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文档简介

论高层建筑玻璃幕墙防雷接地技术摘要:文章主要介绍建筑物玻璃幕墙防雷接地的一些技术措施,确保建筑物玻璃幕墙不受雷击,并介绍施工经验。

关键词:玻璃幕墙雷电流屏蔽效应接闪器均压环接地

随着建筑装饰工程的不断发展,玻璃幕墙在中高档建筑工程中得到了广泛的应用。但随之而来玻璃幕墙及建筑物的安全性如何保证已是当今一个重要问题。我国现行的电气施工及验收规范、标准施工图集对这方面内容的阐述尚未十分明确,设计单位对玻璃幕墙防雷技术作法说明也不十分具体,从而给从事具体施工的技术人员准确把握质量安全技术要求带来一定的难度。

1.雷电对玻璃幕墙高层建筑的危害

众所周知,雷电是天空云层中一种自然的放电现象,雷电流是一种强度极大,作用时间极短的瞬变过程。雷电击中建筑物时,通常会产生电效应、热效应和机械力。雷电流在瞬间释放出的巨大能量,会把被击中金属熔化,使物体水份受热膨胀,产生强大的机械力,或者分解成氢气和氧气,产生爆炸,使建筑物遭到破坏,甚至雷电的高温引起建筑物燃烧构成火灾和引起触电。高层或超高层建筑玻璃幕墙使地表的电场分布发生了严重的畸变,其电场强度比一般建筑物大得多,容易构成雷电发展条件,加上离放电云层近,所以易遭受雷击。

高层建筑玻璃幕墙围护高层建筑物后,建筑物防雷装置由于玻璃幕墙的屏蔽效应,不能直接起到接闪和防雷作用,闪电对建筑的雷击往往变成闪电对玻璃幕墙的雷击。同时高层建筑玻璃幕墙的金属材质由于雷电的效应,将会产生静电感应作用,当天空雷云和大地形成电场时,幕墙的金属体就会积聚与雷云极性相反的大量感应电荷,当雷云瞬间放电后,云与大地的电场忽然消失,这时幕墙的金属体感应电荷不能以相应的速度流散,将会产生高达万伏以上的对地电位,这就是静电感应电压,对人和设备产生危害。

高层建筑幕墙通常超过50m,超高层幕墙超过100m,如果强大的雷电流全程通过幕墙构件时,由于持续时间极短,只有几十微秒,则每米的电位差可达万伏以上,高达100m的幕墙,在通过雷电流时可达百万伏的电位差,将会和周围的金属体之间产生反击放电和电磁感应。

2.高层建筑玻璃幕墙防雷措施

通常建筑物的防雷装置有三部分:接闪器、引下线和接地装置。在玻璃幕墙的防雷设计中,应充分利用建筑物的这些装置,将幕墙竖向龙骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通,连成一个防雷整体,把玻璃幕墙获得的巨大雷电能量,通过建筑物的接地系统,迅速地输送到地下,保护玻璃幕墙和建筑物免遭雷电破坏的作用。

高层建筑玻璃幕墙的顶部的女儿墙的盖板,是人为地设立的良好导体,它沿建筑物女儿墙的顶部分布,其电场强度很大。雷电先驱很自然地被吸引过来,是雷击率最大的部位。作为防止雷击的直击措施,可将盖板设计成直接接受雷击的装置,起到引雷作用的接闪器。其作用在于接受雷电流,同时又安全地把雷电流与建筑物防雷网接通,并导通入地达到避雷作用。

高层建筑幕玻璃墙顶部的接闪器,不能防止电流的侧面横向发展绕击作用。目前防止侧击雷的常见做法是在30m以上的高层建筑玻璃幕墙部位,每三层设置一圈均压环,并和建筑物防雷网及玻璃幕墙自身的防雷体系接通。

3.高层建筑玻璃幕墙的防雷接地要求及施工方法

3.1根据有关防雷接地的技术资料并结合以往竣工工程的经验,我们认为玻璃幕墙防雷必须在以下几个重要方面满足要求:

3.1.1玻璃幕墙的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》(GB500057-94)的有关规定。

3.1.2引下线截面应符合要求

玻璃幕墙竖向主龙骨应视为引下线,竖向主龙骨的跨接用扁钢制品时截面必须达到100mm²。

3.1.3满足机械强度的要求

除焊接方式以外,采用压接方式其金属材料厚度应达到4mm。

3.1.4采用焊接方式要满足施工规范的要求

圆钢搭接长度为其直径的6倍,且双面施焊;扁钢搭接长度为其宽度的2倍,且三面施焊;焊接处做防腐处理。

3.1.5不同金属压接,要做防电化腐蚀处理。如:钢与铝连接时,钢要镀锡;或在钢、铝之间加不锈钢垫片。

3.1.6施工完成后,要有权威检测机构进行检测,必须达到设计和规范要求的接地电阻值。

3.2某大厦玻璃幕墙防雷接地的作法

该大厦地上22层,高80米,外墙使用大面积花岗岩挂板、玻璃幕墙及复合铝板。下面说明其玻璃幕墙防雷接地具体作法:

3.2.1从六层开始,九层、十二层、十五层直至二十二层,每三层在建筑物四周结构楼板表面敷设一根40×4镀锌扁钢,并与建筑物四周防雷引下线的引出钢筋(Φ12)焊接,焊接长度为圆钢直径的6倍,双面施焊、焊接处刷两道防锈漆(以后焊接处均刷两道防锈漆),从而形成一道均压环。为使玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨保持接地的贯通,用40×4镀锌扁钢一端与均压环焊接,焊接长度应为其宽度的2倍,并三面施焊,另一端用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接,为防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀,在其间加垫1mm厚不锈钢垫片,并加不锈钢平垫和弹簧垫。3.2.2所有竖向主龙骨的连接处采用40×4铝合金制成的可伸缩的“欧姆弯”进行压接,连接处上下各用两个M8不锈钢对穿螺栓进行压接,并加不锈钢平垫和弹簧垫。

3.2.3设置均压环的楼层所有竖向主龙骨与横向龙骨的连接处,通过40×4铝角码两端各用两个M6不锈钢对穿螺栓进行压接,并加不锈钢平垫和弹簧垫。

3.2.4幕墙顶部女儿墙的盖板是起到引雷作用的接闪器。用φ12镀锌圆钢沿女儿墙周圈安装,并与主体结构防雷引下线焊接。在盖板内侧安装40×4×4镀锌角钢,每块铝板安装两段角钢(每段长300mm),两段之间用φ12镀锌圆钢焊接连通。并用φ12镀锌圆钢一端与女儿墙顶φ12镀锌圆钢焊接,另一端与角钢焊接。每段角钢与铝板之间用四个M6×20不锈钢自攻螺丝压接(角钢与铝板之间加垫1mm厚不锈钢垫片),并加不锈钢平垫和弹簧垫。

总之,幕墙结构应自上而下与建筑物结构的防雷装置可靠连接。当幕墙与屋面女儿墙平齐时,其所有金属主构架必须与避雷带(网)进行可靠连接,还必须与高层建筑的均压环进行可靠连接,在幕墙底部亦应与防雷装置连接。

4.结语

通过实施上述的技术质量安全措施,使玻璃幕墙与大厦的防雷系统成为一个整体,较好地完成了玻璃幕墙防雷系统的全部工作。后经实地检测,在大厦设置的测试点实测,接地电阻值均在0.4~0.8Ω之间,完全满足设计(R≤1Ω)及规范要求建筑施工现场的防雷保护建筑施工现场的防雷保护是一项不容忽视的重要工作。这关系到建筑设施、施工设备和人员的安全。特别是根据国家气象局的统计资料,我国近年来不少地域由于城市热岛效应等原因,致使雷电灾害频率逐年上升,而正处于整体变动中的建筑施工现场的防雷保护更应倍加重视。

一、避雷针的设置

安装避雷针是防止直击雷的主要措施。

当施工现场位于山区或多雷地区,变电所、配电所应装设独立避雷针。正在施工建造的建筑物,当高度在20m以上应装设避雷针。施工现场内的塔式起重机,井字架及脚手架机械设备,若在相邻建筑物、构筑物的防雷设置的保护范围以外,且在表1中规定范围内,则应安装避雷针。若最高机械设备上的避雷针,且应保证最后退出现场,则其他设备可不设避雷针。

施工现场仙机械设备需安装避雷针的规定表1

见表

避雷针的接闪器一般选用ф16mm圆钢,长度为1~2m,其顶端应车制成锥尖。接闪器须热镀锌。

机械设备上的避雷针的防雷引下线可利用该设备的金属结构体,但应保证电气联接。机械设备所有的动力、控制、照明、信号及通信等线路,应采用钢管敷设。钢管与机械设备的金属结构体作焊接以保证其接地通道的电气连接。

二、避雷器

装设避雷器是防止雷电侵入波的主要措施。

高压架空线路及电力变压器高压侧应装设避雷器,避雷器的安装位置应尽可能靠近变电所。避雷器宜安装在高压熔断器与变压器之间,以保护电力变压器线路免于遭受雷击。避雷器可选用FS-10型阀式避雷器,杆上避雷器应排列整齐、高低一致。10kV避雷器安装的相间距离不于小350mm。避雷器引线应力求做到短直、张驰适度、连接紧密,其引上线一般采用16mm2的铜芯绝缘线,引下线一般采用25mm2的钢芯绝缘线。

避雷器防雷接地引下线采用“三位一体”的接线方式,即:避雷器接地引下线、电力变压器的金属外壳接地引下线和变压器低压侧中性点引下线三者连接在一起,然后共同与接地装置相连接。这样,当高压侧落雷使避雷器放电时,变压器绝缘上所承受的电压,即为避雷器的残压,将无损于变压器绝缘。

在多雷区变压器低压出线处,应安装一组低压避雷器,以用来防止由于低压侧落雷或由于正、反变换电压波的影响而造成低压侧绝缘击穿事故。低压避雷器可选用FS系列低压阀式避雷器或或FYS型低压金属氧化物避雷器。

尚应注意,避雷器在安装前及在用期的每年三月份应作预防性试验。经检验证实处于合格状态方可投入使用。

此外,配电所的低压架空进线或出线处,宜将绝缘子铁脚与配电所接地装置用ф8圆钢相连接。这样做的目的也是防止雷电侵入波。

三、防止感应雷击的措施

防止感应雷击的措施是将被保护物接地。

遵照国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-92)的要求,建筑物在施工过程中,其避雷针(网、带)及其接地装置,应采取自下而上的施工程序,即首先安装集中接地装置,后安装引下线,最后安装接闪器。建筑物内的金属设备、金属管道、结构钢筋均应做到有良好的接地。这样做可保证建筑物在施工过程中防止感应雷。

在施工中,高度在20m以上施工用的大钢模板,就位后应及时与建筑物的接地装置连接。

四、接地装置

众所周知,避雷装置是由接闪器(或避雷器)、引下线的接地装置组成。而接地装置由接地极和接地线组成。

独立避雷针的接地装置应单独安装,与其他保护的接地装置的安装分开,且保持有3m以上的安全距离。

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。接地极宜选用角钢,其规格为40mm×40mm×4mm及以上;若选用钢管,直径应不小于50mm,其壁厚不应小于3.5mm。垂直接地极的长度应为2.5m;接地极间的距离为5m;接地极埋入地下深度,接地极顶端要在地下0.8m以下。接地极之间的连接是通过规格为40mm×4mm的扁钢焊接。焊接位置距接地极顶端50mm。焊接采用搭接焊。扁钢搭接长度为宽度的2倍,且至少有3个棱边焊接。扁钢与角钢(或钢管)焊接时,为了保证连接可靠,应事先在接触部位将扁钢弯成直角形(或弧形),再与角钢(或钢管)焊接。

接地极与接地线宜选用镀锌钢材,其将埋于地下的焊接处应涂沥青防腐。

五、工频接地电阻

建筑施工现场内所有施工用的设备、装置的防雷装置的工频接地电阻值不得大于30Ω。而建筑物防雷装置的工频接地电阻值应满足施工图的设计要求。建筑物防雷设计规范主编部门:中华人民共和国机械工业部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:1994年11月1日工程建设标准局部修订公告第24号国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94,由国家机械工业局设计研究院会同有关单位进行了局部修订,已经有关部门会审,现批准局部修订的条文,自2000年10月1日起施行,原规范中相应的条文同时废止。现予公告。中华人民共和国建设部2000年8月24日关于发布国家标准《建筑物防雷设计规范》的通知建标[1994]257号根据国家计委计综[1989]30号文的要求,由机械工业部负责主编,会同有关部门共同修订的国家标准《建筑物防雷设计规范》已经有关部门会审。现批准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94为强制性国家标准,自一九九四年十一月一日起施行。原国家标准《建筑防雷设计规范》GBJ57-83同时废止。本规范由机械工业部负责管理,其具体解释等工作由机械工业部设计研究院负责,出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。中华人民共和国建设部一九九四年四月十八日修订说明本规范是根据国家计委计综[1989]30号文的要求,由我部负责主编,具体由我部设计研究院对原规范修订编制而成。在修订编制本规范过程中,修订组进行了大量的调查研究,并广泛向全国有关单位和个人征求意见和函审。最后由我部会同有关部门审查定稿。本规范共分五章和六个附录。主要内容有总则、建筑物的防雷分类、建筑物的防雷措施、防雷装置、接闪器的选择和布置等。在本规范施行过程中,如发现需要修改或补充之处,请将意见及有关资料寄交机械工业部设计研究院(北京西三环北路5号,邮政编码100089),以便以后修订时参考。机械工业部1994年3月第一章总则第1.0.1条为使建筑物(含构筑物,下同)防雷设计因地制宜地采取防雷指施,防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失,做到安全可靠、技术先进、经济合理,制定本规范。第1.0.2条本规范适用于新建建筑物的防雷设计。本规范不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置的防雷设计。第1.0.3条建筑物防雷设计,应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等的基础上,详细研究防雷装置的形式及其布置。第1.0.4条建筑物防雷设计除应执行本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准和规范的规定。第二章建筑物的防雷分类第2.0.1条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。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设备的建筑物。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。第三章建筑物的防雷措施第一节一般规定第3.1.1条各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵人的措施。第一类防雷建筑物和本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。第3.1.2条装有防雷装置的建筑物,在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下,应采取等电位连接。第二节第一类防雷建筑物的防雷措施第3.2.1条第一类防雷建筑物防直击雷的措施,应符合下列要求一、应装设独立避雷针或架空避雷线(网),使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。架空避雷网的网格尺寸不应大于5m×5m或6m×4m。二、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内,当有管帽时应按表3.2.1确定;当无管帽时,应为管口上方半径5m的半球体。接闪器与雷闪的接触点应设在上述空间之外。有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间隔表3.2.1三、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等,当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧时,及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀,接闪器的保护范围可仅保护到管帽,无管帽时可仅保护到管口。四、独立避雷针的杆塔、架空避雷线的端部和架空避雷网的各支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱,宜利用其作为引下线。五、独立避雷针和架空避雷线(网)的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离(图3.2.1),应符合下列表达式的要求,但不得小于3m:1、地上部分:当hx<5Ri时,Sa1≥0.4(Ri+0.1hx)(3.2.1-1)当hx≥5Ri时,Sa1≥0.1(Ri+hx)(3.2.1-2)2、地下部分:Se≥0.4Ri(3.2.1式中Sa1—空气中距离(m);Se1—地中距离(m);Ri—独立避雷针或架空避雷线(网)支柱处接地装置的冲击接地电阻(Ω);Hx—被保护物或计算点的高度(m)。六、架空避雷线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离(图3.2.1),应符合下列表达式的要求,但不应小于3m:1.当(h+l/2)<5Ri时,Sa2≥0.2Ri+0.03(h+l/2)(3.2.1-4)2.当(h+l/2)≥5Ri时Sa2≥0.05Ri+0.06(h+l/2)(3.2.1-5)式中Sa2—避雷线(网)至被保护物的空气中距离(m);h—避雷线(网)的支柱高度(m);l—避雷线的水平长度(m)。七、架空避雷网至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离,应符合下列表达式的要求,但不应小于3m:当(h+l1)<5Ri时,Sa2≥1/n〔0.4Ri+0.06(h+l1)〕(3.2.1-6)当(h+l1)≥5Ri时,Sa2≥1/n〔0.1Ri+0.12(h+l1)〕(3.2.1-7)式中l1—从避雷网中间最低点沿导体至最近支柱的距离(m);n—从避雷网中间最低点沿导体至最近支柱并有同一距离l1的个数。八、独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置,每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区,可适当增大冲击接地电阻。第3.2.2条第一类防雷建筑物防雷电感应的措施,应符合下列要求:一、建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物,均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔18~24m应采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面,其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路,并应每隔18~24m采用引下线接地一次。二、平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物,其净距小于100mm时应采用金属线跨接,跨接点的间距不应大于30m;交叉净距小于100mm时,其交叉处亦应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时,连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘,在非腐蚀环境下,可不跨接。三、防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用,其工频接地电阻不应大于10Ω。防雷电感应的接地装置与独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网的接地装置之间的距离应符合本规范第3.2.1条五款的要求。屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接,不应少于两处。第3.2.3条第一类防雷建筑物防止雷电波侵人的措施,应符合下列要求:一、低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设,在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时,可采用钢筋混凝土杆和铁横担的架空线,并应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引人,其埋地长度应符合下列表达式的要求,但不应小于15m:在电缆与架空线连接处,尚应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不应大于10Ω。二、架空金属管造,在进出建筑物处,应与防雷电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道,应每隔25m左右接地一次,其冲击接地电阻不应大于20Ω,并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线,其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。埋地或地沟内的金属管道,在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连。第3.2.4条当建筑物太高或其它原因难以装设独立避雷针、架空避雷线、避雷网时,可将避雷针或网格不大于5m×5m或6m×4m的避雷网或由其混合组成的接闪器直接装在建筑物上,避雷网应按本规范附录二的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。并必须符合下列要求:一、所有避雷针应采用避雷带互相连接。二、引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于12m。三、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的管道应符合本规范第3.2.1条二、三款的要求。四、建筑物应装设均压环,环间垂直距离不应大于12m,所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。均压环可利用电气设备的接地干线环路。五、防直击雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω,并应和电气设备接地装置及所有进人建筑物的金属管道相连,此接地装置可兼作防雷电感应之用。六、防直击雷的环形接地体尚宜按以下方法敷设:七、当建筑物高于30m时,尚应采取以下防侧击的措施:1.从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连;2.30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。八、在电源引人的总配电箱处宜装设过电压保护器。第3.2.5条当树木高于建筑物且不在接闪器保护范围之内时,树木与建筑物之间的净距不应小于5m。第三节第二类防雷建筑物的防雷措施第3.3.1条第二类防雷建筑物防直击雷的措施,宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网(带)应按本规范附录二的规定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。第3.3.2条突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体,应按下列方式保护:一、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道应符合本规范第3.2.1条二款的要求。二、排放无爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、烟囱,1区、11区和2区爆炸危险环境的自然通风管,装有阻火器的排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管,本规范第3.2.1条三款所规定的管、阀及煤气放散管等,其防雷保护应符合下列要求:1.金属物体可不装接闪器,但应和屋面防雷装置相连;2.在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装接闪器,并和屋面防雷装置相连。第3.3.3条引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于18m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时,可按跨度设引下线,但引下线的平均间距不应大于18m。第3.3.4条每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置,并宜与埋地金属管道相连;当不共用、不相连时,两者间在地中的距离应符合下列表达式的要求,但不应小于2m:Se2≥0.3KcRi(3.3.4)式中Se2—地中距离(rn);KC—分流系数,其值按附录五确定。在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下,接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。第3.3.5条利用建筑物的钢筋作为防雷装置时应符合下列规定:一、建筑物宜利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。本规范第2.0.3条二、三、八、九款所规定的建筑物尚宜利用其作为接闪器.二、当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时,宜利用基础内的钢筋作为接地装置。三、敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢,当仅一根时,其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋,其截面积总和不应小于一根直径为10mm钢筋的截面积。四、利用基础内钢筋网作为接地体时,在周围地面以下距地面不小于0.5m,每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合下列表达式的要求:S≥4.24kc(3.2.5)式中S—钢筋表面积总和(m)。五、当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝±基础内敷设人工基础接地体时,接地体的规格尺寸不应小于表3.3.5的规定。六、构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋,其箍筋与钢筋的连接,钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或悍接。单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。第3.3.6条当土壤电阻率ρ小于或等于3000Ω·m时,在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道相连的情况下,防雷的接地装置可不计及接地电阻值,但其接地体应符合下列规定之一:一、防直击雷的环形接地体的敷设应符合本规范第3.2.4条六款1项的要求,但土壤电阻率ρ的适用范围应放大到小于或等于3000Ω·m。二、在符合本规范第3.3.5条规定的条件下利用槽形、板形或条形基础的钢筋作为接地体,当槽形、板形基础钢筋网在水平面的投影面积或成环的条形基础钢筋所包围的面积A大于或等于80m时,可不另加接地体.三、在符合本规范第3.3.5条规定的条件下,对6m柱距或大多数柱距为6m的单层工业建筑物,当利用柱子基础的钢筋作为防雷的接地体并同时符合下列条件时,可不另加接地体:1.利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体;2.柱子基础的钢筋网通过钢柱,钢屋架,钢筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊车梁等构件的钢筋或防雷装置互相连成整体;3.在周围地面以下距地面不小于0.5m,每一柱子基础内所连接的钢筋表面积总和大于或等于0.82m。第3.3.7条本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物,其防雷电感应的措施应符合下列要求:一、建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物,应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上,可不另设接地装置。二、平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物应符合本规范第3.2.2条二款的要求,但长金属物连接处可不跨接。三、建筑物内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。第3.3.8条防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气线路的反击,应符合下列要求.:一、当金属物或电气线路与防雷的接地装置之间不相连时,其与引下线之间的距离应按下列表达式确定:当lx<5Ri时,sa3≥0.3kc(Ri+0.1lx)(3.3.8-1)当lx≥5Ri时,sa3≥0.075kc(Ri+lx)(3.3.8-2)式中sa3一空气中距离(m);Ri一引下线的冲击接地电阻(Ω);lx一引下线计算点到地面的长度(m)。二、当金属物或电气线路与防雷的接地装置之间相连或通过过电压保护器相连时,其与引下线之间的距离应按下列表达式确定:sa4≥0.075kclx(3.3.8-3)式中sa4一空气中距离(m)Ilx一引下线计算点到连接点的长度(m)。当利用建筑物的钢筋或钢结构作为引下线,同时建筑物的大部分钢筋、钢结构等金属物与被利用的部分连成整体时,金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制。三、当金属物或线路与引下线之间有自然接地或人工接地的钢筋混凝土构件、金属板、金属网等静电屏蔽物隔开时,金属物或线路与引下线之间的距离可不受限制。四、当金属物或线路与引下线之间有混凝土墙、砖墙隔开时,混凝土墙的击穿强度应与空气击穿强度相同,砖墙的击穿强度应为空气击穿强度的1/2。当距离不能满足本条第一、二款的要求时,金属物或线路应与引下线直接相连或通过过电压保护器相连。五、在电气接地装置与防雷的接地装置共用或相连的情况下:当低压电源线路用全长电缆或架空线换电缆引人时,宜在电源线路引入的总配电箱处装设过电压保护器,当Y,yno型或D,yn11型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时,在高压侧采用电缆进线的情况下,宜在变压器高、低压侧各相上装设避雷器,在高压侧采用架空进线的情况下,除按国家现行有关规范的规定在高压侧装设避雷器外,尚宜在低压侧各相上装设避雷器。第3.3.9条防雷电波侵人的措施,应符合下列要求:一、当低压线路全长采用埋地电缆或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时,在入户端应将电缆金属外皮、金属线槽接地;对本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物,上述金属物尚应与防雷的接地装置相连。二、本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物,其低压电源线路应符合下列要求:1.低压架空线应改换一段埋地金属错装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引人,其埋地长度应符合本规范(3.2.3)表达式的要求,但电缆埋地长度不应小于15m。入户端电缆的金属外皮、钢管应与防雷的接地装置相连。在电缆与架空线连接处尚应装设避雷器。避雷器、电缆金属外皮、钢管和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不应大于10Ω。2.平均雷暴日小于30d/a地区的建筑物,可采用低压架空线直接引人建筑物内,但应符合下列要求:⑴在入户处应装设避雷器或设2~3mm的空气间隙,并应与绝缘子铁脚、金具连在一起接到防雷的接地装置上,其冲击接地电阻不应大于5Ω。(2)入户处的三基电杆绝缘子铁脚、金具应接地,靠近建筑物的电杆,其冲击接地电阻不应大于10Ω,其余两基电杆不应大于20Ω。三、本规范第2.0.3条一、二、三、八、九款所规定的建筑物,其低压电源线路应符合下列要求:1.当低压架空线转换金属皑装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引人时,其埋地长度应大于或等于15m,尚应符合本条第二款1项的其它要求。2..当架空线直接引人时,在人户处应加装避雷器,并将其与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。靠近建筑物的两基电杆上的绝缘子铁脚应接地,其冲击接地电阻不应大于30Ω。四、架空和直接埋地的金属管道在进出建筑物处应就近与防雷的接地装置相连;当不相连时,架空管道应接地,其冲击接地电阻不应大于10Ω。本规范第.2.0.3条四、五、六款所规定的建筑物,引人、引出该建筑物的金属管道在进出处应与防雷的接地装置相连;对架空金属管道尚应在距建筑物约25m处接地一次,其冲击接地电阻不应大于10Ω。第3.3.10条高度趔过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物,尚应采取以下防侧击和等电位的保护措施:一、钢构架和混凝土的钢筋应互相连接。钢筋的连接应符合本规范第3.3.5条的要求;二、应利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线,三、应将45m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接;四、竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。第3.3.11条有爆炸危险的露天钢质封闭气罐,当其壁厚不小于4mm时,可不装设接闪器,但应接地,且接地点不应少于两处;两接地点间距离不宜大于30m,冲击接地电阻不应大于30Ω。当防雷的接地装置符合本规范第3.3.6条的规定时,可不计及其接地电阻值。放散管和呼吸阀的保护应符合本规范第3..3.2条的要求。第四节第三类防雷建筑物的防雷措施第3.4.1条第三类防雷建筑物防直击雷的措施,宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网(带)应按本规范附录二的规定沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×l6m的网格。平屋面的建筑物,当其宽度不大于20m时,可仅沿网边敷设一圈避雷带。第3.4.2条每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω,但对本规范第2.0.4条二款所规定的建筑物则不宜大于10Ω。其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。防雷的接地装置宜与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时,两者间在地中的距离不应小于2m。在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下,接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。第3.4.3条建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置,并应符合本规范第3.3.5条二、三、六款和下列的规定:一、利用基础内钢筋网作为接地体时,在周围地面以下距地面不小于0.5m,每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合下列表达式的要求:S≥1.89kc(3.4.3)式中S—-钢筋表面积总和(m)。二、当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时,接地体的规格尺寸不应小于表3.4.3的规定。第3.4.4条当土壤电阻率ρ小于或等于300Ω·rn时,在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道相连的情况下,防雷的接地装置可不计及接地电阻值,其接地体应符合本规范第3.3.6条的规定,但其二、三款应改为在符合本规范第3.4.3条规定的条件下及其三款3项所规定的钢筋表面积总和改为大于或等于0.37m。第3.4.5条突出屋面的物体的保护方式应符合本规范第3.3.2条的规定。第3.4.6条砖烟囱、钢筋混凝土烟囱,宜在烟囱上装设避雷针或避雷环保护。多支避雷针应连接在闭合环上。当非金属烟囱无法采用单支或双支避雷针保护时,应在烟囱口装设环形避雷带,并应对称布置三支高出烟囱口不低于0.5m的避雷针。钢筋混凝土烟囱的钢筋应在其顶部和底部与引下线和贯通连接的金属爬梯相连。当符合本规范第3.4.3条的要求时,宜利用钢筋作为引下线和接地装置,可不另设专用引下线。高度不超过40m的烟囱,可只设一根引下线,超过40m时应设两根引下线。可利用螺栓连接或焊接的一座金属爬梯作为两根引下线用。金属烟囱应作为接闪器和引下线。第3.4.7条引下线不应少于两根,但周长不超过25m且高度不超过40m的建筑物可只设一根引下线。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于25m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时,可按跨度设引下线,但引下线的平均间距不应大于25m。第3.4.8条防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或线路的反击,应符合本规范第3.3.8条的要求,但表达式(3.3.8-1)、(3.3.8-2)、(3.3.8-3)相应改按下列表达式计算:当lx<5Ri时,sa3≥0.2kc(Ri+0.1lx)(3.4.8-1)当lx≥5R时,sa3≥0.05kc(Ri+lx)(3.4.8-2)sa4≥0.05kclx(3.4.8-3)第3.4.9条防雷电波侵人的措施,应符合下列要求:一、对电缆进出线,应在进出端将电绕的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时,应在转换处装设避雷器;避雷器、电缆金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地,其冲击接地电阻不宜大于30Ω。二、对低压架空进出线,应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气设备的接地装置上。当多回路架空进出线时,可仅在母线或总配电箱处装设一组避雷器或其它型式的过电压保护器,但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。三、进出建筑物的架空金属管道,在进出处应就近接到防雷或电气设备的接地装置上或独自接地,其冲击接地电阻不宜大于30Ω。第3.4.10条高度超过60m的建筑物,其防侧击和等电位的保护措施应符合本规范第3.3.10条一、二、四款的规定,并应将60m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。第五节其它防雷措施第3.5.1条当一座防雷建筑物中兼有第一、二、三类防雷建筑物时,其防雷分类和防雷措施宜符合下列规定:一、当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%及以上时,该建筑物宜确定为第一类防雷建筑物。二、当第一类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%以下,且第二类防雷建筑物的面积占建筑物总面积的30%及以上时,或当这两类防雷建筑物的面积均小于建筑物总面积的30%,但其面积之和又大于30%时,该建筑物宜确定为第二类防雷建筑物。但对第一类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入,应采取第一类防雷建筑物的保护措施.三、当第一、二类防雷建筑物的面积之和小于建筑物总面积的30%,且不可能遭直接雷击时,该建筑物可确定为第三类防雷建筑物;但对第一、二类防雷建筑物的防雷电感应和防雷电波侵入,应采取各自类别的保护措施;当可能遭直接雷击时,宜按各自类别采取防雷措施。第3.5.2条当一座建筑物中仪有一部分为第一、二、三类防雷建筑物时,其防雷措施宜符合下列规定:一、当防雷建筑物可能遭直接雷击时,宜按各自类别采取防雷措施。二、当防雷建筑物不可能遭直接雷击时,可不采取防直击雷揩施,可仅按各自类别采取防雷电感应和防雷电波侵入的措施。三、当防雷建筑物的面积占建筑物总面积的50%以上时,该建筑物宜按本规范第3.5.1条的规定采取防雷措施。第3.5.3条当采用接闪器保护建筑物、封闭气罐时,其外表面的2区爆炸危险环境可不在滚球法确定的保护范围内。第3.5.4条固定在建筑物上的节日彩灯、航空障碍信号灯及其它用电设备的线路,应根据建筑物的重要性采取相应的防止雷电波侵入的措施。并应符合下列规定:一、无金属外壳或保护网罩的用电设备宜处在接闪器的保护范围内,不宜布置在避雷网之外,并不宜高出避雷网。二、从配电盘引出的线路宜穿钢管。钢管的一端宜与配电盘外壳相连;另一端宜与用电设备外壳、保护罩相连,并宜就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时宜设跨接线。三、在配电盘内,宜在开关的电源侧与外壳之间装设过电压保护器。第3.5.5条粮、棉及易燃物大量集中的露天堆场,宜采取防直击雷措施。当其年计算雷击次数大于或等于0.06时,宜采用独立避雷针或架空避雷线防直击雷。独立避雷针和架空避雷线保护范围的滚球半径hr可取100m。在计算雷击次数时,建筑物的高度可按堆放物可能堆放的高度计算,其长度和宽度可按可能堆放面积的长度和宽度计算。第3.5.6条在独立避雷针、架空避雷线(网)的支柱上严禁悬挂电话线、广播线、电视接收天线及低压架空线等。第四章防雷装置第一节接闪器第4.1.1条避雷针宜采用圆钢或焊接钢管制成,其直径不应小于下列数值:针长1m以下:圆钢为12mm;钢管为20mm。针长1~2m.:圆钢为16mm;钢管为25mm。烟囱顶上的针:圆钢为20mm;钢管为40mm。第4.1.2条避雷网和避雷带宜采用圆钢或扁钢,优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm其厚度不应小于4mm。当烟囱上采用避雷环时,其圆钢直径不应小于12mm。扁钢截面不应小于100mm,其厚度不应小于4mm。第4.1.3条架空避雷线和避雷网宜采用截面不小于35mm的镀锌钢绞线。第4.1.4条除第一类防雷建筑物外,金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接闪器,并应符合下列要求:一、金属板之间采用搭接时,其搭接长度不应小于100mm;二、金属板下面无易燃物品时,其厚度不应小于0.5mm;三、金属板下面有易燃物品时,其厚度,铁板不应小于4mm,铜板不应小于5mm,铝板不应小于7mm;.四、金属板无绝缘被覆层。注.薄的油漆保护层或0.5mm厚沥青层或1mm厚聚氯乙烯层均不属于绝缘被覆层。第4.1.5条除第一类防雷建筑物和本规范第3.3.2条一款的规定外,屋顶上永久性金属物宜作为接闪器,但其各部件之间均应连成电气通路,并应符合下列规定:一、旗杆、栏杆、装饰物等,其尺寸应符合本规范第4.1.1条和第4.1.2条的规定。二、钢管、钢罐的璧厚不小于2.5mm,但钢管、钢罐一旦被雷击穿,其介质对周围环境造成危险时,其璧厚不得小于4mm。注:利用屋顶建筑构件内铜筋作接闪器应符合本规范第3.3.5条和第3.4.3条的规定。第4.1.6条除利用混凝土构件内钢筋作接闪器外,接闪器应热镀锌或涂漆。在腐蚀性较强的扬所,尚应采取加大其截面或其它防腐措施。第4.1.7条不得利用安装在接收无线电视广播的共用天线的杆顶上的接闪器保护建筑物。第二节引下线第4.2.1条引下线宜采用圆钢或扁钢,宜优先采用圆钢,圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm,其厚度不应小于4mm。当烟囱上的引下线采用圆钢时,其直径不应小于12mm;采用扁钢时,其截面不应小100mm,厚度不应小于4mm。防腐揩施应符合本规范第4.1.6条的要求。注:利用建筑构件内钢筋作引下线应符合本规范第3.3.5条和第3.4.3条的规定.第4.2.2条引下线应沿建筑物外墙明敷,并经最短路径接地;建筑艺术要求较高者可暗敷,但其圆钢直径不应小于10mm,扁钢截面不应小于80mm。第4.2.3条建筑物的消防梯、钢柱等金属构件宜作为引下线,但其各部件之间均应连电气通路。第4.2.3条采用多根引下线时,宜在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡。当利用混凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时,可不设断接卡,利用钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板,该连接板可供测量、接人工接地和作等电位连接用。当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时,应在每根引下线上于距地面不低于0.3m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡,其上端应与连接板或钢柱焊接。连接板处宜有明显标志。第4.2.5条在易受机械损坏和防人身接触的地方,地面上1.7m至地面下0.3m的一段接地线应采取暗敷或镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管等保护设施。第三节接地装置第4.3.1条埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢;埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm;扁钢截面不应小于100mm,其厚不应小于4mm;角钢厚度不应小于4mm;钢管壁厚不应小于3.5mm。在腐蚀性较强的土壤中,应采取热镀锌等防腐措施或加大截面。接地线应与水平接地体的截面相同。第4.3.2条人工垂直接地体的长度宜为2.5m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m,当受地方限制时可适当减小。第4.3.3条人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。接地体应远离由于砖窑、烟道等高温影响使土壤电阻率升高的地方。第4.3.4条在高土壤电阻率地区,降低防直击雷接地装置接地电阻宜采用下列方法:一、采用多支线外引接地装置,外引长度不应大于有效长度,有效长度应符合本规范附录三的规定。二、接地体埋于较深的低电阻率土壤中。三、采用降阻剂。四、换土。第4.3.5条防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m。当小于3m时应采取下列措施之一:一、水平接地体局部深埋不应小于1m;二、水平接地体局部应包绝缘物,可采用50~80mm厚的沥青层;三、采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设50~80mm厚的沥青层,其宽度应超过接地体2m。第4.3.6条埋在土壤中的接地装置,其连接应采用焊接,并在焊接处作防腐处理。第4.3.7条接地装置工频接地电阻的计算应符合现行国家标准《电力装置的接地设计规范》的规定,其与冲击接地电阻的换算应符合本规范附录三的规定。第五章接闪器的选择和布置第一节接闪器选择第5.1.1条接闪器应由下列的一种或多种组成:一、独立避雷针;二、架空避雷线或架空避雷网;三、直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网。第二节接闪器布置第5.1.1条接闪器布置应符合表5.2.1的规定。接闪器布置表表5.2.1布置接闪器时,可单独或任意组合采用滚球法、避雷网。注:滚球法是以hr为半径的一个球体,沿需要防直击雷的部位滚动,当球体只触及接闪器(包括被利用作为接闪器的金属物),或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物),而不触及需耍保护的部位时,则该部分就得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合本规范附录四的规定.静电接地设计规范1总则

1.0.1为了防止和减少静电伤害,保障石油化工企业安全生产,在石油化工设计中,贯彻预防为主的方针,采取防静电措施,做到技术先进、经济合理、安全适用,特制定本规范。

1.0.2本规范适用于石油化工企业存在静电危害的新建、扩建和改建工程的静电接地设计。

1.0.3静电接地是防止静电危害的主要措施之一。石油化工企业的防静电设计,应由工艺、配管、设备、储运、通风、电气等专业相互配合,综合考虑,并采取下列防止静电危害措施:

1改善工艺操作条件,在生产、储运过程中应尽量避免大量产生静电荷:

2防止静电积聚,设法提供静电荷消散通道,保证足够的消散时间,泄漏和导走静电荷;

3选择适用于不同环境的静电消除器械,对带电体上积聚着的静电荷进时行中和及消散;

4屏蔽或分隔屏蔽带静电的物体,同时屏蔽体应可靠接地;

5在设计工艺装置或制作设备时,应尽量避免存在高能量静电放电的条件,如在容器内避免出现细长的导电性突出物和未接地的孤立导体等;

6改善带电体周围环境条件,控制气体中可燃物的浓度,使其保持在爆炸极限以外;

7防止人体带电。

1.0.4静电接地设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现地有关强制性标准规范的规定。

静电接地体的接地电阻计算,应符合现行国家标准《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83的有关规定。

2名词术语

2.0.1工业静电industrialstaticelectricity

静电是对观测者处于相对静止的电荷。由它所引起的磁场效应较之电场效应可以忽略不计。静电可由物质的接触与分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生。工业静电是生产、储运过程中在物料、装置、人体、器材和构筑物上产生和积累起来的静电。

2.0.2带电体electrifiedbody

正负电荷数量不相等,对外界显示电的特性的物体或系统。

2.0.3带电区electrifiedarea

带电体上积聚静电的部位。

2.0.4物质静电特征参数

1体积电阻率volumeresistivity

表征物体内导电性能的物理量。它是单位横截面积、单位长度上材料的电阻值,其单位为欧[姆]·米(Ω·m)

2表面电阻率surfaceresistivity

表征物体表面导电性能的物理量。它是正方形材料两对边间的电阻值,与物体厚度及正方形大小无关,其单位为欧[姆](Ω)。

3电导率conductivity

表征材料导电性能的物理量。其与电场强度之乘积等于传导电流密度,即σE=j。电导率的单位为西[门子]/米(S/m)。

2.0.5静电起电、积聚和消散

1静电起电electrostaticelectrification

由于物体的接触分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等原因,使物体正负电荷失去平衡或电荷分布不均,而在宏观上呈现带电的过程。

2静电积聚electrostaticaccumulation

由于某种起电因素使物体上静电起电的速率超过静电消散的速率而在其上呈现静电荷的积累过程。

3静电泄漏electrostaticleakage

带电体上的电荷通过带电体自身或其他物体等途径向大地传导而使之部分或全部消失的过程。

4静电消散electrostaticdissipation[decay]

带电体上的电荷由于静电中和、静电泄漏、静电放电而使之部分或全部消失的过程。

5静电静置时间timeofrepose;timeofrest

在有静电危险的场所进行生产时,由设备停止操作到物料(通常为液体)所带静电消散至安全值以下,允许进行下一步操作所需要的时间间隔。

6电荷弛豫时间relaxationtimeofcharge

带电体上的电荷(或电位)消散(或下降)至其初始值的1/e时所需要的时间。

7杂散电流straycurrent

任何不按指定的通路而流动的电流,这些非指定的通路可以是大地、与大地接触的管线和其它金属物体或构筑物。

2.0.6静电放电现象

1静电放电electrostaticdischarge

当带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时,因介质产生电离而使带电体上的电荷部分或全部消失的现象。

2静电放电能量electrostaticdischargeenergy

带电体所形成的静电场,通过静电放电所释放出来的总能量。

3电晕放电coronadischarge

发生在不均匀的、场强很高的电场中的辉光放电。电晕放电时,在电极周围有微弱发光的电晕层。

4刷形放电brushdischarge

指发生于带电量大的绝缘体与导体之间空气介质中的一种放电形式。该放电形式放电通道不集中,呈分枝状。

5传播型刷形放电brushdischargewithpropagationform

在高速起电场所及静电非导体背面衬有接地导体的情况下,在静电非导体上所发生的放电能量集中、引燃能力强,并带有声光特征的一种放电。

6火花放电sparkdischarge

由于分隔两电极间的空气或其他电介质材料突然袭击然被击穿,使电流急剧上升,电压急剧下降,引起带有瞬间闪光、并有集中通道的短暂放电现象

7尖端放电dischargeatsharppoint

在带电导体曲率半径很小处所发生的放电现象

2.0.7材料

1静电导体staticconductor

一种具有较低的电阻率,除非使它与地绝缘,否则其上难于积聚静电荷的材料。

2静电非导体staticnon-conductor

一种具有很高的电阻率,因此能在其上积聚足够数量的静电荷而引起各种静电现象的材料。

3导静电材料staticconductivematerial

指金属和碳等电导率大的材料,以及用其他方法(如在绝缘材料中掺入导电材料等)使物体具有导静电性能的材料。

4防静电织物anti-staticfabric

通过某种工艺方法,使纤维表面电阻率降低,从而形成或生产出的一种具有防止静电积聚的织物。

2.0.8静电安全有灾害预防

1静电安全electrostaticsafety

指在生产过程有各种环境(系统)中,不发生由于静电现象而导致人的伤害、设备损坏或财产损失的状况和条件。

2静电故障electrostaticaccident

由于某种静电现象的作用,导致生产系统、设备、工艺过程、材料、产品等发生故障、损害(如生产率下降、产品质量不良,以致失效、破坏等)的现象或事件。

3静电灾害electrostaticdisaster

由于静电放电而导致发生财产损失或人员伤亡的危害、损害的现象或意外事件(如火灾、爆炸、静电电击以及由此而造成的二次事故等)。

4静电电击electrostaticshock

由于带电体向人体,或带静电的人体向接地的导体,以及人体相互间发生静电放电,其所产生的瞬间冲击电流通过人体而引起的病理生理效应。

5二次事故secondaryaccident

由于静电电击使人体失去平衡,导致人员由高空坠落或触及其他障碍物而引起的伤害;或造成已存在的火灾、爆炸的后果进一步扩大等危害的现象或事件。

6静电危险场所areaofelectrostatichazards

空间存在可由静电引爆的爆炸性混合物,或对其进行直接加工、处理和操作等工艺作业场所的统称。

2.0.9静电接地

1静电接地系统electrostaticearthingsystem

带电体上的电荷向大地泄漏、消散的外界导出通道。

2直接静电接地directstaticearthing

通过金属导体使物体接地的一种接地方式。

3间接静电接地indirectstaticearthing

通过非金属导电材料或防静电材料以及防静电制品使物体接地的一种接地方式。

4连接connection

将彼此间没有良好导电通路的物体进行导电性连接,使相互间大体上处于相同电位的措施。

5静电接地的电阻分类

a静电泄漏电阻leakageresistanceofstaticelectricity

物体在不带电的情况下,物体的被测点对大地的总电阻。

b静电接地电阻earthingresistanceofstaticelectricity

指静电接地系统的对地电阻。

直接静电接地电阻为接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电阻的总和。间接静电接地电阻为被接地物体的接地极与大地之间的总电阻,主要由导电、防静电材料或防静电制品的电阻决定。

3一般规定

3.1静电接地的范围

3.1.1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。

3.1.2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。

3.1.3各种静电消除器的接地端,应按产品说明书的要求进行接地。

3.1.4在下列情况下,可不采取专有的静电接地措施(计算机、电子仪器等除外):

1当金属导体已与防雷、电气保护、防杂散电流、电磁屏蔽等的接地系统有电气连接时;

2当埋入地下的金属构造物、金属配管、构筑物的钢筋等金属导体间有紧密的机械连接,并在任何情况下金属接触面间有足够的静电导通性时;

3当金属管段已作阴极保护时。

3.2静电接地方式

3.2.1需要进行静电接地的物体,应根据物体的类型采取下列静电接地方式:

1静电导体应采用金属导体进行直接静电接地。

2人体与移动式设备应采用非金属导电材料或防静电材料以及防静电制品进行间接静电接地。

3静电非导体除应间接静电接地外,尚应配合其它的防静电措施。

3.3静电接地系统的接地电阻

3.3.1静电接地系统静电接地电阻值不应大于106Ω。专设的静电接地体的对地电阻值不应大于100Ω,在山区等土壤电阻率较高的地区,其对地电阻值也不应大于1000Ω。

3.3.2当其它接地装置兼作静电接地时,其接地电阻值应根据该接地装置的要求确定。

3.4静电接地端子和接地板

3.4.1应在设备、管道的一定位置上,设置专有的接地连接端子,作为静电接地的连接点。

3.4.2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。

3.4.3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。

3.4.4专用金属接地板的设置应符合下列要求:

1金属接地板可焊(或紧固)于设备、管道的金属外壳或支座上。

2金属接地板的材质,应与设备、管道的金属外壳材质相同。

3金属接地板的截面不宜小于50×10(mm),最小有效长度对小型设备宜为60mm,大型设备宜为110mm。如设备有保温层,该板应伸出保温层外。

接地用螺栓规格不应小于M10。

4当选用钢筋混凝土基础作静电接地体时,应选择适当部位预埋200×200×6(mm)钢板,在钢板上再焊专用的金属接地板。预埋钢板的锚筋应与基础主钢筋(或通过一段钢筋)相焊接。

3.5静电接地支线和连接线

3.5.1静电接地支线和连接线,应采用具有足够机械强度、耐腐蚀和不易断线的多股金属线或金属体,规格按表3.5.1选用。

表3.5.1静电接地支线、连接线的最小规格

3.6静电接地干线和接地体

3.6.1静电接地干线和接地体应与其它用途的接地装置综合考虑,统一布置。可利用保护接地干线、防雷电感应接地干线作为静电接地干线使用,否则应专门设置静电接地干线和接地体。

3.6.2静电接地干线的布置,应符合下列要求:

1有利于设备、管道及需要在现场作静电接地的移动物体的接地;

2静电接地干线在装置内宜闭合环形布置,不同标高的接地干线之间至少应有两处连接。

3.6.3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)。

3.6.4静电接地体的设计应符合下列要求:

1当静电接地干线与保护接地干线在建构筑物内有两点相连时,可不另设静电接地体;

2应充分利用自燃接地体以及其它用途的接地体;

3接地干线和接地体材质宜选用耐腐蚀材料,当选用镀锌钢材时,钢材规格可按表3.6.4选用。

表3.6.4静电接地干线和接地体用钢材的最小规格

注:括号内数字为2类腐蚀环境中用钢材的推荐规格。

3.7静电接地的连接

3.7.1接地端子与接地支线连接,应采用下列方式:

1固定设备宜用螺栓连接;

2有振动、位移的物体,应采用挠性线连接;

3移动式设备及工具,应采用电瓶夹头、鳄式夹钳、专用连接夹头或磁力连接器等器具连接,不应采用接地线与被接地体相缠绕的方法。

3.7.2静电接地的连接应符合下列要求:

1当采用搭接焊连接时,其搭接长度必须是扁钢宽度的两倍或圆钢直径的六倍;

2当采用螺栓连接时,其金属接触面应去锈、除油污,并加防松螺帽或防松垫片。

3当采用电池夹头、鳄式夹钳等器具连接时,有关连接部位应去锈、除油污。

4具体规定

4.1固定设备

4.1.1固定设备(塔、容器、机泵、换热器、过滤器等)的外壳,应进行静电接地。若为覆土设备一般可不做静电接地。

4.1.2直径大于或等于2.5m及容积大于或等于50m3的设备,其接地点不应少于两处,接地点应沿设备外围均匀布置,其间距不应大于30m。

4.1.3有振动性能的固定设备,其振动部件应采用截面不小于6mm2的铜芯软绞线接地,严禁使用单股线。有软连接的几个设备之间应采用铜芯软绞线跨接。

4.1.4转动物体的接地,可采用导电润滑脂或专用接地设施(如在无爆炸、无火灾危险环境内可采用滑环和电刷等)进行接地,但类似于阀杆、轴承转动部分可不必进行上述连接。容易积聚电荷的皮带或传送带,宜采用导电橡胶制品。

4.1.5皮带传动的机组及其皮带的防静电接地刷、防护罩,均应接地。

4.1.6可燃粉尘的袋式集尘设备,织入袋体的金属丝的接地端子应接地。

4.1.7设备内部的各部件之间的活动连接或滑动连接等部位,应保持其接触电阻值在1000Ω以下。

4.1.8固定设备与接地线或连接线宜采用螺栓连接,连接端子可设置在设备的侧面、设备联合金属支座的侧面或端部位置,接地端子与接地线的材料选择应符合本规范第3.4.4条与第3.5节中有关条款。

4.1.9与地绝缘的金属部件(如法兰、胶管接头、喷嘴等),应采用铜芯软绞线跨接引出接地。

4.2储罐

4.2.1储罐内各金属构件(搅

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