电气安全知识

1、电气安全知识,1,一、防雷,雷电的产生与雷电的放电 防雷措施 适用规范,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，

2、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）,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

3、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。,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

4、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

5、度升高而减少，极地最少。,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

6、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。,雷电危害按雷电出现的物理效

7、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。,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

8、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

9、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。,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=1.5

10、hP,r地面保护半径m h避雷针高度m P高度影响系数；h30m取1，30120m取5.5/h，120取h120m rx避雷针在hx水平面上的保护半径 hx被保护物高度m ha避雷针的有效高度m,rx,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,建（构）筑物防雷等级划分,建筑物防雷设计规范(GB 50057-94) 第2.0.2条 遇下列情况之一时,应划为第一类防雷建筑物：

11、 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,

12、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/

13、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。,适用规范,石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-9

14、5 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/T 620-1997,石油与石油设施雷电安全规范 GB 15599-95,1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

15、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。,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

16、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25mm2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

17、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。,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

18、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。,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

19、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。,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100Mm(面电阻率应低于1G)。 5.1.3轻质油品的

20、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。,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： V2D0.5 .(2) 式中： V油品流速，m/s； D鹤管管径，m。 5.2.4装油方式

21、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。,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： V2D0.8 .(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

22、油品。,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

23、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）,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

24、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。,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

25、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。,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

26、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

27、导率测定仪应一年校正一次。,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,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,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,MESG（最大试验安全间隙）-爆炸性气

28、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。,3.爆炸性气体的分组,按其引燃温度分组。共分、六组。,4.举例,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

29、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。,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