安全工程师安全生产技术笔记第三讲.pdf

1 安全工程师安全生产技术笔记第三讲一、内容提要：检验应考人员对电气安全知识的掌握程度及对电气安全系统基本技术要求的熟悉程度二、重点、难点：（一）了解电击和电伤的概念；（二）熟悉 IT、TT 和 TN 系统的构成；三）熟悉保护接零、接地的适用范围和工作原理（四）了解雷电的种类及危害；（五）掌握防雷装置的类型、作用、人身防雷措施六）了解静电的特性及危害；掌握防静电措施七）电磁场伤害的机理及掌握电磁场伤害的防护措施八）了解变配电站危险点及安全技术要求三、内容讲解：一、雷电危害雷击事故是由自然界中正、负电荷形式的能量造成的事故一)雷电的种类及危害l.雷电种类(1)直击雷直击雷是带电积云接近地面至一定程度时，与地面目标之间的强烈放电直击雷的每次放电含有先导放电、主放电、余光三个阶段大约50的直击雷有重复放电特征每次雷击有三、四个冲击至数十个冲击一次直击雷的全部放电时间一般不超过500 ms(2)感应雷感应雷也称作雷电感应，分为静电感应雷和电磁感应雷静电感应雷是由于带电积云在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷，在带电积云与其他客体放电后，感应电荷失去束缚，以大电流、高电压冲击波的形式，沿线路导线或导电凸出物的传播。

电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场在邻近的导体上产生的很高的感应电动势3)球雷球雷是雷电放电时形成的发红光，橙光、白光或其他颜色光的火球从电学角度考虑，球雷应当是一团处在特殊状态下的带电气体此外，直击雷和感应雷都能在架空线路或在空中金属管道上产生沿线路或管道的两个方向迅速传播的雷电冲击渡2 雷电危害雷电具有雷电流幅值大 (可达数十千安至数百千安)、雷电流陡度大 (可达 50 kAs) 、冲击性强、冲击过电压高 (可达数百千安至数千千安)的特点其特点与其破坏性有紧密的关系雷电有电性质、热性质、机械性质等多方面的破坏作用，均可能带来极为严重的后果1)火灾和爆炸直击雷放电的高温电弧、二次放电、巨大的雷电流、球雷侵肟芍苯右鸹鹪趾捅怀寤鞯缪够鞔缙璞傅木档绕苹悼杉浣右鸹鹪趾捅(2)触电积云直接对人体放电、二次放电、球雷打击、雷电流产生的接触电压和跨步电压可直接使人触电；电气设备绝缘因雷击而损坏也可使人遭到电击3)设备和设施毁坏雷击产生的高电压、大电流伴随的汽化力、静电力、电磁力可毁坏重要电气装置和建筑物及其他设施4)大规模停电电力设备或电力线路破坏后即可能导致大规模停电。

二)防雷技术1防雷建筑物分类建筑物按其火灾和爆炸的危险性、人身伤亡的危险性、政治经济价值分为三类不同类别的建筑物有不同的防雷要求1)第一类防雷建筑物指制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量危险物质，遇电火花会引起爆炸，从而造成巨大破坏或人身伤亡的建筑物2)第二类防雷建筑物指对国家政治或国民经济有重要意义的建筑物以及制造，使用和贮存爆炸危险物质，但电火花不易引起爆炸，或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物3)第三类防雷建筑物指需要防雷的除第一类、第二类防雷建筑物以外需要防雷的建筑物2.直击雷防护第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物、第三类防雷建筑物的易受雷击部位，遭受雷击后果比较严重的设施或堆料，高压架空电力线路、发电厂和变电站等应采取防直击雷的措施装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施避雷针分独立避雷针和附2 设避雷针独立避雷针不应设在人经常通行的地方避雷针的保护范围按滚球法计算3.二次放电防护为了防止二次放电，不论是空气中或地下，都必须保证接闪器、引下线、接地装置与邻近导体之间有足够的安全距离在任何情况下，第一类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小于 3 m，第二类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小于2 m不能满足间距要求时应予跨接。

4.感应雷防护有爆炸和火灾危脸的建筑物、重要的电力设施应考虑感应雷防护为了防止静电感应雷的危险，应将建筑物内不带电的金属装备、金属结构连成整体并予以接地为了防止电磁感应雷的危险，应将平行管道、相距不到100 mm 的管道用金属线跨接起来5雷电冲击波防护变配电装置、可能有雷电冲击波进入室内的建筑物应考虑雷电冲击波防护为了防止雷电冲击波侵入变配电装置，可路引入端安装阀型避雷器阀型避雷器上端接在架空线路上，下端接地正常时避雷器对地保持绝缘状态；当雷电冲击波到来时，避雷器被击穿，将雷电引入大地，冲击渡过去后避雷器自动恢复绝缘状态对于建筑物，可采用以下措施；(1)全长直接埋地电缆供电，入户处电缆金属外皮接地；(2)架空线转电缆供电，架空线与电缆连接处装设阀型避雷器，避雷器、电缆金属外皮、绝缘子铁脚、金具等一起接地；(3)架空线供电入户处装设阀型避雷器或保护间隙，井与绝缘子铁脚、金具一起接地6人身防雷雷暴时应尽量减少在户外或野外逗留；在户外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣；如有条件，可进入有宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只雷暴时，应尽量离开小山、小丘、隆起的小道，应尽量离开海滨、湖滨、河边、池塘旁，应尽量避开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、孤独的树木附近，还应尽量离开没有防雷保护的小建筑物或其他设施。

雷暴时，在户内应离开照明线、动力线、线、广播线、收音机和电视机电源线、收音机和电视机天线以及与其相连的各种金属设备雷雨天气应注意关闭门窗例题】为了防止雷电冲击波侵入变配电装置，可路引入端安装 ) A避雷线B避雷网C阀型避雷器D. 避雷带【答案】 C 三、静电危害静电事故是工艺过程中或人们活动中产生的，相对静止的正电荷和负电荷形式的能量造成的事故一)静电的特性度危害1.静电的产生最常见产生静电的方式是接触分离起电当两种物体接触，其间距离小于25 10-8cm 时，将发生电子转移，并在分界面两侧出现大小相等、极性相反的两层电荷当两种物体迅速分离时即可能产生静电下列工艺过程比较容易产生和积累危险静电：(1)固体物质大面积的摩擦；(2)固体物质的粉碎、研磨过程，粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程；悬浮粉尘的高速运动；(3)在棍合器中搅拌各种高电阻率物质；(4)高电阻率液体在管道中高速流动、液体喷出管口、液体注入容器；(5)液化气体、压缩气体或高压蒸气在管道中流动或由管口喷出时；(6)穿化纤布料衣服、穿高绝缘鞋的人员在操作、行走、起立等2.静电的特点(1)静电电压高静电能量不大，但其电压很高固体静电可达20 104V 以上，液体静电和粉3 体静电可达数万伏，气体和蒸气静电可达10000V 以上，人体静电也可达10000V 以上。

2)静电泄漏慢由于积累静电的材料的电阻率都很高，其上静电泄漏很慢3)静电的影响因素多静电的产生和积累受材质、杂质、物料特征、工艺设备(如几何形状、接触面积 )和工艺参数 (如作业速度 )、湿度和温度、带电历程等因素的影响由于静电的影响因素多，静电事故的随机性强3.静电的危害工艺过程中产生的静电可能引起爆炸和火灾，也可能给人以电击，还可能妨碍生产其中，爆炸或火灾是量大的危害和危险二)防静电措施静电最为严重的危险是引起爆炸和火灾，因此，静电安全防护主要是对爆炸和火灾的防护这些措施对于防止静电电击和防止静电影响生产也是有效的1.环境危险程度控制静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在为了防止静电的危险，可采取取代易燃介质、降低爆炸性混合物的浓度、减少氧化剂含量等控制所在环境爆炸和火灾危险程度的措施2.工艺控制为了有利于静电的泄漏，可采用导电性工具；为了减轻火花放电和感应带电的危险，可采用阻值为 107109左右的导电性工具为了限制产生危险的静电，烃类燃油在管道内流动时，流速与管径应满足以下关系：2D0.64 式中 q流速， ms; D管径， m为了防止静电放电，在液体灌装过程中不得进行取样、检测或测温操作。

进行上述操作前，应使液体静置一定的时间，使静电得到足够的消散或松弛为了避免液体在容器内喷射和溅射，应将注油管延伸至容器底部；装油前清除罐底积水和污物，以减少附加静电3.接地接地的作用主要是消除导体上的静电金属导体应直接接地为了防止火花放电，应将可能发生火花放电的间隙跨接连通起来，并予以接地防静电接地电阻原则上不超过lM 即可；对于金属导体，为了检测方便，可要求接地电阻不超过 100l000 对于产生和积累静电的高绝缘材料，宜通过106或稍大一些的电阻接地4增湿为防止大量带电，相对湿度应在50以上；为了提高降低静电的效果，相对湿度应提高到65%70%增湿的方法不宜用于防止高温环境里的绝缘体上的静电5.抗静电添加剂抗静电添加剂是化学药剂在容易产生静电的高绝缘材料中加入抗静电添加剂之后，能降低材料的体积电阻辛或表面电阻率以加速静电的泄露，消除静电的危险6.静电中和器静电中和器又称静电消除器静电中和器是能产生电子和离子的装置由于产生了电子和离子，物料上的静电电荷得到异性电荷的中和，从而消除静电的危险静电中和器主要用来消除非导体上的静电7加强静电安全管理静电安全管理包括制订关联静电安全操作规程、制订静电安全指标、静电安全教育、静电检测管理等内容。

例题】以下防静电措施正确的是 ) A为了防止静电的危险，可采取取代易燃介质、降低爆炸性混合物的浓度、减少氧化剂含量等控制所在环境爆炸和火灾危险程度的措施B为了有利于静电的泄漏，可采用阻值为100 l000 左右的导电性工具C为了防止静电放电，在液体灌装过程中不得进行取样、检测或测温操作D. 接地的作用主要是消除导体上的静电对于金属导体，可要求接地电阻不超过lM 答案】 A C 四、电磁辐射伤害4 电磁辐射事故是指电磁波形式的能量辐射而造成的事故一)电磁辐射概要辐射电磁波指频率100 kHz 以上的电磁渡在一定强度的高频电磁渡照射下，人体所受到的伤害主要表现为头晕、记忆力减退、睡眠不好等神经衰弱症状严重者除神经衰弱症状加重外，还伴有心血管系统症状电磁波对人体的伤害有滞后性，并可能通过遗传因子影响到后代除对人体有伤害外，高频电磁渡还能造成高频感应放电和高频干扰除无线电设备外， 高频金属加热设备 (如高频淬火设备、 高频焊接设备 )、 高频介质加热设备 (如高频热合机、绝缘材料干燥设备)也是有电磁辐射危险的设备二)电磁辐射防护为防止电磁辐射的危害，应采取屏蔽、吸收等专门的预防措施屏蔽分为主动场屏蔽和被动场屏蔽。

主动场屏蔽是指将辐射源置于屏蔽体之内，将电磁场限制在某一范围内，使其不对屏蔽体以外的工作人员或仪器设备产生有害影响的屏蔽方式被动场屏蔽是指屏蔽室，个人防护等屏蔽方式用于高频防护的板状屏蔽和网状屏蔽均可用铜材、铝材或钢材制成 必要时可考虑双层屏蔽屏蔽上孔洞直径不宜超过电磁波波长的l5；缝隙宽度不宜超过电磁波波长的110如果在板状屏蔽上涂上一层有微小的颗粒材料，则可减少电磁渡的反射更有效地吸收电磁波的能量，构成所谓吸收屏蔽高频接地的接地线不宜太长接地线长度最好能限制在电磁渡波长的l4 之内如无法达到这一要求，也应避免渡长为14 的奇数倍高频接地线宜采用多股铜线或多层铜皮制成屏蔽接地只宜在屏蔽的一点与接地体相连此外，还可以利用电磁波能在波导管内自由传播的特点，人为改变可能传播电磁渡的金属管的几何尺寸和几何形状，以抑制电磁渡的泄漏；还可以利用谐振，消耗辐射能量；还应注意改进高频设备及其馈线的设计，以减小其有效的辐射功率；还应注意作业场所高频设备的合理布局，以减轻电磁波的干涉、反射和二次发射五、电气系统故障电气系统故障引发的事故包括：异常停电、异常带电、电气设备损坏、电气线路损坏、短路、断线、接地、电气火灾等。

异常停电指在正常生产过程中供电突然中断这种情况会使生产过程陷入混乱，造成经济损失；在有些情况下，还会造成事故和人员伤亡在工程设计和安全管理中，必须考虑到异常停电的可能，从技术和管理角度使异常停电可能造成的。