电气和静电安全知识.ppt

feifei45 一 什么是静电1 定义 通常所说的静电 是指相对于观察者为静止或缓慢变化的电荷 它所引起的磁场效应较之电场效应可以忽略不计 2 静电的产生 产生静电的因素很多 例如腊 漆 塑料 橡胶 混凝土 合成纤维 纯棉织物 在干燥情况下 高分子材料制作的工具 托盘 运输物 零件盒 周转箱 装配 清洗 试验修理时用的普通电烙铁 蒸汽清洗 吹风 烘箱等 人体也是一个很高的静电电压源 人体静电主要是摩擦起电 感应起电和接触性传导起电 在无静电防护的情况下 人体的简单活动就可能产生很高的静电点位 如人从人造革椅子上站起来时 人体的静电高达1 2万伏 相对湿度50 人在塑料地板上行走时测得人体静电为8500伏 手拿干布擦绝缘桌面时 人体静电为6500伏 等等 feifei45 二 静电应用和危害1 静电的应用 静电现象早在两千多年前就已为人们所知 当时只是作为一种简单而有趣的物理现象为人们所认识 随着科学技术的发展 静电学从实验科学阶段走向实际应用阶段 主要有以下几个方面 1 静电集尘 feifei45 是指用电气的方法去除气体中浮游的微小尘埃 集尘电极接地 放电电极上施加直流电压 40 200kV 并形成电晕放电 含尘气体由集尘电极下方进入放电区 粉尘会带上负极性电荷 荷负电的尘埃在电场作用下被集尘电极吸附 由此可去除气流中的粉尘 另外 放电电极为负极时 电极间放电电压比放电电极为正极性时要高 因此可采用较高的电场强度 但是 对于室内空气净化用小型集尘器 为了不产生有害的臭氧 通常采用正电晕放电 近年来 高性能 经济的电气集尘器已得到开发应用 如现在在火力发电厂中普遍装设了电除尘装置 为防止大气污染作出了突出贡献 feifei45 2 静电喷涂 利用电气集尘的原理 可以高效的喷涂 例如 使涂料微粒化 并使其带上负电荷 而被涂的金属物体接地 喷出的粒子会沿着电力线移动 使涂料牢固地附着在物体的表面 静电涂料具有 涂料浪费少 可均匀牢固的喷涂 可流水作业 而且可利用传送带进行大规模生产等优点 被广泛用于汽车 家电产品以及电动机等的喷涂 feifei45 3 静电选别 利用静电力 从导电率不同的两类粒子组成的混合物中分离出各成分称为静电选别 例如 将混合粒子放在金属板上 利用电晕放电使粒子带电后 将金属板倾斜 此时 由于导电性好的粒子失去较多电荷 与金属板间的附着力降低 因而迅速从金属板上滑落 由此可进行粒子选别 如农业生产中应用的静电选种 静电选别已应用于矿石选别 食品加工过程中异物的除去以及茶叶选别等方面 feifei45 4 直流高压的产生 范德格拉夫静电发生器就是利用电晕放电使高压球带电而产生直流高压的 可以做泄漏电流试验等绝缘检查试验 广泛应用于生产电力设备厂家和电力系统等部门 feifei45 5 燃料气体的点火 利用微小电流放电可以对气体热水器 气体炉灶等进行点火 放电脉冲电压峰值为几万伏 放电能量约1mJ 而汽车的点火等也是利用微小的电流放电 使发动机汽缸内燃料气体爆炸而获得动力 燃料气体点火时脉冲电压的峰值为10 100kV feifei45 2 静电的危害概念 ESD electrostaticdischarge 关于静电放电 国家标准是这样定义的 具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移 静电放电曾多次引起火灾和爆炸事故 它可以使人体遭到电击 引发二次事故 它曾引起火炸药 电火工品和石油液化汽发生意外爆炸 它曾引起20万吨级超级油轮发生爆炸 feifei45 它损坏电子元器件使得全球电子工业每年损失高达数百亿美元 它使得火箭和导弹发射失败 在太空飞行器中 它破坏太阳能电池组使卫星寿命缩短 干扰各类航天飞行器与地面的联系 造成飞行器失控 分析 根据目前国内外研究报道 可以将ESD产生危害的作用机理和效应概括为以下五种 feifei45 1 ESD激起的热效应是在ns或 s量级完成的 是一种绝热过程 作为点火源 引爆源 瞬时可引起易燃易爆气体或电火工品等燃烧 爆炸 可以使半导体器件 集成电路过热 造成局部热损伤 电路性能变坏或失效 2 静电放电过程是电压 电流随机瞬时变化的电磁辐射过程 这种近场电磁辐射或电磁脉冲对航空 航天以及许多信息化设备可以造成电噪声和很强的电磁干扰 feifei45 3 静电带电体周围形成的强电场不仅可以使MOS场效应器件栅氧化层击穿或金属化线之间介质击穿 造成电路失效 而且可以在半导体器件中造成潜在的失效 导致电路和设备可靠性降低 4 静电的吸附效应成为洁净工作间的污染源 使产品质量下降 影响纺织 印刷 塑料薄膜包装等自动化生产 成为现代工业的障碍之一 feifei45 5 静电放电对人体电击或人体静电本身的放电都会对人体形成意外刺激 导致精神紧张 手脚动作失常 引发机械故障 碰伤 高空坠落等 二次事故 feifei45 三 静电危害的防范掌握静电危害形成的条件是控制静电危害发生和研究防护措施的前提 因此研究静电危害形成的条件是静电防护研究的重要内容之一 通过大量静电危害的实例分析 目前人们认为静电危害的形成应具备三个基本条件 feifei45 1 某处产生并积累足够的静电量 形成了 危险静电源 以致局部电场强度达到或超过周围介质的击穿场强 发生静电放电 2 危险静电源存在的场所有易燃易爆气体混合物并达到爆炸极限浓度 或有电火工品 火炸药之类的危险品 或有静电敏感器件及电子装置等静电易爆易损物质 3 危险静电源与静电易爆易损物质之间能够形成能量耦合并且ESD能量等于或大于前者最小点火能或静电敏感度 形成静电危害的三个基本条件在事故链中是串联因素 只要控制其中一个条件不成立 就不会有静电危害发生 feifei45 静电危害的防范措施 1 工作台面铺设防静电桌面 并与地线连接 2 厂房地板用导电胶将防静电地板粘牢防静电地板下设均匀的铜皮并与大地连接 其接地电阻在4欧姆以下 3 座椅铺设防静电椅垫和防静电靠背并接地 4 操作人员穿着防静电工作服 防静电鞋 并带防静电手腕 并通过1M 电阻接地 5 工作环境相对湿度控制在40 60 6 操作人员进入厂房时身体要与地线柱碰触 feifei45 feifei45 四 静电接地1带电区2带电体的泄漏通道3设备支架 外壳4接地端子5接地支线6接地干线7接地体 feifei45 1 静电接地的范围在生产加工 储运过程中 设备 管道 操作工具及人体等 有可能产生和积聚静电而造成静电危害时 应采取静电接地措施 在进行静电接地时 必须注意下列部位的接地 1装在设备内部而通常从外部不能进行检查的导体 2装在绝缘物体上的金属部件 3与绝缘物体同时使用的导体 4被涂料或粉体绝缘的导体 5容易腐蚀而造成接触不良的导体 6在液面上悬浮的导体 feifei45 接地连接端子的位置应符合下列要求 1不易受到外力损伤 2便于检查维修 3便于与接地干线相连 4不妨碍操作 5尽量避开容易积聚可燃混合物以及容易锈蚀的地点 静电接地端子有下列几种 1设备 管道外壳 包括设备支座 耳座 上预留出的裸露金属表面 2设备 管道的金属螺栓连接部位 3接地端子排板 4专用的金属接地板 feifei45 下列接地干线或线路不得用于静电接地 1照明回路的工作零线和三相四线制系统中的中性线2整流所各级电压的交流 直流保护接地系统 3直流回路的专用接地干线 4防雷引下线 兼有引流作用的金属设备本体除外 feifei45 固定设备接地端子位置 feifei45 蒸气伴管与工艺管道连接示意 feifei45 轨端跨接示意图 feifei45 火车槽车接地示意 feifei45 人体静电接地环境示意 feifei45 五 电气安全和高低压电网绝缘根据电业安全工作规程电气设备分为高压和低压两种 高压 设备对地电压在250V以上者 低压 设备对地电压在250V及以下者 feifei45 设备不停电时的安全距离 feifei45 在全部停电或部分停电的电气设备上工作 必须完成下列措施 1 停电 2 验电 3 装设接地线 4 悬挂标示牌和装设遮栏 feifei45 装有SF6设备的配电装置室和SF6气体实验室 必须装设强力通风装置 风口应设置在室内底部在室内 设备充装SF6气体时 周围环境相对湿度应 80 同时必须开启通风系统 并避免SF6气体漏泄到工作区 工作区空气中SF6气体含量不得超过1000ppm 工作人员进入SF6配电装置室 必须先通风15min 并用检漏仪测量SF6气体含量 尽量避免一人进入SF6配电装置室进行巡视 不准一人进入从事检修工作 feifei45 feifei45 油浸式变压器在电力系统使用最为广泛 三相油浸式电力变压器的外形如图 其基本结构可分成以下几个部分 铁心 绕组 绝缘套管 油箱及其他附件等 铁心和绕组是变压器的主要部件 称为器身 如图 器身放在油箱内部 feifei45 变压器是通过电磁感应实现两个电路之间能量的 因此它必须具有电路和磁路两个基本部分 作为电路的是两个或几个匝数不同且彼此绝缘的绕组 作为磁路的是一个闭合铁心 feifei45 绝缘套管 变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱外时必须经过绝缘套管 使引线与油箱绝缘 绝缘套管一般是陶瓷的 其结构取决于电压等级 1kV以下采用实心磁套管 10 35kV采用空心充气或充油式套管 110kV及以上采用电容式套管 为了增大外表面放电距离 套管外形做成多级伞形裙边 电压等级越高 级数越多 视觉污染1 1 现代某些城市区域 天津线路视觉污染 视觉污染2 现代城市1 2 现代城市初见端倪 哇 电线到哪里去了 多么宽广的马路 令人心旷神怡 英国景色1 找找看 电线在哪里 英国景色2 牛津大学 南安普顿大学 城市明线供电的弊病 1 城市地价随现代化的发展迅速上升 架空线占据大量空间 地面 2 视觉污染和电磁污染 3 安全隐患a 大气污染 盐雾和台风 沙尘和霜雪 污闪b 人为安全因素 4 立体结构 架空线无法应用 北京高压线电磁污染听证会 电磁污染 电磁辐射对人体的损伤1 使癌症发病率增高2 伤害眼睛3 影响生殖功能4 损害中枢神经系统5 引起心血管疾病 国内电力电缆应用现状及发展概述 我国目前电网的最高电压等等级为500kV 局部已达750kV 赶上世界1100kV也为时不会太远 目前充油电力电缆的电压等级也同步达到500kV 交联聚乙烯绝缘电力电缆的生产能力已达500kV 在1kV 35kV范围 XLPE绝缘电力电缆已经大规模替代传统的油浸纸绝缘电缆 这主要取决于XLPE电缆与油纸电缆相比 具有生产工艺简单 原料来源丰富 敷设不受落差限制 维护方便等优点 另外 传统的油纸电缆所采用的电缆纸用优质木材做原料 消耗珍贵的森林资源 因此生产逐见萎缩 全国电缆生产厂家逾两千之多 九十年代来 XLPE电缆的生产规模和新增生产线增长速度达到历史高峰 可见电缆的需用量是非常巨大的 近年来 220kV的XLPE电缆正在迅速发展 电力电缆基本知识 1 电缆基本结构 高压电缆由3部分构成 1 电缆本体 2 电缆接头 3 电缆端子 4 电缆敷设 1 电缆本体 单心 两心 三心 三相四线