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1、防雷防静电,动力检修车间：张铁锐 2014.10.09,目录：,雷电基础知识防雷体系防雷措施日常防雷知识防静电知识,一、雷电基础知识雷电是一种大气自然现象，它是联合国减灾十年委员会公布的对人类威胁最严重的八大自然灾害之一。地球上，任何时刻都会有约2000个地点出现雷暴，平均每天要发生800万次闪电，每次闪电在微秒级瞬间可释放出55KWh以上能量。据统计，全球平均每年因雷电灾害造成的直接损失超过10亿美元，死亡人数在3千人以上，这个数据的统计还不包括我国。我国每年因雷击造成的人员伤亡约有3000人至4000人，财产损失在50亿到100亿元人民币。,雷电基础知识,1、雷电现象雷电是一种大气中的放电
2、现象，也就是正负电荷的中和过程。,2、雷击,所谓的雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层（云闪），或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电（地闪）。A、云闪云闪占2/3以上, 不接触地面,B、地闪,发生在云地之间。峰值电流最高达（200300）kA，放电时产生很强的电磁辐射。,3、雷击三种主要形式,A、带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象，叫做“直击雷”,B、带电云层由于静电感应作用，使地面某一范围带上异种电荷。当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于流散电阻大，以至出现局部高电压；或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电
3、压以致发生闪击的现象，称“感应雷击”。,C、 “球形雷”。在雷电频繁的雷雨天，偶然会发现紫色、殷红色、灰红色、蓝色的“火球”。这些火球在空中或沿地面水平方向移动，有时平移有时滚动。这些“火球”一般直径为十到几十厘米，也有直径超过一米的。“火球”存在的时间一般为几秒到十几秒。这种“火球”能通过烟囱、开着的窗户、门和其他缝隙进入室内，或者无声地消失，或者发出丝丝的声音，或者发生剧烈的爆炸。这种“火球”发生的几率较小。,4、雷电的主要特点,（1）雷电冲击电流大，甚至高达几十千安至几百千安。（2）时间短，先导放电、主放电、余光放电三个阶段不会超过60微秒。（3）雷电流有的可达10千安/微秒的变化梯度。
4、（4）有强大的冲击电压高达上亿伏。,典型的雷电流放电波形,T1：波头时间（90%峰值）T2：半值时间（50%峰值）,5、雷电危害,（1）输电线路停电、绝缘子闪络、绝缘子击穿、断线等。,（2）枢纽变电站、装置变电站停电，直接或间接造成生产装置大面积非计 划停车事故。（3）变配电设备击穿造成局部或系统停电事故。（4）生产装置及储运系统火灾。,（5）感应雷击过电压导致电气设备击穿、生产过程控制仪表、自动化信息 系统瘫痪或元件损坏，造成生产装置非计划停产。,（6） 雷击地网反击电压造成变电自动化监控装置或弱电控制系统（设备） 绝缘击穿，造成系统停电事故。（7）森林火灾。（8）人身死亡事故。,二、防雷体
5、系,雷电是一种常见的自然现象。当自然界发生雷雨云时，它会产生雷雨云之间及雷云对大地的闪击，会产生强烈的闪光,并伴有霹雳的轰鸣声。由云层向大地发生的雷击，叫落地雷，它会击毁房屋，杀伤人畜，击坏设备，造成雷击事故。根据重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，建筑物防雷分为一、二、三类。防雷体系由外部防雷体系和内部防雷体系构成。,1.外部防雷体系由接闪、引下线、接地装置组成。,（1）接闪用高架接地金属导体，如接闪杆、接闪带（网）、建筑物金属桅杆、金属屋面、金属构件等组成。安装于建筑物顶面及旁边，使被保护建构筑物免受直接雷击的破坏。用对雷电自身有防护能力的罐、塔去拦截雷闪。接闪器会拦截雷电放电，
6、因此接闪器必须具备足够的机械强度及电气导电性能，同时必须安装有一条或多条从接闪器到大地的低阻抗路径。使接闪雷击电流顺利泄入大地。,（2）分流,接闪器将雷击拦截（接闪）后，将接闪到的雷电流分多路引导泄入大地，使每条支路的雷电流对附近导体或电线、电缆上的感应电势或电流减少。（3）均压（等电位连接）将附近相邻的金属导体，用导电体相互连接并接地，使其上的电势（电压）均衡相等，防止相互产生雷电反击火花，防止维护操作人员接触相邻导体产生电击，保护人身及设备安全。,（4）接地,接地是防雷保护的重要环节。它包括接地极、接地极互相之间的连线，接地带及各接地设备的接地引线等，从防雷及安全考虑，接地系统的接地电阻越
7、低越好，但过低的接地电阻要消耗大量的人力、财力。因此通常是在满足跨步电压，接触电势的情况下，达到国家用防雷规范规定的数值就可以了。,2.内部防雷体系由等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成，措施包括电磁封锁（屏蔽）、合理布线、安装SPD(电涌保护器)。（1）电磁封锁为防止从交流供电线路及信息系统网络传输线路上传输过来的电涌，损坏设备并危及人员安全，对外部传输线及线缆，应使用封闭金属线槽或穿金属管道敷设，并对金属线槽,穿线金属管道进行可靠适度的多点接地，以最大限度的减少感应雷击所产生的电涌破坏设备事故。,（2）合理布线当接闪的雷电流沿分流引下线泄入大地的过程中，由于电磁的耦合作用，会在附近的导
8、体（电线、电缆）上感应出电势（电压）或电流，简称电涌。此电涌的数值与距引下线的距离平方成反比关系，为了减电线电缆上的电涌，在布置电源线、信号线时，要尽量远离防雷引下线,（3）安装SPD(电涌保护器)尽管采取了以上措施，在供电线路上，信息系统传输线上，仍会发生电涌击坏设备的事件，为了保护供电及信息系统设备，应在设备所处的建筑物内，在所有连线的进线端、设备附近、防雷区界面处等适当位置安装电涌防护装置。,三、防雷措施,1、生产装置生产装置内露天布置的塔、容器等，当顶板厚度不小于4mm时，可不设避雷针保护，但应设防雷接地。厂房、泵房（棚）应采用避雷带（网），其引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀对
9、称布置，间距不应大于18 m，网格不应大于10 m10 m或12 m8 m；进出厂房、泵房（棚）的金属管道、电缆的金属外皮、所穿钢管或架空电缆金属槽，在厂房、泵房（棚）外侧应做一处接地，接地装置应与保护接地装置及避雷带（网）接地装置合用。,房顶安装避雷带,进出建筑物的管线等进行等电位连接生产装置信息系统的配线电缆宜采用铠装屏蔽电缆，且宜直接埋地敷设；电缆金属外皮两端及在进入建筑物处应接地；当电缆采用穿钢管敷设时，钢管两端及在进入建筑物处应接地；建筑物内防雷接地应与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置，接地装置的接地电阻值应按接入设备中要求的最小值确定；线路首末端应装设与电子
10、器件耐压水平相适应的浪涌保护器.,重要仪表信号线两端设置SPD,2、储罐（1）、金属储罐防雷钢储罐顶板钢体厚度不小于4mm时，不应装设避雷针。铝顶储罐顶板厚度小于7mm和钢储罐顶板厚度小于4mm，应装设防直击雷设备。金属储罐应作环型防雷接地，其接地点不应少于两处，并应沿罐周均匀或对称布置，其罐壁周长间距不应大于30 m，接地体距罐壁的距离应大于3 m。引下线宜在距离地面0.3m至1.0m之间装设断接卡，用两个型号为M12的不锈钢螺栓加防松垫片连接。宜将储罐基础自然接地体与人工接地装置相连接，其接地点不应少于两处。引 下 线 宜 在 距 离 地 面0.3m 至1.0m 之 间 装 设 断 接 卡
11、 ， 主 要 是 从 便于准确检测，确保引下线可靠的角度出发。断接卡与引下线的连接应可靠。,连接不规范断接卡,规范断接卡,浮顶金属储罐应采用两根截面不小于50 mm2的扁平镀锡软铜复绞线或绝缘阻燃护套软铜复绞线将浮顶与罐体作电气连接,其连接点不少于两处。宜采用有效的、可靠的连接方式将浮顶与罐体沿罐周做均布的电气连接，连接点沿罐壁周长的间距不应大于30 m。,金属储罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、切水管、透光孔等金属附件应等电位连接。固定顶金属容器附件(如呼吸阀、安全阀)应装设阻火器。,与金属储罐相接的电气、仪表配线应采用金属管屏蔽保护。配线金属管上下两端与罐壁应做电气连接。在相应的被保护设备
12、处，应安装与设备耐压水平相适应的浪涌保护器。,（2）非金属储罐非金属储罐应装设独立避雷针（网）等防直击雷设备。独立避雷针与被保护物的水平距离不应小于3 m，应设独立接地装置，其冲击接地电阻不应大于10 。,罐区安装独立避雷针,储罐罐组的照明宜采用灯具沿走道、平台、扶梯布置。罐区照明尽量避免设在高塔上，以免引起雷击,3、汽车槽车和铁路槽车露天装卸作业，可不装设避雷针（带）。在棚内进行装卸作业的，应装设避雷针（带）,避雷针（带）的保护范围应为爆炸危险区域1区。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。,4、管路输油管路可用其自身作接闪器，其弯头、阀门、金属法兰盘等连接处的过渡电
13、阻大于0.03时，连接处应用金属线跨接，连接处应压接接线端子。对有不少于五根螺栓连接的金属法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接，但应构成电气通路。,大于5个螺栓的法兰可不跨接,管路系统的所有金属件，包括护套的金属包覆层，应接地。管路两端和每隔200m300m处，以及分支处、拐弯处均应有接地装置。接地点宜在管敦处，其冲击接地电阻不得大于10。,输油管路进行接地及等电位连接,可燃气体放空管路应安装阻火器或装设避雷针，当安装避雷针时保护范围应高于管口2m，避雷针距管口的水平距离不应小于3m。,5、电气变配电系统防雷,（1）、变电站防雷措施合理设置独立避雷针。站内架空线路侧应装设线路避雷器。各电压等级母线
14、侧及室外进线母线桥侧装设避雷器。微机综合保护器的接地应采用等电位连接一点接地方式，以防止两地网或地网开断时，雷击反击电压。,（2）、电缆线路的防雷措施35kV及以上电源进线电力电 缆（过度段）与架空线路连接处应装设线路避雷器。（3）、架空线路防雷35kV及以上架空线路宜增设全线避雷线（单线或双线）。多雷区架空线路宜装设金属氧化物线路避雷器。避雷器两侧引线尽量缩短，减少回路阻抗，以免影响避雷器功能。,6、石油化工仪表防雷雷击事件的对仪表系统的危害和造成的后果是严重的，特别是在强雷击危害区域，。无论是现场仪表还是控制室仪表，都应在电气专业的直击雷防护范围内。仪表系统防雷的基本方法：,（1）等电位连
15、接；厂区、装置区、现场爆炸危险区域以及控制室的建筑物区域内，必须将所有金属设备、部件、结构的金属导体，用导体相互连接起来，形成等电位体，使其电势（电压）均衡，并接地，防止雷电流经过路径产生的放电火花，也防止由地电位反击产生的火花，防止人员接触导体时产生电击，保护人身及设备安全。,（2）信号电缆的屏蔽与接地；将防护目标放置在接地良好的、有足够厚度的、导电良好的屏蔽体内，并在入口处作适当的等电位连接。这种防护能够防止雷电流的穿透、电磁场的入侵、雷电流的热效应、电动力效应、对内部产生过电压及火花。,（3）仪表设备的屏蔽与接地；控制室的防雷接地、防静电接地、电气设备的保护接地、仪表系统工作接地、屏蔽接
16、地、电涌防护器接地等，应共用接地装置。金属设备（如：塔、罐、大型油罐、框架、平台等）顶部安装的仪表，应与直接或通过金属支架与金属设备可靠连接，并应避免成为可能的接闪物体。非金属设备顶部安装的仪表，应就近接地屏蔽。屏蔽不但是仪表和控制系统防范和抵御电磁干扰的重要方法，也是减少雷电电磁影响的重要措施。室外现场仪表应采用全封闭金属外壳或安装在金属防护盒（箱）内，并应接地控制室内的仪表和控制系统应装在全封闭钢铁材质的机柜内，并应按规定接地,（4）合理布线；（5）设置电涌防护器应当恰当地设置电涌防护器。电涌防护器是将雷电电涌电流分流入地，保护仪表不受雷电电涌电流的冲击，减少仪表损坏和相关损失的有效措施之
17、一。,7、 预防雷电灾害的检测措施每年雷雨季节之前，应检查、维修防雷电设备和接地。检查的主要项目包括：检查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；运行15年以上，腐蚀较严重区域的接地装置宜进行开挖检查，发现问题及时处理；检测防雷设备接地电阻值、等电位连接接触电阻，如发现不符合要求，应及时修复；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。对于多引下线的接地设备，接地电阻检测时必须把引下线与设备断开才能保证检测数据的可靠性。有些企业在使用地桩式检测方法对油罐进行接地检测时无法将引下线和装置断开，造成检测的引下线阻值不可靠，带来了一定的安全隐患。用地桩式检
18、测法对多引下线的装置进行检测时（不断开）， 只要有一个引下线是良好的，那么所有测量值都是良好的，无法检测真实情况。,四、日常防雷知识,（1）雷雨天应该留在室内，并关好门窗；在室外工作的人应躲入建筑物内。（2）切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙，远离避雷针、电线等带电设备或其它类似金属装置。（3）减少使用电话和手提电话。（4）切勿游泳或从事其它水上运动，不宜进行室外球类运动，离开水面以及其它空旷场地，寻找地方躲避。（5）切勿站立于山顶、楼顶上或其它接近导电性高的物体。（6）切勿处理开口容器盛载的易燃物品。（7）不宜开摩托车、骑自行车。（8）当感觉到身体有电荷时，如头发竖起，或者皮肤
19、有显著颤动感时，要明白自己可能就要受到电击，应立刻倒在地上，等雷电过后，呼叫别人救护。,五、防静电知识,静电灾害严重影响石油、石油化工、石油销售企业的安全生产，给企业造成很大的损失。一本油库事故案例汇编中收集了445起油库着火爆炸事故，其中由静电引起的有54起，占12.13%。“加油站百例事故分析”一书收集了115起加油站事故，其中由静电引起的有23起，占20%。 2002年2月23日至2006年9月11日中国石油23起重大事故中，由静电引起的着火爆炸有6起，占26.08% 。所以我们必须有效地控制静电灾害，消除静电安全隐患，避免静电事故发生，确保企业安全生产。,液体在输送、喷射、混合、搅拌、
20、过滤、灌注、剧烈晃动过程中，会产生带电现象。如在炼化企业中，从原油的贮运、半成品、成品油的加工过程中，都需反复的加温、加压、喷射、输送、灌注运输等过程，都会产生大量的静电，有时达到数千至数万伏，一旦放电可造成非常严重的后果。液体的带电与液体的电阻率（电导率）、液体所含杂质、管道材料和管道内壁情况、注液管、容器的几何形状、过滤器的规格与安装位置、流速和管径等有关。,1.定义静电现象：由于带电体的静电场作用而引起的静电放电、静电感应、介质极化以及静电力作用等诸物理现象的统称。静电起电：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
21、带电的过程。,2.静电产生电晕放电（1）物体的接触分离带电（2）摩擦起电（3）静电感应带电（4）其它原因带电3.静电放电形式刷型放电（1）电晕放电（2）刷型放电（3）火花放电火花放电（4）沿表面放电沿表面放电（5）传播型刷形放电,4.通用防静电措施：（1）抑制起电条件，如限制流速、避免油水混合作业等；（2）确保或增加静电泄放能力，如系统接地、增湿、加抗静电剂等；（3）避免高能放电条件，如绝缘导体、金属突出物等；,（4）在危险作业区或操作上难以确保上述要求的危险场所，可增设部分防静电措施，包括：石油静电消除器石油静电监测器抗静电型鹤管头本安型人体静电消除器智能型接地连锁装置防静电型采样器防静电工
22、作服、鞋等,5.预防液体静电危害的基本方法（1）静电接地 由于油品储运过程管线、过滤器、油罐等都会产生静电，因此，管线、过滤器、油罐等必须接地。油品生产和贮运设施、管道及操作工具等应采取静电接地措施。所有金属装置、设备、管道、贮罐等都必须接地。不允许有与地相绝缘的金属设备或金属零部件。各专设的静电接地端子电阻不应大于100。当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时，一般可不必另装静电跨接线，但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。,油罐接地,槽车接地,（2）工艺操作条件的改善 在生产工艺的操作上，应控制油品处于安全流速范围内。在灌装过程中，应防止油品的飞散喷溅，从底部或上部入罐的注油管末
23、端时，应设计成不易使液体飞散的倒T形等形状或另加导流板；或在上部灌装时，使液体沿侧壁缓慢下流。应避免混入其他不相容的第二物相杂质，如水等。并应尽量减少和排除容器底部和管道中的积水。当管道内明显存在不相容的第二物相时，其流速应限制在1m/s以内。装油鹤管应采用防静电专用胶管，并伸至油罐底部。,（3）采用静电消除器当不能以改善工艺条件等方法来减少静电积聚时，应采用液体静电消除器。静电消除器应装设在尽量靠近管道出口处。（4）采用防静电添加剂在油品中可加入微量的油溶性的防静电添加剂，使其电导率达到250pS/m以上。（5）带点体周围环境的改善在油品蒸气和空气的混合物接近爆炸浓度极限范围的场合下，应采取
24、作业场所通风措施。必要时可配置惰性气体系统。（6）防止人体带电爆炸危险场所作业人员应穿防静电工作服，防静电鞋（见GB 12014和GB 4385）。不应在爆炸危险场所穿脱衣服、帽子或类似物。当人进行各种活动时，由于衣服之间、皮肤与衣服、鞋与地面、衣服与接触的各种介质间发生摩擦，可产生几千伏甚至上万伏的静电。,接触分离和活动带电,人体在静电场中，也会感应起电，如果人体与地绝缘，就成为独立的带电体。如果空间存在带电颗粒，人们在此环境中可产生吸附带电。,泵房的门外、油罐的上罐扶梯入口与采样口处、装卸作业区内操作平台的扶梯入口及悬梯口处、装置区采样口处、码头入口处等作业场所应设人体静电消除装置。,6、
25、预防静电危害的技术措施（1）油罐油罐接地点应设两处以上，沿油罐外围均匀布置，其间距不应大于30m。轻质油品的进出口管口应接近油罐底部。对于电导率低于50pS/m的油品，在注入口未浸没前，初始流速不应大于1m/s，当注入口浸没200 mm后，可逐步提高流速，但最大流速不应大于7 m/s。如采用其他有效防静电措施（如防静电添加剂、静电消除器等），可不受上述限制。油罐内不应存在任何未接地的浮动物。装油完毕应静置10min后再进行采样、测温、检尺等作业。若油罐容积大于5000m3时，应静置30min后作业。,（2）汽车罐车在装卸油前，应先检查罐车内部，不应有未接地的浮动物。装油鹤管、管道、罐车应跨接和
26、接地。装油方式应尽量采用底部装油。不应使用无挡板汽车罐车运输轻质油品。装油完毕，宜静置不少于2min，再进行采样、测温、检尺、拆除接地线等操作。汽车罐车未经清洗不应换装油品。,（3）铁路罐车在装卸油前，应先检查罐车内部，不应有未接地的浮动物。4.3.2 装油鹤管、管道、槽罐应跨接和接地。装油完毕，应静置不少于2min，再进行采样、测温、检尺、拆除接地线等操作。铁路罐车未经清洗不应换装油品。,静电静置时间: 在有静电危险的场所进行生产时，由设备停止操作到物料（如液体）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.汽车、铁路罐车不得少于2分钟； 50m3及以下油罐不得少于3分钟；
27、50-5000m3油罐不得少于10分钟； 5000m3以上油罐不得少于30分钟；微孔(30m以下)过滤器距出油口的距离，应留有30s的静电消散时间(一般管线长度应在100m以上)。,（4）管路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。当管路交叉间距小于10cm时，应相连接地。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。管道泵及过滤器、缓冲器等应可靠接地。用管路输送油品，应尽量避免混入空气、水、灰尘等物质.,（5）吹扫
28、和清洗高压易燃性液体、气体的紧急排放，或从机器设备配管等的裂口处泄漏喷出时，喷漆作业时，用高压水蒸气冲洗易燃性液体贮槽时等等，容易产生静电火花，引起火灾爆炸事故。采用蒸汽进行吹扫和清洗时，受蒸汽喷击的管线、导电物体应与油罐或设备进行接地连接。不应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。不应使用汽油、苯类等易燃溶剂对设备、器具吹扫和清洗。使用液体喷洗容器时，压力不得大于980kPa。液体、气体喷出事故,（6）采样、测温、检尺采样、测温、检尺工具的金属部件应可靠接地。绳索及油尺等应采用单位长度电阻值为1105m-1107m或表面电阻和体电阻率分别低于1109及1108m的静电亚导
29、体材料。作业应根据静置时间的要求进行。进行油品采样、计量和测温时，不得猛拉快提，上提速度不得大于0.5m/s，下落速度不得大于1m/s。采样、测温绳必须是防静电绳，且接地良好。,采样绳必须为防静电采样绳，检测合格方可使用，且不得超过厂家规定的使用期限（一般为三个月）。采样时，防静电采样绳末端必须接地，禁止防静电采样绳不接地使用。采样时，不得猛拉快提，上升速度不得大于0.5m/s，下落速度不得大于1m/s。采样时，必须保证规定的静置时间，严禁进行动态采样测温作业。使用中如发现采样绳深色纤维脱色、磨损、断裂等异常情况时，不得继续使用。防静电绳不能作为绝缘物使用，特别是接触带电体。采样测温作业人员必须按规定穿防静电工作服和防静电工作鞋，作业前应先泄放人体静电。雷暴等恶劣天气禁止采样测温作业。,再见！,
