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1 电气安全知识讲座 防雷技术防静电技术防爆防火技术电气安全措施 2 一 防雷 雷电的产生与雷电的放电防雷措施适用规范 3 我国古代最早的雷击记录是 周易 记述的公元前1068年一次球形雷袭击周武王的住房 古代的人们由于缺乏科学知识 不能正确解释雷电现象 就把雷电与鬼神联系起来 创造了雷神电母等神话故事 在封建迷信时期 人们将旧历6月24日定为雷神的生日 第一个破除迷信的人是东汉哲学家王充 公元27 97年 他第一次提出了 雷是火 的论断 1749年美国科学家富兰克林等经过科学实验 为我们揭开了雷电的神秘面纱 雷电与我们日常所用的电有相同的性质 人类的起源和雷电是密不可分的 如果地球上没有雷电 人类将会灭绝 雷电为远古人类提供了最早的火种 推动了文明的进程 但同时又具有巨大的破坏性 是最严重的自然灾害之一 地球上每一秒钟有100次闪电 95 是云对云的放电 也就是说95 的雷击只会产生电磁脉冲损害 4 闪电的形状最常见的是枝状 此外还有球状 片状 带状 闪电的形式有云天闪电 云间闪电 云地闪电 云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声 在气象学中 常用雷暴日数 年平均雷暴日数 年平均地面落雷密度 来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度 我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区 90天 我国的雷电活动 夏季最活跃 冬季最少 全球分布是赤道附近最活跃 随纬度升高而减少 极地最少 5 雷电的产生与雷电的放电 人们通常把发生闪电的云称为雷雨云 一般讲的雷雨云就是指积雨云 云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程 使空气中水汽达到主要方式是空气降温冷却和增加水汽含量 积雨云是一种在强烈垂直对流过程中形成的云 近地面的大气的温度由于热传导和热辐射而升高 气体温度升高膨胀 密度减小 压强也随着降低 它就要上升 上方的空气层密度相对较大 就要下沉 热气流在上升过程中膨胀降压 同时与高空低温空气进行热交换 于是上升气团中的水汽凝结而出现雾滴 就形成了云 在强对流过程中 云中的雾滴进一步降温 变成过冷水滴 冰晶或雪花 并随高度逐渐增多 在冻结高度 10摄氏度 由于过冷水大量冻结而释放潜热 使云顶突然向上发展 达到对流层顶附近后向水平方向铺展 形成云砧 是积雨云的显著特征 积雨云形成过程中 在大气电场以及温差起电效应 破碎起电效应的同时作用下 正负电荷分别在云的不同部位积聚 当电荷积聚到一定程度 就会在云与云之间或云与地之间发生放电 也就是人们平常所说的 闪电 6 雷电形成于大气运动过程中 其成因为大气运动中的剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线 闪电的形状最常见的是枝状 此外还有球状 片状 带状 闪电的形式有云天闪电 云间闪电 云地闪电 云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声 在气象学中 常用雷暴日数 年平均雷暴日数 年平均地面落雷密度 来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度 此外 也使用年雷闪频数来评价雷电活动 它是指1000平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数 大量观测统计资料表明 一个地区的雷闪频数与雷暴日数成线性关系 通常 建筑行业的防雷 更多的注重雷暴日的多少 航空 航海 气象 通信等行业越来越关心年雷闪频数的多少 我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区 90天 我国的雷电活动 夏季最活跃 冬季最少 全球分布是赤道附近最活跃 随纬度升高而减少 极地最少 7 雷电危害按雷电形式可分成直击雷 感应雷和雷电波侵入三种 1 直击雷破坏 当雷电直接击在建筑物上 强大的雷电流使建 构 筑物水份受热汽化膨胀 从而产生很大的机械力 导致建筑物燃烧或爆炸 另外 当雷电击中接闪器 电流沿引下线向大地泻放时 这时对地电位升高 有可能向临近的物体跳击 称为雷电 反击 从而造成火灾或人身伤亡 2 感应雷破坏 感应雷破坏也称为二次破坏 它分为静电感应雷和电磁感应雷两种 由于雷电流变化梯度很大 会产生强大的交变磁场 使得周围的金属构件产生感应电流 这种电流可能向周围物体放电 如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸 而感应到导线上就会对设备产生强烈的破坏性 2 1静电感应雷 带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷 当雷云对地放电或云间放电时 云层中的负电荷在一瞬间消失了 那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚 在电势能的作用下 这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击 2 2电磁感应雷 雷击发生在供电线路附近 或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场 此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上 3 雷电波引入的破坏 当雷电接近架空管线时 高压冲击波会沿架空管线侵入室内 造成高电流引入 这样可能引起设备损坏或人身伤亡事故 如果附近有可燃物 容易酿成火灾 8 雷电危害按雷电出现的物理效应可分成电性质破坏 热性质破坏和机械性质破坏1 电性质破坏 雷电放电产生高达数十万伏的冲击电压 对电气设备 仪表设备 通讯设备等的绝缘造成破坏 导致设备损坏 引发火灾 爆炸事故和人员伤亡 产生的接触电压和跨步电压使人触电 2 热性质破坏 当上百千安的强大电流通过导体时 在极短时间内转换成大量热量 可熔化导线 管线 构架金属物质 引发火灾 3 机械性质破坏 由于雷电的热效应 使木材 水泥等材料中间缝隙的水分 空气及其他物质剧烈膨胀 产生强大的机械压力 使被击中物体严重破坏甚至造成爆炸 9 当人类社会进入电子信息时代后 雷灾出现的特点与以往有极大的不同 可以概括为 1 受灾面大大扩大 从电力 建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业 特点是与高新技术关系最密切的领域 如航天航空 国防 邮电通信 计算机 电子工业 石油化工 金融证券等 2 从二维空间入侵变为三维空间入侵 从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任何角落 无孔不入地造成灾害 因而防雷工程已从防直击雷 感应雷进入防雷电电磁脉冲 LEMP 前面是指雷电的受灾行业面扩大了 这儿指雷电灾害的空间范围扩大了 例如二000年七月 一次闪电二家单位同时受到雷灾 而不是以往的一次闪电只是一个建筑物受损 3 雷灾的经济损失和危害程度大大增加了 它袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大 而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计 例如某寻呼台遭受雷击 导致该台中断寻呼数小时 其直接损失是有限的 但间接损失将大大超过直接损失 4 产生上述特点的根本原因 也就是关键性的特点是雷灾的主要对象已集中在微电子器件设备上 雷电的本身并没有变 而是科学技术的发展 使得人类社会的生产生活状况变了 微电子技术的应用渗透到各种生产和生活领域 微电子器件极端灵敏这一特点很容易受到无孔不入的LEMP的作用 造成微电子设备的失控或者损坏 10 防雷措施 防雷装置 避雷针 避雷网 避雷带 避雷线 避雷器等 包括 接闪器 引下线 接地装置三部分 反击 避雷针 保护范围确定 h 2 h ha hx r 1 5hP r 地面保护半径mh 避雷针高度mP 高度影响系数 h 30m取1 30 120m取5 5 h 120取h 120mrx 避雷针在hx水平面上的保护半径hx 被保护物高度mha 避雷针的有效高度m rx 11 避雷器分为阀型 管型和氧化锌避雷器接在被保护设备引入端 上端接带电部分 下端接地 正常时 避雷器内部间隙保持绝缘 过电压时间隙放电接地 截断冲击波 使引入被保护设备的电压为避雷器 残压 雷电过后 避雷器恢复绝缘状态 被保护设备 过电压 避雷器 接地 线路 12 建 构 筑物防雷等级划分 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 第2 0 2条遇下列情况之一时 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 第2 0 3条遇下列情况之一时 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 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 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的住宅 办公楼等一般性民用建筑物 注 预计雷击次数应按本规范附录一计算 第2 0 4条遇下列情况之一时 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 13 适用规范 石油与石油设施雷电安全规范GB15599 95建筑物防雷设计规范GB50057 94石油库设计规范GB50074 2002石油化工企业设计防火规范GB50160 92交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL T620 1997 14 石油与石油设施雷电安全规范GB15599 95 1主题内容与适用范围本规范规定了石油和石油产品在生产 运输 贮存 销售 使用过程中避免或减少石油设备雷电危害的基本原则和措施 本规范适用于石油设备的雷电安全保护 2引用标准 略 3预防雷电危害的基本原则3 1石油和石油产品应贮存在密闭性的容器内 并避免易燃或可燃性油气混合在容器周围积聚 3 2易燃或可燃性油气可能泄漏或积聚的区域 应避免金属导体间产生火花放电 3 3固定顶金属容器附件 如呼吸阀 安全阀 必须装设阻火器 3 4石油容器及其附属装置 如阻火器 呼吸阀 量油孔等 均应保持良好的工作状态 3 5石油设备应采用防雷接地 防雷接地 防静电接地和电气设备接地宜共用同一接地装置 15 4预防雷电危害的技术措施4 1金属油罐4 1 1当贮存易燃 可燃油品的油罐 其顶板厚度小于4mm时 应装设防直击雷设备 如避雷针或半导体消雷器等 其中单支避雷针保护范围的确定参见附录A 其它情况下保护范围的确定详见GB50057附录四 半导体消雷器保护范围的确定参见附录B 4 1 2当贮存易燃 可燃油品的油罐 其顶板厚度大于 等于4mm时 按GBJ74第11 2 2条规定 可不装设防直击雷设备 但在多雷区 注 当油罐顶板厚度大于 等于4mm时 仍可装设防直击雷设备 注 多雷区通常指年雷暴日大于40天的地区 参见附录C 4 13金属油罐必须作环型防雷接地 其接地点不应少于两处 其间弧形距离不应大于30m 接地体距罐壁的距离应大于3m 当罐顶装有避雷针或利用罐体作接闪器时 每一接地点的冲击接地电阻不应大于10 4 1 4浮顶金属油罐可不装设防直击雷设备 但必须用两根截面不小于25mm 2的软铜绞线将浮船与罐体作电气连接 其连接点不应小于两处 连接点沿油罐周长的间距不应大于30m 浮顶油罐的密封结构 宜采用耐油导静电材料制品 4 1 5金属油罐的阻火器 呼吸阀 量油孔 人孔 透光孔等金属附件必须保持等电位连接 16 4 2非金属油罐 略 4 3人工洞石油库 略 4 4汽车槽车和铁路槽车4 4 1汽车槽车和铁路槽车在装运易燃 可燃油器时宜装阻火器 4 4 2铁路装卸油品设备 包括钢轨 管路 鹤管 栈桥等 应作电气连接并接地 冲击接地电阻应不大于10 4 5金属油船和油驳4 5 1金属油船和油驳的金属桅杆或其它凸出物可作接闪器 如船体的结构是木质的或其它绝缘材料的 则必须把桅杆或其它凸出的金属物与水线以下的铜板连接 4 5 2无线电天线应装避雷器 4 5 3雷暴时应中止装卸油品 并关闭贮器开口 4 6管路4 6 1输油管路可用其自身作接闪器 其法兰 阀门的连接处 应设金属跨接线 当法兰用5根以上螺栓连接时 法兰可不用金属线跨接 但必须构成电气通路 4 6 2管路系统的所有金属件 包括护套的金属包覆层必须接地 管路两端和每隔200 300m处 以及分支处 拐弯处均应有一处接地 接地点宜设在管墩处 其冲击接地电阻不得大于10 4 6 3可燃性气体放空管路必须装设避雷针 避雷针的保护范围应高管口不小于2m 避雷针距管口的水平距离不得小于3m 17 5预防雷电危害的管理措施5 1制度各单位技术部门应制定防雷电危害的具体措施 建立设备防雷活动档案 5 2教育负责管理工作的人员必须掌握雷电知识 5 3应急当发现雷电可能酿成雷电事故时 应及时采取有效措施 并上报主管领导 5 4预检每年雷雨季节之前 必须检查 维修防雷电设备和拉地 检查的主要项目如 a 防雷设备的外观形貌 连接程度 如发现断裂 损坏 松动应及时修复 b 用仪器检测防雷设备冲击接地电阻值 如发现不符合要求 应及时修复 c 清洗堵塞的阻火芯 更换变形或腐蚀的阻火芯 并应保证密封处不漏气 18 5预防静电危害的技术措施5 1油罐5 1 1罐 塔等固定设备原则上要求在多个部位上进行接地 其接地点应设两处以上 接地点应沿设备外围均匀布置 其间距不应大于30m 5 1 2贮罐内壁应使用防静电防腐涂料 涂料体电阻率应低于100M m 面电阻率应低于1G 5 1 3轻质油品的进出口管必须接近贮罐底部 5 1 4对于电导率低于50pS m的液体石油产品 在注入口未浸没前 初始流速不应大于1m s 当注入口浸没200mm后 可逐步提高流速 但最大流速不应超过7m s 如采用其他有效防静电措施 可不受上述限制 5 1 5罐内禁止存在任何未接地的浮动物 19 5 2汽车罐车5 2 1在装卸油前 必须先检查罐车内部 不应有未接地的浮动物 5 2 2装油鹤管 管道 罐车必须跨接和接地 5 2 3采用顶部装油时 装油鹤管应深入到槽罐的底部200mm 装油速度宜满足式 2 关系 V2D 0 5 2 式中 V 油品流速 m s D 鹤管管径 m 5 2 4装油方式应尽量采用底部装油 5 2 5禁止使用无挡板汽车罐车运输轻质油品 5 2 6装油完毕 宜静置不少于2min后 再进行采样 测温 检尺 拆除接地线等 5 2 7汽车罐车未经清洗不宜换装油品 20 5 3铁路罐车5 3 1在装卸油前 必须先检查罐车内部 不应有未接地的浮动物 5 3 2装油鹤管 管道 槽罐必须跨接和接地 5 3 3顶部装卸油时 装卸油鹤管应深入到槽罐的底部 装油速度宜满足式 3 关系 V2D 0 8 3 式中 V 油品流速 m s D 鹤管管径 m 5 3 4装油完毕 宜静置不少于2min后 再进行采样 测温 检尺 拆除接地线等 5 3 5铁路罐车未经清洗不宜换装油品 21 5 4油轮和舶船5 4 1作业前 应先将船体与陆地上接地端进行接地 使用软管输送轻质油品前 应做电气连续性检查 遵循先接搭接线后接软管 作业后先拆输油软管后拆搭接线 5 4 2禁止采用外部软管从舱口直接灌装轻质油品 不准使用空气或惰性气体将管中剩油驱入油舱内 5 4 3装油初速度不大于1m s 当入口管浸没后 可提高流速 但100mm管径不大于9m s 150mm管径不大于7m s 5 4 4装油时不准将导体放入油舱内 装油完毕应静置10min后再使用导电性器具进行采样 测温 检尺等作业 若油舱容积大于5000m3时 应静置30min后作业 5 4 5清洗油舱作业 要遵循有关部门规定的防静电危害措施 5 4 6当油舱装有闪点小于60 的油品时 油舱系统宜配备惰性气体装置 5 5飞机 略 22 5 6油桶5 6 1当采用金属管嘴或金属漏斗向金属油桶装油时 必须让它们保持良好的接触或连接 并可靠接地 5 6 2禁止使用绝缘性容器加注汽油 煤油等 5 6 3向抗静电塑料容器加注油品时 容器上的任何金属部件都必须与装油管线跨接 若使用金属漏斗加注 金属漏斗也必须接地 5 7管路5 7 1管路系统的所有金属件 包括护套的金属包覆层必须接地 管路两端和每隔200 300m处 应有一处接地 当平行管路相距10cm以内时 每隔20m应加连接 当管路与其他管路交叉间距小于10cm时 应相连接地 5 7 2对金属管路中间的非导体管路段 除需做屏蔽保护外 两端的金属管应分别与接地干线相接 非导体管路段上的金属件应跨接 接地 5 7 3用管路输送油品 应尽量避免混入空气 水 灰尘等物质 23 5 8搅拌 混合和调合5 8 1搅拌 混合 调合设备的所有金属零部件均应连接在一起并接地 如果设备有绝缘内衬 可用内部接地措施促使电荷泄漏 5 8 2严禁用压缩空气进行汽油 煤油 轻柴油的调合 重柴油等用压缩空气调合时 必须控制风压不大于343kPa 并使油品调合温度至少低于该油品闪点20 5 8 3如果采用喷射混合 只要液柱不喷出液面 并且设备的金属部件都接地 是没有静电引燃危险的 5 9吹扫和清洗5 9 1采用蒸汽进行吹扫和清洗时 受蒸汽喷击的管线 导电物体都必须与油罐或设备进行接地连接 5 9 2严禁使用压缩空气对汽油 煤油 苯 轻柴油等产品的管线进行清扫 5 9 3严禁使用汽油 苯类等易燃溶剂对设备 器具吹扫和清洗 5 9 4使用液体喷洗容器时 压力不得大于980kPa 24 5 10取样 计量和测温5 10 1取样或测温设备的金属部件必须与罐连接 5 10 2不准使用绝缘和非绝缘材质的检尺 测温 采样工具进行作业 5 10 3油罐采样 计量和测温前静置时间可按5 4 4之要求进行 5 10 4进行油品采样 计量和测温时 不得猛拉快提 上提速度不得大于0 5m s 下落速度不得大于1m s 6预防静电危害的管理措施6 1各单位安全技术部门应会同有关职能部门制定防静电危害具体实施方案 并加以监督检查 负责管理工作的人员必须掌握静电安全技术知识 当发现静电可能酿成事故时 有权采取有效措施 并上报主管领导 6 2所有防静电设备 测试仪表及防护用品 要定期检查 维修 并建立设备档案 6 3油品静电检测主要项目有 6 3 1贮器的泄漏电阻 人体的泄漏电阻 管线的接地电阻 6 3 2油品静止电导率 6 3 3油品油面静电位 6 3 4可燃蒸气与空气混合物浓度 6 3 5油品温度 气温及大气相对温度 6 4轻质石油产品电导率测定仪应一年校正一次 25 二 防静电 静电的产生石油静电的产生静电的安全防护适用规范 26 静电的产生 静电现象静电的产生物质夺取自由电子 需要能量 如果物质间进行摩擦 产生电子转移 但两个物质表面接触后 只要把他们迅速拉开 也足以产生静电 静电产生的基本 重要的因素应当认为是 物质相互密切接触和迅速剥离 27 产生静电的内因物质逸出功 电子脱离物质表面所需要作的功 不同 物质电阻率不同 产生静电的外因紧密接触 25 10 8cm 与迅速分离 附着带电 感应起电 极化起电 流动带电 喷出带电 飞沫带电 静电的积累 28 电阻率与泄漏半衰期的关系 29 石油静电的产生 输油管线中静电的产生流动带电 管线材质影响 如高分子塑料管与钢管比较 前者带静电高8倍 管线内表面光洁度和使用时间等条件也对带静电倾向影响很大 管线长度与带电量成正比 如管线设有过滤分离器 过滤网等 带电量有时会增加10 200倍 因此泵或过滤器等出口侧的管线采取加大管径和增设缓冲罐等措施 都是必要的 泵转速的影响 油温的影响 石油的导电率随油温的升高而增大 但也有相反的理论 30 混入微粒子 空气和水的影响 当石油类中混入铁锈等微粒子以胶状分散时会增大带电量 当空气和其他气体泡混入石油类中时 在流动开始瞬间 试验证明与正常流动比产生约100倍的静电 水的混入因情况不同而不同 一般也会增加静电 混合和搅拌引起的静电当贮罐内存在水和杂质时 会产生大量静电 喷出引起的静电若发生喷溅和泡沫会引起大量静电 应引起重视 沉降引起的静电影响贮罐内静电产生量的几个因素底部装油与喷溅装油 油流出口与油面的距离 不同油品混合发生爆炸 罐底沉降水被搅起 蒸汽清洗油罐会产生很高的静电电位 时间因素 最大静电电位产生有延迟 31 铁路槽车静电主要来自泵和过滤器 一般过滤器设置在离装油口100米外 使有充足的时间逸散电荷 汽车油罐车静电主要来自泵管道和过滤器 在注油过程中 油面电位随油面升高而升高 到达一定值后又开始下降 油轮静电事故的产生 用水冲洗油油舱 测试表明冲洗很短时间 油仓中心电位高达40kV 油舱装油不满 油或压舱水摇晃带电 静电危害的条件静电的产生放电间隙的存在爆炸危险物质达到爆炸极限 石油产品的爆炸极限 在空气中的浓度体积 32 静电的安全防护 消除静电的危害主要有两个途径 一是创造条件加速工艺过程中所产生静电的泄漏或中和 限制静电积累 使其不超过安全限度 二是控制工艺过程 限制静电产生 第一类方法 泄漏法 中和法 接地 增湿 加入抗静电剂 涂导电涂层 感应中和器 发射性中和器 材料选择 工艺设计 操作 设备结构 第二类方法 33 防止形成危险性混合物 以不可燃介质代替可燃介质 如用不可燃混合剂进行化学脱脂 降低爆炸性混合物浓度 通风 抽气等工艺控制控制流速增强静电电荷的衰减 工艺过程总是包含静电的产生和逸散两个区域 因此可以采取不同的预防静电危害措施 利用材质搭配控制静电产生 如钢铁和晴纶摩擦 钢铁带负电荷 钢铁与聚氯乙烯摩擦 钢铁带正电荷 一种方法是系统中分别选择不同材质容器 管道等 使一处的某种电荷在另一处消除 另一方法是材料混合 使物料流动时不会产生明显静电 如含有40 尼龙和60 达科隆的混合纤维同镀铬表面摩擦时不会产生静电积累 34 接地增湿增湿主要是增加静电沿介质表面的泄漏 而不是增加通过空气的泄漏 对于表面容易形成水膜的介质 如纸张 橡胶等非常有效 化学防静电防静电剂具有较好的导电性和较强的吸湿性 在高绝缘材料中非常有效 由无机盐表面活性剂发展到高分子 有机半导体 高聚物等化学防静电剂 用于聚酯薄膜 涤纶片基的防静电剂 烷基二苯醚磺酸甲盐 DPE 使聚酯薄膜表面电子由1015欧降至107欧 用于塑料的防静电剂 酰胺基季胺硝酸盐用于聚氯乙烯 SN 用于纤维的防静电剂 种类较多 用于石油的防静电剂 甲基乙烯脂 顺丁烯二酸酐的共聚物 静电消除器将气体分子电离产生消除静电所需的离子 自感应式 外接电源式 工频高压 高频高压 直流高压 离子流 放射线式 组合式 防止人体带静电 35 适用规范 防止静电事故通用导则GB12158 90液体石油产品静电安全规程GB13348 92易燃 可燃液体防静电安全管理Q YZG 2004 36 液体石油产品静电安全规程GB13348 92 主题内容与适用范围本标准规定了液体石油产品在生产 运输 贮存 使用过程中防止静电危害的基本方法和措施 本标准适用于液体石油产品 37 三 防爆 爆炸性物质的分类 分级与分组爆炸性气体环境危险区域的划分防爆结构电气防爆安全技术和管理适用规范 38 爆炸性物质的分类 分级与分组 1 爆炸性物质的分类爆炸性物质分为三类 类 矿井甲烷 类 爆炸性气体 蒸气 类 爆炸性粉尘 纤维 注 分类来源于 中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程 试行 劳动人事部 公安部 国家机械委员会 煤炭工业部 化学工业部 石油工业部 纺织工业部 轻工业部 1987年 39 2 爆炸性气体的分级 爆炸性气体混合物 按其最大试验安全间隙 MESG 或最小点燃电流比 MICR 分级 40 MESG 最大试验安全间隙 爆炸性气体在标准容器中 8000cm3 半球法兰结合面的间隙长度为25mm的球形容器 试验的传爆间隙临界值 即为间隙长度为25mm时的传爆间隙的最小值 MICR 最小点燃电流比 各种易燃物质按照它们最小点燃电流值与实验室的甲烷的最小点燃值之比 41 3 爆炸性气体的分组 按其引燃温度分组 共分 六组 42 4 举例 43 爆炸性气体环境危险区域的划分 爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间 按下列规定进行分区 0区 连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 1区 在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 2区 在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境 或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境 注 正常运行是指正常的开车 运转 停车 易燃物质产品的装卸 密闭容器盖的开闭 安全阀 排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态 按释放源级别和通风条件确定 连续级 第一级 第二级释放源 范围 根据释放源的级别和位置 易燃物质的性质 通风条件 障碍物及生产条件 运行经验 经技术经济比较综合确定 44 防爆结构 隔爆型电气设备 具有隔爆外壳的电气设备 是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内 该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止向周围的爆炸性混合物传爆的电气设备 增安型电气设备 正常运行条件下 不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度 并在结构上采取措施 提高其安全程度 以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备 本质安全型电气设备 在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备 正压型电气设备 具有保护外壳 且壳内充有保护气体 其压力保持高于周围爆炸性混合物气体的压力 以避免外部爆炸性混合物进入外壳内部的电气设备 无火花型电气设备 在正常运行条件下不产生电弧或火花 也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点 且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备 45 设备选型 气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表 爆炸危险区域 适用的防护型式 电气设备类型 符号 本质安全型 级 区 其他特别为 区设计的电气设备 特殊型 s 适用于 区的防护类型 隔爆型 区 增安型 本质安全型 级 充油型 正压型 充砂型 其他特别为 区设计的电气设备 特殊型 s 适用于 区或 区的防护类型 区 无火花型 46 旋转电机防爆结构的选型 为适用 为慎用X 为不适用 47 爆炸性粉尘环境 分为 爆炸性粉尘 镁 铝等 可燃性导电粉尘 石墨 焦炭 煤 锌 铁等 可燃性非导电粉尘 聚乙烯 小麦 硫磺等 可燃纤维 棉 麻等 分组 引燃温度分组 T11 270 T12 200 270 T13 150 200 分区 爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间 按下列规定进行分区 10区 连续出现或长期出现爆炸性粉尘混合物的环境 11区 有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境 范围 根据粉尘的量 释放率 浓度和物理特性以及同类企业相似厂房的实践经验等确定 设备选型 除可燃性非导电粉尘和可燃纤维的11区环境采用防尘结构 标志DP 10区及其它爆炸性粉尘环境11区均采用尘密结构 标志DT 并按照粉尘的不同引燃温度选择不同易燃温度组别的电气设备 48 4 举例 Exd BT3Ex 防爆标志 EEx d 隔爆型 B 爆炸性气体分级 高于 A 低于 C T3 爆炸性气体分组 高压T2 低于T4 49 火灾危险环境 分类 可燃液体 柴油 润滑油 变压器油等 可燃粉尘 铝粉 焦炭粉 煤粉 合成树脂粉等 固体状可燃物质 煤 焦炭 木等 可燃纤维 棉花纤维 合成纤维等 危险区域划分 根据火灾事故发生的可能性和后果 以及危险程度和物质状态不同划分 21区 具有闪点高于环境温度的可燃液体 在数量和配置上能引起火灾危险的环境 22区 具有悬浮状 堆积状的可燃粉尘或可燃纤维 虽不可能形成爆炸混合物 但在数量和配置上可能引起火灾危险环境 23区 具有固体状可燃物质 在数量和配置上能引起火灾危险环境 50 火灾危险环境的电气装置 51 安全栅 安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表 它的作用是一方面保证信号的正常传输 另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下 以确保系统的安全无火花性能 安全栅是一种特殊的关联设备 接在本安型和非本安型电路之间 它包括安全栅元件或安全栅电路 如熔断器 电阻器和并联的二极管等 将供给本安型电路的电压和电流限制在一定安全水平之内 常用的安全栅有齐纳式安全栅和隔离式安全栅 52 齐纳式安全栅 基于齐纳二极管方向击穿特性来工作的 现场发生故障 限流电阻将电流限制在安全范围 齐纳二极管将电源电压限制在安全电压以内 两只齐纳二极管是为了提高可靠性 发生高电压时 齐纳二极管击穿 同时快速熔断器熔断 保证过电压与现场隔离 限流电阻 快速熔断器 齐纳二极管 危险侧 安全侧 53 隔离式安全栅 它在供电和信号传输线路中采用了变压器隔离措施 具有电子限流和限压功能 进一步提高了安全可靠性 分为检测端 输入式 安全栅和操作端 输出式 安全栅 24DC 直流 交流转换器 整流滤波器 T1 解调放大器 T2 调制器 整流滤波器 限能器 输入4 20mADC 输出4 20mADC或1 5VDC 检测端安全栅构成框图 24DC 直流 交流转换器 T1 调制器 解调放大器 整流滤波器 限能器 输出4 20mADC T2 操作端安全栅构成框图 输入4 20mADC 来至变送器 来至控制仪表 去现场 去控制仪表 54 55 三 防爆 爆炸性物质的分类 分级与分组爆炸性气体环境危险区域的划分防爆结构电气防爆安全技术和管理适用规范 56 爆炸性物质的分类 分级与分组 1 爆炸性物质的分类爆炸性物质分为三类 类 矿井甲烷 类 爆炸性气体 蒸气 类 爆炸性粉尘 纤维 注 分类来源于 中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程 试行 劳动人事部 公安部 国家机械委员会 煤炭工业部 化学工业部 石油工业部 纺织工业部 轻工业部 1987年 57 2 爆炸性气体的分级 爆炸性气体混合物 按其最大试验安全间隙 MESG 或最小点燃电流比 MICR 分级 58 MESG 最大试验安全间隙 爆炸性气体在标准容器中 8000cm3 半球法兰结合面的间隙长度为25mm的球形容器 试验的传爆间隙临界值 即为间隙长度为25mm时的传爆间隙的最小值 MICR 最小点燃电流比 各种易燃物质按照它们最小点燃电流值与实验室的甲烷的最小点燃值之比 59 3 爆炸性气体的分组 按其引燃温度分组 共分 六组 60 4 举例 61 爆炸性气体环境危险区域的划分 爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间 按下列规定进行分区 0区 连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 1区 在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 2区 在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境 或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境 注 正常运行是指正常的开车 运转 停车 易燃物质产品的装卸 密闭容器盖的开闭 安全阀 排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态 按释放源级别和通风条件确定 连续级 第一级 第二级释放源 范围 根据释放源的级别和位置 易燃物质的性质 通风条件 障碍物及生产条件 运行经验 经技术经济比较综合确定 62 防爆结构 隔爆型电气设备 具有隔爆外壳的电气设备 是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内 该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止向周围的爆炸性混合物传爆的电气设备 增安型电气设备 正常运行条件下 不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度 并在结构上采取措施 提高其安全程度 以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备 本质安全型电气设备 在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备 正压型电气设备 具有保护外壳 且壳内充有保护气体 其压力保持高于周围爆炸性混合物气体的压力 以避免外部爆炸性混合物进入外壳内部的电气设备 无火花型电气设备 在正常运行条件下不产生电弧或火花 也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点 且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备 63 设备选型 气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表 爆炸危险区域 适用的防护型式 电气设备类型 符号 本质安全型 级 区 其他特别为 区设计的电气设备 特殊型 s 适用于 区的防护类型 隔爆型 区 增安型 本质安全型 级 充油型 正压型 充砂型 其他特别为 区设计的电气设备 特殊型 s 适用于 区或 区的防护类型 区 无火花型 64 旋转电机防爆结构的选型 为适用 为慎用X 为不适用 65 爆炸性粉尘环境 分为 爆炸性粉尘 镁 铝等 可燃性导电粉尘 石墨 焦炭 煤 锌 铁等 可燃性非导电粉尘 聚乙烯 小麦 硫磺等 可燃纤维 棉 麻等 分组 引燃温度分组 T11 270 T12 200 270 T13 150 200 分区 爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间 按下列规定进行分区 10区 连续出现或长期出现爆炸性粉尘混合物的环境 11区 有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境 范围 根据粉尘的量 释放率 浓度和物理特性以及同类企业相似厂房的实践经验等确定 设备选型 除可燃性非导电粉尘和可燃纤维的11区环境采用防尘结构 标志DP 10区及其它爆炸性粉尘环境11区均采用尘密结构 标志DT 并按照粉尘的不同引燃温度选择不同易燃温度组别的电气设备 66 4 举例 Exd BT3Ex 防爆标志 EEx d 隔爆型 B 爆炸性气体分级 高于 A 低于 C T3 爆炸性气体分组 高压T2 低于T4 67 火灾危险环境 分类 可燃液体 柴油 润滑油 变压器油等 可燃粉尘 铝粉 焦炭粉 煤粉 合成树脂粉等 固体状可燃物质 煤 焦炭 木等 可燃纤维 棉花纤维 合成纤维等 危险区域划分 根据火灾事故发生的可能性和后果 以及危险程度和物质状态不同划分 21区 具有闪点高于环境温度的可燃液体 在数量和配置上能引起火灾危险的环境 22区 具有悬浮状 堆积状的可燃粉尘或可燃纤维 虽不可能形成爆炸混合物 但在数量和配置上可能引起火灾危险环境 23区 具有固体状可燃物质 在数量和配置上能引起火灾危险环境 68 火灾危险环境的电气装置 69 安全栅 安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表 它的作用是一方面保证信号的正常传输 另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下 以确保系统的安全无火花性能 安全栅是一种特殊的关联设备 接在本安型和非本安型电路之间 它包括安全栅元件或安全栅电路 如熔断器 电阻器和并联的二极管等 将供给本安型电路的电压和电流限制在一定安全水平之内 常用的安全栅有齐纳式安全栅和隔离式安全栅 70 齐纳式安全栅 基于齐纳二极管方向击穿特性来工作的 现场发生故障 限流电阻将电流限制在安全范围 齐纳二极管将电源电压限制在安全电压以内 两只齐纳二极管是为了提高可靠性 发生高电压时 齐纳二极管击穿 同时快速熔断器熔断 保证过电压与现场隔离 限流电阻 快速熔断器 齐纳二极管 危险侧 安全侧 71 隔离式安全栅 它在供电和信号传输线路中采用了变压器隔离措施 具有电子限流和限压功能 进一步提高了安全可靠性 分为检测端 输入式 安全栅和操作端 输出式 安全栅 24DC 直流 交流转换器 整流滤波器 T1 解调放大器 T2 调制器 整流滤波器 限能器 输入4 20mADC 输出4 20mADC或1 5VDC 检测端安全栅构成框图 24DC 直流 交流转换器 T1 调制器 解调放大器 整流滤波器 限能器 输出4 20mADC T2 操作端安全栅构成框图 输入4 20mADC 来至变送器 来至控制仪表 去现场 去控制仪表 72 适用规范 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058 92电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范GB50261 1996中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程 试行 劳人护 87 36号爆炸性气体环境用电气设备第13部分 爆炸性气体环境用电气设备的检修GB3836 12 1997neqIEC79 19 1993 73 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 1 0 5采用的设备和器材 均应符合国家现行技术标准的规定 并应有合格证件 设备应有铭牌 防爆电气设备应有防爆标志 1 0 6 4防爆电气设备的铭牌中 必须标有国家检验单位发给的 防爆合格证号 2 2隔爆型电气设备的安装2 2 1隔爆型电气设备在安装前 应进行下列检查 2 2 1 1设备的型号 规格应符合设计要求 铭牌及防爆标志应正确 清晰 2 2 1 2设备的外壳应无裂纹 损伤 2 2 1 3隔爆结构及间隙应符合要求 2 2 1 4接合面的紧固螺栓应齐全 弹簧垫圈等防松设施应齐全完好 弹簧垫圈应压平 2 2 1 5密封衬垫应齐全完好 无老化变形 并符合产品的技术要求 2 2 1 6透明件应光洁无损伤 2 2 1 7运动部件应无碰撞和摩擦 2 2 1 8接线板及绝缘件应无碎裂 接线盒盖应紧固 电气间隙及爬电距离应符合要求 2 2 1 9接地标志及接地螺钉应完好 2 2 2隔爆型电气设备不宜拆装 需要拆装时 应符合下列要求 2 2 2 1应妥善保护隔爆面 不得损伤 2 2 2 2隔爆面上不应有砂眼 机械伤痕 2 2 2 3无电镀或磷化层的隔爆面 经清洗后应涂磷化膏 电力复合脂或204号防锈油 严禁刷漆 2 2 2 4组装时隔爆面上不得有锈蚀层 2 2 2 5隔爆接合面的紧固螺栓不得任意更换 弹簧垫圈应齐全 2 2 3隔爆型电机的轴与轴孔 风扇与端罩之间在正常工作状态下 不应产生碰擦 2 2 4正常运行时产生火花或电弧的隔爆型电气设备 其电气联锁装置必须可靠 当电源接通时壳盖不应打开 而壳盖打开后电源不应接通 用螺栓紧固的外壳应检查 断电后开盖 警告牌 并应完好 74 2 5隔爆型插销的检查和安装 应符合下列要求 2 2 5 1插头插入时 接地或接零触头应先接通 插头拔出时 主触头应先分断 2 2 5 2开关应在插头插入后才能闭合 开关在分断位置时 插头应插入或拔脱 2 2 5 3防止骤然拔脱的徐动装置 应完好可靠 不得松脱 3 2爆炸危险环境内的电缆线路3 2 1电缆线路在爆炸危险环境内 电缆间不应直接连接 在非正常情况下 必须在相应的防爆接线盒或分线盒内连接或分路 3 2 2电缆线路穿过不同危险区域或界壁时 必须采取下列隔离密封措施 3 2 2 1在两级区域交界处的电缆沟内 应采取充砂 填阻火堵料或加设防火隔墙 3 2 2 2电缆通过与相邻区域共用的隔墙 楼板 地面及易受机械损伤处 均应加以保护 留下的孔洞 应堵塞严密 3 2 2 3保护管两端的管口处 应将电缆周围用非燃性纤维堵塞严密 再填塞密封胶泥 密封胶泥填塞深度不得小于管子内径 且不得小于40mm 3 2 3防爆电气设备 接线盒的进线口 引入电缆后的密封应符合下列要求 3 2 3 1当电缆外护套必须穿过弹性密封圈或密封填料时 必须被弹性密封圈挤紧或被密封填料封固 3 2 3 2外径等于或大于20mm的电缆 在隔离密封处组装防止电缆拔脱的组件时 应在电缆被拧紧或封固后 再拧紧固定电缆的螺栓 3 2 3 3电缆引入装置或设备进线口的密封 应符合下列要求 1 装置内的弹性密封圈的一个孔 应密封一根电缆 2 被密封的电缆断面 应近似圆形 3 弹性密封圈及金属垫 应与电缆的外径匹配 其密封圈内径与电缆外径允许差值为 1mm 4 弹性密封圈压紧后 应能将电缆沿圆周均匀地被挤紧 3 2 3 4有电缆头腔或密封盒的电气设备进线口 电缆引入后应浇灌固化的密封填料 填塞深度不应小于引入口径的1 5倍 且不得小于40mm 75 3 2 3 5电缆与电气设备连接时 应选用与电缆外径相适应的引入装置 当选用的电气设备的引入装置与电缆的外径不相适应时 应采用过渡接线方式 电缆与过渡线必须在相应的防爆接线盒内连接 3 2 4电缆配线引入防爆电动机需挠性连接时 可采用挠性连接管 其与防爆电动机接线盒之间 应按防爆要求加以配合 不同的使用环境条件应采用不同材质的挠性连接管 3 2 5电缆采用金属密封环式引入时 贯通引入装置的电缆表面 应清洁干燥 对涂有防腐层 应清除干净后再敷设 3 2 6在室外和易进水的地方 与设备引入装置相连接的电缆保护管的管口 应严密封堵 5接地5 1保护接地5 1 1在爆炸危险环境的电气设备的金属外壳 金属构架 金属配线管及其配件 电缆保护管 电缆的金属护套等非带电的裸露金属部分 均应接地或接零 5 1 2在爆炸性气体环境1区或爆炸性粉尘环境10区内所有的电气设备以及爆炸性气体环境2区内除照明灯具以外的其它电气设备 应采用专用的接地线 该专用接地线若与相线敷设在同一保护管内时 应具有与相线相等的绝缘 金属管线 电缆的金属外壳等 应作为辅助接地线 5 1 3在爆炸性气体环境2区的照明灯具及爆炸性粉尘环境11区内的所有电气设备 可利用有可靠电气连接的金属管线系统作为接地线 在爆炸性粉尘环境11区内可采用金属结构作为接地线 但不得利用输送爆炸危险物质的管道 5 1 4在爆炸危险环境中接地干线宜在不同方向与接地体相连 连接处不得少于两处 5 1 5爆炸危险环境中的接地干线通过与其它环境共用的隔墙或楼板时 应采用钢管保护 并应按本规范第3 2 2条的规定作好隔离密封 5 1 6电气设备及灯具的专用接地线或接零保护线 应单独与接地干线 网 相连 电气线路中的工作零线不得作为保护接地线用 5 1 7爆炸危险环境内的电气设备与接地线的连接 宜采用多股软绞线 其铜线最小截面面积不得小于4mm2 易受机械损伤的部位应装设保护管 5 1 8铠装电缆引入电气设备时 其接地或接零芯线应与设备内接地螺栓连接 钢带及金属外壳应与设备外接地螺栓连接 76 5 1 9爆炸危险环境内接地或接零用的螺栓应有防松装置 接地线紧固前 其接地端子及上述紧固件 均应涂电力复合脂 5 2防静电接地5 2 1生产 贮存和装卸液化石油气 可燃气体 易燃液体的设备 贮罐 管道 机组和利用空气干燥 掺合 输送易产生静电的粉状 粒状的可燃固体物料的设备 管道以及可燃粉尘的袋式集尘设备 其防静电接地的安装 除应按照国家现行有关防静电接地的标准规范的规定外 尚应符合下列要求 5 2 1 1防静电的接地装置可与防感应雷和电气设备的接地装置共同设备 其接地电阻值应符合防感应雷和电气设备接地的规定 只作防静电的接地装置 每一处接地体的接地电阻值应符合设计规定 5 2 1 2设备 机组 贮罐 管道等的防静电接地线 应单独与接地体或接地干线相连 除并列管道外不得互相串连接地 5 2 1 3防静电接地线的安装 应与设备 机组 贮罐等固定接地端子或螺栓连接 连接螺栓不应小于M10 并应有防松装置和涂以电力复合脂 当采用焊接端子连接时 不得降低和损伤管道强度 5 2 1 4当金属法兰采用金属螺栓或卡子相紧固时 可不