中石化企业电气安全知识讲座幻灯片PPT

过电压
线路
避雷器
被保护 设备
接地
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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：
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
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。
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。
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。
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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 D 15599-95
• （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。
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 10Ω。 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25mm 2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。
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
• 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。
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,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。
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。
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（<15天）、中雷区
（15-40天）、多雷区（41-90天）、强雷区（>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
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•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
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。
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• 雷电危害按雷电出现的物理效应可
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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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• 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， • 人类的起源和雷电是密不可分的，
• 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"。
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• 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是枝状，此外还有球状、片状、带状。闪电的形式有云
等于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。 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。
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，
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。
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• 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
创造了雷神电母等神话故事。在封
如果地球上没有雷电，人类将会灭
建迷信时期，人们将旧历6月24日
绝。
•
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2797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。
• •
雷电为远古人类提供了最早的火种， 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）
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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
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。
纬度升高而减少，极地最少。
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• 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。
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• 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。