电气安全评价主要以防触电、防电气火灾爆炸、防静电和防雷击为重点,提出防止电气事故的对策措施。
1 安全认证
电气设备必须具有国家指定机构的安全认证标志。
2 备用电源
停电能造成重大危险后果的场所,必须按规定配备自动切换的双路供电 电源或备用发电机组、保安电源。
3 防触电
为防止人体直接、 间接和跨步电压触电(电击、 电伤), 应采取以下措施:
1)接零、接地保护系统 按电源系统中性点是否接地,分别采用保护接零(TN-S,TN-C-S,TN-C 系统)或保护接地(TT,IT 系统)。在建设项目中,中性点接地的低压电网应 优先采用 TN-S,TN-C-S 保护系统。
2)漏电保护 按《漏电保护器安装和运行》(GB13955-92)的要求,在电源中性点直接 接地的 TN,TT 保护系统中,在规定的设备、场所范围内必须安装漏电保护 器(部分标准称作漏电流动作保护器、 剩余电流动作保护器)和实现漏电保护 器的分级保护。对一旦发生漏电切断电源时,会造成事故和重大经济损失的 装置和场所,应安装报警式漏电保护器。 例如,Ⅰ、Ⅱ类手持电动工具和生活日用电器、Ⅰ类移动式电气设备及 建筑施工场所、临时用电的电气设备和高温、潮湿、强腐蚀、金属占有系数 大的场所(机械加工、造船、冶金、化工、食品加工、纺织酿造等行业生产 作业场所等)以及公用、辅助场所(锅炉房、水泵房、食堂、浴室、医院、托 儿所、旅馆、影剧院、游泳池、喷水池等)、所有插座回路和新制造的低压 配电、 开关、 动力柜(箱)、 机电设备的动力配电箱等均必须安装漏电保护器。 不允许停电的特殊设备和场所、公共场所的应急照明和安全设备,防盗 报警电源、消防电梯和消防设备电源均应安装报警式漏电保护器。
3)绝缘 是指根据环境条件(潮湿、高温、有导电性粉尘、腐蚀性气体、金属占 有系数大的工作环境,如:机加工、铆工、电炉电极加工、锻工、铸工、酸 洗、电镀、漂染车间和水泵房、空压站、锅炉房等场所)选用加强绝缘或双 重绝缘(Ⅱ类)的电动工具、设备和导线;采用绝缘防护用品(绝缘手套、绝 缘鞋、绝缘垫等)、不导电环境(地面、墙面均用不导电材料制成);上述设 备和环境均不得有保护接零或保护接地装置。
4)电气隔离 采用原、副边电压相等的隔离变压器,实现工作回路与其他回路电气上 的隔离。在隔离变压器的副边构成一个不接地隔离回路(工作回路),可阻断 在副边工作的人员单项触电时电击电流的通路。 隔离变压器的原、 副边间应有加强绝缘, 副边回路不得与其他电气回路、 大地、保护接零(地)线有任何连接;应保证隔离回路(副边)电压 U≤500V、 线路长度 L≤200m,且副边电压与线路长度的乘积 U.L≤100000Vm;副边回 路较长时,还应装设绝缘监测装置;隔离回路带有多台用电设备时,各设备 金属外壳间应采取等电位连接措施, 所用的插座应带有供等电位连接的专用 插孔。
5)安全电压(或称安全特低电压) 直流电源采用低于 120V 的电源。 交流电源用专门的安全隔离变压器(或具有同等隔离能力的发电机、独 立绕组的变流器、电子装置等)提供安全电压电源(42,36,24,12,6V)并 使用Ⅲ类设备、电动工具和灯具。应根据作业环境和条件选择工频安全电压 额定值(即在潮湿、狭窄的金属容器、隧道、矿井等工作的环境,宜采用 12V 安全电压)。 用于安全电压电路的插销、插座应使用专用的插销、插座,不得带有接 零或接地插头和插孔; 安全电压电源的原、 副边均应装设熔断器作短路保护。 当电气设备采用超过 24V 安全电压时,必须采取防止直接接触带电体的 保护措施。
6)屏护和安全距离
(1)屏护包括屏蔽和障碍。是指能防止人体有意、无意触及或过分接 近带电体的遮栏、护罩、护盖、箱匣等装置,是将带电部位与外界隔离、防 止人体误入带电间隔的简单、有效的安全装置。 例如:开关盒、母线护网、高压设备的围栏、变配电设备的遮栏等。 金属屏护装置必须接零或接地,屏护的高度、最小安全距离、网眼直径 和栅栏间距应满足《防护屏安全要求》(GB8197-87)的规定。 屏护上应根据屏护对象特征挂有警示标志。必要时,还应设置声、光报 警信号和连锁保护装置;当人体越过屏护装置、可能接近带电体时,声、光 报警且被屏护的带电体自动断电。
(2)安全距离是指有关规程明确规定的、必须保持的带电部位与地面、 建筑物、人体、其他设备、其他带电体、管道之间的最小电气安全空间距离; 安全距离的大小取决于电压的高低、设备的类型和安装方式等因素,设计时 必须严格遵守规定的安全距离; 当无法达到时, 还应采取其他安全技术措施。
7)连锁保护 设置防止误操作、误入带电间隔等造成触电事故的安全连锁保护装置。 例如:变电所的程序操作控制锁、双电源的自动切换连锁保护装置、打 开高压危险设备的屏护时的报警和带电装置自动断电保护装置、电焊机空载 断电或降低空载电压装置等。
8)其他对策措施 防止间接触电的电气间隔、等电位环境和不接地系统防止高压窜入低压 的措施等。
4 电气防火、防爆对策措施
1)危险环境的划分 为正确选用电气设备、电气线路和各种防爆设施,必须正确划分所在环 境危险区域的大小和级别。
(1)气体、蒸气爆炸危险环境 根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间,可将危险环境分为 0 区、1 区和 2 区。 通风情况是划分爆炸危险区域的重要因素。划分危险区域时,应综合考 虑释放源和通风条件,并应遵循以下原则:
①对于自然通风和一般机械通风的场所,连续级释放源一般可使周围形 成 0 区,第一级释放源可使周围形成 0 区,第二级释放源可使周围形成 1 区 (包括局部通风) 。可降低爆炸危险区域的范围和等级,甚至可将环境降低 为非爆炸危险区域。如没有通风,应提高区域危险等级,第一级释放源可能 导致形成 1 区,第二级释放源可能导致形成 2 区。但是,良好的通风可使爆 炸危险区域的范围缩小或可忽略不计,或可使其等级降低,甚至划分为非爆 炸危险区域。因此,释放源应尽量采用露天、开敞式布置,达到良好的自然 通风以减低危险性和节约投资。相反,若通风不良或通风方向不当,可使爆 炸危险区域范围扩大,或使危险等级提高。即使在只有一个级别释放源的情 况下,不同的通风方式也可能把释放源周围的范围变成不同等级的区域。
②局部通风在某些场合稀释爆炸性气体混合物比自然通风和一般机械 通风更有效,因而可使爆炸危险区的区域范围缩小(有时可小到忽略不计) , 或使等级降低,甚至划分为非爆炸危险区域。
③释放源处于无通风的环境时,可能提高爆炸危险区域的等级,连续级 或第一级释放源可能导致 0 区,第二级释放源可能导致 1 区。
④在障碍物、凹坑、死角等处,由于通风不良,局部地区的等级要提高, 范围要扩大。另一方面,堤或墙等障碍物有时可能限制爆炸性混合物的扩散 而缩小爆炸危险范围(应同时考虑到气体或蒸气的密度) 。
(2)粉尘、纤维爆炸危险环境 粉尘、纤维爆炸危险区域是指生产设备周围环境中,悬浮粉尘、纤维量 足以引起爆炸以及在电气设备表面会形成层积状粉尘、 纤维而可能形成自燃 或爆炸的环境。在 GB4208-84 标准中,根据爆炸性气体混合物出现的频繁 程度和持续时间,将此类危险环境划为 10 区和 11 区。 划分粉尘、纤维爆炸危险环境的等级时,应考虑粉尘量的大小、爆炸极 限的高低和通风条件。对于气流良好的开敞式或局部开敞式建筑物或露天装 置区,在考虑爆炸极限等因素的具体情况后,可划分为低一级的危险区域。
如装有足够除尘效果的除尘装置,且当该除尘装置停止运行时,爆炸性粉尘 环境中的工艺机组能联锁停车,也可划分为低一级的危险区域。 为粉尘爆炸危险环境服务的排风机室,应与被排风环境的危险等级相同。 划分悬浮粉尘的危险区域时,应考虑在环境中悬浮粉尘形成的条件、颗 粒度、粉尘浓度、处理方法、粉尘从设备或管道中向外泄漏的情况、泄漏量 的大小,以及考虑到粉尘使用量、作业空间大小,有无有效的换气装置、机 械装置的故障及引起粉尘悬浮的可能性,机械装置的配置、隔离情况和操作 条件等。
划分层积粉尘的危险区域时,应考虑自燃的可能性及每一单位时间内尘 降堆积量的大小,机械装置的形状和配置,有无粉尘飞扬,通风是否良好, 清扫次数和清扫难度等。应特别注意加热表面形成的层积粉尘,如果堆积层 厚度大,在较低温度下也会自燃甚至爆炸。 划分邻近厂房的危险区域时,应根据粉尘或纤维扩散和沉积的具体情况 划定其危险等级和范围。 对于非开敞危险环境,应以生产厂房为单位划分危险区域。对于开敞和 半开敞环境,厂房边界以内划为 10 区者,开敞面以外水平距离 7.5m(通风 不良时为 15m) 、地面和屋面以上 3m 的空间应划为 11 区;厂房边界以内划 为 11 区者,开敞面以外水平距离 3m、地面以上 3m、屋面以上 1m 的空间也 应划为 11 区。
对于集中的露天装置,应以装置群体轮廓线外水平距离 3m、垂直距离 3m 的空间作为分区界限或 11 区界限; 如其内为 10 区, 则其外水平距离 15m、 垂直距离 3m 的空间划为 11 区。
(3)火灾危险环境 火灾危险环境分为 21 区、22 区和 23 区,与旧标准 H-1 级、H-2 级 和 H-3 级火灾危险场所一一对应, 分别为有可燃液体、 有可燃粉尘或纤维、 有可燃固体存在的火灾危险环境。
2)爆炸危险环境中电气设备的选用 选择电气设备前,应掌握所在爆炸危险环境的有关资料,包括环境等级 和区域范围划分,以及所在环境内爆炸性混合物的级别、组别等有关资料。 应根据电气设备使用环境的等级、电气设备的种类和使用条件选择电气 设备。 所选用的防爆电气设备的级别和组别不应低于该环境内爆炸性混合物 的级别和组别。当存在两种以上的爆炸性物质时,应按混合后的爆炸性混合 物的级别和组别选用。如无据可查又不可能进行试验时,可按危险程度较高 的级别和组别选用。
爆炸危险环境内的电气设备必须是符合现行国家标准并有国家检验部 门防爆合格证的产品。 爆炸危险环境内的电气设备应能防止周围化学、机械、热和生物因素的 危害,应与环境温度、空气湿度、海拔高度、日光辐射、风沙、地震等环境 条件下的要求相适应。其结构应满足电气设备在规定的运行条件下不会降低 防爆性能的要求。
矿井用防爆电气设备的最高表面温度,无煤粉沉积时不得超过 450℃, 有煤粉沉积时不得超过 150℃。粉尘、纤维爆炸危险环境一般电气设备的最 高表面温度不得超过 125℃,若沉积厚度 5 mm 以下时低于引燃温度 75℃, 或不超过引燃温度的 2/3。 在爆炸危险环境,应尽量少用携带式设备和移动式设备,应尽量少安装 插销座。
为了节省费用,应设法减小防爆电气设备的使用量。首先,应当考虑把 危险的设备安装在危险环境之外;如果不得不安装在危险环境内,也应当安 装在危险较小的位置。 采用非防爆型设备隔墙机械传动时,隔墙必须是非燃烧材料的实体墙, 穿轴孔洞应当封堵,安装电气设备的房间的出口只能通向非爆炸危险环境; 否则,必须保持正压。
3)防爆电气线路 在爆炸危险环境中,电气线路安装位置、敷设方式、导体材质、连接方 法等的选择均应根据环境的危险等级进行。
(1)气体、蒸气爆炸危险环境的电气线路
①电气线路位置的选择
在爆炸危险性较小或距离释放源较远的位置,应当考虑敷设电气线路。 例如,当爆炸危险气体或蒸气比空气重时,电气线路应在高处敷设,电缆则 直接埋地敷设或电缆沟充砂敷设;当爆炸危险气体或蒸气比空气轻时,电气 线路宜敷设在低处,电缆则采取电缆沟敷设。 电气线路宜沿有爆炸危险的建筑物的外墙敷设。当电气线路沿输送易燃 气体或易燃液体的管道栈桥敷设时,应尽量沿危险程度较低的管道一侧敷 设。当易燃气体或蒸气比空气重时,电气线路应在管道上方;当易燃气体或 蒸气比空气轻时,电气线路应在管道下方。 电气线路应避开可能受到机械损伤、振动、污染、腐蚀及受热的地方; 否则,应采取防护措施。 10 kv 及其以下的架空线路不得跨越爆炸危险环境;当架空线路与爆炸 危险环境邻近时,其间距离不得小于杆塔高度的 1.5 倍。
②线路敷设方式的选择
爆炸危险环境中,电气线路主要有防爆钢管配线和电缆配线,其敷设方 式应符合要求。爆炸危险环境不得明敷电气线路。 固定敷设的电力电缆应采用铠装电缆。固定敷设的照明、通讯、信号和 控制电缆可采用铠装电缆和塑料护套电缆。 非固定敷设的电缆应采用非塑性 橡胶护套电缆。煤矿井下高压电缆宜采用铠装、不滴流式电缆。 不同用途的电缆应分开敷设。钢管配线应使用专用镀锌钢管或使用处理 过内壁毛刺且做过内、外壁防腐处理的水管或煤气管。 两段钢管之间、钢管与钢管附件之间、钢管与电气设备之间应用螺纹连 接,螺纹啮合不少于 6 扣,并应采取防松和防腐蚀措施。 钢管与电气设备直接连接有困难处,以及管路通过建筑物的伸缩缝、沉 降缝处应装挠性连接管。
③隔离密封
敷设电气线路的沟道以及保护管、电缆或钢管在穿过爆炸危险环境等级 不同的区域之间的隔墙或楼板时,应用非燃性材料严密堵塞。 隔离密封盒的位置应尽量靠近隔墙, 墙与隔离密封盒之间不允许有管接 头、接线盒或其他任何连接件。 隔离密封盒的防爆等级应与爆炸危险环境的等级相适应。隔离密封盒不 应作为导线的连接或分线用。在可能引起凝结水的地方,应选用排水型隔离 密封盒。钢管配线的隔离密封盒应采用粉剂密封填料。 电缆配线的保护管管口与电缆之间,应使用密封胶泥进行密封。在两级 区域交界处的电缆沟内应采取充砂、填阻火材料或加设防火隔墙。
④导线材料选择
由于铝芯导线的机械强度差,易于折断,需要过渡连接而加大接线盒, 且连接技术难以保证, 铝芯导线和铝芯电线电缆的安全性能较差, 如有条件, 爆炸危险环境应优先采用铜线。 爆炸危险环境危险等级 2 区的范围内,当配电线路的导线连接以及电缆 的封端采用压接、熔焊或钎焊时,电力线路也采取截面积 4 mm2 及以上的铝 芯导线或电缆, 照明线路可采用截面积 2.5mm2 及其以上的辑芯导线或电缆。 爆炸危险环境危险等级为 1 区的范围内,配电线路应选用铜芯导线或电 缆。 在有剧烈振动处应选用多股铜芯软线或多股铜芯电缆。 煤矿井下不得采 用铝芯电力电缆。 爆炸危险环境内的配线,一般采用交联聚乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或合 成橡胶绝缘的、有护套的电线或电缆。爆炸危险环境宜采用有耐热、阻燃、 耐腐蚀绝缘的电线或电缆,不宜采用油浸纸绝缘电缆。 在爆炸危险环境,低压电力、照明线路所用电线和电缆的额定电压不得 低于工作电压,工作零线应与相线有同样的绝缘能力,并应在同一护套内。 选用电气线路时、 还应该注意到: 干燥无尘的场所可采用一般绝缘导线; 潮湿、特别潮湿或多尘的场所应采用有保护绝缘导线(如铅皮导线)或一般 绝缘导线穿管敷设;高温场所应采用有瓷管、石棉、瓷珠等耐热绝缘的耐热 线;有腐蚀性气体或蒸气的场所可采用铅皮线或耐腐蚀的穿管线。
⑤允许载流量。 为避免可能的危险温度, 爆炸危险环境的允许载流量不应高于非爆炸危 险环境的允许载流量。1 区、2 区绝缘导线截面和电缆截面的选择,导体允 许载流量不应小于熔断器熔体额定电流和断路器长延时过电流脱扣器整定 电流的 1.25 倍。 引向低压笼型感应电动机支线的允许载流量不应小于电动机 额定电流的 1.25 倍。 线路电压 1000V 以上的导线和电缆应按短路电流进行热稳定校验。
⑥电气线路的连接。 1 区和 2 区的电气线路不允许有中间接头,但若电气线路的连接是在与 该危险环境相适应的防护类型的接线盒或接头盒附近的内部, 则不属于此种 情况。1 区宜采用隔爆型接线盒,2 区可采用增安型接线盒。 2 区的电气线路若选用铝芯电缆或导线与铜线连接时,必须有可靠的用 铜铝过渡接头。导线的连接或封端应采用压接、熔焊或钎悍,而不允许使用 简单的机械绑扎或螺旋缠绕的连接方式。 2)粉尘、纤维爆炸危险环境的电气线路 粉尘、纤维爆炸危险环境电气线路的技术要求与相应等级的气体、蒸气 爆炸危险环境电气线路的技术要求基本一致,即 10 区、11 区的电气线路可 分别按 1 区、2 区考虑。
3)火灾危险环境的电气线路
火灾危险环境的电气线路应避开可燃物。10 kv 及其以下的架空线路不 得跨越爆炸危险环境,邻近时其间距离不得小于杆塔高度的 1.5 倍。 当绝缘导线采用针式或鼓形绝缘子敷设时,应注意远离可燃物质,不在 未抹灰的木质吊顶和木质墙壁等处敷设,不在木质闷顶内以及可燃液体管线 栈桥上敷设。 在火灾危险环境,移动式和携带式电气设备应采用移动式电缆。 在火灾危险环境内,须采用裸铝、裸铜母线时,应符合下列要求:
(1)不需拆卸检修的母线连接处,应采用熔焊或钎焊。
(2)螺栓连接(例如母线与电气设备的连接)应可靠,并应防止自动 松脱。
(3)在 21 区和 23 区,母线宜装设金属网保护罩,其孔眼直径应能防 止直径大于 12mm 的固体异物进入壳内;在 22 区应有防护外罩。
(4)在露天安装时,应有防雨、雪措施。
(5)火灾危险环境可采用铝导线,当采用铝芯绝缘导装时,应有可靠 的连接和封端。火灾危险环境电力、照明线路和电缆的额定电压不应低于网 络的额定电压,且不低于 500V。
4)电气防火防爆的基本措施
(1)消除或减少爆炸性混合物 消除或减少爆炸性混合物属一般性防火防爆措施。例如,采取封闭式作 业,防止爆炸性混合物泄漏;清理现场积尘,防止爆炸性混合物积累;设计 正压室,防止爆炸性混合物侵入;采取开式作业或通风措施,稀释爆炸性混 合物;在危险空间充填惰性气体或不活泼气体,防止形成爆炸性混合物;安 装报警装置等等。 在爆炸危险环境,如有良好的通风装置,能降低爆炸性混合物的浓度, 从而降低环境的危险等级。 蓄电池可能有氢气排出, 应有良好的通风。 变压器室一般采用自然通风, 若采用机械通风时,其送风系统不应与爆炸危险环境的送风系统相连,且供 给的空气不应含有爆炸性混合物或其他有害物质。 几间变压器室共用一套送 风系统时,每个送风支管上应装防火阀,其排风系统应独立装设。排风口不 应设在窗口的正下方。 通风系统应用非燃烧性材料制作,结构应坚固,连接应紧密。通风系统 内不应有阻碍气流的死角。 电气设备应与通风系统联锁, 运行前必须先通风。 进入电气设备和通风系统内的气体不应含有爆炸危险物质或其他有害物质。 通风系统排出的废气,一般不应排入爆炸危险环境。对于闭路通风的防爆通 风型电气设备及其通风系统,应供给清洁气体以补充漏损,保持系统内的正 压。电气设备外壳及其通风、充气系统内的门或盖子上,应有警告标志或联 锁装置,防止运行中错误打开。爆炸危险环境内的事故排风用电动机的控制 设备应设在事故情况下便于操作的地方。
(2)隔离和间距
隔离是将电气设备分室安装,并在隔墙上采取封堵措施,以防止爆炸性 混合物进入。电动机隔墙传动时,应在轴与轴孔之间采取适当的密封措施; 将工作时产生火花的开关设备装于危险环境范围以外(如墙外) ;采用室外 灯具通过玻璃窗给室内照明等都属于隔离措施。将普通拉线开关浸泡在绝缘 油内运行,并使油面有一定高度,保持油的清洁;将普通日光灯装入高强度 玻璃管内,并用橡皮塞严密堵塞两端等都属于简单的隔离措施。 变、配电室与爆炸危险环境或火灾危险环境毗连时,隔墙应用非燃性材 料制成。与 1 区和 10 区环境共用的隔墙上,不应有任何管子、沟道穿过; 与 2 区或 11 区环境共用的隔墙上,只允许穿过与变、配电室有关的管子和 沟道,孔洞、沟道应用非燃性材料严密堵塞。 毗连变、配电室的门及窗应向外开,并通向无爆炸或火灾危险的环境。 室外变、配电站与建筑物、堆场、储罐应保持规定的防火间距,且变压 器油量越大,建筑物耐火等级越低及危险物品储量越大者,所要求的间距也 越大,必要时可加防火墙。露天变、配电装置不应设置在易于沉积可燃粉尘 或可燃纤维的地方。 为了防止电火花或危险温度引起火灾,开关、插销、熔断器、电热器具、 照明器具、电焊设备和电动机等均应根据需要,适当避开易燃物或易燃建筑 构件。起重机滑触线的下方不应堆放易燃物品。 10kv 及其以下架空线路, 严禁跨越火灾和爆炸危险环境; 当线路与火灾 和爆炸危险环境接近时,其间水平距离一般不应小于杆柱高度的 1.5 倍;在 特殊情况下,采取有效措施后允许适当减小距离。
(3)消除引燃源 为了防止出现电气引燃源,应根据爆炸危险环境的特征和危险物的级别 和组别选用电气设备和电气线路,并保持电气设备和电气线路安全运行。安 全运行包括电流、电压、温升和温度等参数不超过允许范围,还包括绝缘良 好、连接和接触良好、整体完好无损、清洁、标志清晰等。 在爆炸危险环境,应尽量少用携带式电气设备,少装插销座和局部照明 灯。为了避免产生火花,在爆炸危险环境更换灯泡应停电操作。在爆炸危险 环境内一般不应进行测量操作。
(4)爆炸危险环境接地和接零
①整体性连接 在爆炸危险环境,必须将所有设备的金属部分、金属管道、以及建筑物 的金属结构全部接地 (或接零) 并连接成连续整体, 以保持电流途径不中断。 接地(或接零)干线宜在爆炸危险环境的不同方向且不少于两处与接地体相 连,连接要牢固,以提高可靠性。
②保护导线 单相设备的工作零线应与保护零线分开,相线和工作零线均应装有短路 保护元件, 并装设双极开关同时操作相线和工作零线。 区和 10 区的所有电 1 气设备和 2 区除照明灯具以外, 其他电气设备应使用专门接地 (或接零) 线, 而金属管线、电缆的金属包皮等只能作为辅助接地(或接零) 。除输送爆炸 危险物质的管道以外, 区的照明器具和 20 区的所有电气设备, 2 允许利用连 接可靠的金属管线或金属衍架作为接地(或接零)线。
③保护方式 在不接地配电网中,必须装设一相接地时或严重漏电时能自动切断电源 的保护装置或能发出声、光双重信号的报警装置。在变压器中性点直接接地 的配电网中,为了提高可靠性,缩短短路故障持续时间,系统单相短路电流 应当大一些。
5 预防静电对策措施
为预防静电妨碍生产、影响产品质量、引起静电电击和火灾爆炸,从消 除、减弱静电的产生和积累着手采取对策措施。
1)工艺控制
从工艺流程、材料选择、设备结构和操作管理等方面采取措施,减少、 避免静电荷的产生和积累。 对因经常发生接触、磨擦、分离而起电的物料和生产设备,宜选用在静 电起电极性序列表中位置相近的物质(或在生产设备内衬配与生产物料相同 的材料层),或生产设备采取合理的物质组合使分别产生的正、负电荷相互 抵消,最终达到起电最小的目的。选用导电性能好的材料,可限制静电的产 生和积累。 在搅拌过程中,适当安排加料顺序和每次加料量,可降低静电电压。 用金属齿轮传动代替皮带传动, 采用导电皮带轮和导电性能较好的皮带 (或皮带涂以导电性涂料),选择防静电运输皮带、抗静电滤料等。 在生产工艺设计上,控制输送、卸料、搅拌速度,尽可能使有关物料接 触压力较小、接触面积较小、接触次数较少、运动和分离速度较慢。 生产设备和管道内、外表面应光滑平整、无棱角,容器内避免有静电放 电条件的细长导电性突出物,管道直径不应有突变,避免粉料不正常滞留、 堆积和飞扬等。还应配备密闭、清扫和排放粉料的装置。 带电液体、 强带电粉料经过静电发生区后, 工艺上应设置静电消散区(如 设置缓和容器和静停时间等)避免静电积累。 尽量减少带电液体的杂质和水分,可燃液体表面禁止存在不接地导体漂 浮物;气流输送物料系统内应防止金属导体混入,形成对地绝缘导体。
2)泄漏 生产设备和管道应避免采用静电非导体材料制造。 所有存在静电引起爆 炸和静电影响生产的场所,其生产装置(设备和装置外壳、管道、支架、构 件、部件等)都必须接地,使已产生的静电电荷尽快对地泄漏、散失。对金 属生产装置应采用直接静电接地,非金属静电导体和静电亚导体的生产装置 则应作间接接地。 金属导体与非金属静电导体、静电亚导体互相联结时,接触面之间应加 降低接触电阻的金属箔或涂导电性涂料。 必要时, 还应采取将局部环境相对湿度增至 50%~70%以上和将亲水性绝 缘材料增湿以降低绝缘体表面电阻;或加适量防静电添加剂(石墨、炭黑、 金属粉、合成脂肪酸盐、油酸等)来降低物料的电阻率等措施,加速静电的 泄漏。 在气流输送系统的管道中央,顺流向加设两端接地的金属线以降静电电 位。 装卸甲、乙和丙 A 类的油品的场所(包括码头),应设有为油罐车(轮船) 等移动式设备跨接的防静电接地装置;移动式设备、油品装卸设备均应静电 接地、连接。 移动设备在工艺操作或运输之前, 就将接地工作做好; 工艺操作结束后, 经过规定的静置时间,才能拆除接地线。 在爆炸危险场所的工作人员禁止穿戴化纤、 丝绸衣物, 应穿戴防静电的工 作服、鞋、手套;火药加工场所,必要时操作人员应佩带接地的导电的腕带、 腿带和围裙;地面均应配用导电地面。 生产现场使用静电导体制作的操作工具,应予接地。 禁止采用直接接地的金属导体或筛网与高速流动的可燃粉末接触的方 法消除静电。
3)中和 采用各类感应式、高压电源式和放射源式等静电消除器(中和器)消除 (中和)、减少静电非导体的静电,各类静电消除器的接地端应按说明书的要 求进行接地。
4)屏蔽 用屏蔽体来屏蔽非带电体,能使之不受外界静电场的影响。
5)综合措施 综合采取工艺、泄漏、中和、屏蔽等措施,使系统的静电电位、泄漏电 阻、空间平均电场强度、面电荷密度等参数控制在各行业、专业标准规定的 限值范围内。
6)其他措施 根据行业、专业有关静电标准(化工、石油、橡胶、静电喷漆等)的要求, 应采取的其他对策措施。
6 防雷电对策措施
1)防雷措施 应当根据建筑物和构筑物、电力设备以及其他保护对象的类别和特征, 分别对直击雷、雷电感应、雷电侵入波等采取适当的防雷措施。
(1)直击雷防护
①应用范围和基本措施。 第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物的易受雷击 部位应采取防直击雷的防护措施;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)也应采取防直 击雷的措施;高压架空电力线路、发电厂和变电站等也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设避雷针。 独立避雷针是离开建筑物单独装设 的。一般情况下,其接地装置应当单设,接地电阻一般不应超过 10Ω。严禁 在装有避雷针的建筑物上架设通信线、广播线或低压线。利用照明灯塔作独 立避雷针支柱时,为了防止将雷电冲击电压引进室内,照明电源线必须采用 铅皮电缆或穿入铁管,并将铅皮电缆或铁管埋入地下。独立避雷针不应设在 人经常通行的地方。 附设避雷针是装设在建筑物或构筑物屋面上的避雷针。 多支附设避雷针 相互之间应连接起来,有其他接闪器者(包括屋面钢筋和金属屋面)也应相 互连接起来,并与建筑物或构筑物的金属结构连接起来。其接地装置可以与 其他接地装置共用, 宜沿建筑物或构筑物四周敷设, 其接地电阻不宜超过 1~ 2Ω。如利用自然接地体,为了可靠起见,还应装设人工接地体。人工接地 体的接地电阻不宜超过 5Ω。装设在建筑物屋面上的接闪器应当互相连接起 来,并与建筑物或构筑物的金属结构连接起来。建筑物混凝土内用于连接的 单一钢筋的直径不得小于 10mm。 露天装设的有爆炸危险的金属储罐和工艺装置,当其壁厚不小于 4 mm 时,一般可不再装设接闪器,但必须接地。接地点不应少于两处,其间距不 应大于 30m,冲击接地电阻不应大于 30Ω。 利用山势装设的远离被保护物的避雷针或避雷线, 不得作为被保护物的 主要直击雷防护措施。
②二次放电防护。 防雷装置承受雷击时,其接闪器、引下线和接地装置呈现很高的冲击电 压,可能击穿与邻近的导体之间的绝缘,造成二次放电。二次放电可能引起 爆炸和火灾,也可能造成电击。为了防止二次放电,不论是空气中或地下, 都必须保证按闪器、引下线、接地装置与邻近导体之间有足够的安全距离。 冲击接地电阻越大,被保护点越高,避雷线支柱越高及避雷线挡距越大,则 要求防止二次放电的间距越大。在任何情况下,第一类防雷建筑物防止二次 放电的最小间距不得小于 3m,第二类防雷建筑物防止二次放电的最小间距 不得小于 2m。不能满足间距要求时,应予跨接。 为了防止防雷装置对带电体的反击事故,在可能发生反击的地方,应加 装避雷器或保护间隙,以限制带电体上可能产生的冲击电压。降低防雷装置 的接地电阻,也有利于防止二次放电事故。
(2)感应雷防护
雷电感应也能产生很高的冲击电压, 在电力系统中应与其他过电压同样 考虑; 在建筑物和构筑物中, 应主要考虑由二次放电引起爆炸和火灾的危险。 无火灾和爆炸危险的建筑物及构筑物一般不考虑雷电感应的防护。
①静电感应防护。 为了防止静电感应产生的高电压, 应将建筑物内的金属设备、 金属管道、 金属的架、钢室架、钢窗、电缆金属外皮,以及突出屋面的放散管、风管等 金属物件与防雷电感应的接地装置相连。屋面结构钢筋宜绑扎或焊接成闭合 回路。 根据建筑物的不同屋顶,应采取相应的防止静电感应的措施。对于金属 屋顶, 应将屋顶妥善接地; 对于钢筋混凝土屋顶, 应将屋面钢筋焊成边长 5~ 12m 的网格,连成通路并予以接地;对于非金属屋顶,宜在屋顶上加装边长 5~12m 的金属网格,并予以接地。 屋顶或其上金属网格的接地可以与其他接地装置共用。 防雷电感应接地 干线与接地装置的连接不得少于 2 处。
②电磁感应防护。为防止电磁感应,平行敷设的管道、构架、电缆相距 不到 100mm 时,须用金属线跨接,跨接点之间的距离不应超过 30m;交叉 相距不到 100mm 时,交叉处也应用金属线跨接。 此外,管道接头、弯头、阀门等连接处的过渡电阻大于 0.03Ω时,连接 处也应用金属线跨接。在非腐蚀环境,对于 5 根及 5 根以上螺栓连接的法兰 盘,以及对于第二类防雷建筑物可不跨接。 防电磁感应的接地装置也可与其他接地装置共用。
(3)雷电侵入波防护 雷击低压线路时,雷电侵入波将沿低压线传入用户,进入户内。特别是 采用木杆或木横担的低压线路,由于其对地冲击绝缘水平很高,会使很高的 电压进入户内,酿成大面积雷害事故。除电气线路外,架空金属管道也有引 入雷电侵入波的危险。 对于建筑物, 雷电侵入波可能引起火灾或爆炸. 也可能伤及人身。 因此, 必须采取防护措施。 条件许可时,第一类防雷建筑物全长宜采用直接埋地电缆供电;爆炸危 险较大或年平均雷暴日 30d/a 以上的地区,第二类防雷建筑物应采用长度不 小 50m 的金属铠装直接埋地电缆供电。 户外天线的馈线临近避雷针或避雷针引下线时,馈线应穿金属管线或采 用屏蔽线,并将金属管或屏蔽接地。如果馈线未穿金属管,又不是屏蔽线, 则应在馈线上装设避雷器或放电间隙。 (4)电子设备防雷 依据电子设备受雷电影响程度、环境条件、工作状态和电子设备的介质 绝缘强度、耐流量、阻抗,确定受保护设备的耐过电压能力的等级,通过在 电路上串联或并联保护元件,切断或短路直击雷、雷电感应引起的过电压, 保护电子设备不受到破坏。常用的保护元件有气体放电管、压敏电阻、热线 圈、熔丝、排流线圈、隔离变压器等。保护电路的设计、保护元件的选用和 安装位置以及应采取的其他措施均应符合《电子设备雷击保护导则》 (GB7450)的规定。
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