一、防雷的技術措施

　　根據雷電的不同形狀，雷電大致可分為片狀、線狀和球狀三種形式。片狀雷電是在云間發生，對人們影響不大；線狀雷電就是比較常見的閃電落雷現象；球狀雷則是一種特殊雷電現象，簡稱“球雷”。“球雷”是一種紫色或紅色的發光球體，直徑從幾毫米到幾十米，存在的時間一般為3～5 s。球雷通常是沿著地面滾動或在空氣中飄行，還會通過縫隙進入室內。“球雷”碰到建筑物便可發生爆炸，并往往引起燃燒。

　　在線狀雷中直接對建筑物或其他物體放電產生破壞性的熱效應和機械效應的雷電叫做直擊雷；若是落雷處鄰近物體因受靜電感應或電磁感應產生高電位引起放電，叫做感應雷；再一種是落雷時沿架空線和金屬管道引起的高電位，稱為雷電波。

　　1、雷電的危害及其火災危險性

　　（1）電效應

　　雷電放電時，能產生高達數萬伏甚至數十萬伏的沖擊電壓，足以燒毀電力系統的發電機、變壓器等電氣設備和線路，引起絕 緣擊穿而發生短路，導致可燃、易燃、易爆物品著火和爆炸。

　　（2）熱效應

　　當幾十至上千安的強大雷電流通過導體時，在極短的時間內將轉換成大量的熱能。雷擊點的發熱能量可熔化50～200 mm3的鋼，故在雷電通道中產生的高溫，往往會釀成火災。例如，某煉油廠一個容積為1 500 m2的鋼筋混凝土地下式原油儲罐，遭雷擊后爆炸起火，罐頂全部爆毀（直徑48 m），內支撐大部倒塌，經濟損失26萬元。

　　（3）機械效應

　　由于雷電的熱效應，還將使雷電通道中木材纖維縫隙和其他結構中間縫隙里的空氣劇烈膨脹，同時使水分及其他物質分解為氣體，因而，在被雷擊物體內部出現強大的機械壓力，致使被擊物體遭受嚴重破壞或造成爆炸。

　　以上三種效應是直接雷擊所造成的，這種直接雷擊所產生的電、熱、機械的破壞作用都很大。

　　（4）靜電感應

　　當金屬物處于雷云和大地電場中時，金屬物上會感應出大量的電荷。雷云放電后，云與大地間的電場雖然消失，但金屬物上所感生積聚的電荷卻來不及立即逸散，因而產生很高的對地電壓。這種對地電壓，稱為靜電感應電壓，往往高達數萬伏，可擊穿數十厘米的空氣間隙，發生火花放電。因此，對于存放可燃物品及易燃、易爆物品的倉庫仍是很危險的。

　　（5）電磁感應

　　雷電具有很高的電壓和很大的電流，同時又是在極短暫的時間內發生的。因此在它周圍的空間里，將產生強大的交變電磁場。不僅會使處在這一電磁場中導體感應出較大的電動勢，并且還會在構成閉合回路的金屬物上（如露天堆垛物捆扎用的鐵皮、鐵絲等）產生感應電流。如果這時回路上有的地方接觸電阻較大，就會局部發熱或發生火花放電。這對于存放易燃、易爆物品的建筑物以及易燃、可燃材料的露天堆場也是非常危險的。

　　（6）雷電波侵入

　　雷擊在架空線路、金屬管道上會產生沖擊電壓，使雷電波沿線路或管道迅速傳播。若侵入建筑物內，可造成配電裝置和電氣線路絕緣層擊穿產生短路，或使建筑物內的易燃、易爆物品燃燒和爆炸。

　　（7）防雷裝置上的高電壓對建筑物的反擊作用

　　當防雷裝置接受雷擊時，在接閃器、引下線和接地體上都具有很高的電壓。如果防雷裝置與建筑物內、外的電氣設備、電氣線路或其他金屬管道相距很近，它們之間就會產生放電，這種現象稱為反擊。反擊可能引起電氣設備絕緣損壞，金屬管道燒穿，甚至造成易燃易爆物品著火和爆炸。

　　2、需做防雷保護的建、構筑物

　　按照國家防雷規范，公共場所需要做防雷保護的建筑屬于第一、二類民用建筑防雷保護對象。第一類防雷建筑物主要是具有重大政治意義的建筑物，如大型會堂、國家的重要機關、展覽館、大型賓館、大型體育館、大型火車站、博物館等建筑物。第二類防雷建筑物主要是其他重要或人員密集的公共建筑，如大型商場、市場、影劇院，歷史上雷害事故較多的地區的較重要建筑物和構筑物以及高度在15m以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物和構筑物。第一、二類民用建筑物和構筑物應有防直擊雷和防雷電波侵人的措施。

　　凡在工業建、構筑物中制造、使用或貯存大量爆炸物質，或在正常情況下能形成爆炸性混合物，在電火花作用下會引起爆炸，從而造成巨大破壞和人身傷亡的，或者有上述特征，但不致引起巨大破壞或人身傷亡，或只當發生事故時才能造成巨大破壞和人身傷亡事故的建筑物屬于第一、二類防雷保護對象。除了第一、二類外，其余為第三類需要防雷保護的工業建、構筑物。

　　第一、二類工業建、構筑物應有防直擊雷、防雷電感應和防雷電波侵入的措施；第三類工業建、構筑物應有防直擊雷和防雷電波侵入的措施。

　　3、防雷保護裝置

　　（1）直擊雷的防護

　　防直擊雷的保護裝置，是由接閃器、引下線和接地裝置組成的。

　　接閃器是指避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網的直接接受雷電的部分，以及用作接閃的金屬屋頂、金屬構件等。避雷針是指使用最廣的一種接閃器，它是用圓鋼或焊接鋼管制成；避雷網和避雷帶宜用圓鋼或扁鋼制作；避雷線一般采用鍍鋅絞線。避雷網或避雷帶應沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷擊的部位敷設。

　　引下線是接閃器與接地裝置連接用的金屬導體，一般采用圓鋼，或采用扁鋼。第一類建筑物防雷引下線不少于兩根。

　　接地裝置包括接地線和接地體。接地裝置可采用垂直埋設的角鋼、鋼管、圓鋼和水平埋設的扁鋼、圓鋼等。

　　避雷裝置的作用就是當接閃器接受電流后，經過引下線將電流導人接地裝置進而安全地進人大地，保證建筑物內設備和人身的安全。至于選擇何種防雷措施，則應根據所保護對象的重要性、當地雷電活動情況進行比較確定。一般來說，避雷針主要作為露天變電設備、建筑物和構筑物等的保護；避雷線主要作為電力線路的保護；避雷網或避雷帶主要作為建筑物的保護。

　　（2）感應雷擊的防護

　　防感應雷主要是對工業建、構筑物而采取的，因為這類建、構筑物中有很多的金屬管道和構件等，雷擊放電時，導體上會發生靜電感應和電磁感應，金屬部件之間產生電火花或電弧放電，易引燃爆炸物和爆炸性?昆合氣體造成火災。第一類工業建、構筑物為防靜電感應要將其內部的所有金屬物和突出屋面的金屬物連接，并接在接地裝置上。為防電磁感應，平行或交叉敷設的管道、構件、電纜外皮等凈距小于100 mm時，以及金屬物的連接處，如管道法蘭等，應每隔20～30m，用金屬導線跨接后接地。接地裝置可與電氣接地裝置共用。金屬屋面應妥善接地；鋼筋混凝土屋頂，其鋼筋應成閉合回路并接地；非金屬屋面，應在屋面上明裝邊長6～10m網格的避雷網并接地。每隔18～24 m做一引下線接地，接地點不少于兩處。第二類工業建、構筑物內所有金屬體（設備、管道、構件、鋼窗等）都應接地。接地干線與防直擊雷接地裝置連接點不少于兩處。

　　（3）雷電波侵入的防護

　　為防止直擊雷或感應雷的高壓沖擊波沿架空線路或金屬管道侵入建筑物內，應將架空引入線在人戶處加裝避雷器（管形或蝶閥型），并將電纜外皮、絕緣子鐵腳等金屬部分連在一起接地；對進出建筑物的架空金屬管道，在建筑物進出處就近接到防雷或電氣設備的接地裝置上或獨立接地。

　　避雷器是防止雷電過電壓侵襲配電和其他電氣設備的保護裝置。避雷器安裝在被保護設備的引入端，其上端接在架空輸電線路上，下端接地。平時避雷器對地保持絕緣狀態，不影響系統的正常運行；當線路受雷擊時，避雷器間隙被擊穿，將雷電引入大地。這時能夠進入被保護設備的電壓，僅為雷電波通過避雷器及其引線和接地裝置產生的所謂“殘壓”。雷電流通過以后，避雷器又恢復絕緣狀態，系統則仍可正常運行。

　　（4）其他防雷措施

　　不裝設防直擊雷裝置的建、構筑物，為防雷電波沿低壓架空線侵入，在入戶處或接戶桿上應將絕緣子鐵腳接到電氣設備接地裝置上，如無此裝置時可增設接地裝置，沖擊接地電阻不宜大于30Ω。

　　嚴禁在獨立避雷針、避雷線支柱上懸掛低壓架空線、廣播線及通訊線等。

　　在建、構筑物上接近接閃器的固定照明、彩燈、信號的線路，應防雷電波侵入。一般線路宜穿鋼管并裝避雷器或留出空氣間隙，在接近接閃器一端，還應將鋼管和防雷裝置相連。

　　為防雷電波沿室外天線侵入，可在天線進戶處裝設2mm的放電間隙，并接地；或在進戶處裝接地刀閘，雷雨時將天線直接接地。

球雷較多的地區，應加裝防球雷的措施。其做法是：雷雨時關閉門窗，并在門窗上安裝金屬紗網，且有良好接地；煙囪或通風管道上口及孔洞，可裝設網眼不大于4 cm2的金屬網，并接到防雷系統上。

　　二、防靜電的技術措施

　　人們對電的認識最早是從靜電開始的。人們發現兩種性質不同的物質相互摩擦后，就具有了某種吸引力，例如，用毛皮摩擦琥珀后能吸引紙屑，這便是靜電作用。人們穿著化纖服裝，夜晚在黑暗處脫下時，會發出閃閃的小火花，并伴有輕微的“啪啪”聲，這是經常可見的靜電放電現象。

　　1、靜電的產生及其危害

　　靜電是由于物體的摩擦而產生的。兩種物體緊密接觸時，一物體把電子傳給另一物體，失去電子的物體帶正電，得到電子的物體帶負電。因此，兩種物體接觸后再分離時兩物體上就分別帶有電荷，即產生了靜電。一般情況下，越是電阻率大的非導體越容易帶電。如果電阻率小的，即使產生了靜電，也會因及時向大地泄漏而消失掉，所以物體不會帶電。容易產生靜電的物質主要是些絕緣體，其電阻率大致是106～1016Ω.cm。按照物質得失電子的難易程度，亦即按照物質相互摩擦時帶電極性的順序，可以排成如下兩種典型的靜電序列：

　　+玻璃～頭發～尼龍～羊毛～人造纖維～綢～醋酸人造絲～紙纖維和濾紙～黑橡膠～維尼綸～聚酯纖維～電石～聚乙烯～可耐尼龍～賽璐珞～玻璃紙～氯乙烯～聚四氟乙烯－。

　　+石棉～玻璃～云母～羊毛～鉛～鎘～鋅～鋁～鉻～鐵～銅～鎳～銀～金～鉑－。

　　同一序列中，列在前面的物質與后面的物質相互摩擦時，前者帶正電，后面的帶負電。

除不同的物質由于摩擦產生靜電外，由于撕裂、剝離、拉伸、撞擊等也可能產生靜電。例如，工業生產過程中的粉碎、篩選、滾壓、攪拌、噴涂、過濾、拋光、印刷等，都會有靜電荷產生。

　　（1）靜電的特點

　　1）靜電電壓很高。兩種物質接觸后再分離時，由于產生了靜電，其間電壓U與電量Q成正比，而與該帶電系統的電容C成反比，即 U＝Q／C。在短時間內，電荷量幾乎維持不變；其間距離與相接觸時的微小距離相比急劇增加，使其電容量急劇下降，從而導致電壓達到很高的數值。例如，電動機械中傳動皮帶剛離開轉輪時，電位并不高，轉動到兩帶輪中間位置時，電位就增加很高。又如，汽油在金屬管道中流動時電位并不很高，但當注入油罐，尤其是注入大容積油罐時，電位就升到很高的數值。

　　2）靜電產生感應。靜電感應就是金屬導體在靜電場中，導體表面的不同部位感應出不同的電荷或導體上原有的電荷經感應重新分配的現象。因此，生產工藝過程中產生的靜電，可以在鄰近的對地絕緣的金屬導體上感應出電荷，甚至使其產生很高的電壓。

　　3）靜電產生尖端放電。金屬導體上的電荷分布在導體外表面上，導體表面的曲率越大，電荷分布的密度越大。因此，導體表面尖端附近電場較強，容易使周圍的空氣等介質電離，即發生尖端放電。

　　（2）靜電的危害

　　靜電技術在現代科技領域中發揮著極其重要的作用，如在高能物理方面的“靜電加速器”，工業生產中的“靜電噴漆”、“靜電除塵”，辦工用的“靜電復印”等技術。然而它同火一樣，不僅對科技進步和社會發展起到重要的推動作用，也會給生活、生產帶來損失和災禍。它可能造成人體電擊、生產故障、通訊和電子計算機受到干擾等，但從消防安全角度看，它會引發火災爆炸事故。例如，某橡膠廠以 15m／min的速度經滾筒輸送膠帶時，由于靜電放電火花多次引燃因卷烘而產生的汽油蒸氣，致使發生火災事故。又如某煉油廠液化石油氣充瓶間，一充氣女工用手推尼龍頭巾時，靜電放電火花引燃室內液化石油氣與空氣的混合氣體。再如，某橡膠廠打漿房工人用一導管向桶內灌汽油時，產生靜電，待灌到半桶多時靜電放電起火，燒毀打漿房。還有，西安某廠在使用120#航空汽油拖地時，由于人體帶電與接地鐵管之間放電，引爆汽油蒸氣與空氣的混合氣體，造成6人死亡、46人重傷的重大事故。就行業而言，以煉油、化工、橡膠、印刷、粉末加工等發生的靜電火災事故較多。

　　如果在接地良好的導體上產生靜電荷后，靜電荷會很快泄漏到大地中去；但如果是絕緣體上產生靜電，則電荷會越積越多，形成很高的電位。當帶電體與不帶電體或電位很低的物體接近時，如電位差達到300 V以上，就會產生放電現象，并產生火花。靜電放電的火花能量達到或大于周圍可燃物的最小著火能量，而且可燃物在空氣中的濃度或含量也在爆炸極限范圍以內時，就能立刻引起燃燒或爆炸。在石油化工等工藝過程中，靜電放電火花引起的燃燒爆炸事故是經常發生的。

　　一般易燃易爆物質的最小著火能量都很小，如氫僅為0.019 mJ約相當于一枚訂書釘從一米高處自由下落所產生的能量。

　　2、產生靜電的部位和情況

　　1）固體物質帶電。固體物質大面積的摩擦，如紙張與卷軸的摩擦；橡膠或塑料的碾制；傳動皮帶與皮帶輪或導輪的摩擦；固體物質在擠出、過濾時與管道、過濾器等發生的摩擦；固體物質的粉碎、研磨和攪拌過程等，均可能產生靜電。

　　2）易燃可燃液體帶電。易燃可燃液體流動時，相互碰撞、噴濺、與管壁摩擦或沖擊容器器壁，都能產生靜電。例如，液體在管道中流動；液體從管中流出、沖擊金屬容器；液體運輸中晃動；液體通過多孔或網狀的過濾裝置；向貯罐中灌注液體等過程均容易產生靜電。

　　3）粉體帶電。粉體物料在研磨、攪拌、篩分或高速運動時，由于粉體顆粒與顆粒之間以及粉體顆粒與管道壁、容器壁或其他器具之間的碰撞、摩擦會產生靜電。

　　4）壓縮氣體和液化氣體帶電。這類氣體如氫氣、乙烯、乙炔、天然氣、液化石油氣等，從管口或破損處高速噴出時能產生靜電。產生靜電的主要原因是氣體中含有固體或液體雜質在高速噴出時與噴口發生強烈摩擦所致。

　　3、靜電的防護措施

　　靜電放電引起火災、爆炸事故的條件是：有產生靜電電荷的條件；具備產生火花放電的電壓；有引起火花放電的合適間隙；產生的電火花有足夠的能量；在放電間隙的周圍環境中有爆炸性混合物。上述5個條件只要消除其中一個就能達到防靜電危害的目的。

　　（1）利用工藝控制方法減少產生靜電

　　1）減少傳送皮帶與帶輪之間的摩擦，防止打滑現象，即皮帶松緊要適當，保持一定拉力，并避免過載拉不動，盡可能采用導電膠帶或傳動效率較高的導電的三角帶。

　　2）在輸送可燃氣體、易燃液體和易燃易爆物質的設備上，應直接采用軸傳動，不宜采用皮帶傳動。如用皮帶傳動，則必須采取有效的防靜電措施。

　　3）限制易燃可燃液體在管道中的流速。當液體紊流時，產生的靜電量與流速的1.75次方成正比，并與管道內徑的0.75次方成正比。表3－37是不同管徑中可燃液體的限制流速。在確定流速時，不僅要考慮管道的內徑，而且還要考慮流體的性質、所含的雜質量和成分以及管道材質等各種因素的影響。當流體的電阻率越高，電荷不易泄掉時，要求流速要低些；如流體的電阻率低，則其流速可相對高些。

　　4）灌裝油品采用底部注油方式操作。因為采用頂部注油時，由于油品的飛濺、飛泡和雜質的擾動、沉浮帶電，尤其水分或其他雜質的影響較大，靜電成幾十倍的增加，故靜電放電引發的火災、爆炸事故頻發。

　　（2）靜電接地

　　靜電接地是防靜電措施中的重要一環。接地可將靜電電荷導入大地，使帶電體靜電荷積累不超高電位。如無其他工藝條件配合，接地只能消除帶電導體表面的自由電荷，而對非導體的靜電電荷是導不走的。

　　1）凡在加工、儲存、運輸過程中能夠產生靜電的管道、設備，如各種貯罐、混合器、物料輸送設備、排注器、過濾器、反應器、吸附器、粉碎機械等金屬體，均應連成一個連續的導電整體并加以接地，不允許設備內部有與地絕緣的金屬體。

　　輸送物料能產生靜電危險的絕緣管道的金屬屏蔽層亦應接地。各種靜電消除器的接地端，以及高絕緣物料的注料口，裝卸油品站臺，運油車輛、船體、鐵路軌道，浮動罐體等，也應連接成導電通路并接地。

　　在有火災、爆炸危險的場所或靜電對產品質量、人體安全有影響的地方所使用的金屬用具、門把手、窗插銷、移動式金屬車輛、金屬家具、金屬梯子以及編有金屬絲的地毯等，均應接地。對于能產生靜電的旋轉體，可采用導電性潤滑油或滑環碳刷接地。為了防止感應帶電，凡在有靜電產生的場所內，平行管道間距小于10 cm時，每隔20 m應跨接一次。若相交間距小于10 cm時，相交或相近處應當跨接。金屬構架與管道、金屬設備的間距小于10 cm者，也應接地。

　　2）對于工藝設備、管道靜電接地連接的跨接端及引出端的位置應選在不受外力傷害、便于檢查維修、便于與接地干線相連的地方。靜電接地引出端連接板截面應為40×4mm，并將靠近設備本體的一端焊接于設備外殼上，連接板伸出保溫層外，以便與外來接地線連接。靠金屬面相接的靜電跨接處，應避免由于振動、污染等使接觸情況變壞。螺栓壓接板間接觸面積應大于20 cm2。

　　防雷、電氣保護的接地系統可同靜電接地共用。靜電接地系統也可利用電氣工作接地體，但不允許用三相四線制的零線系統。假如單純為消除工藝靜電而用的接地裝置，其接地電阻可取100Ω。每組靜電接地裝置至少要用兩根接地極組成，管網及大型設備的接地裝置可利用鋼筋混凝土基礎的埋地部分。接地系統的材質要考慮到介質的腐蝕作用。

　　管道、設備用法蘭連接的，至少應用兩個以上螺栓作妥善連接，螺栓安裝前其接觸部位應除銹、加鉛或鍍錫墊圈。

　　3）貯罐如有避雷裝置的，可不必另設靜電接地（獨立的避雷針的接地裝置除外），貯罐應有兩處以上的接地點，接地極之間的距離不應大于30 m，接地點不應裝在進液口附近。

　　金屬管道系統的末端、分叉、變徑、主控閥門、過濾器，以及直線管道每隔200～300m處均應設接地點。車間內管道系統接地點不應少于兩個，接地點、跨接點的具體位置可與管道的固定托架位置一致。如管道系絕緣材質，應在管道表面上纏繞接地金屬線作為靜電屏蔽。

　　4）罐車、油槽汽車、油船、手推車以及移動式容器的停留、停泊處，要在安全的場所裝設專用的接地接頭，以便移動設備接地用。當罐車、油槽汽車到位后，停機剎車，關閉電路，打開罐蓋之前要進行接地。注液完畢，拆掉軟管，經一定時間的靜止，再將接地線拆開。

　　將容器放在導電墊和導電地面上時，應確保墊、地面無絕緣涂膜。帶輪的容器和小車，其輪子應采用導電性材料。對于移動式工具，最好通過人體作靜電接地；如果這種接地不能滿足要求或不允許通過人體接地，則應裝接地端子，用專用線接地。在檢尺和取樣過程中，檢尺棒、取樣容器以及繩索要接地，取樣繩索兩端之間的電阻應為107～109Ω。

　　（3）增加空氣濕度

　　在條件允許時，采取噴水方法提高設備內部和設備周圍空氣的相對濕度，來增加空氣的導電性能，以消除靜電積聚。在工藝條件允許的情況下，空氣增濕以相對濕度70%為適宜。增濕的具體方法可采用通風系統進行調濕、地面灑水、掛濕布條以及噴放水蒸氣等方法。增濕空氣不僅有利于靜電的導出，還能提高爆炸性混合物的最小點火能量，有利于防爆。

　　（4）加抗靜電添加劑

　　抗靜電添加劑是一種表面活性劑，它可使非導體材料增加吸濕性或離子性，使其電阻系數降低到106～108Ω.cm以下，絕緣性能受到—一定的破壞，以達到消除靜電的目的。有的添加劑本身就具有良好的導電性，依靠其良好的導電性能將生產過程中非導體上的靜電導出。

　　抗靜電添加劑種類繁多，如無機鹽表面活性劑、無機半導體、有機半導體、高聚物以及電解質高分子成膜物等等。

　　（5）靜置

　　經輸油管注入容器、貯罐的液體能帶入一定量的靜電荷，根據同性相斥的原理，液體內的電荷將向器壁、液面集中泄漏消散，而液面電荷經液面導向器壁進而泄入大地，此過程需一定時間。如向燃料罐裝液體，當裝到罐容積90 %的空間時停泵，液面電壓峰值常出現在停泵后的5～10 s以內，然后電荷逐步衰減，該過程需70～80 s。因此，不允許停泵后馬上檢尺、取樣。小容積槽車裝完1～2 min后即可取樣，對于大貯罐則需要待含水完全沉降后才能進行檢尺工作。

　　（6）防止人體帶電

　　在有火災、爆炸危險的場合，操作人員不要穿化纖衣服，宜穿布底鞋或導電的膠底鞋；工作地面應采用導電性能好的水泥地面或采用導電橡膠的地板。

　　（7）控制和消除易燃易爆物質

　　防雷防靜電措施

　　在能產生靜電的場合，要采取控制和消除或減少能被靜電火花引燃的物質。

　　1）在可能產生和積累靜電的工藝過程中，在工藝或作業允許的條件下，盡量用不燃或難燃材料代替可燃材料，如用危險性小的三氯乙烯、四氯化碳代替汽油、煤油洗滌設備或設備的零、部件。再如為洗滌油脂，可采用苛性鉀、苛性鈉、碳酸鈉等不燃的洗滌劑。

　　2）千方百計地密閉設備和管道，防止滴、漏、跑、冒可燃氣體、易燃和可燃液體蒸氣以及粉體類易燃物料。

　　3）采用通風措施，保持一定的空間內不至于形成爆炸性混合物或沉積可燃性粉塵。

　　4）在有火災爆炸危險的設備內充入惰性介質，以稀釋可燃物，防止形成爆炸性混合物等。