电气防火与防爆

第一节爆炸与火灾危险场所的分类

特别危险场所除了有触电危险性外,由于电器上的发热、火花和事故,还是有产生爆炸和火灾危险的环境。如乙快站、煤气站、电石库、浸染室、木工房、某些化工厂产生续粉、铝粉的生产车间等。

一、按GBJ58-83《爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范》划分共三类八级。

第一类有气体或蒸气爆炸性混合物场所

1.Q-1级场所: 在正常情况下,能形成爆炸性混合物的场所。

2.Q-2级场所: 在正常情况下不能形成,而在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所。

3.Q-3级场所:在正常情况下不能形成,在不正常情况下形成爆炸性混合物的可能性较小的

场所。

第二类有粉尘或纤维爆炸性混合物的场所

1.G-1级场所:在正常情况下能形成爆炸性混合物的场所。

2.G-2级场所:在正常情况下不能形成,而在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所。

第三类有火灾危险场所

1.H-1级场所:在生产过程中,生产、使用、加工、贮存或转运燃点高于场所环境温度的可燃液体,在其数量和配置上能引起火灾危险的场所。

2.H-2级场所:在生产过程中出现悬浮状、堆积状可燃粉尘或可燃纤维,虽不致形成爆炸混合物,但在数量和配置上能引起火灾危险的场所。

3.H-3级场所:有固体可燃物质存在,并在数量和配置'上能引起火灾危险的场所。

二、根据88年八部委联合颁发《爆炸危险场所电气安全规程(试行)》中规定:

爆炸危险场所按爆炸性物质状态,分为气体爆炸危险场'所和粉尘爆炸危险场所两类五个区域等级。

1.气体爆炸危险场所区域

(1) 0级区域:在正常情况下,爆炸性气体混合物连续短时、频繁地出现或长时间存在的场所。

(2) 1级区域:正常情况下,爆炸性气体混合物有可能出现的场所。

(3) 2级区域:正常情况下,爆炸性气体混合物不能出现,.仅在不正常情况下偶然短时间出现的场所。

2.粉尘爆炸危险场所区域'

(1):10级区域:在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维'与空气的混合物,可能连续地、短时、频繁出现或长时间存在的场所。

(2):11级区域:在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物,不能出现,仅在不正常时偶尔短时间出现的场所。

八部委规定和规范的对比关系是:

三、正常情况是指设备的正常启动、停止、正常运行和维修；不正常情况是指有可能发生设备故障、错误检修或误操作。

爆炸危险区域中,根据爆炸物产生情况、浓度分布、被建筑物门窗分隔情况、空间高低、环境温度等等,又可分成多种情况。其降级办法按有关规定执行。

第二节电气火灾和爆炸的原因

火灾和爆炸可以单独形成灾害,也可能由于爆炸形成火灾或由火灾形成爆炸。由于电气原因造成引发源的有下面几种情况。

一、电气设备或线路过热电气设备正常工作时产生热量是正常的。因为电流通过导体,由于电阻存在而发热;导磁材料由于磁滞和涡流作用通过变化的磁场时发热;绝缘材料由于泄漏电流增加也可能导致温度升高。这些发热在正确设计、正确施工、正常运行时,其温度是被控制在一定范围内,一般不会产生危害。但设备过热就要酿成事故。过热原因有以下几种情况:

1.短路:相间短路、对地短路、臣间短路等,都会造成电流成倍或几十倍增加,电气设备和线路急骤发热。

2.过载:由于设计不合理或使用不合理,造成热量长时间积累而电气设备或线路温度升高。

3.接触不良z导线连接不好、铜铝金属的电解作用、活动触头压力不够、接线螺丝松动、导电接合面锈蚀等都造成接触电阻增加,接触部分过热,温度很快升高。

4.铁心发热:铁心截面不够,硅钢片绝缘破坏,长时间过电压使磁滞和涡流损耗增加,没有按正确的NB%值使用,铁心热量积累而温度升高。

5.散热不良:电机电器在工作时都考虑了一定的空气对流,以达到散热目的,如电机的风扇、电器的散热孔、晶体管的散热片,一旦这些作用被破坏,则容易造成温升过高。另外,有些照明灯具如碘钨灯,工作时温度很高,1000W碘钨灯表面温度可达500℃-800℃。如果散热条件不好,长时间使用,很容易引起火灾。

二、电火花和电弧

电火花是击穿放电现象,而大量的电火花汇集形成电弧。电火花和电孤都产生很高的温度,在易燃易爆场所它是一个极大祸根。

有些电器正常工作时就产生火花,如触点闭合和断开过程、整流子和滑环电机的炭刷处、插销的插入和拔出、按钮和开关的断合过程等,这些是工作火花。有些则是线路、电器故障引起的火花、熔断器熔断时的火花、过电压火花、电'机扫膛火花、静电火花、带电作业又失误操作引起火花等则是事故火花。无论是正常火花还是事故火花,在防火防爆环境中都要和避免。

另外由于臼炽灯点燃时破裂、氢冷电机爆破、电瓶充电时爆炸、充泊设备〈电容器、电力变压器、充泊套管等〉在电弧作用下爆破等也都容易引起火灾和爆炸。

第三节防火防爆措施

一、气线路的安全要求

在Q-1级和G一1级场所内所有电气线路要用铜芯导线,在有爆炸危险又有剧烈震动的地方要采用铜芯软导线。其截面Q-1级和G-1级为不小于2.5mm2；Q-2级应不小于1.5 mm2。

Q一3级以下的可以采用铝芯导线,但其截面z动力线不小于4EIEII12,照明线不小于2.5 mm2。铝线的连接要采用压接、熔接和钎焊,以保证其可靠性。铜铝连接要用铜铝过渡接头。使用绝缘导线或电缆的额定电压不得低于电网额定电压,最低不得低于500V。

爆炸危险场所布线,一律用厚壁钢管敷设,严禁明敷。导线(电缆)之间的连接、导线(电缆)与设备的连接要牢固。电线管与设备接线盒、电线管与中间接线盒,结合要严密并电气连通,必要时加以防漏填充。使用电缆明敷时,必须是铠装的,Q一2级以下的电压低于1000V的可以用非铠装的,但要有防损伤措施。

工作零线要有和相线同等的绝缘水平,并和相线装在同一护套或同一钢管内。.

在Q-1级和G-1级内,两线〈一火、一零〉供电的情况,两线都应加短路保护,并使用双极开关,能同时切断相线和零线。

在火灾危险场所,可以采用非铠装电缆或明钢管布线,H一2、H一3级的电压在500V以下电气线路,可以采用阻燃硬塑管配线。对远离可燃物的场所,可采用绝缘导线架在针式绝缘子上的布线方式。

二、电气设备的安全要求

1.防爆型电气设备按其结构不同分为七种类型：

(1)隔爆型(d):具有隔爆外壳的电气设备。这种设备能把点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内,从而能阻止外壳内部的火花、也弧和危险温度。

(2)增安型(e):这类设备在正常运行时,不会产生点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧和危险温度,并在结构上采取措施,提高安全程度,以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象。

(3)本安型(i):本质安全型设备,在正常运行或标准试验条件下,所产生的火花或热效应均

不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。

(4)正压型(p):是具有保护外壳,且壳内充有保护气体,其压力保持高于周围爆炸性混合物

的压力,以避免外部爆炸性气体混合物进入壳体内部的电气设备。

(5)充油型(o):是指将全部或部分带电部件浸在油内,使之不能点燃油面之上或外壳周围的爆炸性气体混合物的电气设备。

(6)充砂型(q):是指外壳内充填细颗粒材料,以便在规定使用条件下,外壳内产生的电弧、火焰传播到壳壁及颗粒材料表面的温度,均不能将周围的爆炸性气体混合物引爆的电气设备。

(7)无火花型(a):是指正常运行条件下不产生火花、电E弧和危险温度,也不会将周围爆炸性气体混合物引爆,并且一般不会发生有引爆故障的电气设备。

另外还可以有特殊型电气设备,如浇封型、气密型、呼吸型等。

对于粉尘爆炸性物质的防爆,尚无国家标准,但其防爆措施要考虑防爆外壳、表面极限温升、紧固件(包括接线盒、线管等)的密封等方面,参考选择上述设备。

粉尘防爆环境的照明灯具(固定型、移动型、电池型)有普通防尘结构和特殊防尘结构之分。

2.防爆电气设备的选用,应根据场所的危险等级、设备种类、使用条件按表8-1来选用。

从表8-1中可以看出,除了防爆型的电气设备外,防尘型、防水型、密封型、保护型、封闭式电气设备也具有不同程度的防护性能。电气设备(包括电气线路)特别是正常运行时产生火花的设备,应尽量装设在爆炸危险场所以外,如必须装设在危险场所以内时,应尽量选择危险性较小的地方。在火灾危险场所,应按表8-2选用电气设备。

三、放火间距和通风

选择合理的安装位置，保持必要的安全间距，也是防火防爆的一项重要措施。为了防止电火花或危险温度引起火灾,对开关、插座、熔断器、电热器具、焊接设备、电动机等,均应避开易燃物,保持必要的安全距离。

1.室外变配电装置与建筑物的间距应不小于12m-40m,与爆炸危险场所间距应不小于3Om,与易燃和可燃液体贮罐的间距应不小于25211~9Om,与液化石油罐的问距应不小于4Om-90m。

2.变压器油量越大、建筑物耐火等级越低或危险物品的贮存量越大,所要求的间距也越大,必要时应加设防火墙。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。

3.1OKV及以下的变配电所不应设在爆炸危险场所的正上方或正下方；变配电所与Q-1级和G-1级爆炸危险场所毗连时,最多只能有两面相连的墙与之共用；与Q-2、Q-3或G-2级危险场所毗连时,最多只能有三面墙与之共用。

1OKV及以下的变配电所不应设在火灾危险场所的正上方或正下方,但可以与火灾危险场所隔墙毗连。变配电室允许通过的走廊、套间的门应由非燃性材料制成,而且除H-3级场所外,门应有自动关闭装置。'

1kV以下的配电室,可允许用难燃材料制成的门与Q-13级、H-1级、H-2级场所相通。

4.变配电室与危险场所毗连时,隔墙应是非燃性材料。与Q-1级、G-1级场所的共用墙上不应有任何管子、沟道穿过;与Q-2级、Q-3级、G-2级场所共用的墙上只允许穿过与配电有关的管子和沟道,孔洞处应用非燃性材料堵严。毗连变配电室的门窗应向外开,通向没有火灾和爆炸危险的场所。

5.10KV以下架空线路,严禁跨越火灾和爆炸危险场所。当线路与火灾和爆炸危险场所接近时,其水平距离不小于杆柱高度的1.5倍,特殊情况下,允许在采取措施后适当减‘小距离。

6.空气中火灾和爆炸危险物质浓度较高场所,应尽量考虑排风系统,但其排风方向要远离变配电装置。

良好的通风装置,能降低爆炸性混合物浓度,场所的危险等级也可以降低考虑。但一般只能作降低一级考虑。

7.对充气型防爆电气设备和危险场所的通风要求:

(1)通风、充气系统必须由非燃性材料制成,并且结构牢固、连接紧密。

(2)通风、充气系统内不得有阻碍气流的死角。

(3)电气系统和通风、充气系统有联锁,运行前必先送风。当通过的气体量大于系统容积的5倍时,才能接通电气设备电源。

(4)进入通风、充气系统的新气,不应含有爆炸危险性物质或其他有害物质。

(5)充气系统运行时,内部正压不低于2Omm水柱,当低于1Omm水柱时,应自动断开电气主电源或发出信号。

(6)通风系统排出的废气,不应流入其他场所。

(7)通风、充气系统的门、盖等,应有警告标志或联锁装置,防止运行中错误打开。

四、接地(接零)要求

爆炸危险场所的接地(接零),较一般场所要求要高,所以要注意以下几点:

1.除了生产上有特殊要求以外,在一般场所不需要接地.(接零)的,在防爆环境中仍须接地(接零)。.

2.在防爆场所,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等全部接地(接零),并连接成连续整体,保持电流途径不中断。接地(接零)干线至少有两处与接地体可靠连接,以保证可靠。

3.Q-1级、G一1级场所内所有电气设备,和Q-2级场所内除照明灯具外的其余电气设备,均应使用专用的接地(接零)线,并应接在电气设备封闭接线盒内的专用接地螺柱上。而金属管道、电缆金属外皮等只能做为本体辅助接地(接零)'

线用。

Q-2级场所内的照明灯具和Q-3、G-2级场所内的所有电气设备,允许利用连接可靠的金属管道或金属构架做接咽地(接零)线使用(输送爆炸性物质的管道除外)。

4.必须执行三相五线制。单相线路相线和工作零线都装短路保护,并装设双极刀闸,便于同时操作相线和工作零线。

5.在爆炸危险场所,中性点不直接接地的供电系统中,噩供电时必须装设能发出信号的绝缘监视装置。

6.在爆炸危险场所中性点直接接地的供电系统中,接地导线截面积的选择应当大一些z应使最小单相短路电流不得斗小于保护该段线路熔断器额定电流的5倍,或自动开关瞬时(短延时)动作过电流脱扣器整定电流的1.5倍

第四节防爆电气设备的运行与检修

一、正常运行哩

保持电气设备正常运行,主要包括保持电压、电流、温升等参数不超出允许值,电气设备和线路有足够的绝缘能力,电气连接良好等,以防止设备和线路过热。

1.爆炸危险场所所用导线允许载流量,不应低于熔断器额定电流的1.25倍,或自动开关延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍;1000V以下笼式电动机支线允许载流量不应低于电动机额定电流的1.25倍；1000V以上的线路应按短路电流进行热稳定校验。

2.在有气体或蒸气爆炸性混合物的爆炸危险场所,根据自燃点的组别,电气设备的极限温度和极限温升应符合表8-3的要求。

表8-3 爆炸危险场所电气设备的极限

在粉尘或纤维爆炸性混合物的场所,电气设备外壳表面度一般不应超过125℃,特殊情况可

以放宽要求但不得超其自燃点的2/3或至少比自燃点低75℃。

3.在火灾和爆炸危险场所内,必须保持电气设备和线路缘良好,否则除可能造成触电事故外,还可能由于泄漏电、短路火花、短路电流造成火灾或爆炸。

4.设备的导电部分应保证连接可靠、接触良好。活动触表面光滑,触头有足够压力;固定接头,特别是铝接头处要接触紧密,保持可靠导电性能z可拆卸的连接处,应有防松措施；铜铝的连接要采用铜铝过渡接头(灯具除外);铝导线的连接要采用压接、熔接或纤焊,不能采用简单的缠绕接法。

5.设备脏污或灰尘堆积,既降低绝缘性能又妨碍通风和散热,特别是正常情况有火花产生的设备,很容易引起火灾。因此要求定期或经常地清洗电气设备,保持清洁。

二、预防性检查

运行中的防爆电气设备,日常检查内容包括：

1.设备周围环境是否清洁,有无妨碍设备安全运行和检修的杂物。

2.是否有良好的通风散热条件,外壳有无缺陷、损坏。

3.安装是否牢固可靠,有无倾斜歪倒及震动现象。

4.运行中是否符合防爆性能和要求:

(1)有无异常声响、过热、异味。

(2)控制部分、闭锁装置、信号显示是否正常、有效。

(3)接地(接零)是否完好、牢固、无锈蚀。

三、维护检修

1.防爆电气设备应安排固定的小修、中修、大修周期,并制定修理内容和要求。

2.平时检修中安全注意事项：

(1)更换灯泡(灯管)时,要切断电源。不允许没停电前打开防爆灯的密封罩;换完灯泡(灯管)在没有恢复密封性能前,不得送电试验。

(2)修理电机、电器时,必须停电进行。在没有恢复防爆电气和密封性能前,不准送电试车。

(3)在现场修理需要使用移动照明、电动工具,特别是电量气焊时,要使现场变为一般环境。否则绝对禁止有火花、高温、明火的存在。移动照明、电动工具要用相应防爆等级的器具。

(4)禁止在防爆环境做带电检查或使用摇表。

(5)禁止在防爆环境不切断电源时拆下接地(接零)线,或是修理其它金属管道。

(6)每次秀丽，不得降低原设备、线路的防暴等级要求。

(7)现场修理完工后，及时请你干净场地。

(8)每次修理完要填写修理记录,以便为计划修理(中修、大修)做参考。

第五节电气灭火常识

一、断电后灭火

火灾发生后,电气设备因绝缘损坏而碰壳短路,线路因断线而接地,使正常不带电的金属构架、地面等部位带电,导致因接触电压或跨步电压而发生触电事故。

因此,发现火灾时应首先切断电源。切断电源时应注意以下几点:

1.火灾发生后,由于受潮或烟熏,开关设备的绝缘能力会降低,因此拉闸时应使用绝缘工具操作。

2.高压设备应先操作油断路器,而不应该先拉隔离刀闸,防止引起弧光短路。

3.切断电源的地点要适当,防止影响灭火工作。

4.剪断电线时,不同相线应在不同部位剪断,防止造成相间短路。剪断空中电线时,剪断位置应选择在电源方向支持物附近,防止电线切断后,断头掉地发生触电事故。

5.带负载线路应先停掉负载,再切断着火现场电线。

二、带电灭火安全要求

为了争取时间,防止火灾扩大,来不及断电或因生产需要及其他原因不能断电时,则需带电灭火,带电灭火须注意以下几方面。

1.应按灭火剂的种类选择适当灭火器,二氧化碳、二氟一氯一溴甲烧(即1211)、二氟二溴甲烧或干粉灭火器的灭火剂都是不导电的,可用于带电灭火。泡沫灭火器,又伤绝缘又导电,而且污染严重,故不能用于带电灭火。

2.用水灭火时宜采用喷雾水。这种水通过水柱的泄漏电流较小,带电灭火比较安全。用普通直流水灭火时,为防止经过水柱泄漏的电流通过人体,可以将水喷嘴接地(将喷嘴用导线接向接地极或接地网,或接向粗铜线网络鞋套),或要求灭火人戴绝缘手套和穿绝缘靴或穿均压服进行操作。

3.人体与带电体之间要保持必要的安全距离。用水灭火.时,水喷嘴:至带电体的距离：110kV 及以下应大于3m,220KV及以上应大于5m。用二氧化碳等不导电的灭火器灭火时,机.体、喷嘴至带电体的最小距离:1OKV应不小于0.4m,35kv应不小于0.6m

4.对架空线路等高空设备进行灭火时,人体位置与带电体之间的仰角不应超过45º。,防止导线断路而危及灭火人员的安全。

5.如遇带电导线断落地面上,要划出一定范围的警戒区域,防止跨步电压触电。

三、充油设备灭火气

扑灭充油设备火灾时,应注意以下几点。

1.充泊电气设备容器外部着火时,可以采用水币二氧化碳、四氯化碳B1211、1202、干粉等灭火剂带电灭火F灭火时,也要保持一定的安全距离。

2.如果充油电气设备容器内部着火,除应切断电源外,有事故贮油池的应设法将油放入事故贮油池,并用喷雾水灭火;不得已时可用砂子、泥土灭火;流散在地上的油火可用泡沫灭火器扑灭。

3.发电机和电动机等旋转电机着火时,为防止轴与轴承变形,可令其慢慢转动,用喷雾水灭火,使之均匀冷却;也可..用二氧化碳、1211、1202、蒸汽灭火,但不宜用干粉、砂子、泥土..灭火,以免损伤电气设备的绝缘。

四、消防器材的选择与使用方法

电气上灭火常用灭火机有二氧化碳、干粉、1211等灭火机。

常用灭火器使用方法:1.二氧化碳灭火器使用时先拔掉安全锁,然后压紧压把,这时就有二氧化碳喷出。操作时手不可直接触及喇叭筒,以防冻伤。二氧化碳灭火器射程较近,应接近着火点3m远,在室外使用时,要在上风头方向喷射。

2.干粉灭火器使用时拔掉保险锁,按下压把,干粉即可喷出。干粉灭火器喷射时间短,8kg瓶喷射时间14s-18s,射程4.5m；5Okg瓶喷射时间5Os-55s,射程6m-8m。喷射.前要先选好目标,一般8kg瓶可以有效扑灭

3.6m2汽油火灾。干粉灭火器使用时要尽量接近火源喷射,干粉容易飘散,不宜逆风射。

3.1211高效灭火剂使用时拔下安全锁,紧握压把开关,在氮气压力作用下,1211药液向外喷出。使用时筒身要垂直,不可平放或颠倒。1211射程较近,1kg瓶喷射时间6s-8s,射程2m-3m,使用人要站在上风头,尽量接近着火点,对火源根部在左右扫射,快速向前推进,要注意防止回火复燃。

4.泡沫灭火器最适于扑救油火灾,扑救一般固体火灾也有一定效果,但不可用来扑救带电设备和忌水物质火灾。使用时先用手堵住喷嘴,将筒身上下颠倒两次,然后倒置使用,就有泡沫喷出。操作时,不可将泡沫直接对着油面喷射,让泡沫呈弧形喷出,以防着火的油面溅出,也可以对着容器的侧壁喷射,让泡沫逐渐覆盖油面,将火扑灭。使用时,灭火器筒底、筒盖不要对着人,以防爆炸伤人。泡沫灭火器药液一般一年更换一次,冬季和夏季要做好防冻防晒保养。

5.在灭火器材不足的情况下,可借助砂子、泥土灭火,其颗粒越小越好。此方法最适地面上流质火源,对容器内火源不适用。对固体材料的火源,盖上砂土后要注意二次复燃的可能性。

第十二章静电及高频电磁场防护

第一节静电危害及防护

静电是相对静止的电荷,静电现象是一种常见的带电现象,是由于两种不同的物体(物质)互相摩擦,或者物体与物体紧密接触后又分离而产生的。静电技术作为一种先进技术,在工业生产中得到越来越广泛的应用。如静电复印、静电喷漆、静电除尘、静电植绒等,都是利用外加能源产生的高压静电场工作的。

工业生产中产生的静电又可以造成多种危害,静电火花引起的火灾和爆炸,会直接危及人身安全。

一、静电的产生

所有物质不论是非金属体或金属体,还是固体、液体或气体,在一定条件下,都可能发生电子转移,产生静电。各种物质束缚电子的能力不同,这个束缚能力可用逸出功来衡量,逸出功是把一个电子从物质内部移到外部所需外界所作的功。显然逸出功愈大的物质束缚电子的能力愈强。因此,两种物质接触时,逸出功小的失电子带正电,逸出功大的得到电子带负电。

各种物质按照得失电子的难易程度排成一个序列,称为静电带电序列:

(+)玻璃-- 头发--尼龙--羊毛--人造纤维--绸-- 醋酸人造丝--奥纶--纸浆和滤纸--黑橡胶--维尼纶--沙纶--聚脂纤维--电石--聚乙烯--可耐可龙--赛璐璐--玻璃纸--聚氯乙稀--聚四氟乙稀(-)(+)石棉--玻璃--云母--羊毛--毛皮--铅--铭--铁--铜—镍--银--金—铂(-)

每一序列中前后两种物质紧密接触或发生摩擦时前者带正电,后者带负电。

从上面带电序列可知,玻璃和头发摩擦时玻璃带正电,头发带负电。玻璃和绸摩擦时,玻璃带正电,绸上带负电。同样的接触和摩擦条件,玻璃上带的正电与绸上带的负电,都比玻璃和头发摩擦时所呈现的电压高。即在同等摩擦条件下,在带电序列中两种物质相距的位置愈远则逸出功差别愈大,

产生的电荷愈多,而静电电压愈高。

应当指出物质呈现电性还会受到所含杂质成分,表面氧化和吸附情况,温度和湿度等因素的影响,有可能与序列指出的不相符合。

产生静电电荷的量,不仅取决于物质的性质和数量,摩擦力大小和摩擦长度,液体和气体的分离或喷射强度,粉尘粒度等因素,还取决于静电的消散能力。如果物料具备足够的消散条件,即使静电产生了,也是积聚不起来的而是随生随失,由此可见,容易产生和积聚静电的物质应具备容易得

失电子和高电阻率等条件。

产生静电的几种现象:

1.摩擦带电物质相互摩擦时,由于发生接触位置的移动和电荷的分离,而产生静电。

2.剥离带电互相密切结合的物体使其剥离时引起电荷分离,而产生静电。

3.流与J带电用管路等输送液体时而产生静电。

4.喷出带电粉体类、液体类和气体类从截面小的开口部位喷出时,发生摩擦而产生静电。

5.冲撞带电由于粉体类的粒子与粒子之间或粒子与固体之间的冲撞形成极快的接触和分离而产生静电。

6.破裂带电固体或粉体类的物体当其破裂时,产生电荷分离,因破坏了正负电荷的平衡而产生静电。

7.飞沫带电喷在空间的液体类由于扩展飞散、分离,形成很多的小滴而形成新的液面而产生静电。

8.滴下带电附在器壁等处的固体表面上的珠状液体逐渐增大,由于自重形成液滴和水滴,在坠落脱离时产生电荷分离而产生静电。

产生静电电荷的多少与生产物料的性质和料量,摩擦力大小和摩擦长度,液体和气体的分离或喷射强度,粉体粒度等因素有关。

二、静电的危害

静电电量虽然不大,但其电压可能很高,容易发生静电放电而产生火花,有引燃、引爆、电击妨碍生产等多方面的危险和危害。

1.爆炸和火灾

爆炸和火灾是静电危害中最为严重的事故。

在有可燃液体作业场所（如油料装运等）,可能因静电火花放出的能量已超过爆炸性混合物的最小引燃能量,引起爆炸和火灾z在有可燃气体或蒸气、爆炸性混合物或粉尘、纤维爆炸性混合物(如氧、乙快、煤粉、铅粉、面粉等)的场所,浓度已达到混合物爆炸的极限,可能因静电火花引起爆炸和火静电造成爆炸或火灾事故,以石油、化工、橡胶、造纸、印刷、粉末加工等行业较为严重。

2.静电电击

静电电击可能发生在人体接近带静电物体的时候,也可能发生在带静电的人体接近接地导体或其他导体的时候,电击的伤害程度与静电能量大小有关,静电导致的电击不会达到致命的程度,但是因电击的冲击能使人身失去平衡,发生坠落、摔伤,或碰触机械设备,造成二次伤害。

另外,电冲击的恐怖感觉会成为威胁操作人员安全的因素。

3.妨碍生产生产过程中,如不消除静电,往往会妨碍生产或降低产品质量,静电对生产的危害有静电力

学现象和静电放电现象两个方面:

因静电力学现象而产生的故障,如筛孔被粉尘堵塞,纺纱线纠结,印刷品的字迹深浅不匀和

制品污染织布或印染过程中因吸附灰尘而降低产品质量或影响缠卷。因静电放电现象而产生的故障有:放电电流导致半导体元件等电子部件破坏或误动作；电磁波导致电子仪器和装置产生杂音和误动作;发光导致照相胶片感光而报废。

三、静电危害的防护

消除静电危害的方法有:加速工艺过程中的泄漏或中和；静电的积累使其不超过安全限度;控制工艺过程,静电的产生,使其不超过安全限度等。

1.泄漏法

这种方法是采取接地、增湿、加入抗静电添加剂等措施,使己产生的静电电荷泄漏、消散,避免静电的积累。

(1)接地接地是消除静电危害最简单、最常用的方法。接地用来消除导体上的静电,静电接地的连接线应保证足够的机械强度和化学稳定性。连接应当可靠,不得有任何中断之处。静电接地一般可与其他接地共用,但注意不得由其他接地引来危险电压,以免导致火花放电的危险。静电接地的

接地电阻要求不高,10000即可。

(2)增湿增湿即增加现场的相对湿度。随着湿度的增加,绝缘体表面上结成薄薄的水膜能使其表面电阻大为降低,从而加速静电的泄漏,生产场所通过安装空调设备、喷雾器

等来提高空气的湿度消除静电危险。增湿应根据生产具体情况而定,从消除静电危害的角度考虑,保持相对湿度在70%以上较为适宜。

(3)加抗静电添加剂抗静电添加剂具有良好吸湿性或导电性,是特制的辅助剂,在易产生

静电材料中加入某种极微量的抗静电添加剂,能加速对静电的泄漏,消除静电的危险。

2.中和法

这种方法是采用静电中和器或其他方式产生与原有静电极性相反的电荷,使已产生的静电

得到中和而消除,避免静电积累。

3.工艺控制法这种方法是在材料选择、工艺设计、设备结构等方面采取措施,控制静电的产生,使其不超过危险程度。

第二节高频电磁场的危害与防护

随着科学技术的进步和电子工业的迅速发展,广播通讯与射频设备在我国得到广泛的应用。然而,大强度射频电磁场对人体影响作用逐渐扩大,程度日趋严重。通过对我国不同地区,不同强度的广播电台、工业高频洋火、高频焊接、高频熔炼、高频热合、射频溅射、介质加热、短波理疗设备的电磁场强度的测试与分析,有的作业环境电场强度可达上百V/m,对作业空间造成污染,有的发射机门缝嗤火,有的调谐手轮烫手,4OW日光灯管放在高频馈线或高频变压器等部位的附近,日光灯管就起辉亮了起来,这些现象均说明了射频辐射是比较严重的。

一、电磁场对人体的危害.

电磁场强度超过一定限度时,能对人体健康产生不良的.影响。'

1.不同频率对人体的伤害在一定电磁场强度辐射下,对人体主要影响是神经衰弱症,多以头痛头胀、失眠多梦、疲劳无力、记忆力减退、心悸最为严重,其次是头痛、四肢酸疼、脱发、多汗等症状。此外,通过体检还发现心血管系统有某些改变现象,例如:心电图方面出现心动过缓及心律不齐等。

当然i这些影响不是绝对的,因人体状况的不同而有所差异。电磁场对人体的影响是可逆的,只要脱离电磁场的作用,其症状会减少或消除。

微波辐射人体后,一部分被反射,一部分被吸收,被吸收的微波辐射能量使组织内的分子和

电介质的电偶极子产生射频振动,媒质的摩擦把动能转变为热能,从而引起温升。微波辐射的功率、频率、波形、环境温度、湿度及被照射的部位等,对伤害的深度和程度产生一定的影响。微波辐射后,神经衰弱症状比较严重,主要以头昏头痛,记忆力减退及失眠者为最多。心血管系统表现为,心悸、心前区疼痛、心肌供血不足等,血色素、血细胞及血小板减少,还可以导致白内障的发生。

2.影响伤害程度的因素

电磁场对人体伤害程度与以下因素有关：

(1)电磁场强度电磁场强度愈大,对人体的伤害愈严重,发射源功率愈大,电磁场强度愈

高,

与发射源距离愈近,电磁场强度愈大,接触电磁场强度大的人员与接触电磁场强度小的人员,在神经衰弱症的发生率方面有极明显的差别。

金属物体在电磁场的作用下,会感应出交变电流,并产生交变电磁场,造成所谓二次发射,由于二次发射可以改变空间电磁场的分布,使某些地方的电磁场强度增高。

由于高频设备参数调整不当,布局又不合理,或屏蔽和接地不完善,都会造成辐射加强,电磁场的强度增高。

(2)电磁波频率(波长)一般情况下,长波对人体的伤害较弱,随着波长的缩短,对人体的伤害加重。

(3)作用时间与作用周期作用时间愈长,即受暴露的时间愈长,对人体的影响程度亦愈严重。对作用周期来说,作用周期愈短,影响也愈严重。受到电磁场辐射的时间愈长,所

表现出的症状就愈突出。

(4)与辐射源的间距电磁波辐射强度随着与辐射源距离的加大而迅速递减,对机体的影响也迅速减弱。

(5)振荡性质在其他参数相同的情况下,脉冲波对机体的不良影响,比连续波严重。

(6)作业现场环境的温度和湿度的影响它们对电磁波辐射到人身的伤害有直接的关系,温度愈高,人体所表现出的症状愈突出p湿度愈大,愈不利于散热,同样不利于人身的健康,所以对作业场所的温度和湿度加强控制,是减少电磁波对人身伤害的一个重要手段。

(7)人员情况女性对电磁波辐射的敏感性最大,其次是少年儿童。

(8)其他危害大功率的射频设备,在工作期间所形成的射频辐射将对通信、电视及射频设备附近的电子仪器、精密仪表、参数测试等所造成的干扰也是严重的。强的电磁波辐射将会构成对某些武器或弹药的严重威胁。会使导弹制导系统失灵,电爆管的效应失灵。还会使金属器件互相碰撞时打火引起火药燃烧或爆炸。还会对一些可燃性油类或可燃性气体造成燃烧或爆炸,危及人身安全与财产安全。

二、电磁场的防护措施

电磁屏蔽的目的在于防止电磁场的危害,使其辐射强度被抑制在允许范围内。所谓屏蔽,就是采用一切技术手段,将电磁波辐射的作用与伤害局限在指定的空间范围内。屏蔽是防止电磁波辐射的关键,最好的屏蔽是密封金属屏蔽包壳,其包壳要良好接地。

1.屏蔽体

不同结构的金属材料屏蔽效能,在中、短波的实际屏蔽效能没有多大差别,在中、短波以铜为宜,而在微波段,可以选择铁材。根据吸收效应,随着板材厚度的增加,屏蔽效能也提高。然而由于集肤效应的关系,屏蔽厚度提高到很厚的程度是没有必要的,一般屏蔽厚度在1mm以上,其屏蔽效能的差别并不显著。对于网材屏蔽,网材目数愈大,导线直径愈粗,其屏蔽效能亦愈大。对于中、短波的屏蔽,材料的目数可大可小,视网材而定。对于微波的屏蔽,则要求网孔要小,即目数要大,但要防止与波长构成比例关系。

屏蔽体要设计成六面体结构,各个单面体距离场源要等距离,而且边角部分要圆滑过渡,进行导圆,避免尖端效应的产生。双层结构的屏蔽效率要比单层结构的屏效高,所以,要求有100dB 以上屏蔽效能时,屏蔽层要保证双层结构,双层网的间距等于1/4波长的奇数倍。

屏蔽中尽量减少不必要的孔洞,当非开孔洞时,要保证孔洞的直线尺寸应小于最小工作波长的1/5,缝隙的直线尺寸应小于最小工作波长的1/10。另外,屏蔽体之间的接触不良是造成缝隙的主要原因,为了减少缝隙,要求接触良好。

屏蔽室适用于较大区域的整体屏蔽,它是一种由可以抑制电磁场的伤害在一定范围之内或一定范围之外的器材组成的整体结构。

屏蔽室可分为板型屏蔽室(由若干块金属板或金属薄片所构成的整个屏蔽室的各个金属板之间,门窗与金属板之间都必须进行良好的电气连接)和网型屏蔽室(由若干块金属网或拉板网等嵌在骨架上所组成的屏蔽整体)。

屏蔽室门的屏蔽是一个薄弱环节,由于接触性能差、缝隙多,而且使用的时间愈长,其接触性能愈坏。所以应采取防泄漏的措施,各部分应连接严密。

对于微波电磁场,为了防止泄漏,除采用一般屏蔽措施外,还应采用抑制电磁场泄漏和吸收电磁场能量的办法。

(1)阻止波能辐射泄出为了避免微波辐射对作业环境的较大污染,在微波现场,可根据具体情况设立屏蔽室,阻止波能辐射。在屏蔽室内壁六面体上敷设适当的吸收材料,组成屏蔽一一吸收体达到防护目的。

(2)防止波能辐射进入为了保护微波场内其他非值机人员的身体健康,应设屏蔽室,屏蔽室外壁必须敷设或涂有吸收材料,组成屏蔽一一吸收体。

设计屏蔽一一吸收体可以制成固定型或活动开启型。

2.个体防护

个体防护的主要对象是微波作业人员。在有些作业场合,如果不能有效地实施屏蔽吸收技术措施或由于辐射强度过高,射频辐射部分地透过墙壁而污染其它工作场所时,必须采取个人防护措施,保护工作人员的身体健康。

(1)金属衣金属衣是根据屏蔽或吸收原理制作的。多数采用金属一一非金属复合衣。'

1)金属丝布在高压带电作业服的基础上改进的。由铜E丝或铝丝等金属丝和线,样蚕丝等丝线混合编织而成。

2)金属膜布在一般布类上,喷涂或刷上一层金属薄膜以屏蔽微波辐射。

3)渗金属布将银粒子经过化学处理,渗入化纤布或纯布上,用来加工防护服,也有较高的屏蔽效率。

(2)防护眼镜保护值机人员眼睛免遭危害。对眼镜要求,透视度要高,屏蔽效果要好,重量要轻,镜面启动要灵活。

(3)防护头盔防护头盔用网眼极小的铜网制成。脸面部的防护材料应该是透视度高的金属--非金属复合材料,如镀膜玻璃等。

3.高频接地

高频接地是将高频场源屏蔽体或屏蔽体部件和大地之间连接,形成电气通路,使屏蔽系统与大地之间等电位分布。|

(1)由于射频电流的集肤效应,要求屏蔽体的接地系统表面积要足够大。

(2)为了保证相当低的阻抗,接地线要尽量短。而且其长度应避开1/4波长的奇数倍。以宽100mm的铜带为好。

(3)接地方式有埋铜板、埋接地棒、埋格网等形式。无论采用哪种方法,都要求有足够的厚度,有一定机械强度和耐腐蚀性。

(4)埋接地铜板,一般将1.5mZ~2m2铜板埋在地下,并将接地线良好地焊接在接地极铜板上。埋置方式分为立埋、横埋、平埋三种,如图10-1、2、3所示。

(5)埋接地格网板,在一块1.5m 2-2m 2旷的铜板上立焊井字形铜板,成为格网结构,埋入地下如图10-4所示。

(6)埋嵌入接地棒一般长度为2m,直径为5cm-10cm 的金属棒打进土壤中,或挖坑埋入,而后再把各金属棒的上端焊在一个金属带上,与接地线连接。