电气安全与静电防护技术讲义

13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。21.7.2021.7.2014:38:1214:38: 12July 20, 2021
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14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好， 他就不 能发展 培养和 教育别 人。2021年7月 20日星 期二下 午2时38分12秒14:38:1221.7.20
袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大， 而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。 （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。
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9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。21.7.2021.7.20T uesday, July 20, 2021
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5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
过电压
线路
避雷器
被保护 设备
接地
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适用规范
• 石油与石油设施雷电安全规范 • 建筑物防雷设计规范 • 石油库设计规范 • 石油化工企业设计防火规范 • 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
GB 15599-95 GB50057-94 GB50074-2002 GB50160-92 DL/T 620-1997
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3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
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15、一年之计，莫如树谷；十年之计 ，莫如 树木； 终身之 计，莫 如树人 。2021年7月下 午2时38分21.7.2014: 38July 20, 2021
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16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ，而提 出新的 问题， 却需要 有创造 性的想 像力， 而且标 志着科 学的真 正进步 。2021年7月20日星期 二2时38分12秒14:38:1220
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。
• 我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区
（<15天）、中雷区（15-40天）、多雷区（41-90天）、 强雷区（>90天）。eg：宜昌地区年平均雷暴日数42天
米外，使有充足的时间逸散电荷。
• 汽车油罐车静电主要来自泵管道和过滤器，在注油过程中，油面电位
随油面升高而升高，到达一定值后又开始下降。
• 油轮静电事故的产生：用水冲洗油油舱（测试表明冲洗很短时间，油
仓中心晃带电。
石油产品的爆炸极限（在空气中的浓度体积％）
电气安全与静电防护技术
一、防雷技术 二、防静电技术 三、防爆防火技术 四、电气安全措施
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一、防雷
• 雷电的产生与雷电的放电 • 防雷措施 • 适用规范
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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。
因此可以采取不同的预防静电危害措施。
过程 液体在系统流动
产生区 过滤器
逸散区 管道、接受容器
• 利用材质搭配控制静电产生：如钢铁和晴纶摩擦，钢铁带负电荷；钢
铁与聚氯乙烯摩擦，钢铁带正电荷。一种方法是系统中分别选择不同 材质容器、管道等，使一处的某种电荷在另一处消除；另一方法是材 料混合，使物料流动时不会产生明显静电。如含有40％尼龙和60％达 科隆的混合纤维同镀铬表面摩擦时不会产生静电积累。
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4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
• 静电危害的条件
产品
• 静电的产生
汽油
• 放电间隙的存在
煤油
• 爆炸危险物质达到爆炸极限
柴油
丙烷
丁烷
上限浓度 7.6 5.0 13.5 9.5 9.5
下限浓度 1.4 0.7 6.0 2.2 2.1
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•静电的安全防护
• 消除静电的危害主要有两个途径：一是创造条件加速工艺过程中所产
生静电的泄漏或中和，限制静电积累，使其不超过安全限度；二是控 制工艺过程，限制静电产生。
若发生喷溅和泡沫会引起大量静电，应引起重视。
• 沉降引起的静电
影响贮罐内静电产生量的几个因素 底部装油与喷溅装油；油流出口与油面的距离；不同油品 混合发生爆炸；罐底沉降水被搅起；蒸汽清洗油罐会产生 很高的静电电位；时间因素（最大静电电位产生有延迟）。
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• 铁路槽车静电主要来自泵和过滤器，一般过滤器设置在离装油口100
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17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午2时38分12秒 下午2时38分14:38:1221.7.20
July 2021
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
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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（略）
4 预防雷电危害的技术措施（略） 5 预防雷电危害的管理措施（略）
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混入微粒子、空气和水的影响。当石油类中混入铁锈等微 粒子以胶状分散时会增大带电量；当空气和其他气体泡混 入石油类中时，在流动开始瞬间，试验证明与正常流动比 产生约100倍的静电；水的混入因情况不同而不同，一般 也会增加静电。
• 混合和搅拌引起的静电
当贮罐内存在水和杂质时，会产生大量静电。
• 喷出引起的静电
管线材质影响。如高分子塑料管与钢管比较，前者带静电高8倍。 管线内表面光洁度和使用时间等条件也对带静电倾向影响很大。 管线长度与带电量成正比，如管线设有过滤分离器、过滤网等，带电 量有时会增加10～200倍。因此泵或过滤器等出口侧的管线采取加大 管径和增设缓冲罐等措施，都是必要的。 泵转速的影响。 油温的影响。石油的导电率随油温的升高而增大；但也有相反的理论。
• 积雨云是一种在强烈垂直对流过程中形
成的云。
• 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"。
3
• 闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状。
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• 产生静电的内因
物质逸出功（电子脱离物质表面所需要 作的功）不同。 物质电阻率不同。
• 产生静电的外因
紧密接触（25×10－8 cm)与迅速分离。 附着带电、感应起电、极化起电、流动 带电、喷出带电、飞沫带电；
• 静电的积累
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电阻率与泄漏半衰期的关系
电阻率Ω·cm 半衰期s
1017
12000
6
• 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。 • （3）雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它
•
•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
ha h
r—地面保护半径m
h—避雷针高度m
θ
P—高度影响系数；h≤30m取1，30～
120m取5.5/√h，>120取h＝120m
rx＝避雷针在hx水平面上的保护半径
• 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，随纬度升高而减少，极地最少。
4
• 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 2、感应雷破坏
A、静电感应雷： B、电磁感应雷 3、雷电波引入的破坏：
5
• 雷电危害按雷电出现的物理效应可分成电性
质破坏、热性质破坏和机械性质破坏 1、电性质破坏： 2、热性质破坏： 3、机械性质破坏：
接地
泄漏法
增湿 加入抗静电剂
第一类方法
中和法
涂导电涂层 感应中和器 发射性中和器
材料选择
第二类方法
工艺设计、操作
设备结构
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•防止形成危险性混合物 • 以不可燃介质代替可燃介质：如用不可燃混合剂进行化学脱脂。 • 降低爆炸性混合物浓度：通风、抽气等
• 工艺控制
• 控制流速 • 增强静电电荷的衰减：工艺过程总是包含静电的产生和逸散两个区域，
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二、防静电
• 静电的产生 • 石油静电的产生 • 静电的安全防护 • 适用规范
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•静电的产生
• 静电现象 • 静电的产生 • 物质夺取自由电子，需要能量。 • 如果物质间进行摩擦，产生电子转
移。但两个物质表面接触后，只要 把他们迅速拉开，也足以产生静电。
• 静电产生的基本、重要的因素应当
认为是，物质相互密切接触和迅速 剥离。
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• 接地 • 增湿
增湿主要是增加静电沿介质表面的泄漏，而不是增加通过空气的泄漏。 对于表面容易形成水膜的介质，如纸张、橡胶等非常有效。
• 化学防静电
防静电剂具有较好的导电性和较强的吸湿性，在高绝缘材料中非常有 效。由无机盐表面活性剂发展到高分子、有机半导体、高聚物等化学 防静电剂。 用于聚酯薄膜－涤纶片基的防静电剂，烷基二苯醚磺酸甲盐（DPE）， 使聚酯薄膜表面电子由1015欧降至107欧。 用于塑料的防静电剂，酰胺基季胺硝酸盐用于聚氯乙烯（SN）。 用于纤维的防静电剂，种类较多。 用于石油的防静电剂，甲基乙烯脂－顺丁烯二酸酐的共聚物。
hx＝被保护物高度m
ha＝避雷针的有效高度m
hx
h/2
r=1.5hP
rx
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• 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。
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。14: 38:1214:38:1214:387/20/2021 2:38:12 PM
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11、一个好的教师，是一个懂得心理 学和教 育学的 人。21.7.2014: 38:1214:38Jul -2120-Jul-21
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12、要记住，你不仅是教课的教师， 也是学 生的教 育者， 生活的 导师和 道德的 引路人 。14:38:1214: 38:1214:38Tuesday, July 20, 2021
1016
1200
1015
120
1014
12
1013
1.2
1012
0.12
1011
0.012
1010
0.0012
109
0.00012
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•石油静电的产生
• 输油管线中静电的产生
流动带电。
流速，m3/min 100 200 300 400
泵内静电，μA 0.023 0.030 0.085 0.090
管线内静电，μA 0.028 0.068 0.100 0.220