《防雷与防静电》PPT课件.ppt
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1、 电电 工工 防雷与防静电防雷与防静电兴安盟特种设备检验所兴安盟特种设备检验所第一节第一节雷电的危害及形式雷电的危害及形式n自古以来,雷电灾害一自古以来,雷电灾害一直存在,据有关研究统直存在,据有关研究统计,在地球上任一时刻计,在地球上任一时刻平均有平均有2000多个雷暴在多个雷暴在进行着,平均每秒有进行着,平均每秒有100次闪电。每个闪电强度次闪电。每个闪电强度可高达可高达10亿伏,足见其亿伏,足见其能量之大,产生的危害能量之大,产生的危害可想而知。可想而知。雷电的危害性雷电的危害性n雷电的危害性主要表雷电的危害性主要表现为现为n雷电的机械效应雷电的机械效应n雷电的热效应雷电的热效应n雷电的
2、电磁效应雷电的电磁效应n高层大厦、微波站、天线塔等吸引落雷,使避雷高层大厦、微波站、天线塔等吸引落雷,使避雷装置失去作用。装置失去作用。n增设的各种架空线引雷入室。增设的各种架空线引雷入室。n雷害转移到对室内的电器、雷害转移到对室内的电器、电子设备的损害。电子设备的损害。雷电的形成雷电的形成地球本身就是一个电容器。通常大地稳定地带负电荷地球本身就是一个电容器。通常大地稳定地带负电荷5050万万C C左右,左右,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个已充而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压为电的电容器,它们之间的电压为300KV30
3、0KV左右,并且场强为上正下负。左右,并且场强为上正下负。当地面含水蒸汽的空气当地面含水蒸汽的空气受到炽热的地面烘烤受热受到炽热的地面烘烤受热而上升,上升气流上升时而上升,上升气流上升时温度逐渐下降形成雨滴、温度逐渐下降形成雨滴、冰雹(称为水成物冰雹(称为水成物)。水。水成物在地球静电场的作用成物在地球静电场的作用下被极化(如右图)负电下被极化(如右图)负电荷在上,正电荷在下荷在上,正电荷在下 。地球n由于水成物下降的速由于水成物下降的速度快。而云粒子下降度快。而云粒子下降的速度慢,因此带正、的速度慢,因此带正、负两种电荷的微粒逐负两种电荷的微粒逐渐分离(这叫重力分渐分离(这叫重力分离作用)。
4、并且部分离作用)。并且部分水成物落到地上,逐水成物落到地上,逐渐形成上部正电,下渐形成上部正电,下部负电雷云。部负电雷云。n由于云的运动复杂,由于云的运动复杂,云再次分离,形成带云再次分离,形成带不同电荷的雷云。不同电荷的雷云。雷电的形式(种类)雷电的形式(种类)雷电大体分为:直击雷雷电大体分为:直击雷 雷电感应雷电感应 球雷球雷 雷电入侵波雷电入侵波n第一是直击雷第一是直击雷。是指。是指雷云对大地某点发生雷云对大地某点发生的强烈放电。它可以的强烈放电。它可以直接击中设备,也可直接击中设备,也可以如图所示,雷电击以如图所示,雷电击中架空线,如电力线,中架空线,如电力线,电话线等。雷电流便电话线
5、等。雷电流便沿着导线进入设备,沿着导线进入设备,从而造成损坏。从而造成损坏。n第二是感应雷。它可以分为静电感应及电磁感应。第二是感应雷。它可以分为静电感应及电磁感应。静电感应雷:静电感应雷:当带电雷云(一般带当带电雷云(一般带负电)出现在导线上负电)出现在导线上空时,由于静电感应空时,由于静电感应作用作用,导线上束缚了导线上束缚了大量的相反电荷。一大量的相反电荷。一旦雷云对某目标放电旦雷云对某目标放电,雷云上的负电荷便瞬雷云上的负电荷便瞬间消失间消失,此时导线上此时导线上的大量正电荷依然存的大量正电荷依然存在在,并以雷电波的形并以雷电波的形式沿着导线经设备入式沿着导线经设备入地,引起设备损坏。
6、地,引起设备损坏。n电磁感应雷:雷击发生在供电线路附近,或击在避雷电磁感应雷: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(由于避雷针的存将感应于线路并最终作用到设备上(由于避雷针的存在,建筑物上落雷机会反倒增加,内部设备遭感应雷在,建筑物上落雷机会反倒增加,内部设备遭感应雷危害危害的机会和程度一般来说是增加了),对用电设备的机会和程度一般来说是增加了),对用电设备造成极大危害。造成极大危害。静电感应是雷云接近地面时,在地面凸出物的顶部感应出大量异性电荷,在雷云与其他部位或其他雷云放
7、电后,凸出物顶部电荷失去束缚,并以雷电波的形式高速传播而形成的。电磁感应是发生雷击后,雷电流在周围空间产生的迅速变化的强磁场在附近金属导体上感应出很高的电压形成的。(3 3)反击)反击。是因防雷装置或其它导体承受雷击后而呈现很高的冲击电压,将其绝缘击穿的现象。会造成火灾、爆 炸、触电等危 害。(4 4)雷电波侵入)雷电波侵入。当雷击在架空线路或金属管道时,产生的冲击电压形成雷电波沿管、线侵入室内或电气设备,危害人身及设备安全。雷电波侵入造成的事故相当严重,约占雷害总数的70%。5 5球状雷球状雷这是一种紫色或红色的发光球体,直径从几毫米到几十米,这是一种紫色或红色的发光球体,直径从几毫米到几十
8、米,存在的时间一般为存在的时间一般为3535秒。球形雷通常是沿着地面滚动或秒。球形雷通常是沿着地面滚动或在空气中飘行,有时还会通过缝隙进入室内。球雷碰到建在空气中飘行,有时还会通过缝隙进入室内。球雷碰到建筑物可能发生爆炸,并引起燃烧。筑物可能发生爆炸,并引起燃烧。77月月9 9日,通辽铁路南站遭雷击,击坏行李信号控制系统,日,通辽铁路南站遭雷击,击坏行李信号控制系统,造成货物停运,直接经济损失达造成货物停运,直接经济损失达6060多万元。多万元。原因原因:原控制系统装有西德进口防感应雷电涌保护器,但强大原控制系统装有西德进口防感应雷电涌保护器,但强大的直击雷使整个系统处于损坏状态,直击雷引起的
9、感应电磁的直击雷使整个系统处于损坏状态,直击雷引起的感应电磁脉冲使机器破坏。脉冲使机器破坏。77月月1414日,通辽市科左中旗邮电局遭雷击,交换机损坏,直日,通辽市科左中旗邮电局遭雷击,交换机损坏,直接损失万元。接损失万元。原因原因:接地系统不良,无防感应雷装置。接地系统不良,无防感应雷装置。防雷措施防雷措施防雷装置包括接闪器防雷装置包括接闪器 引下线和接地装置引下线和接地装置n接闪器接闪器1 1、避雷针:作用是将雷云放电的通路由原来可能向被保护物体发、避雷针:作用是将雷云放电的通路由原来可能向被保护物体发展的方向,吸引到避雷针本身,由它及它相连的引下线和接地展的方向,吸引到避雷针本身,由它及
10、它相连的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去,使被保护物体免受直接雷击。装置将雷电流泄放到大地中去,使被保护物体免受直接雷击。2 2、避雷线:作用原理与避雷针相同,保护的范围不一样。、避雷线:作用原理与避雷针相同,保护的范围不一样。3 3、避雷带、避雷网、避雷带、避雷网n避雷针的保护范围避雷针的保护范围h/245ohR1=h/2R单支避雷针保护范围单支避雷针保护范围1、在地面上的保护半径、在地面上的保护半径 R=1.5h(m)2、在被保护高度、在被保护高度hbh/2 R=(h-hb)p式中式中p为高度系数为高度系数h30m时,时,p=130h120m时,时,3、在被保护高度、在被保护高度hb
11、h/2时时 b)保护范围边界防雷装置:是指接闪器、引下线、接地装置、过防雷装置:是指接闪器、引下线、接地装置、过电压保护器(含消雷装置)及其它连接导体的总电压保护器(含消雷装置)及其它连接导体的总合。合。避雷针一般采用圆钢或焊接钢管制成,且应镀避雷针一般采用圆钢或焊接钢管制成,且应镀锌或涂漆。针长锌或涂漆。针长1m1m以下的,圆钢为以下的,圆钢为12mm12mm,钢管,钢管为为20mm20mm。针长。针长1-2m1-2m的,圆钢为的,圆钢为16mm16mm,钢管为,钢管为25mm25mm。烟囱顶上的针,圆钢为。烟囱顶上的针,圆钢为20mm20mm,钢管为,钢管为40mm40mm。避雷网和避雷带
12、一般采用圆钢或扁钢。圆钢直径避雷网和避雷带一般采用圆钢或扁钢。圆钢直径不小于不小于8mm8mm,避雷扁钢截面不小于,避雷扁钢截面不小于48mm48mm2 2,厚度不,厚度不小于小于4mm4mm。避雷线一般采用不小于。避雷线一般采用不小于35mm35mm2 2镀锌钢绞镀锌钢绞线。线。腐蚀性较强的场所,应适当加大其截面或采取其腐蚀性较强的场所,应适当加大其截面或采取其他防腐措施。他防腐措施。随着科技的进步,人们对雷电现象的特性及其防范措施,随着科技的进步,人们对雷电现象的特性及其防范措施,有了很大的进步。采用以下防雷措施可使雷电效应所造有了很大的进步。采用以下防雷措施可使雷电效应所造成的危害减少到
13、最低程度:成的危害减少到最低程度:-避雷技术避雷技术利用避雷针、避雷线、避雷网、避雷带等接闪利用避雷针、避雷线、避雷网、避雷带等接闪器或过电压保护器,把雷电吸向自身,然后通过其引下器或过电压保护器,把雷电吸向自身,然后通过其引下线和接地装置,将雷电泄入大地,以保证其防护范围内线和接地装置,将雷电泄入大地,以保证其防护范围内设备、设施,人员免遭雷击。按照防护目的不同,可分设备、设施,人员免遭雷击。按照防护目的不同,可分为防直击雷,防雷电感应,防雷电波浸入,防雷电过电为防直击雷,防雷电感应,防雷电波浸入,防雷电过电压等类型。压等类型。-消雷技术消雷技术利用顶部的电离装置和地下的电荷收集装置利用顶部
14、的电离装置和地下的电荷收集装置及其连接线,设法在高空产生大量的正负离子,与带电及其连接线,设法在高空产生大量的正负离子,与带电积云之间发生离子流,中和积云电荷,使空间电场强度积云之间发生离子流,中和积云电荷,使空间电场强度不超过空气的击穿强度,消除落雷条件。不超过空气的击穿强度,消除落雷条件。n建筑防雷示意图建筑防雷示意图n利用尖端预放电将雷利用尖端预放电将雷电吸引到避雷针处电吸引到避雷针处n提前放电避雷针的工作原理提前放电避雷针的工作原理n产生一个比普通避雷针更快的上行先导,来吸引雷电。产生一个比普通避雷针更快的上行先导,来吸引雷电。引下线引下线引下线为避雷保护装置的中段部分,上接接闪器,下
15、接接地装置。引下引下线为避雷保护装置的中段部分,上接接闪器,下接接地装置。引下线一般采用直径线一般采用直径8mm8mm的圆钢或截面为的圆钢或截面为48mm48mm2 2和厚度为和厚度为4mm4mm的扁钢,沿建(构)的扁钢,沿建(构)筑物外墙敷设,并经最短路线接地。一个建(构)筑物的引下线一般不少筑物外墙敷设,并经最短路线接地。一个建(构)筑物的引下线一般不少于于2 2根。根。接地装置接地装置接地装置包括埋设在地下的接地线和接地体。其中垂直直埋设的接地体,接地装置包括埋设在地下的接地线和接地体。其中垂直直埋设的接地体,一般采用角钢、钢管、圆钢;水平埋设的接地体,一般用扁钢、圆钢。在一般采用角钢、
16、钢管、圆钢;水平埋设的接地体,一般用扁钢、圆钢。在腐蚀性较强的土壤中,应采用镀锌等防腐措施或加大截面。腐蚀性较强的土壤中,应采用镀锌等防腐措施或加大截面。接地电阻值的要求:接地电阻值的要求:(1 1)防雷接地电阻值不应超过)防雷接地电阻值不应超过1010。(2 2)防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息)防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等共用一个接地时,接地电阻需按要求最小的值(保护接地)系统的接地等共用一个接地时,接地电阻需按要求最小的值(保护接地)确定为确定为44。避雷器避雷器避雷器是防止雷电过电电压侵袭配电设备和其他电气设备的保护装避雷
17、器是防止雷电过电电压侵袭配电设备和其他电气设备的保护装置。置。有阀型避雷器、管型避雷器和羊角避雷器(保护间隙)有阀型避雷器、管型避雷器和羊角避雷器(保护间隙)通常安装在被保护设备的引入端,其上端接在架空输电线路上,下通常安装在被保护设备的引入端,其上端接在架空输电线路上,下端接地。阀型避雷器用于保护变、配电装置,分高压和低压两种。管端接地。阀型避雷器用于保护变、配电装置,分高压和低压两种。管型避雷器一般只用于线路上。羊角避雷器是最简单、最经济的防雷装型避雷器一般只用于线路上。羊角避雷器是最简单、最经济的防雷装置,一般安装在线路的进户处,用来保护电表等设备。置,一般安装在线路的进户处,用来保护电
18、表等设备。n接地接地n让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地大地n变电所建筑防雷电示意图变电所建筑防雷电示意图n六点防雷计划六点防雷计划n1、控制雷击点、控制雷击点n2、安全引导雷如地网、安全引导雷如地网n3、完善低阻地网、完善低阻地网n4、消除地面回路、消除地面回路n5、电源浪涌冲击防护、电源浪涌冲击防护n6、信号数据线瞬变保、信号数据线瞬变保护护静电防护静电防护20002000年年1010月月3131日日1414时时4545分,河南某石化厂机修车间一名女分,河南某石化厂机修车间一名女职工提着一带塑料柄挂钩的方形铁桶,到炼油职工提着一带塑料柄挂钩的方形铁桶,
19、到炼油催化粗汽催化粗汽油阀取样口下,打算放一些汽油作为清洗工具用,当该女油阀取样口下,打算放一些汽油作为清洗工具用,当该女职工将铁桶挂到取样阀门上,打开手阀放油不久,油桶着职工将铁桶挂到取样阀门上,打开手阀放油不久,油桶着火。现场一技术员见状,迅速打开旁边的事故消防蒸汽软火。现场一技术员见状,迅速打开旁边的事故消防蒸汽软管,该女职工在消防蒸汽的掩护下,很快关掉了取样阀门,管,该女职工在消防蒸汽的掩护下,很快关掉了取样阀门,并和该技术员一起,用干粉灭火器和消防毛毡将火扑灭。并和该技术员一起,用干粉灭火器和消防毛毡将火扑灭。这是一起典型的由于阀门开度过大,汽油流速过快而这是一起典型的由于阀门开度过
20、大,汽油流速过快而导致静电荷积聚,静电放电产生火花而引发的事故,虽然导致静电荷积聚,静电放电产生火花而引发的事故,虽然现场扑救及时得当,没有让事态进一步扩大而造成危害,现场扑救及时得当,没有让事态进一步扩大而造成危害,但反映出个别职工安全意识不够高,对静电安全技术知识但反映出个别职工安全意识不够高,对静电安全技术知识的了解和掌握欠缺,对静电造成的危害认识不深。的了解和掌握欠缺,对静电造成的危害认识不深。第一节第一节静电危害及防护静电危害及防护n一、静电的产生一、静电的产生n所有物质(金属、非金属、固体、液体、气体在所有物质(金属、非金属、固体、液体、气体在一定的条件下,都可能发生电子转移,产生
21、静电。一定的条件下,都可能发生电子转移,产生静电。n静电是相对静止的电荷,是由于两种不同的物体静电是相对静止的电荷,是由于两种不同的物体互相摩擦、或者物体与物体紧密接触后又分离而互相摩擦、或者物体与物体紧密接触后又分离而产生的。产生的。n各种物质束缚电子的能力不同,这个束缚能力可各种物质束缚电子的能力不同,这个束缚能力可用逸出功来衡量,逸出功是把一个电子从物质内用逸出功来衡量,逸出功是把一个电子从物质内部移到外部所需外界作的功。显然逸出功愈大的部移到外部所需外界作的功。显然逸出功愈大的物质束缚电子的能力愈强,因此,两种物质接触物质束缚电子的能力愈强,因此,两种物质接触时,逸出功小的失电子带正电
22、,逸出功大的得电时,逸出功小的失电子带正电,逸出功大的得电子带负电子带负电。n静电带电序列:静电带电序列:n(+)玻璃)玻璃-头发头发-尼龙尼龙-羊毛羊毛-人造人造纤维纤维-绸绸-醋酸人造丝醋酸人造丝-奥伦奥伦-纸浆纸浆-黑橡胶黑橡胶-维尼纶维尼纶-沙纶沙纶聚酯纤维聚酯纤维-电石电石-聚乙烯聚乙烯-可耐可龙可耐可龙-塞璐璐塞璐璐-玻璃纸玻璃纸-聚氯乙烯聚氯乙烯-聚四氟乙烯聚四氟乙烯-()n静电带电序列:静电带电序列:n(+)石棉)石棉-玻璃玻璃-云母云母-羊毛羊毛-毛皮毛皮-铅铅铬铬-铁铁-铜铜-镍镍-银银-金金铂铂()产生静电的几种现象产生静电的几种现象1 1、摩擦带电、摩擦带电:物质相互摩
23、擦时,由于发生接触位置的移动和电荷的:物质相互摩擦时,由于发生接触位置的移动和电荷的分离,而产生静电。分离,而产生静电。2 2、剥离带电、剥离带电:互相密切结合的物体使其剥离时引起电荷分离,而产:互相密切结合的物体使其剥离时引起电荷分离,而产生静电。生静电。3 3、流动带电、流动带电:用管路等输送液体时而产生静电。:用管路等输送液体时而产生静电。4 4、喷出带电、喷出带电:粉体类、液体类和气体类从截面小的开口部位喷出时,:粉体类、液体类和气体类从截面小的开口部位喷出时,发生摩擦而产生静电。发生摩擦而产生静电。5 5、冲撞带电、冲撞带电:由于粉体类的粒子与粒子之间或粒子与固体之间的冲:由于粉体类
24、的粒子与粒子之间或粒子与固体之间的冲撞形成极快的接触和分离而产生静电。撞形成极快的接触和分离而产生静电。6 6、破裂带电、破裂带电:固体或粉体类的物体当其破裂时,产生电荷分离,因:固体或粉体类的物体当其破裂时,产生电荷分离,因破坏子正负电荷的平衡而产生静电。破坏子正负电荷的平衡而产生静电。7 7、飞沫带电、飞沫带电:喷在空间的液体类由于扩展飞散、分离、形成很多的:喷在空间的液体类由于扩展飞散、分离、形成很多的小滴而形成新的液面而产生静电。小滴而形成新的液面而产生静电。8 8、滴下带电、滴下带电:附在器壁等处的固体表面上的珠状液体逐渐增大,由:附在器壁等处的固体表面上的珠状液体逐渐增大,由于自重
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