电气安全技术培训.ppt

电气安全技术 中级电工培训 主要内容 电气安全技术 1电流对人体的伤害 2直接接触触电防护 3间接接触触电防护 4漏电保护装置 5电气防火防爆 6静电防护 7防雷技术 8电气安全管理 1电流对人体的伤害 1 1电气安全概述 以安全为目标 以电气为领域的应用科学 包括用电安全和电器安全 但不仅如此 涉及的领域 电气安全实践电气安全教育电气安全科研 1 1 1电气安全的任务 研究各种电气事故研究其机理 原因 构成 规律 特点和防治措施 研究用电气的方法来解决安全生产问题研究运用电气监测 电气检查和电气控制的方法来评价系统的安全性或解决生产中的安全问题 1 1 2电气安全的严峻性 技术先进的国家每发20亿度电才触电死亡1人 而我国每发1亿度电触电死亡就超过1人 安全用电水平高的国家 每100万工农业用电人口中触电死亡0 5 1人 我国的统计数字为每100万人口触电死亡10人左右 据有关部门统计 在全国工矿企事业单位因公死亡人数中 触电死亡占6 8 左右 居第5 6位 根据近年来我国的统计数字 高 低压电力系统中的触电死亡人数 低压占80 以上 而企业中又以低压系统和低压设备所占比重最大 因此用电安全更有其重要性 1 1 3电气安全的特点 抽象性看不见 听不见 嗅不着 尤其是静电和电磁辐射 广泛性强电弱电 直流交流 静电工频电 高压低压 工业农业 生产生活 综合性既有工程技术方面 也有组织管理方面 1 2电气事故 1 2 1电气事故的类型 触电事故雷击事故静电事故电磁辐射事故电路故障 据 中国火灾统计年鉴 和北京市公安局 消防局历年统计数据显示 在我国近年来累计发生的火灾事故中 由于电线短路 超负荷 接触不良等电气故障引发的火灾一直据各类火灾之首 占每年火灾总数的28 左右 平均每20分钟就有一起电器火灾事故发生 据公安部消防局统计我国2011年共发生各类火灾事故125402起 而用电用火引发的火灾仍占较大比重 我国因触电造成死亡的人数每年均超过3000人 而在因触电或因电引起的火灾中受伤的人更是不计其数 资料 1 2 2电路故障 电路故障 是由电能传递 分配 转换失去控制或电气元件损坏造成的 包括断线 短路 接地 漏电 误合闸 电气设备损坏 特点 电气线路或电气设备故障可能发展为事故 并影响到人身安全 1 2 3电气事故的后果 火灾爆炸设备损坏人身伤害 1 3触电事故 1 3 1触电事故的类型 电伤 外伤 电灼伤皮肤金属化电烙印机械损伤电光眼 电击 内伤 分直接电击与间接电击单线电击两线电击跨步电压电击 由电流形式的电能造成的事故 单线电击电流 I U Rr Ro 两线电击电流 I U Rr U可达线电压 双相触电 低压触电的两种形式 单相触电 跨步电压电击 对地电压 接触电压和跨步电压 高压电弧触电 高压危险 请勿靠近 高压触电的两种形式 高压跨步触电 1 3 3电击的特点 电流直接作用于人体 特点 伤害内部致命电流小无明显痕迹 无预兆迅速降低防卫能力急救困难 1 3触电事故 1 3 1触电事故的特点 分布规律违章45 关联漏电35 移动式设备和暂设设备30 触及高处带电体20 直接接触电击和间接接触电击约各占1 2 1 3触电事故的特点 分布规律 1 季节性明显 6 9月份最集中 2 低压设备触电事故多 3 便携式和移动式设备触电事故多 4 电气连接部位触电事故多 5 农村触电事故多 6 冶金 矿业 建筑 机械行业触电事故多 7 青 中年人 以及非电工事故多 8 误操作事故多 1 4电流对人体的作用 小电流通过人体时 产生麻感 针剌感 压迫感 打击感 痉挛 疼痛 呼吸困难 血压异常 昏迷 心律不齐 窒息 心室颤动等症状 电流作用将使胸肌发生痉挛 造成呼吸困难 时间较长时将发生憋气 窒息 稍后将导致心室颤动或心脏停止跳动 电休克是电流的强烈剌激导致神经系统的强烈反射作用 使血液循环 呼吸及其他新陈代谢都发生障碍 以致出现血压急剧下降 脉搏减弱 呼吸衰竭 神志昏迷的现象 电休克状态可长达数天 甚至导致死亡 什么叫触电 触电是指通过人体的电流达到一定值时对人体的伤害事故 一 电流对人体作用的影响因素 电流的大小电流的种类电流的持续时间电流的途径个体特征 一 电流对人体作用的影响因素 电流的大小通常 1mA的工频电流通过人体时 就会使人有不舒服的感觉 10mA电流人体尚可摆脱 称为摆脱电流 而在50mA的电流通过人体时 就会有生命危险 当流过人体的电流达到100mA时 就足以使人死亡 一 电流对人体作用的影响因素 一 电流对人体作用的影响因素 一 电流对人体作用的影响因素 一 电流对人体作用的影响因素 女性较男性敏感 儿童较成人敏感 体重小的较体重大的敏感 患有心脏等疾病的时 遭受电击的危险性较大 电流对人体的作用有分散性特征 即使对于同一个人 多次实验的结果也不一样 二 人体电阻 在干燥 电流途径从左手到右手 接触面积50 100cm2的条件下 人体电阻 见下表 干燥 1000 3000 潮湿 500 800 二 人体电阻 与皮肤状态有关 干燥 1000 3000 潮湿 500 800 晾衣服 线破损火线露出 水 1 5触电急救 一 低压触电时脱离电源的方法立即拉开开关或拔出插头 切断电源 用干木板等绝缘物插人触电者身下 隔断电源 拉开触电者或挑开电线 使触电者脱离电源 可用手抓住触电者的衣服 拉离电源 触电者就地脱离电源的方法 上一页 下一页 返回 二 高压触电时脱离电源的方法立即通知有关部门停电 带上绝缘手套 穿上绝缘靴 用相应电压等级的绝缘工具拉开开关 抛掷裸金属线使线路短路接地 迫使保护装置动作 断开电源 抛掷金属线前 应注意先将金属线一端可靠接地 然后抛掷另一端 被抛掷的一端切不可触及触电者和其他人 三 触电急救的方法对症救护人工呼吸法胸外心脏挤压法 对触电者的检查 a 检查瞳孔 b 检查呼吸 c 检查心跳 上一页 下一页 返回 口对口人工呼吸法 a 触电者平卧姿势 b 急救者吹气方法 c 触电者呼气姿态 上一页 下一页 返回 胸外心脏挤压法 a 急救者跪跨位置 b 急救者压胸的手掌位置 c 挤压方法示意 d 突然放松示意 上一页 下一页 返回 对心跳和呼吸均停止者的急救 a 单人操作法 b 双人操作法 上一页 下一页 返回 四 救护中的注意事项 1 救护人员不可直接用手或其他金属或潮湿的物件作为救护工具 而必须使用干燥绝缘的工具 救护人最好只用一只手操作 以防自己触电 2 防止触电者脱离电源后可能摔伤 特别是当触电者在高处的情况下 应考虑防摔措施 即使触电者在平地 也要注意触电者倒下的方向 以防摔倒 3 要避免扩大事故 如触电事故发生在夜间 应迅速解决临时照明问题 以利于抢救 2直接接触触电防护 安全电压绝缘屏护间距电气隔离 接地与接零漏电保护电气联锁安全工具 2直接接触触电防护 2 1安全电压 使通过人体的电流不超过允许范围的电压值 也称安全特低电压 国际电工委员会 IEC 规定的接触电压限值 相当于安全电压 为50V 并规定25V以下不需考虑防止电击的安全措施 我国规定工频电压有效限值为50V 直流电压的限值为120V 潮湿环境中工频电压有效值限值为25V 直流电压限值为60V 我国规定工频有效值42V 36V 24V 12V和6V为安全电压的额定值 2直接接触触电防护 2 1安全电压 凡特别危险环境使用的携带式电动工具应采用42V安全电压 凡有电击危险环境使用的手执照明和局部照明应采用36V或24V安全电压 凡金属容器内 隧道内 水井内以及周围有大面积接地导体等工作地点狭窄 行动不便的特别危险环境或特别潮湿环境应使用的手提照明灯采用12V安全电压 水下作业等特殊场所应采用6V安全电压 国家规定 2直接接触触电防护 2 2绝缘 绝缘是用不导电物把带电体封闭起来 绝缘材料的电阻率一般在109欧姆 厘米以上 常用的绝缘材料有陶瓷 橡胶 塑料 云母 玻璃 木材 布 纸 矿物油 以及某些高分子合成材料等 2 2绝缘 绝缘破坏 在正常工作工作情况下 绝缘物也会逐渐 老化 而失去绝缘性能 高分子材料 还存在由于 老化 导致的绝缘性能逐步下降的问题 一般绝缘材料可正常使用20年 绝缘材料在恶劣环境条件会降低绝缘电阻值 腐蚀性气体 潮气 机械损伤也会破坏绝缘 2 2绝缘 绝缘破坏 电击穿 绝缘物在强电场的作用下 遭到急剧的破坏 丧失绝缘性能的现象 使绝缘材料产生击穿的最小电压叫做击穿电压 此时的电场强度称材料的耐压强度 气体绝缘击穿后能自动恢复绝缘性能 多次液体击穿可能导致液体失去绝缘性能 固体绝缘击穿后不能恢复绝缘性能 2 2绝缘 加强绝缘 加强绝缘包括双重绝缘 加强绝缘和另加总体绝缘三种形式 a双重绝缘 b加强绝缘 1 工作绝缘2 保护绝缘3 加强绝缘 2 2绝缘 绝缘电阻的测量 绝缘电阻用兆欧表测量 表上有标有接地 电路 和屏蔽G三个接线柱 如右图所示 2 2绝缘 绝缘电阻的测量 为了保证安全 测量前 测量后都应断电放电 放电时间不短于2 3分钟 B 摇把的转速由慢到快 最后稳定在每分钟120转左右 表针指示的数值就是所测得的绝缘电阻值 C 测试过程中 若表针指向 0 位 表明被测件绝缘损坏 应停止转动摇把 以防损坏摇表 2 2绝缘 不导电环境 指地板和墙都用不导电材料制成的场所 这种场所必须满足以下要求 电压500伏以下者 地板和墙每一点的电阻不应低于50 电压500伏以上者不应低于100 保持间距或设置屏障 防止人体在工作绝缘损坏后同时触及不同电位的带电体 2 2绝缘 不导电环境 指地板和墙都用不导电材料制成的场所 这种场所必须满足以下要求 电压500伏以下者 地板和墙每一点的电阻不应低于50 电压500伏以上者不应低于100 保持间距或设置屏障 防止人体在工作绝缘损坏后同时触及不同电位的带电体 2直接接触触电防护 2 3屏护 屏护 采用遮栏 护罩 箱匣 金属管等装置把带电体与外界隔开 类型 有永久性与临时性装置固定式与移动式装置使用要求 应与警示标志及联锁装置配合使用 2直接接触触电防护 2 4使用安全工具 绝缘安全工具 绝缘杆和绝缘夹钳 绝缘手套和绝缘靴 绝缘垫和绝缘站台 电压电流指示器 携带式电压指示器携带式电流指示器临时接地线 遮栏和指示牌 采用临时接地线 防止突然来电遮栏用于防止工作人员无意中碰到带电体标示牌是提醒工作人员应采取安全措施 2直接接触触电防护 2 5屏护 一般要求材料有足够的机械强度和良好的耐火性能变配电设备应有完善的屏护装置 2直接接触触电防护 2 6间距 线路间距架空线路应避免跨越建筑物 必须跨越时 应取得有关部门的同意 2直接接触触电防护 2 6间距 临时线路间距临时线路应用电杆或沿墙用合格瓷瓶固定架设 导线距地面的高度室内应不低于 米 室外不低于 米 与道路交叉跨越时不低于 米 2直接接触触电防护 4 4间距 单位 m 2直接接触触电防护 2 6间距 设备间距变压器与四壁的间距应大于0 6 1 0米 一般开关设备安装高度为1 3 1 5米 拉线开关高度可取3米 明装插座离地面高度可取0 3 1 5米 检修间距在高压无遮栏操作中 人体或工具与带电体的间距10KV以下应 0 7米 20 35KV应 1 0米 在线路上工作时 人体或工具与带电导线的间距10KV以下应 1 0米 35KV应 2 5米 2直接接触触电防护 2 7电气隔离 电气隔离是指工作回路与其他回路实现电气上的隔离 一般采用电压比为1 1的变压器来实现电气隔离 2直接接触触电防护 2 7电气隔离 电气隔离安全原理 I U Rr Z Ur U Rr Rr Z 2 7电气隔离 电气隔离的条件 变压器原 副边之间有加强绝缘 副边保持独立 副边线路要求 电压U 500伏 长度L 200米 或电压与长度的乘积UL 100000伏米 等电位连接 即各设备的金属外壳互相用导线连通 3接地与接零 3 1保护接地 不接地系统故障分析例如 若线路对地电阻无穷大 但对地电容为0 5uF时 由于Ud 3URr 9Rr2 1 2C2 假设相电压 230V 频率 50Hz 人体电阻Rr 2000 如果设备漏电 其故障对地电压为Ud 133 4V 流过人体的电流Id 66 7mA 远远超过人的心室颤动电流 足以使人致命 3接地与接零 3 1保护接地 IT系统防护有保护接地电阻Rb时 由于Rb与人体电阻Rr并联 且Rb Rr 可视为 Ud 3URb 3Rr Z 因为Rr Z 故设备对地电压大大降低 只要控制Rb足够小 就可将漏电设备对地电压限制在安全范围之内 3接地与接零 3 2保护接零 TT系统的危险在接地系统中 如果没有保护接地 当设备漏电时 人体接触漏电设备外壳将承受U 220V的相电压 如果有保护接地 当设备漏电时 人体接触漏电设备外壳时 受承受的电压为 Ur Rb U Ro Rb 由于Ro与Rb大小相当 所以Ur将在100V以上 这仍是相当危险的 3接地与接零 3 2保护接零 保护接零是将设备外壳导电部份与系统零线相联接 在熔断器Fu的配合下 当设备漏电时 该相与零线短路 巨大的短路电流可使熔断器迅速动作 从而切断故障部分电源 3接地与接零 3 3重复接地 可降低漏电设备的接触电压 有重复接地 无重复接地 3接地与接零 3 3重复接地 可在零线断线时降低漏电设备的接触电压 有重复接地 无重复接地 3接地与接零 3 3重复接地降低漏电设备的对地电压 减少零线断线时的危险 缩短了短路故障的持续时间 改善了架空线路的防雷性能 3接地与接零 3 4接地装置 由接地体和接地线 网 组成人工接地体发电厂和变电所必须有 垂直接地体的布置 接地体 3接地与接零 3 4接地装置 自然接地体埋设在地下的金属管道 无可燃或易燃物 钻管 与大地连接可靠的建筑物金属结构 水工构筑物的金属桩 直接埋设在地下的电缆金属外皮 3接地与接零 3 4接地装置 接地线和接零线接地线和接零线都可利用以下自然导体 建筑物金属结构 梁 柱 桁架等 生产用金属结构 轨道 设备金属外壳等 配线的钢管 电缆的铝包皮 上 下水管 暖气管道等各种金属管道 3接地与接零 3 4接地装置 接地和接零装置的安全要求 导电的连续性和连接可靠 足够的机械强度和防腐性能 足够的导电能力和热稳定性 地下安装距离 与建筑物 1 5m 与独立避雷针 3m 适当的埋设深度 一般 0 6m 并应在冻土层以下 接地支线不得串联 不得将220V两线制的零线用作设备外壳的接地线 接地和接零线既要便于检查 又要防止机械损伤 3接地与接零 3 4接地装置 接地和接零线测量专用接地电阻测量仪 摇表 为减小测量误差 电流极和电压极与被测接地体应有足够的距离 Sy和Sl宜大于80米 对于垂直埋设的单管接地体 可取Sy 20米 Sl 40米 两电极之间可取20米 如果电流极由多管组成 宜取40米 接地测量电路 3 5漏电保护 漏电保护原理利用漏电时线路上的电压或电流异常 自动切断故障部分的电源 3 5漏电保护 漏电保护装置常用类型电压型 电流型 零序电流型 泄漏电流型 中性点型 3 5漏电保护 电压型漏电保护装置 适用于接地或不接地系统设备的漏电保护 可单独使用 也可与保护接地 保护接零同时使用 漏电保护装置中继电器的接地体应与设备的接地体和接地线分开 3 5漏电保护 电流型漏电保护装置 零序电流型分电磁式 电子式两类 适用于接地或不接地系统设备或线路漏电保护 泄漏电流型灵敏度高 既能反映零序电流 也能反映泄漏电流 只能用于不接地系统 电磁脱扣型漏电保护装置 3 5漏电保护 电流型漏电保护原理和功能 3 5漏电保护 中性点型漏电保护装置 只能用于不接地系统 中性点型漏电保护装置 3 5漏电保护 漏电保护器错误接线 4电气防火防爆 4 1危险场所分级 爆炸性物质分类 类 矿井甲烷 类 爆炸性气体 蒸汽 类 爆炸性粉尘 纤维 4 1危险场所分级 各类爆炸性气体分组 4 1危险场所分级 危险场所分级 4电气防火防爆 4 2电气火灾和爆炸分析 危险温度产生的原因短路 过载 接触不良 散热不良电火花和电弧工作火花 事故火花 4电气防火防爆 4 3电气防火防爆技术 选用适当的防爆电气设备 选用适当材质和安装方式的电气线路 变电和配电设备有足够的间距和适当的毗邻隔离条件 采用正确的接零和接地方式 保持电气设备的安全运行 一 防爆电气设备选型 二 旋转电机防爆选型 图注 适用 尽量避免 不适用 结构上不现实 无符号 一般不用 三 低压开关和控制器防爆选型 图注 适用 尽量避免 不适用 结构上不现实 无符号 一般不用 四 照明灯具防爆选型 图注 适用 尽量避免 不适用 结构上不现实 无符号 一般不用 五 低压变压器防爆选型 图注 适用 尽量避免 不适用 结构上不现实 无符号 一般不用 4电气防火防爆 4 4电气灭火 注意触电危险和断电用绝缘工具操作开关设备 先操作油断路器后操作隔离开关 先操作磁力起动器后操作闸刀开关 选择适当断电点 以免影响灭火 剪断电线时 非同相电线应在不同部位剪断 4电气防火防爆 4 4电气灭火 带电灭火安全要求选用适当的灭火剂 如二氧化碳 1211 干粉等 用水抢灭火时 应采用喷雾水抢 如用直喷水抢 应将喷接地 和穿戴绝缘手套和绝缘鞋 带电导线断落地面时 应划出警戒区 以防跨步电压电击 人与带电体仰角应 450 并保持足够的安全距离 4电气防火防爆 4 5充油设备灭火 可用二氧化碳 烟洛尽 干粉等灭火机带电灭火 火势较大 应断电后用水灭火 如漏油燃烧 火势很大 应断电 并将油引入贮油坑 坑内和地面的油火可用泡沫灭火 防止燃烧的油流入电缆沟而顺沟蔓延 电缆沟的油火只能用泡沫覆盖扑灭 旋转电机着火 可降低转速 用喷雾水灭火 也可用二氧化碳 蒸汽灭火 但不宜用干粉 砂子等灭火 以免损伤设备绝缘 5静电防护 5 1静电事故 静电 是由于物体的相对运动 分离和积累起来的正电荷和负电荷 特点 静电电压可能高达数万乃至数十万伏 可能在现场发生放电 产生静电火花 静电可以导致电击 火灾 爆炸或影响产品质量 建议 在石油 化工 粉末加工 橡胶 塑料等行业 必须充分注意静电的危害 静电事故案例 事故经过 1980年8月3日凌晨2点左右 某石油厂添加剂车间储存航空煤油的20号罐 容积400m3 在收油过程中 由于静电放电发生爆炸 引起大火 接着罐区的4个油罐相继爆炸 附近的厂房和车间相继起火 大火燃烧了4个多小时 造成直接经济损失53万多元 原因分析 1 对同种油品在不同条件下输油的安全措施没有认真考虑和制定 含有杂质的废煤油和航空煤油同走一条输油管线往同一个油罐混送 结果加剧了静电的产生 使油面电位迅速增高 2 输油采用从油罐顶部进油的方式 油料要从静落差为6 1m的高处溅入油罐 加剧了油沫和静电的产生 同时油蒸气与空气的混合气体达到了爆炸的浓度 此时正好遇到静电放电 引发了爆炸事故和火灾 5静电防护 5 1静电事故 静电 由不同物质相互摩擦而产生的电子转移所造成 物质的静电序列 玻璃 头发 尼龙 羊毛 人造纤维 绸 醋酸人造丝 奥纶 纸 黑橡胶 维尼纶 沙纶 聚酯纤维 电石 聚乙烯 可耐可龙 赛璐珞 玻璃纸 聚氯乙烯 聚四氟乙烯 石棉 玻璃 云母 羊毛 毛皮 铅 镉 锌 铝 铁 铜 镍 银 金 铂 5静电防护 5 2防静电措施 一 限制和防止静电的产生 采用导电材料 减少摩擦阻力 限制静电产生的烃类油料等在管道中的最大流速 5静电防护 5 2防静电措施 二 接地和屏蔽 所有易燃物的贮池 贮罐以及输送设备 封闭的运输装置 排注设备 混合器 过滤器 干燥器 升华器 吸咐器必须接地 厂区的所有可能产生静电的管道必须连成一个连续的整体 并予以接地 油槽车应连金属链条 并大地相接触 卸油时应接地 注油漏斗 工作台 磅称 金属检尺等辅助设备与工具均应接地 可能产生静电的固体和粉体加工设备均应接地 5静电防护 5 2防静电措施 三 控制环境危险程度取代易燃介质降低爆炸性混合物的浓度减少氧化剂含量四 增湿五 采用抗静电添加剂六 采用静电中和器 5 3电磁辐射事故 电磁辐射 是由电磁场的能量造成 主要是高频电磁场 危害 通过电磁波的照射对人体造成伤害 通过电磁感应产生数百伏的感应电压 导致过电压 产生电击 或使邻近导体之间产生火花放电 干扰无线电通讯 影响电子装置的正常工作等 5 1电磁辐射事故 人身伤害的症状 头痛 头晕 乏力 睡眠不好 记忆力减退 植物神经功能失调症 如多汗 食欲不振 心悸等 脱发 视力减退 白内障 伸直手臂时手指轻微颤动 皮肤划痕异常 男性性功能减退 女性月经失调 心血管系统症状 如 心动过速或过缓 血压升高或降低 心悸 心区有压迫感 心区疼痛等 特点 电磁波对人体的伤害具有滞后性和累积性 并可能通过遗传因子影响到后代 5 1电磁辐射事故 伤害特点 对人体产生功能性改变 所产生的症状一般在脱离接触后数周之内可消失 但在高强度 长时间作用下症状不易或不能恢复 并可能通过遗传因子影响到后代 电磁波对人体的伤害具有滞后性和累积性 伤害是逐渐加重的 病情是逐渐发展的 一般没有突变过程 5 4电磁场安全标准 国家标准 电磁辐射防护规定 GB8702 87 环境电磁波卫生标准 GB9175 88 作业场所微波辐射卫生标准 GB10436 89 作业场所超高频辐射卫生标准 GB10437 89 等 1天8小时连续辐射时 不应超过38微瓦 厘米2 1天总量不超过300微瓦 时 厘米2 需要在大于1毫瓦 厘米2的环境中工作时 必须使用个人防护用品 但1天总辐射量不得超过300微瓦 时 厘米2 一般不允许在5毫瓦 厘米2的环境中工作 5 5电磁辐射防护 认识 检测 屏蔽 个体防护 轮换等 6防雷技术 6 1雷电事故 雷电 是大自然分离和积累的电荷放电现象 特点 雷电放电具有电流大电压高的特点 有极大的破坏力 建议 建筑物和构筑物 特别是具有爆炸和火灾危险的建筑物和构筑物 发电厂 电力线路和变电站 油库 以及个人都必须考虑防雷措施 雷击案例 事故经过 1989年8月21日 东营 黄岛输油管线末站油库一座2 3万立方米非金属油罐 5号罐 爆炸起火 随后又将旁边的一座非金属油罐 4号罐 引爆 并使另外三座容量1万立方米的金属罐引燃 造成19人死亡 78人受伤 烧掉原油3 6万吨 烧毁大型油罐五座及全部辅助设施 经济损失高达5000万元 事故原因 1 由于设计和施工时没有考虑防雷问题 罐内钢和金属构件互不连接 因此不能及时排除雷电强电场的感应电 导致了雷电产生火花引燃油气的可能性 2 防雷设施不合要求 长年锈蚀失去了应有的防雷作用 3 黄岛油库总体规划不符合安全规范的要求 是事故扩大的原因 6防雷技术 6 1雷电事故 雷电 是大自然分离和积累的电荷放电现象 当带有不同电荷的雷云接近 电场强度超过25 30KV cm时 将发生放电 放电温度可达26000 雷电类型 直击雷雷电感应雷球 直径右达20cm 10m 雷电侵入 在电线和管道的传播速度可达300m s 在低压系统中约占雷害事故的70 6防雷技术 6 1雷电事故 雷电的特点 电流幅值大 10 102KA 冲击过电压高 102 103KV 冲击性强雷电的危害 电击毁坏设备或大规模停电爆炸和火灾 6 1雷电事故 防雷建筑物和构筑物分类 工业建筑物和构筑物分类第一类 使用和储存大量爆炸危险物 电火花会引起强烈爆炸 造成巨大破坏和人身伤害 如火药制造 乙炔站 电石库 油气提炼车间等 第二类 使用和储存大量爆炸危险物 但电火花不会引起强烈爆炸 或不致造成巨大破坏和人身伤害 如油漆制造车间 氧气站 易燃品库等 第三类 除一 二类以外 其他需要防雷的 6 1雷电事故 防雷建筑物和构筑物分类 民用建筑物和构筑物分类第一类 具有生大政治意义的建筑物 如国家重要机关办公楼 国际机杨 大会堂 大型火车站 大型体育馆 大型展览馆等 第二类 重要的公共建筑物 以及与第三类工业建筑物和构筑物相当的民用建筑物和构筑物 如大型百货公司 大型影剧院等 6防雷技术 6 2防雷装置 闪接器 避雷针 避雷线 避雷网 避雷带 金属屋面可作为闪接器 避雷器 有阀型 管形和保护间隙三种类型 下引线 常用园钢或扁钢制成 要求路线尽可能短 建筑物和构筑物的金属结构可用作下引线 但须连接可靠 接地装置 与一般接地装置相同 要求 用园钢直径 10mm 用扁钢厚度 4mm 截面积 100mm2 用角钢厚度 4mm 用钢管壁厚 3 5mm 6 2防雷装置 避雷针的保护范围 任意高度hx上的保护半径Rx为 Rx h hx K当hx h 2时Rx 1 5h 2hx K当hx h 2时 其中K为高度影响系数 h 30m时 K 1 30 h 120m时 K 5 5 h 6 3防雷措施 直击雷防护 装设避雷针 避雷线 避雷网 避雷带 一般要求接地电阻不超过10欧姆 照明电源必须采用铅皮电缆或穿入铁管 并将铅皮电缆或铁管直接埋入地中10米以上 水平距离 埋深0 5 0 8米 才能引入室内 露天装设的有爆炸危险的金属封闭罐或工艺装置 必须接地 接地点不小于两处 其间距不大于30米 接闪器 下引线 接地装置与邻近的导体之间应有足够的安全距离 以防止反击 6 3防雷措施 感应雷防护 针对第一 二类建筑物 为了防止静电感应 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 屋面结构钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路 为了防止电磁感应 平行敷设的管道 构架 电缆相距不到100mm时 须用金属线跨接 跨接点之间的距离不应超过30m 交叉相距不到100mm时 交叉处也应用金属线跨接 6 3防雷措施 雷电侵入防护 安装避雷器 采用直接埋地电缆供电 在进户处将电缆的金属外皮接地 无条件时可在电缆与架空线换杆处加装一组阀型避雷器 在管道进户处以及邻近的100米内 采取1 4处接地措施 6 3防雷措施 人身防雷 雷爆时尽量少在户外逗留 最好穿不透水的塑料雨衣 可在汽车 船只或有防雷保护的建筑物内躲避 离开墙壁或树木8米以上 离开小山 或隆起的小道 尽量离开海滨 湖滨 河边 池旁 铁丝网 旗杆 烟囱 宝塔 金属晒衣绳 以及无防雷保护的小建筑物 在户内尽量离开电源线 电话线 电视机天线 以及与其相连的设备1 5米以上 关闭门窗 以防雷球进入 6 4雷电的简介 这就是壮观的雷电 由此可见雷电的放电通道是弯曲的 雷电形成的原因 雷雨云一般专业书中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 使空气中水汽达到饱和是形成云的一个必要条件 其主要方式有 水汽含量不变 空气降温冷却 温度不变 增加水汽含量 既增加水汽含量 又降低温度 雷云由强大的潮湿的热气流不断上升进入稀薄的大气层冷凝的结果 强烈的上升气流穿过云层 水滴被撞分裂带电 轻微的水沫带负电 被风吹的较高 形成大块的带负电的雷云 大滴水珠带正电 凝聚成雨下降 或悬浮在云中 形成一些局部带正电的区域 雷云的底部大多带负电 它在地面上会感应出大量的正电荷 这样 在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间 或者雷云与大地之间就形成强大的电场 随着雷云的发展和运动 一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度就会发生云间或云对大地的放电 雷电的放电过程 雷电的放电过程包括三个阶段先导放电主放电余辉放电 一次雷电放电可能有多个分量 但每个分量都包括三个阶段 流注停顿形成先导 先导分级向前发展 流注最后一次停顿后形成主放电 主放电阶段产生了闪电和雷声 但仅有30 的电荷复合掉 70 的电荷在余辉阶段复合 任一时刻 全球表面连续发展着大约1000个雷暴 地球上每天约发生800万次云对地的闪电 平均每秒钟有100次 雷暴发展的波动每天总是向西移动 雷电活动强度 一个地区的雷电活动强度 用雷电日和雷电小时表示 雷电日 雷电小时 是指一年中有雷电的日数 小时数 在一天或一小时内只要听到雷声就作为一个雷电日或一个雷电小时 注意 雷电同样会向平坦的海平面放电 雷电放电的种类 1 直击雷2 感应雷3 传导雷 直击雷 直击雷 雷直接击于被击物上 被击物可能是建筑物 树木或人等 雷电流 雷电流过被击物时的电流 被击物一般为低接地电阻 我国测得的最大雷电流幅值为300KA 感应雷 感应雷 由于电磁感应形成的电压升高 感应雷幅值一般不超过500KV 对110KV及以上的线路不会构成威胁 感应雷也是造成低压电器设备损坏的主要雷害之一 传导雷 传导雷 又称雷电波侵入或高电位侵入 是导线或管道遭受直击雷或感应雷后 雷电波 高电压 沿导线或管道传播 并入侵被保护设备 传导雷是造成低压电器设备损坏的主要雷害之一 雷电对人的危害方式 在我国每年因雷击造成的人员伤亡估计为3000 4000人财产损失估计在50 100亿左右 1 直接雷击2 旁侧闪络 闪击放电 3 接触电压4 跨步电压 人遭直接雷击的案例 参加足球赛的两名队员正并排站着相互盯着对方时遭到雷击 电流从头部流到脚 虽然在两人身上都未发现烧灼痕迹 但在他们身体相邻侧留有树枝状电花图 救治无效 两人死亡 接触电压 两个妇女正在一棵高大的云杉树下避雨 闪电突然击中了那棵大树 当时一个人是背靠树站着 她的衣服并未损坏 但在头右边有4厘米 4厘米一块头发被烧焦了 变成了灰色 在这块皮肤中有像擦伤的痕迹 在树干上树皮被烧坏很长的一条 长度是从树顶开始一直到离地约158厘米的地方 正与死者身高相同 另一个妇女当时正用右手扶着那棵树 她仅失去知觉十到十五分钟 她的下肢有两三个小时不会动而且没有知觉 她的身体以及脚上有烧伤 经过治疗 两天以后就出院了 TakeCare 跨步电压2000年6月17中午12时50 55分 上海市郊一村民顾某和妻子在水稻田正在插秧时遭雷击 顾某当场身亡 距其3 4米处的妻子双脚有发麻的感觉 据对雷击发生现场观察 雷击点四周空旷 在周围150 200米范围内无任何建筑物和高大的物体 如树木等 另据死者妻子讲述 雷击发生时在死者身上有一团火光出现 除衣服湿透外 其他雷击痕迹不明显 旁侧闪络1 一个士兵骑车经过一棵树时被雷击中 他回忆当时的情景说 好像挨了一拳恨击 他看见一道火光从树向他射过来 自行车把带了电 他的皮肤完好无损 没有烧伤的痕迹 2 七个儿童在帐篷里避雨时 帐篷柱子被雷击中 五个幸存者都没反映受伤 但死亡的两个儿童左脸以及身体上都有烧伤的地方 在他们的小脚趾上都有电流流过的痕迹 3 旁侧闪络是由于人与雷电流泄放通道之间的电位差较高 引起气隙击穿造成的 4 旁侧闪络一般发生在树下或金属附近 因而打雷时不要在树下避雨也要远离金属等可导电物体 雷击使人伤亡的生理原因 心跳停止雷击致死的第一个重要生理效应是人的心脏停止供血 人的心脏有两个心室 左心室使血液流经全身 右心室使血液流经肺部 正常人的两个心室的肌肉都是同时收缩和同时舒张以产生规律性的压力造成血液循环 当电流通过心肌时 破坏了这种协调 各心室独立工作 不做有规律的收缩 而是做软弱的不规则的颤动 医学上称为纤维性颤动 出现这种生理效应时 血液停止循环 约4分钟即可导致死亡 呼吸停止电击的第二个生理效应是使呼吸停止 造成呼吸停止可分为两种情况 第一种是电流通过胸部 使肌肉收缩 阻碍了呼吸运动 由于电流持续时间不过是十分之几毫秒 所以人能很快恢复呼吸 没有生命危险 第二种则是雷电流通过脑下部的呼吸中枢 就要长期停止呼吸了 不过这种情况 常可以在雷击后进行人工呼吸抢救过来 只要没有停止血液循环或发生其他并发症就好 雷击的急救方法 1 人工呼吸对于停止呼吸的人 要及早进行人工呼吸抢救工作 要有耐心 坚持一二天都有可能救活 人工呼吸越早越好 因为人脑缺氧时间超过十分钟就有致命危险 2 体外心脏按摩法 个人防雷知识 打雷时尽量不要在户外活动 若在户外不要高举带金属的物体 不要在孤立的物体旁边或下面避雨 不要站在又高又尖的地方和水陆交界处 当在户外看见闪电几秒钟内就听见雷声时 说明正处于近雷暴的危险环境 此时应停止行走 两脚并拢并立即下蹲 不要与人拉在一起 在建筑物内不要靠近外露金属导体和电气设备 不要使用有外接天线的电视和收音机 不要打电话 防雷技术的发展 1 我国古代防雷技术2 近代防雷技术3 现代防雷技术 中国古代防雷 人类对雷电采取防护措施 最早可追溯到12世纪 我国湖南尚存的岳阳慈氏塔 约在1100年重建 自塔顶有六条铁链六个角下垂至地面上一点高度 可用来防止雷击损坏 有的古塔还将此类铁链沉入井 实现良好接地 中国古代屋宇顶上的龙嘴伸出舌须 或许是人们寄希望于防止龙抓 雷击 雷火炼殿 与防雷 所谓 雷火炼殿 是指这样一种情景 过去 每当雷雨交加时 武当山主峰天柱峰绝顶上的金殿周围雷声震天 电闪撕地 无数盆大的火球在金殿周围来回滚动 雨过天睛后 大殿金光灿烂 象被洗过一样 道士们认为这是天帝为了保持金殿的圣洁不被污染而进行的天工洗炼 从而使金殿更加完美 雷火炼殿 是自然界雷电现象的正常反映 也是我国古代人们独具匠心的结果 一方面有防雷的效果 另一方面又使道教圣地武当山上出现了如此壮观的情景 武当山地处华中腹地 气候温和 土壤肥沃 雨量适中 南北植物均能在这里生长 数千种植物组成的茫茫林海 郁郁葱葱 终年长青 武当山主峰天柱蜂 海拔1612米 登上天柱峰绝顶 人们仿佛进入了云端 雷雨天 云层与天柱峰绝顶更近 落雷时有发生 在这样一座道教圣地的深山绝顶上建筑大殿 既要表现 雷公雨师 显灵的玄妙色彩 又要使建筑物有防雷效果 1416年秋 我国古代劳动人民在天柱峰绝顶上建筑了金殿 金殿面阔进深均为三间 高5 54米 长4 4米 宽3 15米 不仅规模宏大 而且全为铜铸鎏金 重檐迭脊 翼角飞举 脊饰珍禽异兽 堪称铜铸工艺的奇迹 武当山重峦迭嶂 气候多变 异常混乱的风向使云层之间摩擦频繁而带大量电荷 金殿建在天柱峰绝顶上是一座庞大的导电体 每当大量带电积雨云向金顶运动时 云层与金殿顶部之间形成了巨大的电势差 又因为金殿顶部除脊饰外 曲率都不太大 当电势差达到一定数值时 就会使空气电离 产生电弧 这就是闪电 同时强大电弧使周围空气剧烈膨胀而爆炸 于是电弧发生变形而形成火球 并发出雷鸣 这就出现了 雷火炼殿 的奇观 但是脊饰本身曲率较大 在一定程度上又起到了避雷针的作用 在电势差过大的时候 能使部分电荷放电 不会由于 雷火炼殿 的程序过猛而使金殿受压变形 金殿历经500多年风雨雷电 至今仍辉煌灿烂 它突出地表现了我国几千年来的优秀文化传统和中华民族特有的科学风姿 近代研究防雷的三位先驱 由于雷击会给人类带来灾害 因此 人类很早就与雷害进行斗争 其中取得卓越成就的有18世纪中叶著名科学家富兰克林 Franklin M B 罗蒙诺索 JIOMOHOCOB L B 黎赫曼 PHXMAH 他们通过大量实验建立了雷电学说 认为雷击是云层中大量阴电荷和阳电荷迅速中和而产生的现象 并且创立了避雷理论 发明了避雷针 他们取得的这些科学成就 已为人类作出了重大的贡献 富兰克林与避雷针 1752年6月的一个下午 美国费城的上空乌云翻滚 不时闪烁着青白色的电光 一场大雷雨即将来临 富兰克林和他的儿子一起乘着风势 将一只顶端绑着金属丝 金属丝连着细绳 细绳连着绸带 绸带和绳子之间挂有一把钥匙的风筝放上了天 然后 他俩躲在草棚的屋檐下 手中紧握着没有被雨水淋湿的绸带 观察着风筝的动静 突然 一道闪电掠过只见风筝引绳上的金属丝一下子竖了起来 这说明雷电已通过风筝和引绳传导了下来 富兰克林于是用手去碰那钥匙 哧 的一声 一个电火花在手指与钥匙之间闪过 同时他的手指感到了一阵刺痛 富兰克林顾不得疼痛 赶紧叫儿子拿来莱顿瓶 一种旧式电容器 并迅速把引绳上的钥匙和莱顿瓶连接起来 顿时 莱顿瓶火花四射 说明莱顿瓶充电了 避雷针是一种引雷装置 它歪变了空间电场 改变了先导发展的路径 引雷于自身 使周围被保护物受到保护 一百五十多年前发明的避雷针今天仍被广泛使用 现代防雷技术 避雷针最开始只用在建筑防雷上 且当时人们也只注意建筑防雷 在20世纪之初 因为电信和电力的发展 促使防雷技术有了新的发展 19世纪80年代末就出现第二种避雷装置 导电器 它实际上是一个火花间隙 在富兰克林时代 只注重直击雷的灾祸 20世纪之后 电力部门注意到感应雷 或者叫雷电的二次效应 的祸害 德国W Peterson 1914 提出用接地避雷线防雷的理论 1922年美国西屋公司制成自动阀型避雷器 1927年美国开始采用非游离气体遮断工频续流的管型避雷器 20世纪50年代初磁吹阀型避雷器问世 1968年日本大阪松下电器研制出新一代的无间隙避雷器 它实质上是一种金属氧化物非线性电阻 现在它已成为避雷器的主流了 电力系统避雷器的发展 1 保护间隙2 管型避雷器3 普通阀型避雷器4 瓷吹阀型避雷器5 氧化锌避雷器 最原始的避雷器 保护间隙 19世纪80年代末才出现了最原始的避雷器保护间隙 保护间隙是利用高温电弧使空气受热上升吹弧 和利用电弧自身产生的电动力吹弧 最终使电弧熄灭 但保护间隙有 1 过电压消失后间隙流过工频续流 2 伏秒特性陡且分散性大 3 有截波产生等缺点 管型避雷器 20世纪20年代末 研制了一种能自动熄弧的管型避雷器 管型避雷器是利用工频电流流过间隙时使产气材料受热分解出大量气体吹弧 使电弧熄灭 管型避雷器的实质还是具有一定灭弧能力的保护间隙 因此同样有 伏秒特性陡且分散性大 容易形成截波的缺点 20世纪80年代初我国研制了一种新型的管型避雷器 新型的管型避雷器是利用雷电流产气灭弧 因而没有续流 管型避雷器 普通阀型避雷器 普通阀型避雷器的保护作用是利用SiC阀片的非线性特性 在过电压下电阻变的很小 可大量泄放雷电流限制过电压 如果避雷器的残压低于被保护设备的冲击耐压被保护设备得到保护 而在雷电压过后电阻变大限制工频续流 在工频续流第一次过零时电弧熄灭 普通阀型避雷器不但可以使间隙可靠灭弧 还限制了截波的产生 瓷吹避雷器 磁吹避雷器是利用磁场使电弧旋转或拉长来加强去游离以提高灭弧能力的避雷器 建国初期我国电力系统使用的瓷吹避雷器都是苏改产品 到了1980年 我国的西安磁电厂生产出500KV的线路型 FCX 和电站型 FCZ 磁吹避雷器 氧化锌避雷器 磁吹避雷器只是通过改进间隙来改善避雷器的保护性能 而氧化锌避雷器则通过改进阀片来提高保护性能 氧化锌电阻片的通流容量为碳化硅的4倍 氧化锌线性电阻的非线性非常优异 所以氧化锌避雷器具有保护特性好 通流容量大 动作反应快 结构简单 体积小和重量轻等特点 220kV110kV66kV35kV10kV6kV0 22 0 5kV 0 22 220kV交流系统用瓷套式无间隙金属氧化物避雷器 你看这是什么 33kV66kV110kV220kV 35 220kV交流输电线路用复合外套有串联间隙氧化锌避雷器 33kV66kV110kV220kV 35 220kV交流系统用复合外套无间隙氧化锌避雷器 我国输电线路的情况 截至2003年底 我国66kV及以上的输电线路总长度约为38 6万km 其中110kV输电线路 包括66kV 为19 4万km 220kV输电线路16 3万km 330kV输电线路1 3万km 500kV输电线路3 9万km 500kV直流输电线路为0 35万km 输电线路经常遭受雷击 国内外的运行统计表明 高压输电的总跳闸次数中 雷电引起的次数占40 70 输电线路的雷害方式 1 雷击杆塔 2 雷击避雷线档距中央 3 雷电绕过避雷线直击导线 即绕击 架设避雷线是输电线路的基本防雷措施 避雷线主要作用为防止雷直击导线 此外还有以下作用 1 对塔顶雷击起分流作用 从而减低塔顶电位 2 对导线有耦合作用 从而降低绝缘子串上的电压 3 对导线有屏蔽作用 从而降低导线上的感应电压 输电线路的防雷性能 输电线路的防雷性能的优劣主要由耐雷水平和雷击跳闸率来衡量 雷击线路时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值称为 耐雷水平 单位kA 线路的耐雷水平越高 线路绝缘发生冲击闪络的机会越小 100km线路每年由雷击引起的跳闸次数称为 雷击跳闸率 这是衡量线路防雷性能的综合指标 线路型避雷器的应用 为了减小线路的雷击事故 提高供电可靠性 自1980年开始 国外开展了应用避雷器来降低线路雷击事故的研究 并已成功应用到输电线路上 这是110kV的氧化锌避雷器 发电厂 变电所的防雷雷害可能来自两个方面 1 雷直击于发电厂 变电所 2 雷击线路 沿线路向发电厂 变电所入侵的雷电波 防雷措施 对直击雷的防护 一般采用避雷针和避雷线 对入侵波的防护 一般安装氧化锌避雷器 电力系统过电压的分类 工频过电压 空载线路的电容效应引起的工频电压的升高 不对称短路引起的工频电压升高 甩负荷引起的工频电压升高 操作过电压 切空载线路过电压 合空载线路过电压 切空载变压器过电压 中性点不接地的弧光接地过电压 谐振过电压 线性谐振过电压 铁磁谐振过电压 参数谐振过电压 氧化锌避雷器的发展 1 氧化锌避雷器的优点2 当今电力系统对避雷器的要求3 无间隙氧化锌避雷器和有间隙氧化锌避雷器的性能比较4 氧化锌避雷器的新课题 当今电力系统对避雷器的要求 具有完全的防雷功能 即对雷电陡波和雷电幅值同样有限压保护作用 防雷保护作用下不会造成电力网接地故障或相间短路故障 防雷保护作用不应有短路电流或工频续流等工频能源浪费 动作特性应具有长期运行稳定性 免受暂态过电压的危害 应具有连续冲击保护能力 应具有较小的外型尺寸 小型轻量化更便于室内手车柜使用 应具有20年使用寿命 最好能带脱离器监察 当其失效时自动退出运行 无间隙氧化锌避雷器和串间隙氧化锌避雷器 氧化锌避雷器的新课题 1 高电位电阻片2 复合绝缘外套的老化问题3 机械耐受性能测试问题 高电位电阻片 国内