安全工程师生产技术第二章：雷击和静电防护技术

一次天上掉下的馅饼，会消磨你的意志，使你永远的等待；一个良好的习惯，会受益你的一生，让你永远的收获。注册安全工程师基础备考阶段已开始，各位考生快来和中科建安一起来学习今天的注册安全工程师《生产技术》第二章第四小节知识点：雷击和静电防护技术。

一、雷电概要

1.雷电种类

(1)直击雷

带电积云与地面建筑物等目标之间的强烈放电称为直击雷。

大约50%的直击雷有重复放电的性质。第一个冲击的先导放电是跳跃式先导放电，第二个以后的先导放电是箭式先导放电。其放电时间仅为1ms。一次雷击的全部放电时间一般不超过500ms。

(2)感应雷

也称作闪电感应，分为静电感应和电磁感应。

(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。出现的概率约为雷电放电次数的2%。其直径多为20cm左右；其运动速度约为2m／s 或更高一些；其存在时间为数秒钟到数分钟。

2.雷电的危害

雷电具有电性质、热性质、机械性质等多方面的破坏作用。雷电的主要危害：火灾和爆炸、触电、设备和设施毁坏、大规模停电。

3.防雷分类

第一类防雷建筑物有： (1)制造、使用或储存火炸药及其制品，遇电火花会引起爆炸、爆轰，从而造成巨大破坏或人身伤亡的建筑物。

(2)具有0区、 20 区爆炸危险场所的建筑物。

(3)具有1 区、 21 区爆炸危险场所，且因电火花引起爆炸会造成巨大破坏和人身伤 亡的建筑物。

第二类防雷建筑物有：(1)国家级重点文物保护的建筑物。

(2)国家级的会堂、办公楼、档案馆，大型展览馆，大型机场航站楼，大型火车站， 大型港口客运站，大型旅游建筑，国宾馆，大型城市的重要动力设施。

(3)国家级计算中心、国际通讯枢纽。

(4)国际特级和甲级大型体育馆。

(5)制造、使用或储存火炸药及其制品，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。

(6)具有1区、 21 区爆炸危险场所，但电火花引起爆炸或不会造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物。

(7)具有2 区、 22 区爆炸危险场所的建筑物。

(8)有爆炸危险的露天气罐和油罐。

(9)预计雷击次数大于0.05 次／a的省、部级办公建筑物和其他重要或人员集中的公共建筑物以及火灾危险场所。

(10)预计雷击次数大于0.25次／a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般工业建筑物。

内容比较多，为了方便记忆，小编已经将内容精简成下面几条，大家可以参考记忆。

1)国家级文物建筑物；

2、3、4)人员密集或具有重要作用的建筑物；

5)与火炸药相关危害较小的建筑物；

6)有1区或21区（低频出现爆炸性物质）危害较小的建筑物；

7)有2区或22区（偶然出现爆炸性物质）的建筑物；

8)有爆炸危险的露天钢质封闭气罐的建筑物；

9)预计雷击次数大于0.05次／a的省级、重要作用的建筑物；

10)预计雷击次数大于0.25次／a的民用建筑物。

第三类防雷建筑物有： (1)省级重点文物保护的建筑物和省级档案馆。

(2)预计雷击次数大于或等于0.01 次／a ，小于或等于 0.05 次／ a的省、部级办公建 筑物和其他重要或人员集中的公共建筑物以及火灾危险场所。

(3)预计雷击次数大于或等于 0.05 次／a ，小于或等于 0.25 次／a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般工业建筑物。

(4)年平均雷暴日 15 d/a 以上地区，高度15m及15m 以上的烟囱、水塔等孤立高耸 的建筑物；年平均雷暴日15 d/a 及15 d/a 以下地区，高度20m及20m 以上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物。

此部分内容也可以简单记忆以下几条：

1)省级文物、档案建筑物；

2)预计雷击次数0.01~0.05次／a的省级、重要作用的建筑物；

3)预计雷击次数大于0.05~0.25次／a的民用建筑物；

4)雷暴日大于15d／a且15m以上高耸建筑物；

5)雷暴日不超过15d／a且20m以上高耸建筑物。

二、防雷装置

外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成；内部防雷装置主要指防雷等电位连接及防雷间距。

避雷针、避雷线、避雷网、避雷带都是经常采用的防雷装置。严格地说，针、线、网、带都只是直击雷防护装置的接闪器。

接闪器所用材料应能满足力学强度和耐腐蚀的要求，还应有足够的热稳定性。

1.接闪器

接闪器的保护范围现有两种计算方法。对于建筑物，接闪器的保护范围按滚球法计算；对于电力装置，接闪器的保护范围可按折线法计算。

折线法是将避雷针或避雷线保护范围的轮廓看作是折线，折点在避雷针或避雷线高度1/2处。

对于高度30m以下的避雷针，上部折线与垂线的夹角不超过45° ，下部折线与地面的交点至垂足的距离不超过针高的1.5倍；对于高度30m以下的避雷线，上部折线与垂线的夹角一般不应超过20°~ 30°。

避雷线一般采用截面不小于50mm2的热镀锌钢绞线或铜绞线。

用金属屋面作接闪器时，金属板之间的搭接长度不得小于100mm ；金属板下方无易燃物品时，所用铅板厚度不得小于2mm，铁板和铜板厚度不得小于0.5mm ，铝板厚度不得小于0.65mm，锌板厚度不得小于0.7mm ；金属板下方有易燃物品时，为了防止雷击穿孔，所用铁板、铜板、铝板厚度分别不得小于4mm、5mm、7mm。

接闪器、引下线截面锈蚀30%以上时应予更换。

2.避雷器和电涌保护器

避雷器主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。

3.引下线

防雷装置的引下线也应满足力学强度、耐腐蚀和热稳定的要求。

引下线截面锈蚀30%以上者也应予以更换。

4.防雷接地装置

除独立避雷针外，在接地电阻满足要求的前提下，防雷接地装置可以和其他接地装置共用。

三、防雷技术

1.直击雷防护

第一类、第二类以及第三类防雷建筑物的易受雷击部位；可能遭受雷击，且一旦遭受雷击后果比较严重的设施或堆料（如装卸油台、露天油罐、露天储气罐等）；35kV及以上的高压架空电力线路、发电厂、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。

2.二次放电防护

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3m，第二类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小于2m。不能满足间距要求 时应予跨接，即进行等电位连接。

3.感应雷防护

电力系统、有爆炸和火灾危险的建筑物应采取雷电感应防护措施。

4.雷电冲击波防护

对于建筑物，为防止雷电冲击波沿低压线进入室内，可采用以下措施：

(1)全长直接埋地电缆供电者，入户处电缆金属外皮接地。

(2)架空线转电缆供电者，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)架空线供电者，入户处装设阀型避雷器或保护间隙，并与绝缘子铁脚、金具一起接地。

5.电涌防护

电涌防护指对室内浪涌电压的防护。方法是在配电箱或开关箱内安装电涌保护器。

6.电磁脉冲防护

基本方法是将建筑物所有正常时不带电的导体进行充分的等电位连接， 并予以接地。同时，在配电箱或开关箱内安装电涌保护器。

7.人身防雷

在户外避雨时，要注意离开墙壁或树干8m以外。

雷暴时人体最好离开可能传来雷电冲击波的线路和设备1.5m以上。

一、静电产生、影响与特点

1.静电产生

下列过程比较容易产生和积累静电：

(1)固体物质大面积的摩擦。

(2)粉体物料筛分、过滤、输送、干燥，悬浮粉尘高速运动。

(3)在混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，液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅。

(5)液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中高速流动和由管口喷出。

(6)穿化纤布料衣服、穿高绝缘鞋的人员操作、行走、起立等。

2.静电特点

(1)静电电压高

固体静电可达20×104V以上，液体静电和粉体静电可达数万伏，气体和蒸气静电可达一万多伏，人体静电也可达一万多伏。

(2)静电泄漏慢

静电泄漏有两条途径：一条是绝缘体表面，另一条是绝缘体内部。前者遇到的是表面电阻，后者遇到的是体积电阻。

(3)多种放电形式

电晕放电、刷形放电、传播型刷形放电、火花放电、云形放电。

二、静电危害与防治

1.静电的危害

(1)爆炸和火灾

带静电的人体接近接地导体或其他导体时，以及接地的人体接近带电的物体时，均可能发生火花放电，导致爆炸或火灾。

(2)静电电击

静电放电造成的瞬间冲击性的电击。由于生产工艺过程中积累的静电能量不 大，静电电击不会使人致命。但是，不能排除由静电电击导致严重后果的可能性。

(3)妨碍生产

生产过程中产生的静电，可能妨碍生产或降低产品质量。

2.静电防护措施

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。

(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。为了防止静电引燃成灾，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

工艺控制是从材料的选用、摩擦速度或流速的限制、静电松弛过程的增强、附加静电的消除等方面采取措施，限制和避免静电的产生和积累。

(3)接地

接地的主要作用是消除导体上的静电。金属导体应直接接地。

(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%；对于吸湿性很强的聚合材料，为了保证降低静电的效果，相对湿度应提高到80%~90%。应当注意，增湿的方法不宜用于消除高温绝缘体上的静电。

(5)抗静电添加剂

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率或表面电阻率以加速静电的泄漏，消除静电的危险。

(6)静电消除器

静电消除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。静电消除器主要用来消除非导体上的静电。