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電氣和靜電安全知識

		點擊數：	更新時間： 2021年09月26日
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電氣安全知識
電氣和靜電安全知識；低壓和高壓電網絕緣、靜電接地知識
                                     
一、什么是靜電
1、定義：通常所說的靜電，是指相對于觀察者為靜止或緩慢變化的電荷，它所引起的磁場效應較之電場效應可以忽略不計。
2、靜電的產生：產生靜電的因素很多，例如臘、漆、塑料、橡膠、混凝土、合成纖維、純棉織物（在干燥情況下），高分子材料制作的工具、托盤、運輸物、零件盒、周轉箱、裝配、清洗、試驗修理時用的普通電烙鐵、蒸汽清洗、吹風、烘箱等；
  人體也是一個很高的靜電電壓源，人體靜電主要是摩擦起電、感應起電和接觸性傳導起電；
在無靜電防護的情況下，人體的簡單活動就可能產生很高的靜電點位，如人從人造革椅子上站起來時，人體的靜電高達1.2萬伏（相對濕度50%），人在塑料地板上行走時測得人體靜電為8500伏，手拿干布擦絕緣桌面時，人體靜電為6500伏，等等

二、靜電應用和危害
　1、靜電的應用：靜電現象早在兩千多年前就已為人們所知,當時只是作為一種簡單而有趣的物理現象為人們所認識. 隨著科學技術的發展,靜電學從實驗科學階段走向實際應用階段。主要有以下幾個方面：
1、 靜電集塵

是指用電氣的方法去除氣體中浮游的微小塵埃，集塵電極接地，放電電極上施加直流電壓（-40～-200kV）并形成電暈放電。含塵氣體由集塵電極下方進入放電區，粉塵會帶上負極性電荷。荷負電的塵埃在電場作用下被集塵電極吸附，由此可去除氣流中的粉塵。另外，放電電極為負極時，電極間放電電壓比放電電極為正極性時要高，因此可采用較高的電場強度。但是，對于室內空氣凈化用小型集塵器，為了不產生有害的臭氧，通常采用正電暈放電。近年來，高性能，經濟的電氣集塵器已得到開發應用，如現在在火力發電廠中普遍裝設了電除塵裝置，為防止大氣污染作出了突出貢獻 
2、靜電噴涂 ：利用電氣集塵的原理，可以高效的噴涂。例如，使涂料微粒化，并使其帶上負電荷，而被涂的金屬物體接地，噴出的粒子會沿著電力線移動，使涂料牢固地附著在物體的表面。靜電涂料具有：①涂料浪費少；②可均勻牢固的噴涂；③可流水作業，而且可利用傳送帶進行大規模生產等優點，被廣泛用于汽車、家電產品以及電動機等的噴涂。 
3、靜電選別 ：利用靜電力，從導電率不同的兩類粒子組成的混合物中分離出各成分稱為靜電選別。例如，將混合粒子放在金屬板上，利用電暈放電使粒子帶電后。將金屬板傾斜．此時，由于導電性好的粒子失去較多電荷，與金屬板間的附著力降低，因而迅速從金屬板上滑落，由此可進行粒子選別，如農業生產中應用的靜電選種。靜電選別已應用于礦石選別。食品加工過程中異物的除去以及茶葉選別等方面 
4、 直流高壓的產生。范德格拉夫靜電發生器就是利用電暈放電使高壓球帶電而產生直流高壓的，可以做泄漏電流試驗等絕緣檢查試驗，廣泛應用于生產電力設備廠家和電力系統等部門。 
5、燃料氣體的點火。利用微小電流放電可以對氣體熱水器、氣體爐灶等進行點火，放電脈沖電壓峰值為幾萬伏（放電能量約1mJ），而汽車的點火等也是利用微小的電流放電，使發動機汽缸內燃料氣體爆炸而獲得動力，燃料氣體點火時脈沖電壓的峰值為10～100kV。 
2、靜電的危害
概念：ESD（electrostatic discharge）關于靜電放電,國家標準是這樣定義的:“具有不同靜電電位的物體互相靠近或直接接觸引起的電荷轉移”
靜電放電曾多次引起火災和爆炸事故,它可以使人體遭到電擊,引發二次事故;它曾引起火炸藥、電火工品和石油液化汽發生意外爆炸;它曾引起20 萬噸級超級油輪發生爆炸

它損壞電子元器件使得全球電子工業每年損失高達數百億美元;它使得火箭和導彈發射失敗;在太空飛行器中,它破壞太陽能電池組使衛星壽命縮短,干擾各類航天飛行器與地面的聯系,造成飛行器失控。
分析：根據目前國內外研究報道,可以將ESD 產生危害的作用機理和效應概括為以下五種
(1) ESD 激起的熱效應是在ns 或μs 量級完成的,是一種絕熱過程,作為點火源、引爆源,瞬時可引起易燃易爆氣體或電火工品等燃燒、爆炸. 可以使半導體器件、集成電路過熱,造成局部熱損傷,電路性能變壞或失效.
(2) 靜電放電過程是電壓、電流隨機瞬時變化的電磁輻射過程. 這種近場電磁輻射或電磁脈沖對航空、航天以及許多信息化設備可以造成電噪聲和很強的電磁干擾.
(3) 靜電帶電體周圍形成的強電場不僅可以使MOS 場效應器件柵氧化層擊穿或金屬化線之間介質擊穿,造成電路失效,而且可以在半導體器件中造成潛在的失效,導致電路和設備可靠性降低.
(4) 靜電的吸附效應成為潔凈工作間的污染源,使產品質量下降,影響紡織、印刷、塑料薄膜包裝等自動化生產,成為現代工業的障礙之一.

(5) 靜電放電對人體電擊或人體靜電本身的放電都會對人體形成意外刺激,導致精神緊張,手腳動作失常,引發機械故障、碰傷、高空墜落等“二次事故。

三、靜電危害的防范
掌握靜電危害形成的條件是控制靜電危害發生和研究防護措施的前提,因此研究靜電危害形成的條件是靜電防護研究的重要內容之一. 通過大量靜電危害的實例分析,目前人們認為靜電危害的形成應具備三個基本條件：

(1) 某處產生并積累足夠的靜電量,形成了“危險靜電源”,以致局部電場強度達到或超過周圍介質的擊穿場強,發生靜電放電.
(2) 危險靜電源存在的場所有易燃易爆氣體混合物并達到爆炸極限濃度,或有電火工品、火炸藥之類的危險品,或有靜電敏感器件及電子裝置等靜電易爆易損物質.
(3) 危險靜電源與靜電易爆易損物質之間能夠形成能量耦合并且ESD 能量等于或大于前者最小點火能或靜電敏感度.
形成靜電危害的三個基本條件在事故鏈中是串聯因素,只要控制其中一個條件不成立,就不會有靜電危害發生。

靜電危害的防范措施：
（1）工作臺面鋪設防靜電桌面，并與地線連接。
（2）廠房地板用導電膠將防靜電地板粘牢防靜電地板下設均勻的銅皮并與大地連接，其接地電阻在4歐姆以下。
（3）座椅鋪設防靜電椅墊和防靜電靠背并接地。
     （4）操作人員穿著防靜電工作服, 防靜電鞋,并帶防靜電手腕, 并通過1MΩ電阻接地。
      （5）工作環境相對濕度控制在40%~60%
       （6）操作人員進入廠房時身體要與地線柱碰觸。

四、靜電接地
1帶電區
 2帶電體的泄漏通道
 3設備支架、外殼
 4接地端子
 5接地支線
 6接地干線
 7接地體

1、靜電接地的范圍
在生產加工、儲運過程中，設備、管道、操作工具及人體等，有可能產生和積聚靜電而造成靜電危害時，應采取靜電接地措施。
在進行靜電接地時，必須注意下列部位的接地：
1 裝在設備內部而通常從外部不能進行檢查的導體；
2 裝在絕緣物體上的金屬部件；
3 與絕緣物體同時使用的導體；
4 被涂料或粉體絕緣的導體；
5 容易腐蝕而造成接觸不良的導體；
6 在液面上懸浮的導體。
接地連接端子的位置應符合下列要求：
1 不易受到外力損傷；
2 便于檢查維修；
3 便于與接地干線相連；
4 不妨礙操作；
5 盡量避開容易積聚可燃混合物以及容易銹蝕的地點。
靜電接地端子有下列幾種：
1 設備、管道外殼（包括設備支座、耳座）上預留出的裸露金屬表面。
2 設備、管道的金屬螺栓連接部位。
3 接地端子排板。
4 專用的金屬接地板。

下列接地干線或線路不得用于靜電接地：
1 照明回路的工作零線和三相四線制系統中的中性線
2 整流所各級電壓的交流、直流保護接地系統；
3 直流回路的專用接地干線；
4 防雷引下線（兼有引流作用的金屬設備本體除外）。

固定設備接地端子位置
蒸氣伴管與工藝管道連接示意
                       軌端跨接示意圖
                    火車槽車接地示意
            人體靜電接地環境示意
五、電氣安全和高低壓電網絕緣
根據電業安全工作規程電氣設備分為高壓和低壓兩種： 
    高壓：設備對地電壓在250V以上者： 
    低壓：設備對地電壓在250V及以下者 
設備不停電時的安全距離：
在全部停電或部分停電的電氣設備上工作，必須完成下列措施： 
1.停電； 
2.驗電； 
3.裝設接地線； 
4.懸掛標示牌和裝設遮欄 
裝有SF6設備的配電裝置室和SF6氣體實驗室，必須裝設強力通風裝置。風口應設置在室內底部 
在室內，設備充裝SF6氣體時，周圍環境相對濕度應≤80%，同時必須開啟通風系統，并避免SF6氣體漏泄到工作區。工作區空氣中SF6氣體含量不得超過1000ppm 。
工作人員進入SF6配電裝置室，必須先通風15min，并用檢漏儀測量SF6氣體含量。盡量避免一人進入SF6配電裝置室進行巡視，不準一人進入從事檢修工作 。
           油浸式變壓器在電力系統使用最為廣泛，三相油浸式電力變壓器的外形如圖 。其基本結構可分成以下幾個部分：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其他附件等。??? 鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身，如圖 ，器身放在油箱內部。
備注：展示可拆變壓器，說明其構造
變壓器是通過電磁感應實現兩個電路之間能量的，因此它必須具有電路和磁路兩個基本部分。
作為電路的是兩個或幾個匝數不同且彼此絕緣的繞組，作為磁路的是一個閉合鐵心。
絕緣套管
變壓器繞組的引出線從油箱內部引到箱外時必須經過絕緣套管，使引線與油箱絕緣。絕緣套管一般是陶瓷的，其結構取決于電壓等級。1kV以下采用實心磁套管，10～35kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級傘形裙邊。電壓等級越高，級數越多。

視覺污染1      
（1）現代某些城市區域——天津線路視覺污染
視覺污染2
 現代城市 1
（2）現代城市初見端倪
       哇！電線到哪里去了？
   多么寬廣的馬路，令人心曠神怡。
英國景色1
找找看，電線在哪里？
英國景色2
牛津大學
南安普頓大學
???? 城市明線供電的弊病
 (1)?? 城市地價隨現代化的發展迅速上升。架空線占據大量空 間、
       地面。
 (2)?  視覺污染和電磁污染
 (3)??安全隱患?? a、大氣污染，鹽霧和臺風、沙塵和霜雪－污閃
                           b、人為安全因素
 (4)??立體結構，架空線無法應用。

北京高壓線電磁污染聽證會
電磁污染
電磁輻射對人體的損傷
1）使癌癥發病率增高2）傷害眼睛3）影響生殖功能4）損害中樞神經系統5）引起心血管疾病
國內電力電纜應用現狀及發展概述
?   我國目前電網的最高電壓等等級為500kV，局部已達750kV，趕上世界1100kV 也為時不會太遠。
        目前充油電力電纜的電壓等級也同步達到500kV，交聯聚乙烯絕緣電力電纜的生產能力已達500kV。在1kV~35kV范圍，XLPE絕緣電力電纜已經大規模替代傳統的油浸紙絕緣電纜。這主要取決于XLPE電纜與油紙電纜相比，具有生產工藝簡單，原料來源豐富，敷設不受落差限制、維護方便等優點。另外，傳統的油紙電纜所采用的電纜紙用優質木材做原料，消耗珍貴的森林資源，因此生產逐見萎縮。
        全國電纜生產廠家逾兩千之多，九十年代來，XLPE電纜的生產規模和新增生產線增長速度達到歷史高峰，可見電纜的需用量是非常巨大的。
近年來，220kV的XLPE電纜正在迅速發展。 
電力電纜基本知識
1、電纜基本結構

接頭
電纜端子
電纜
高壓電纜由3部分構成
（1）電纜本體
（2）電纜接頭
（3）電纜端子
（4）電纜敷設
1、電纜本體
單心、兩心、三心，三相四線，三相五線
同軸圓柱體
  6.6kV及以上電壓；
     其它結構形狀
       1kV及以下電壓。
 緊壓纜芯
絕緣結構特征
（2）半導電層的目的
  a、保證絕緣內外表面盡可能為理想圓柱體結構。
  b、保證絕緣內外表面不存在空氣隙。(三層共擠設備)
  c、屏蔽內導體表面的尖角和毛刺。
 （3）絕緣工作場強設計
   a、 PE或XLPE的實際電氣強度在工頻下大約為50kV/mm。
   b、 設計工作場強 6～7kV/mm，最高10kV/mm。
（1）內導體
   電工用銅或電工用鋁。
   10kV及以下：銅或鋁絞線
   35kV及以上：銅

結束！謝謝大家~

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