。当小于3m时，应采取下列措施之一：水平接地体局部深埋1m以上；水平接地体局部包以绝缘物(例如，包以厚508Ocm的沥青层)；铺设宽度超出接地体2m、厚508Ocm的沥青路面；埋设帽檐式或其他型式的

24、均压条。65n七、防雷技术七、防雷技术 应当根据建筑物和构筑物、电力设备以及其他保护对象的类别和特征，分别对直击雷、雷电感应、雷电侵入波等采取适当的防雷措施。1.直击雷防护直击雷防护(1)应用范围第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物的易受雷击部位应采取防直击雷的措施；可能遭受雷击，且一旦遭受雷击后果比较严重的设施或堆料(露天油罐、露天储气罐等)也应采取防直击雷的措施；高压架空电力线路、发电厂和变电站等也应采取防直击雷的措施.66n（2)基本措施装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施。在设计、使用中应注意：避雷针分独立避雷针和附设避雷针。独立避雷针是离开建筑物单

25、独装设的,其接地装置应当单设，接地电阻一般不应超过10，严禁在装有避雷针的构筑物上架设通信线、广播线或低压线。独立避雷针不应设在人经常通行的地方。附设避雷针是装设在建筑物或构筑物屋面上的避雷针。如系多支附设避雷针，相互之间应连接起来，有其他接闪器者(包括屋面钢筋和金属屋面)也应相互连接起来，并与建筑物或构筑物的金属结构连接起来。其接地装置可以与其他接地装置共用，其接地电阻不宜超过12。67露天装设的有爆炸危险的金属储罐和工艺装置，当其壁厚不小于4mm时，一般不再装设接闪器，但必须接地。接地点不应少于两处，其间距离不应大于30m，冲击接地电阻不应大于30。35kV以下的线路，一般不沿全线架设避雷

26、线；35kV以上的线路，一般沿全线架设避雷线。在多雷地区，110kV以上的线路，宜架设双避雷线；220kV以上的线路，应架设双避雷线。35kV及以下的高压变配电装置宜采用独立避雷针或避雷线。利用山势装设的远离被保护物的避雷针或避雷线，不得作为被保护物的主要直击雷防护措施。68n2.感应雷防护感应雷防护在建筑物和构筑物中，应主要考虑由二次放电引起爆炸和火灾的危险。无火灾和爆炸危险的建筑物及构筑物一般不考虑雷电感应的防护。防感应雷的措施主要是将建筑物或构筑物上的金属体以及其保护范围内的金属体可靠接地。可单设接地装置，接地电阻不大于10，也可与电气设备接地装置共用。3.雷电侵入波防护雷电侵入波防护属

27、于雷电冲击波造成的雷害事故很多。在低压系统，这种事故占总雷害事故的70%以上。防雷电波的侵入，对于电力线路及变配电装置主要采用避雷器和避雷线保护；对于各类建筑物则主要采用相应部位接地的措施，低压线路有时也采用避雷器。69（1）建筑物的防护雷击低压线路时，雷电侵入波将沿低压线、架空金属管道进入户内。第一类防雷建筑物全长宜采用直接埋地电缆供电，入户端应将电缆的金属外皮接道防雷接地装置上；爆炸危险较大或年平均雷暴日30d/a以上的地区，第二类防雷建筑物应采用长度不小于50m的金属铠装金属铠装直接埋地电缆供电。除年平均雷暴日不超过30d/a、低压线不高于周围建筑物、线路接地点距入户处不超过50m、土壤

28、电阻率低于200/m且采用钢筋混凝土杆及铁横担几种情况外，0.23/0.4kV低压架空线路接户线的绝缘子铁脚均应接地，冲击接地电阻不宜超过30。户外天线的馈线临近避雷针或避雷针引下线时，馈线应穿金属管线或采用屏蔽线，并将金属管或屏蔽接地。70铠装电缆是由不同的材料导体装在有绝缘材料的金属套管中，被加工成可弯曲的坚实组合体。71n4.人身防雷人身防雷雷暴时，应注意人身防雷。雷暴时，非工作必须，应尽量减少在户外或野外逗留；在户外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣。如有条件，可进入有宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只；如依靠建筑屏蔽的街道或高大树术屏蔽的街道躲避，要注意离开墙壁或树干8m以外。

29、雷暴时，应尽量离开小山、小丘、隆起的小道，离开海滨、湖滨、河边、池塘旁，避开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、孤独的树木附近，还应尽量离开没有防雷保护的小建筑物或其他设施。雷暴时，在室内应离开电气线路1.5m以上。雷雨天气，还应注意关闭门窗，以防止球雷进入户内造成危害。72 l防雷目的防雷目的l相关规范相关规范防防雷雷电电部部分分73 n1、防雷目的：、防雷目的：q保护人身安全、建筑物、防危险品爆炸或火保护人身安全、建筑物、防危险品爆炸或火灾、保护贵重物品。灾、保护贵重物品。n2、一般原则：、一般原则：q安全可靠、技术先进、经济合理安全可靠、技术先进、经济合理防防雷雷电电相相关关规规范范

30、74防防雷雷电电相相关关规规范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 15599-95GB 15599-95）建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范 (GB50057-94(GB50057-94，20002000年修订版年修订版)石油库设计规范石油库设计规范 （GB50074-2002GB50074-2002）75防防雷雷电电相相关关规规范范工业与民用电力装置的接地工业与民用电力装置的接地设计规范设计规范 GBJ65-83石油天然气工程设计防火规范石油天然气工程设计防火规范 GB 50183-2004石油化工企业设计防火规范石油化工企业设计防火规范 GB 50160-92

31、(99年修订版年修订版)76n带电介质：-人体、粉尘、气体、蒸气、固体、液体一、静电的产生一、静电的产生在干燥条件下，高电阻率且容易得失电子的物质，由于摩擦、接触分离、固体粉碎、液体分离、受热、受压和撞击，都会产生静电。而且固体能起静电，粉尘能起静电，液体能起静电，蒸气和气体能起静电，人体也能起静电。77 摩擦摩擦 压电效应压电效应 感应起电感应起电 吸附带电吸附带电78n1.生产过程中易产生的静电生产过程中易产生的静电（1）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；（2）塑料的压制、上光、挤出；（3）高电阻率液体在管道中流动，或液体高速喷出管口、液体注入容

32、器发生的撞击、冲刷或飞等；（4）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；（5）固体物质的粉碎、研磨，悬浮粉尘的高速运动；（6）混和器中搅拌高阻物质、纺织品的涂胶过程等。79n2.生活易产生的静电生活易产生的静电（1）用干燥的木质、塑料梳子梳头；（2）化纤类衣服快速脱下；（3）家用吸尘器吸地毯；（4）塑料壳排风扇的运转；（5）用干燥布擦拭塑料制品或木质家具等。80二、静电的特点二、静电的特点静电从整体上来说，其特点是电压高、能量小，而电压高、能量小，而危害大危害大。具体有：1、静电的电量小，静电电压高。一般电量只有微库或毫库级，但由于带电体的电容量很小，则电

33、压很高。如橡胶行业的静电电压高达几万伏，甚至十几万伏。2、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。3、绝缘体上的静电消失或泄漏缓慢，因此，必须设置消除静电的装置。4、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。5、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产生电荷而且电压很高，而导致危险的火花放电。6、静电是可以屏蔽的。81n三、静电的影响因素（三、静电的影响因素（产生和积累）1.材质和杂质的影响材质和杂质的影响材料的电阻率，包括固体材料的表面电阻率对于静电泄漏有很大影响。只有容易得失电子，而且电阻率很高的材

34、料才容易产生和积累静电。生产中常见的乙烯、丙烷、丁烷、原油、汽油、轻油、苯、甲苯、二甲苯、硫酸、橡胶、赛璐珞和塑料等都比较容易产生和积累静电。82n杂质对静电有很大的影响，静电在很大程度上决定于所含杂质的成分。一般情况下，杂质有增加静电的趋势；但如杂质能降低原有材料的电阻率，则加入杂质有利于静电的泄漏。液体内含有高分子材料(如橡胶、沥青)的杂质时，会增加静电的产生。液体内含有水分时，在液体流动、搅拌或喷射过程中会产生附加静电；液体宏观运动停止后，液体内水珠的沉降过程要持续相当长一段时间，沉降过程中也会产生静电。如果油管或油槽底部积水，经搅动后容易引起静电事故。832.工艺设备和工艺参数的影响工

35、艺设备和工艺参数的影响设备越粗糙，接触面积越大，冲击和分离的机会也越多，流动电流就越大；粉体比表面积越大，产生静电越多；接触压力越大或摩擦越强烈，会增加电荷的分离，以致产生较多的静电；接触一分离速度越高，产生静电越多；液体流速和管径对液体静电影响很大。设备的几何形状也对静电有影响。例如，平皮带与皮带轮之间的滑动位移比三角皮带大，产生的静电也比较强烈。过滤器会大大增加接触和分离程度，可能使液体静电电压增加十几倍到100倍以上。843.环境条件和时间的影响环境条件和时间的影响材料表面电阻率随空气湿度增加而降低，相对湿度越高，材料表面电荷密度越低。但当相对湿度在40%以下时材料表面静电电荷密度几乎不

36、受相对湿度的影响而保持为某一最大值。由于空气湿度受环境温度的影响，以致环境温度的变化可能加剧静电的产生。导电性地面在很多情况下能加强静电的泄漏，减少静电的积累。85周围导体布置对静电电压有很大的影响。由Q=CU可知，静电电量Q不变时，静电电压U与电容C成反比。带静电体周围导体的面积、距离、方位都影响其间电容，从而影响其间静电电压。例如：传动皮带刚离开皮带轮时电压并不高，但转到两皮带轮中间位置时，由于距离拉大，电容大大减小，电压则大大升高；油料在管道内流动时电压也不很高，但当注入油罐，特别是注入大容积油罐时，油面中部因电容较小而电压较高；粉体经管道输送时，在管道中间胀大处和出口处，由于电容减小，

37、静电电压升高，容易由较大火花引起爆炸事故。86n四、静电的危害四、静电的危害1.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。2.静电电击：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二次伤害事故。3.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而误动作，使其控制的生产线程序混乱，导致产品不合格。87呈现静电力作用或高压击穿作用，导呈现静电力作用或高压击穿作用，导致产品质量下降造成生产故障致产品质量下降造成生产故障。静电放电过程是将电场能转换成声、静电放电过程是将电场能转换成声

38、、光、热能的形式，形成火源使易燃气光、热能的形式，形成火源使易燃气体、可燃液体或爆炸性粉尘发生火灾体、可燃液体或爆炸性粉尘发生火灾或爆炸事故。或爆炸事故。静电放电过程产生电磁场形成通讯干静电放电过程产生电磁场形成通讯干扰。扰。高压静电对人体的电击。高压静电对人体的电击。88周围空间必须有可燃物存在。周围空间必须有可燃物存在。具有产生和积累静电的条件。具有产生和积累静电的条件。当静电累积起足够高静电电位后，必当静电累积起足够高静电电位后，必将周围的空气介质击穿而产生放电，将周围的空气介质击穿而产生放电，构成放电的条件。构成放电的条件。静电放电的能量，当大于或等于可燃静电放电的能量，当大于或等于可

39、燃物的最小点火能量，才成为可燃物的物的最小点火能量，才成为可燃物的引火源。引火源。89n五、静电防护措施五、静电防护措施静电安全防护主要是对爆炸和火灾的防护。当然，一些防护措施对于防护静电电击和消除影响生产的危害也是同样是有效的。1环境危险程度的控制环境危险程度的控制静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在。为了防止静电的危害，可采取以下控制所在环境爆炸和火灾危险性的措施。(1)取代易燃介质。在不影响工艺过程、产品质量和经济许可的情况下，尽量用不可燃介质代替易燃介质。(2)降低爆炸性混合物的浓度。在爆炸和火灾危险环境，采用通风装置或抽气装置及时排出爆炸性混合物，使混合物的浓度不超过爆炸

40、下限。(3)减少氧化剂含量。这种方法实质上是充填氮、二氧化碳或其他不活泼的气体，使爆炸性混合物中氧的含量不超过8%，就不会引起燃烧。90n2.工艺控制工艺控制工艺控制是从材料选择、工艺设计、设备结构等方面采取措施，控制静电的产生和积累，使其不超过危险程度。是消除静电危害的重要方法之一。(1)材料及设备的的选用1）带轮及输送带或皮带应选用导电性好的材料的制作。2）用齿轮传动代替带轮传动。3）使物料与不同材料制成的设备或装置摩擦时产生不同极性的电荷，相互中和。4）搅拌工艺应适当安排加料顺序，一降低静电产生。5）选用导电性工具，增加泄露途径等。91(2)限制摩擦速度或流速1）烃类燃油在管道流动，其流

41、速与管径应满足以下关系：v2D0.64,式中：v-流速，m/s；D-管径，m；2）铁路槽车装油流速应满足以下关系：vD0.8,式中：v-流速，m/s；D-装油管径，m；当油料电阻率大于2102m时，最大流速不得超过7m/s。3）汽车槽车装油流速应满足以下关系：vD0.5,式中：v-流速，m/s；D-装油管径，m；当油料电阻率大于2102m时，最大流速不得超过7m/s；4）管径12mm的乙醚管道、管径24mm的二硫化碳管道，其流速不应大于1-1.5m/s。5）脂类、酮类、醇类液体，在管道内的流速不应大于9-10m/s。92（3）改变加注方式1）往油箱、油罐注油时，应从底部压入。2）从顶部往油箱、

42、油罐注油时，可将注油管插道底部。（4）清除油罐或管道内的杂质或积水，以利于减少静电。（5）合理选用防爆设备和装设松弛容器。93 3.接地：接地：4.增湿增湿增湿适用于绝缘体上静电的消除。但增湿主要是增强静电沿绝缘体表面的泄漏，而不是增加通过空气的泄漏。因此，增湿对于表面容易形成水膜或表面容易被水润湿的绝缘体有效，如醋酸纤维、硝酸纤维素、纸张、橡胶等。而对于表面不能形成水膜、表面水分蒸发极快的绝缘体或孤立的带静电绝缘体，增湿也是无效的。从消除静电危害的角度考虑，保持相对湿度在70%以上较为好。94 5.抗静电添加剂抗静电添加剂要求具有良好的导电性或较强的吸湿性。如在橡胶中导电碳黑、火药药粉中一般

43、加入石墨，石油中一般加入环烷酸盐或合成脂肪酸盐等。6.静电中和器静电中和器静电中和是利用静电中和器产生电子或离子来中和物体上的静电电荷。静电中和器主要用来中和非导体上的静电。按照工作原理和结构的不同，大体上可以分为感应式中和器、高压式中和器、放射线式中和器和离子风式中和器。优点：与抗静电添加剂相比，静电中和器不影响产品质量，使用也很方便。951 1、为能产生静电的设备创造良好的、为能产生静电的设备创造良好的接地接地条件。条件。2 2、采取、采取等电位等电位措施，以减少电位差，措施，以减少电位差，防止发生静电放电火花。防止发生静电放电火花。3 3、在不导电或低导电性的物质中，、在不导电或低导电性

44、的物质中，掺入导电性能好的物质掺入导电性能好的物质，增加起导电，增加起导电性能，降低其起电能力。性能，降低其起电能力。964 4、降低降低易燃液体、可燃气体在管道易燃液体、可燃气体在管道中的中的流速流速，是防静电的重要措施。，是防静电的重要措施。5、倾倒或灌注易燃液体倾倒或灌注易燃液体时，应时，应防止防止飞溅冲击飞溅冲击，最好用导管，使液体在，最好用导管，使液体在液面下接近容器底部的地方流出，液面下接近容器底部的地方流出，以减少冲击。以减少冲击。6 6、在条件允许时，采取、在条件允许时，采取提高提高设备内设备内部和设备部和设备周围空气相对湿度周围空气相对湿度的办法的办法 977 7、为了导除工作人员身上所带的静、为了导除工作人员身上所带的静电，应电，应避免穿尼龙或毛的工作服避免穿尼龙或毛的工作服，最好穿布底鞋或导电的胶底鞋，并最好穿布底鞋或导电的胶底鞋，并采用导电性能较好的水泥地面采用导电性能较好的水泥地面，必，必须采用橡胶地板时，应采用导电橡须采用橡胶地板时，应采用导电橡胶。胶。98u防止静电事故通用导则防止静电事故通用导则 GB12158-90GB12158-90u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 15599-1995 GB 15599-1995 u液体石油产品静电安全规程液体石油产品静电安全规程 GB 13348-92GB 13348-9299