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2023-10-26 02:21本页面
  

【正文】 6. 感应雷防护措施 • 静电感应防护 ——为了防止静电感应产生的高电压,应将建筑物内的金属设备、金属管道、金属构架、钢屋架、钢窗、电缆金属外皮,以及突出屋面的放散管、风管等金属物件 与防雷电感应的接地装置相连 。 • 电磁感应防护 ——为了防止电磁感应,平行敷设的管道、构架、电缆相距不到 100 mm时,须用金属线跨接,跨接点之间的距离不应超过 30 m;交叉相距不到 100 mm时,交叉处也应用金属线跨接。 7. 雷电侵入波防护 • 属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 。 • 措施 :(以第一类防雷建筑物的供电线路要求为例,严于第二、三类) 全长采用直埋电缆,入户处电缆金属外皮、钢管与防雷电感应接地装置相连。 • 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。如果馈线未穿金属管,又不是屏蔽线,则应在馈线上装设 8. 人身防雷(一) • 雷暴时,由于带电积云直接对人体放电,雷电流入地产生对地电压,以及二次放电等都可能对人造成致命的电击。 • 雷暴时,应尽量减少在户外或野外逗留。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。在建筑屏蔽的街道或高大树木屏蔽的街道时,要注意离开墙壁或树干 8 m以外。 • 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。 人身防雷(二) • 雷暴时人体最好离开可能传来雷电侵入波的线路和设备 m以上。 ——调查资料表明,户内 70 %以上对人体的二次放电事故发生在与线路或设备相距 1 m以内的场合,相距 m以上者尚未发生死亡事故。 • 应当注意,仅仅拉开开关对于防止雷击是 • 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。 9. 防雷击电磁脉冲(主要针对信息系统) • 雷击电磁脉冲( Lightning electromagic impulse, LEMP) ——是一种干扰源, 是闪电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应。 • 干扰绝大多数是通过连接导体引入的,如雷电流或部分雷电流、被雷击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰 。 防雷击电磁脉冲措施(一) • 屏蔽 ——建筑物和房间外部设屏蔽措施,以合适的路径敷设线路(合理布线,避免靠近引下线),线路采用屏蔽。 • 等电位连接 ——所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起。如屋顶金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架等。当采用屏蔽电缆时,其屏蔽层应至少在两端并在防雷区交界处做等电位连接。( 当系统要求只在一端组等电位连接时,应采用两层屏蔽,外层屏蔽按上述要求处理。) • 接地 ——每幢建筑屋本身应采用共用接地系统 ( 其构成详见 GB 5005794( 2021年版)) 防雷击电磁脉冲措施(二) • 合理选用和安装 SPD(Surge protective device) ——电涌保护器 (安装于电源线、信号线进线入口处) • 电压开关型 SPD工作原理:在无电涌出现时为高阻抗,当出现电压电涌时变为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作这类 SPD的组件。也称“短路开关型”或“克罗巴型” SPD。 计算机通信网络专用 SPD响应时间 ≤1ns 。 • 限压型 SPD工作原理:在无电涌出现时为高阻抗,随电涌电流和电压的增加,阻抗跟着连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管作这类SPD的组件。也称“钳压型” SPD。 • 组合型 SPD工作原理:由上述两种组件组合而成。可显示两者都有的特性。 第六讲 静电危害防护 及电磁辐射防护 一、静电危害防护 静电灾害事故例: • 某企业欲将小型汽油储罐中的汽油用泵经底部阀门全部抽出,因阀门安装在比罐底稍高的地方,为了提高油的水平面,以便继续抽出,往油罐里注水。 • 水是从储罐油面上约 。 • 在注水 14 min后 …… • 储罐发生了 ——爆炸! 原因? (一) 静电的产生 • 实验证明, 只要两种物质紧密接触而后再分离时,就可能产生静电 。静电的产生是同接触电位差和接触面上的双电层直接相关的。 1 .静电的起电方式 (1) 接触 分离起电 ——两种物体接触 , 其间距离小于25 108 cm时 , 由于不同原子得失电子的能力不同 , 不同原子外层电子的能级不同 , 其间即发生电子的转移 。 因此 , 界面两侧会出现大小相等 、 极性相反的两层电荷 。 这两层电荷称为双电层 , 其间的电位差称为接触电位差 。 根据双电层和接触电位差的理论 ,可以推知两种物质紧密接触再分离时 , 即可能产生静电 。 • 静电序列 ——按照两种物质间双电层的极性 , 把相互接触时带正电的排在前面 , 带负电的排在后面 , 依次排列下去 , 可以排成一个长长的序列 , 这样的序列叫做静电序列或静电起电序列 。 (2) 破断起电 ——材料破断后能在宏观范围内导致正 、 负电荷的分离 , 即产生静电 , 这种起电称为破断起电 。 固体粉碎 、 液体分离过程的起电属于破断起电 。 • (3) 感应起电 —— 带电体 A带负电荷 , 附近有导体 B, 在带电体 A的静电感应下 , B的端部出现正电荷; 由于导体 B与接地导体 C相连 , B对地电位仍然为零; 当 B离开接地导体 C时 , B成为带电体 。 (4) 电荷迁移 ——当一个带电体与一个非带电体接触时 , 电荷将重新分配 , 即发生电荷迁移而使非带电体带电 。 当带电雾滴或粉尘撞击在导体上时 , 会产生电荷迁移;当气体离子流射在不带电的物体上时 , 也会产生电荷迁移 。 2. 固体静电 • 固体静电可直接用双电层和接触电位差的理论来解释 。 双电层上的接触电位差是极为有限的 , 而固体静电电位可高达数万伏以上 , 其 原因在于电容的变化 。 • 电容器上的电压 U、 电量 Q、电容 C三者之间保持的关系是: CQUdSC• 对于平板电容器 , 其电容为 SQdU• 前式中: • ε——极间电介质的介电常数; • S ——极板面积; • d ——极间距离 。 • 由上述关系可以导出 可知: • 当 Q, ε, S 不变时 , U∝ d。 • 将两种相接近的两个带电面看成是电容器的极板 。 紧密接触时 , 其间 d 只有 25 108 cm。 若二者分开为 1 cm, 即 d 增大为 400万倍 。 与其对应 , 如接触电位差为 V,则 (在不考虑分开时电荷逆流的情况下 ), 二者之间 U可达40 000 V。 • 橡胶 、 塑料 、 纤维等行业工艺过程中的静电高达数万伏 ,甚至数十万伏 , 如不采取有效措施 , 很容易引起火灾 。 3. 人体静电 • 人在活动过程中 , 人的衣服 、 鞋以及所携带的用具与其他材料摩擦或接触 分离时 , 均可能产生静电 。 • 例如 , 人穿混纺衣料的衣服坐在人造革面的椅子上 , 如人和椅子的对地绝缘都很高 , 则当人起立时 , 由于衣服与椅面之间的摩擦和接触 分离 , 人体静电高达 10 000 V以上 。 • 液体或粉体从人拿着的容器中倒出或流出时 , 带走一种极性的电荷 ,而人体上将留下另一种极性的电荷 。 • 人体是导体 , 在静电场中可能感应起电而成为带电体 , 也可能引起感应放电 。 • 人体静电引起的放电往往是酿成静电灾害的重要原因之一 。 4. 粉体静电 • 粉体只不过是处在特殊状态下的固体 , 其静电的产生也符合双电层的基本原理 。 • 粉体物料的研磨 、 搅拌 、 筛分或高速运动时 , 由于粉体颗粒与颗粒之间及粉体颗粒与管道壁 、 容器壁或其他器具之间的碰撞 、 摩擦 , 以及由于破断都会产生有害的静电 。 • 塑料粉 、 药粉 、 面粉 、 麻粉 、 煤粉 和 金属粉等 各种粉体都可能产生静电 。 粉体静电电压可高达数万伏 。 5. 液体静电 • 不含水和深度加工的可燃性油品在生产和贮运过程中所产生的静电,是工业生产中最危险和最复杂的问题。 • 液体在流动 、 过滤 、 搅拌 、 喷雾 、 喷射 、飞溅 、 冲刷 、 灌注和剧烈晃动等过程中 ,可能产生十分危险的静电 。 • 由于电渗透 、 电解 、 电泳等物理过程 , 液体与固体的接触面上也会出现偶电层 ( 双电层 ) 。 • 固定电荷层 —— 紧贴分界面的电荷层不随液体流动; • 滑移电荷层 ——与固定电荷层相邻的异性电荷层随液体流动 。 • 液体流动时  一种极性的电荷随液体流动 ,  流动电流 。 管道的终端容器里将积累静电电荷 。 偶电层 金属管 滑移电荷层 固定电荷层 • 在石油工业中,汽油在金属管道中流动时带负电荷,而管道带正电荷。 • 汽油流经棉制品材料时电位为 。 • 槽车装油时,油面电位高达 10kV以上。 • 在石油精炼过程中,油品经反复加压、加热、喷射、冷却和压送等工序,将使油料带有大量电荷。 • 油罐车在马路上行驶时轮胎摩擦起电,油料本身由于摇晃也起电,油品经过阀门、泵、过滤器和其他截面改变之处也剧烈起电,特别在过滤时起电电位很高。 • 煤油生成静电的能力要比汽油大 6倍,航空煤油要比汽油大 3倍。 • 不同批生产的油品电阻会有不同,因此它们产生静电的能力也不同。 • 重质油品如燃料油和煤油比轻质油品生成的静电的能力要大。 重质油品虽然产生的静电多,但是其本身没有爆炸危险,因为它们的挥发度低。 (二) 静电的消失 静电的消失有两种主要方式 ,即 中和 和 泄漏 。 前者主要是通过空气发生的;后者主要是通过带电体本身及其相连接的其他物体发生的 。 1. 静电中和 • 空气中的自然存在的带电粒子极为有限 , 中和是极为缓慢的 , 一般不会被觉察到 。 • 带电体上的静电通过空气迅速的中和发生在放电时 。 2 . 静电泄漏 • 绝缘体上较大的泄漏有 两条途径 : • 一条是绝缘体 表面 泄漏; ( 遇到的是表面电阻 ) ; • 另一条是绝缘体 内部 泄漏 。 ( 遇到的是体积电阻 ) 。 (三)静电的影响因素 • 1 . 材质和杂质的影响 • 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 。液体内水珠的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 。 2.工艺设备和工艺参数的影响 • 接触面积越大 , 双电层正 、 负电荷越多 , 产生静电越多 。 • 管道内壁越粗糙 , 接触面积越大 , 冲击和分离的机会也越多 , 流动电流就越大 。 • 对于粉体 , 颗粒越小者 , 一定量粉体的表面积越大 ,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 。 3 . 环境条件和时间的影响 • 空气湿度 。 • 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 。 • 周围导体布置 。 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 。 (四) 静电的危害 •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 。 •其中 , 爆炸或火灾是最大的危害和危险 。 (五) 防静电的措施 • 1. 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 。 • 例如 , 用三氯乙烯 、 四氯化碳 、 苛性钠或苛性钾代替汽油 、 煤油作洗涤剂有良好的防爆效果 。 (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 。 (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 , 使气体 、 蒸气或粉尘爆炸性混合物中氧的含量减少 , 不超过 8%时即不会引起燃烧 。 2.工艺控制 • 工艺控制是从工艺上采取适当的措施 , 限制和避免静电的产
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