电气安全技术培训课件

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2静电的危害及消除雷电的危害与防护01静电的危害及消除一、静电的产生z静电的产生产生静电的内因zz产生静电的外因静电的危害产生静电的内因物质的逸出功不同。任何两种固体物质，当两者相距小25×10-8cm的紧密接触时，在接触界面上会产生电子转移现象，这是由于各种物质逸出功不同的缘故。两物体相接触时，逸出功较小的一方失去电子带正电，而另一方就获得电子带负电。物质的电阻率不同。由高电阻率物质制成的物体，其导电性能差，带电层中的电子移动比较困难，构成了静电荷积聚的条件。介电常数不同。介电常数也称电容率，是决定电容的一个因素。在具体配置条件下，物体的电容与电阻结合起来，决定了静电的消散规律。010203产生静电的内因示意图静电的积累与泄漏产生的静电电荷也能通过导体泄漏掉，泄漏的快慢与物质的电阻率大小有关，只有当物体是绝缘材料、或物体表面是绝缘材料或由被绝缘材料隔离的导电材料构成时，才能在其表面上积累（积聚）电荷。否则，产生的静电会很快泄漏掉而不能积聚起来。静电的积累与泄漏这里所说的绝缘材料，是指电阻率大于10l0

·cm的材料。电阻率在10l0～1015

·cm之间者容易产生静电，是防静电工作的重点对象；当电阻率大于1015

·cm时，物体就不易产生静电，但一旦带有静电，就难以消除。实践证明，物体电阻率106～108

·cm的材料为导静电材料，即使上面带上电荷，也可瞬间消失。几种液体的电阻率名称电阻率／

·cm

名称电阻率／

·cm乙烷石油醚煤油庚烷轻油二硫化碳二甲苯甲苯汽油苯1.0×1088.4×10147.3×10144.9×10131.3×10143.9×10133.0×10132.7×10132.5×10131.6×1013

三氯乙烯乙醚乙醇正丁醇丙酮醋酸乙酯甲醇醋酸甲酯蒸馏水异丙醇6.1×10115.6×10117.4×1081.1×1031.7×1071.7×1072.3×1062.9×1051.0×1062.8×109静电的积累与泄漏介电常数

也反映电荷泄漏与积累的快慢，当流体的相对介电常数超过20，不论是管道连续输送还是贮运，当有接地装置时都不会产生静电积聚。带电体上静电电量泄漏到原来一半所需要的时间叫静电消散半衰期tl／2。静电消散的半衰期越长，静电愈不容易泄漏，危俭性愈大。静电的积累与泄漏半衰期与液体的介电常数

及电阻率

成正比，液体的半衰期可用下式计算：t1/2＝6.5×10-14

对于固体带电物质，半衰期可用下式求得：

t1/2＝0.69RC某些液体的

、

v与t1/2的关系名称介电常数

电阻率

v半衰期t1/2／s己烷二甲苯甲苯苯庚烷乙醇甲醇水异丙醇1.92.42.42.32.025.733.780.425.01×10103×10132.7×10131.6×10134.9×10137.4×1082.3×1061×1062.8×1051.2×1054.6×1064.1×1062.4×1066.4×1061.2×10-35.0×10-64.9×10-84×10-3产生静电的外因010203紧密的接触和迅速的分离任何物体的表面都是不平滑的，相互接触只能做到多点接触，当接触距离小于25×10-8cm时，电子就有转移，即形成了双电层。如果分离的速度足够迅速，物体即可带电。附着带电某种极性的离子或带电粉尘附着到与地绝缘的固体上，能使该物体带上静电或改变其带电状况。感应起电在工业生产中，带静电的物体能使附近不相连的导体，如金属管道、零件表面的不同部位出现带有电荷的现象，这就是静电感应起电。产生静电的外因040506电解起电将金属浸入电解溶液中，或在金属表面形成液体薄膜，由于界面上的氧化还原反应，金属离子将向溶液扩散，即在界面形成电流。在电解起电中，强酸性材料容易带负电，强碱性材料容易带正电。压电效应起电某些固体材料在机械力的作用下会产生电荷。压电效应起电的特点是在试件同一表面上，同时存在分布不均匀的正负电荷。极化起电绝缘体在静电场内，其内部和外表面能带电荷，是极化作用的结果。在绝缘的容器内盛装带电物体，容器外壁具有电性，就是此原因。产生静电的外因0708喷出带电粉体、液体和气体从截面很小的开口处喷出时，这些流动物体与喷口激烈摩擦，同时流体本身分子之间又互相碰撞，会产生大量的静电飞沫带电喷在空间的液体，由于扩展飞散和分离，出现了许多小滴组成的新的液面，产生静电。静电的危害（1）爆炸和火灾爆炸和火灾是静电最大的危害。静电能量虽然不大，但因其电压很高而容易发生放电，出现静电火花。在有可燃液体的作业场所（如油料运装等），可能由静电火花引起火灾。在有气体、蒸气爆炸性混合物或有粉尘纤维爆炸性混合物的场所（如氧、乙炔、煤粉、铝粉、面粉等）可能由静电火花引起爆炸。静电的危害（2）电击由于静电造成的电击，可能发生在人体接近带电物体的时候，也可能发生在带静电电荷的人体接近接地体的时候。一般情况下，静电的能量较小，所以其电击不会直接使人致命，但人体可能因电击引起坠落、摔倒等二次事故。静电的危害（3）妨碍生产在某些生产过程中，如不消除静电，将会妨碍生产或降低产品质量。例如静电使粉体吸附于设备，会影响粉体的过滤和输送。二、防止静电的措施措施工艺控制法——减少静电产生量的措施z泄漏导走法——加速泄放的措施人体的防静电措施工艺控制法（1）限制输送速度降低物料移动中的摩擦速度或液体物料在管道中的流速等工作参数，可限制静电的产生。例如，油品在管道中流动所产生的流动电流或电荷密度的饱和值近似与油品流速的二次方成正比，所以对液体物料来说，控制流速是减少静电电荷产生的有效办法。工艺控制法（2）适当安排物料的投入顺序在某些搅拌工艺过程中，适当安排加料顺序，可降低静电的危险性。例如，在某液浆搅拌过程中，先加入汽油及其他溶质搅拌时，液浆表面电压小于400V，而最后加入汽油时，液浆表面电压则高达l0kV以上。工艺控制法（3）消除产生静电的附加源产生静电的附加源如液流的喷溅，容器底部积水受到注入流的搅拌，在液体或粉体内夹入空气或气泡，粉尘在料斗或料仓内冲击，液体或粉体的混合搅动等。只要采取相应的措施，就可以减少静电的产生。工艺控制法（3）消除产生静电的附加源1）避免液体喷溅，应从底部注油或将油管延伸至容器底部液面下。2）减轻从油槽车顶部注油时的冲击，改变注油管出口处的几何形状，这样做对降低油槽内油面的电位有一定的效果。工艺控制法(3)消除产生静电的附加源3）为了降低罐内油面电位，过滤器不宜离管出口太近。一般要求从罐内到出口有30s缓冲时间，如满足不了则需配置缓冲器或采取其他防静电措施。4）消除杂质。油罐或管道内混有杂质时，有类似粉体起电的作用，静电发牛量将增大。实践证明，油中含水5%，会使起电效应增大10～50倍。工艺控制法(3)消除产生静电的附加源5）降低爆炸性混合物浓度。降低爆炸性混合物浓度，可消除或减轻爆炸性混合物的危险。为此，可以采用通风（抽气）装置，及时排除爆炸性混合物；也可以在危险空间充填惰性气体，如二氧化碳和氮等，隔绝空气或稀释爆炸性混合物，以达到防火、防爆的目的。工艺控制法（4）加速静电电荷的消散方式在产生静电的任何工艺过程中，总是包括产生和逸散两个区域。在静电产生的区域，分离出相反极性的电荷称为带电过程；在静电逸散区域，电荷自带电体上泄漏消散。工艺控制法（4）加速静电电荷的消散方式1）正确区分静电的产生区和逸散区在两个区域中可以采取不同的防静电危害措施，增强消除静电的效果。如在粉体物料的气流输送中，空送系统及管道是静电产生区，而接受料斗、料仓足静电逸散区。在料斗和料仓中，装设接地的导电钢栅，可有效地消除静电。而在产生区装设上述装置，反而会增加静电和静电火花的产生。工艺控制法（4）加速静电电荷的消散方式2）对设备和管道选用适当的材料人为地使生产物体在不同材料制成的设备中流动，如物体与甲材料摩擦带正电，与乙材料摩擦带负电，以使得物体上的静电相互抵消，从而消除静电的危险。工艺控制法（4）加速静电电荷的消散方式材料还应有一定的导电性。此时还可以采用：①在生产设备上调配与生产物料相同的材料；②选用材料的混合比例，使物料与设备摩擦不产生静电；③选用对静电导电性较好的材料制作设备和工具，为限制火花放电和感应带电的危险，设备和工具的泄漏电阻应为107～108Ω。泄漏导走法010203泄漏导走法即用静电接地的方法，使带电体上的静电荷能够向大地泄漏消散。静电接地的方式有多种，如利用工艺手段对空气增湿、添加抗静电剂使带电体的电阻率下降或规定静置的时间等，使所带的静电荷得以通过接地系统导入大地。带电体上电荷质点的对地总泄漏电阻值小于106Ω，对甲、乙类易燃可燃液体，其电阻率小于108Ω·m时，在金属容器中储放的物料其接地条件可认为是良好的。泄漏导走法-增湿带电体在自然环境中放置，其所带有的静电荷会自行逸散。2.逸散的快慢与介质的表面电阻率和体积电阻率大有关系，而介质的电阻率又和环境的湿度有关。3.提高环境的相对湿度，不仅可缩短电荷的半衰期，还能提高爆炸性混合物的最小引燃能量。泄漏导走法-加抗静电剂化学防静电剂也叫防静电添加剂。在非导体材料里加入抗静电剂后，能增加材料的吸湿性或离子化倾向，使材料的电阻率降到104～106Ω·m以下。有的抗静电剂本身有良好的异电性，同样可加速静电的泄漏，消除电荷积累。泄漏导走法-确保静置时间和缓和时间经注油管输入容器和储罐的液体，将带入定的静电荷。静电荷混杂在液体内，由于同性相斥的原理，电荷将向容器壁及液面集中泄漏消散，而液面上的电荷又要通过液面导向器壁导入大地，显然是需要一段时间才能完成这个过程的。泄漏导走法泄漏导走法-静电接地1)静电接地连接静电接地连接是接地措施中重要一环，其目的是使带电体上的电荷有一条导入大地的通路。实现的办法是静电跨接、直接接地、间接接地等手段，把设备上的各部分经过接地极与大地作可靠的电气连接。泄漏导走法-静电接地2）静电接地的一般连接原则①金属导体应做静电跨接、直接接地。②电阻率在1010Ω·m以下的物体以及表面电阻率在109Ω·m以下的表面应做间接接地。③电阻率在1010Ω·m以上的非导体及表面电阻率在109Ω·m以上的表面，间接接地虽是必要的，但需靠其他措施相配合，如加抗静电剂、减少静电产生量、规定必要的静置时间、采用静电消除器等才能确保安全。泄漏导走法-静电接地3）需做静电接地连接的场所凡用来加工、储存、运输且能产生静电危险的管道和设备，如各种储罐、混合器、物料输送设备、排注器、过滤器、干燥器、反应器、吸附器、粉碎器等，金属体应跨接形成一个连续的导电整体并接地。特别注意在设备内部不允许有与地绝缘的导体部件。人体的防静电措施-人体接地01在人体必须接地的场所，应装设金属接地棒—消电装置。工作人员随时用手接触接地棒，以清除人体所带有的静电。在坐着工作的场合，工作人员可佩带接地的腕带。防静电的场所入口处、外侧，应有裸露的金属接地物，如采用接地的金属门、扶手、支架等。人体的防静电措施-人体接地02在有静电危害的场所应注意着装，工作人员应穿戴防静电工作服、鞋和手套，不得穿用化纤衣物。穿防静电鞋的目的是将人体接地，除防止人体的静电带电外，并能防止人体不慎触及低压电路而发生的触电事故。防静电鞋的电阻值应小于107Ω，并大于105Ω穿着防静电鞋时，要考虑所穿袜子的导电性，严禁在鞋内外粘贴绝缘垫，并应定期作检查。人体的防静电措施-工作地面导电化

1）特殊危险场所的工作地面应是导电性的或造成导电性条件，如洒水或是铺设导电地板。2）工作地面泄漏电阻的阻值既要小到能防止人体静电的积累，又要防止人体触电时不致受到严重伤害，故电阻值应适当。目前国内外要求一般场合为108Ω，有火灾爆炸危险的场所为106Ω。国内一般要求为3×104Ω≤R≤106Ω。人体的防静电措施-安全操作

1）工作中，应尽量不搞可使人体带电的活动。如接近或接触带电体；在防爆厂房内介质最小、燃烧能量较小的危险场所内，穿脱衣服、靴、鞋及剧烈活动，因为这些动作可能引起火灾爆炸事故。还需指出在危险场所内梳头也是不允许的。

2）合理使用规定的劳保用品和工具。人体的防静电措施-安全操作3）工作时应有条不紊、果断稳重，避免急骤性动作。4）在有静电危险的场所，不得携带与工作无关的金属物品，如钥匙、硬币、于表、戒指等，也不许穿带钉子鞋等进入现场。5）不准使用化纤材料制作的拖布或抹布擦洗物体或地面。02雷电的危害与防护雷电的危害与防护危害与防护雷电的分类与危害z建筑物防雷措施化工设备的防雷一、雷电的分类与危害雷电是雷云层互相接近或雷云层接近大地时，感应出相反电荷，当电荷积聚到一定程度，产生云和云间以及云和大地间的放电，同时发出光和声的现象。根据雷电的不同形状，大致可分为片状、线状和球状三种形式；从危害角度考虑，雷电可分为直击雷、感应雷（包括静电感应和电磁感应）和雷电波侵入三种。雷电危害1）电性质破坏雷电放电产生极高的冲击电压，可击穿电气设备的绝缘，损坏电气设备和线路，造成大规模停电。绝缘损坏还会引起短路，导致火灾或爆炸事故。二次反击的放电火花也能够引起火灾和爆炸。绝缘的损坏，为高压串入低压、设备漏电造成了危险条件，并可能造成严重触电事故。巨大的雷电流流入地下，会在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，也可直接导致因接触电压或跨步电压而产生的触电事故。雷电危害2）热性质破坏强大雷电产生的高温会造成易燃物燃烧，或金属熔化飞溅，而引起火灾、爆炸。3）机械性质的破坏由于热效应使雷电通道中木材纤维缝隙和其他结构中间缝隙里的空气剧烈膨胀，同时使水分及其他物质分解为气体，因而在被雷击物体内部出现强大的机械压力，使被击物体遭受严重破坏或造成爆裂。雷电危害4）雷电感应表现为被击物破坏或爆裂成碎片，除由于大量的气体或水分汽化剧烈膨胀外，静电斥力、电磁力以及冲击气浪都具有机械性质的破坏作用。5）电磁感应强大交变电磁场会使导体感应出较大的电动势，并且还会在构成闭合回路的金属物中感应出电流，这时如果回路中有的地方接触电阻较大，就会局部发热或发生火花放电，这对于存放易燃，易爆物品的场所是非常危险的。雷电危害6）雷电侵入波雷电在架空线路、金属管道上会产生冲击电压，使雷电波沿线路或管道迅速传播。若侵入建筑物内，可造成配电装置和电气线路绝缘层击穿，产生短路，或使建筑物内易燃易爆物品燃烧和爆炸。雷电危害7）防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用当防雷装置受雷击时，在接闪器引下线和接地体上部具有很高的电压。如果防雷装置与建筑物内、外的电气设备、电气线路或其他金属管道的相隔距离很近，它们之间就会产生放电，这种现象称为反击。反击可能引起电气设备绝缘破坏，金属管道烧穿，甚至造成易燃、易爆物品着火和爆炸。雷电危害8）雷电对人的危害雷击电流迅速通过人体，可立即使呼吸中枢麻痹，心室纤颤、心跳骤停，以致使脑组织及一些主要脏器受到严重损害，出现休克或突然死亡。雷击时产生的火花、电弧，还可使人遭到不同程度的烧伤。二、建筑物防雷措施010203第一类防雷建筑物主要为处于爆炸危险环境的建筑物，如制造、使用或储存炸药、火药、军火品等大量爆炸物质的建筑物；化工生产中的建筑物大多数属于第一类防雷建筑。第二类防雷建筑物主要为国家重级重点建筑物，如国家级重点文物保护的建筑物、国家级的会堂、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级计算中心等；第三类防雷建筑物主要为省级重点建筑物，如省级重点文物保护的建筑物、省级档案馆、省级办公建筑物等。第一类防雷建筑物的防雷措施防直击雷1）装设独立避雷针或架空避雷线（网），网格尺寸不大于5m×5m或6m×4m，使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均应处于接闪器的保护范围内。第一类防雷建筑物的防雷措施2）对排放有爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道，其管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内：有管帽时按表10-33确定；无管帽时，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。第一类防雷建筑物的防雷措施3）对于（2）项所规定的管道，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，以及仅当发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管道、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。4）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。防雷电感应01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。防雷电感应02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l00mm时，应每隔不大于30m用金属线跨接；交叉净距小于l00mm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。防雷电感应03防雷电感应的接地装置，其工频接地电阻不