施工现场临时用电安全技术(2005)要点（下）(2)

⑥加工废料和施工材料堆场要远离电气设备和线路，不 得有任何接触。

机械损伤防护不仅仅是防止电气设备受到损伤，而且由于它与触电和电火有联系，所以也是一种人身安全防护和财产损失防护。

4.电磁感应及静电防护 ?电磁感应防护

这里所谓电磁感应防护是指对因强电磁辐射在高大建筑机械或高架金属设施上产生有害对地感应电压，并导致人体触电的防护。

电磁辐射实质上就是源于波源的不断交替产生的变化电场和变化磁场由近及远的间递传播。这种随时间变化并在空间传播的电磁场称为电磁波，在存在电磁辐射的空间，当辐射电磁波遇到金属物体，例如高大建筑机械时，就会在金属物体上感应产生电场，而感应电场在金属体内的积分效应即形成电动势，如果金属体在感应电场的方向上是开口的，则在开口两端就会呈现电压，这种因电磁辐射而产生的感应电压是一种高频感应电压，其大小或高低与电磁辐射（电磁波）的强度有关，辐射电磁波越强，产生的高频感应电压也就越高。当塔式起重机在电台或其它强电磁波源附近工作时，有时吊钩或吊绳与大地之间会呈现一种对地电压，人手接触时有麻电感觉，这就是上述高频感应电压所致。此外，钢管脚手架等各种高架金属设施也会因电磁辐射波的电磁感应，在钢管脚手架等各种高架金属设施的顶端和底端（通常是地面或者是地面上的支撑物）之间也会因电磁辐射波的电磁感应效应而呈现高频感应电压。与塔式起重机不同，人体的两部分往往很难，甚至不可能同时接触钢管脚手架或者高架金属设施的顶端和底端。因此，在钢管脚手架或各种高架金属设施上进行施工作业的人员往往不会有高频触电的感觉。

需要指出，这种由电磁辐射感应产生的电场是一种涡旋电场，它不是由电荷产生的所谓静电场。在静电场中，任何带电物体上集聚的静电（不论是正电荷还是负电荷）均可以通过将带电体接地中和消除，而这种以涡旋电场形式存在的高频感应电是不能靠接地消除的。例如，塔式起重机虽然已经作了接地，但是它的吊钩或吊绳，以及机体呈现的对地电压，不会因其机体接地而消失。

消除有害电磁感应的有效办法就是采取所谓电磁屏蔽措施，例如许多电子器件和电子装置，为了防止其周围空间杂散电磁波对其正常工作状态的影响，常常包上一层铁质或其它金属外皮，用以阻挡或削弱外界电磁波的透入，以防止外界电磁波对其正常工作状态的电磁干扰。但是，在施工现场对塔式起重机等高大建筑机械和钢管脚手架等高架金属设施实施电磁屏蔽是不现实的，也就是说企图通过电磁屏蔽来消除强电磁感应的危害是难以实施的。通常，为了防止强电磁波辐射在塔式起重机吊钩或吊绳上产生对地电压的危害，可采取以下防护措施：

①地面操作者穿绝缘胶鞋，戴绝缘胶皮手套。

②吊钩用绝缘胶皮包裹或吊钩与吊绳间用绝缘材料隔 离。

③挂装吊物时，将吊钩挂接临时接地线。 ?静电防护

静电是相对静止电荷的简称。自然界的电荷分为正电荷和负电荷两类性质截然相反的电荷。它们都来源于组成物质的最小单元－原子。在正常情况下原子中

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的正、负电荷电量因大小相等而中和，因而不显电性，而呈中性。如果因某种原因或用某种方法使中性原子中的正、负电荷量发生相对变化，例如获得一些负电荷（电子－负电荷最小粒子）或失去一些负电荷，则其对外就分别显示负电性或正电性，而成为负电荷或正电荷，这就是静电的形成。

实际上，产生静电的原因和方法很多，最典型、最常见的方法就是摩擦起电。除此以外，还有诸如静电感应，电磁感应（发电机），化电效应（化学电池，如干电池、蓄电池等），热电效应（热电偶），光电效应（光电元件）等。在自然界中摩擦起电的例子到处都有，例如天空中带电的雷云，就是云层与空气之间因摩擦而形成的；在日常生活中，当你在黑暗处脱掉化纤类内衣或毛衣，并与身体皮肤或头发接触时，会有丝丝声和闪亮的金星出现，这实际上就是摩擦生电现象。在施工现场里，可能在某些场合，某些设备上也会产生静电。例如在传送带与传送轮之间，会因摩擦而在传送带和传送轮上产生不同性的电荷（正电荷和负电荷）；在塔式起重机、物料输送机等所有具有转轴的建筑机械上，其转轴与轴套之间由于油泥的存在，也会因摩擦而在转轴和轴套上产生不同性的电荷。所以静电的产生是客观的。

静电聚集到一定程度，就会对人体构成危害，因为当人体接触到带静电的物体时，就会有电荷在人体和带电体之间瞬间转移，转移的过程人就会有感觉，例如针刺、麻、以至身体颤抖等，依静电的聚集量和转移程度而不同。

为了消除静电对人体的危害，通常的方法是将能产生静电的设备或其相关部位接地，使其所带静电被大地中的异性电荷中和掉，并使接地部位与大地保持等电位（地电位）。这样一来，即使人体接触到产生静电的设备或其相关部位，也不会有因电荷转移而带来的诸如针刺、麻、以至身体颤抖等触电感觉。

所以《规范》规定，在有静电的施工现场内，对聚集在机械设备上的静电应采取接地泄漏措施。为了保障防静电接地的效果，依据现行国家标准《防止静电事故通用导则》，结合施工现场实际，《规范》规定了防静电接地的接地电阻限值，即每组专设的防静电接地体的接地电阻值一般不应大于100Ω，在高土壤电阻率地区也不应大于1000Ω。

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六、防雷

1.雷电的形成及其危害 ? 雷电现象 大家知道，地面上的水经蒸发形成水雾，水雾升入天空聚集在一起就形成云，所以说云就是密集在大地上空的水雾。 天空中的云层在上、下气流的强烈摩擦和碰撞下会带有正电荷或负电荷，这种带电的云称为雷云。当雷云中的电荷逐渐聚集增加，并使其周围空气中的电场强度达到空气的击穿强度值及以上时，空气的介电（绝缘）性能就会遭到破坏，这时在正、负雷云之间或雷云与大地之间就会发生强烈的放电现象。这种雷云放电现象就称为雷电现象。

?雷电的形成过程

雷电依据形成和危害方式、过程不同分为直击雷和感应雷两种。

①直击雷的形成过程

雷云对大地放电称为直击雷。所以，直击雷的形成过程就是雷云对大地的放电过程。

雷云对大地的放电过程开始于雷云所带电荷的电场对大地的静电感应。由于雷云电荷电场的静电感应，使雷云下面的大地以及地面上具有导电性的物体（例如各种金属物体）出现与雷云电荷符号相反的异性电荷，如图6－1－1所示。这样一来，相当于在雷云和大地之间形成了一个巨大的空间充电电容器。并且在这个雷云和大地之间形成的空间充电电容器中，形成了一个以空气为介质的空间电场，这种空间电场一般来说不是均匀电场，而是因局部受地面突出物影响而被畸变了的不均匀空间电场。

雷云雷电先导迎雷先导导体地面 图6－1－1 直击雷的形成过程

雷云中的电荷分布是不均匀的，在雷云中形成多处聚集中心。当雷云中任一电荷聚集中心处的电场强度达到25～30kV/cm时，就会使周围空气被击穿，形成空间游离区，并由雷云向大地迅速发展，逐渐形成一个导电通道，这叫做雷电

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先导。雷电先导进展到离地面的高度约为100～300m时，地面因静电感应而聚集的与雷云电荷符号相反的异性电荷便更加集中，特别是易于聚集在较突起或较高的地面突出物的尖端上，且使其周围空气游离，形成迎雷先导，并向空中的雷电先导快速接近。当二者接触时，地面的异性电荷经过迎雷先导通道与雷电先导通道中的电荷发生强烈中和，出现极大的电流，闪光和雷鸣同时相伴而生，这就是雷电的主放电阶段。主放电阶段存在的时间极短，一般约为50～100μs，但主放电电流却可达几百千安。当主放电完成以后，雷云中剩余电荷沿着主放电通道继续流向大地，这一阶段的放电电流约为数百安，该阶段称为放电的余辉阶段，一般能持续约0.03～0.15s。

②感应雷的形成过程

当雷云经过输电线上空时，由于受雷云电荷电场的感应，输电线上靠近雷云的部分便密集了与雷云电荷符号相反的大量异性电荷，如图6－1－2所示。

雷云 输电线 地面 图6－1－2感应雷的形成过程

如果该雷云与附近带异性电荷的雷云之间发生放电，或该雷云与地面发生放电，则该雷云中的电荷将被中和，其周围电场随之消失。此时输电线上高度密集的电荷将因电场束缚消失和同性电荷排斥力而迅速向输电线两端散开，形成对地电压幅度很高，但作用时间

极短的所谓感应雷电波，亦

kAI称大气过电压波。

直击雷的雷电流波

70?和感应雷的雷电压波都属于

60???冲击波。例如，在绝大多数

50?情况下，雷电流波波形可形

40?象地如图6－1－3所示。图

30???中为斜角波头雷电流波形，

20?横轴表示雷电流持续时间，10?以微秒计；纵轴表示雷电流?t值，以千安计。从图中可以

0?4??5?10??15?20?25?30?35??w?ts看出，雷电流在4?s极短的时间内 图6－1－3斜角波头雷电流波波形 迅速增长到幅值(约60kA)，这一段波形习惯上称作波头，用时间段?t(?s)表示；而把雷电流从波幅降至1/2波幅约30kA一段的波形称作波尾，用时间段?w(?s)

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表示，一般波尾延续约数十微秒。包括波头、波尾全过程的波形就是表达雷电流特征的雷电流波形。雷电流（或雷电压）冲击波的特征一般用波幅值(kA)、和波头（?s）对波尾（?s）的比值来表达,如图6－1－3所示斜角波头雷电流冲击波可近似表达为60kA?435?s。

?雷电的危害 ①直击雷的危害 直击雷主放电时，集聚在雷云中的大量电荷通过主放电通道，瞬间泄入大地，形成强大的雷电流（一种冲击电流）。强大的雷电流通过地面上的被击物，产生了具有极大破坏作用的综合性效应：

a.其一，直击雷发生时，几百万伏的冲击电压对人体会造成十分危险的电击危害，特别是当直击雷主放电通道即使没有经过人体，但却靠近地面上的人体时，人体也会受到危险的电击危害。

b.其二，直击雷发生时，数十千安雷电流的热效应会严重烧毁被击物，如果被击物体或其临近的物体属于易燃易爆物，还会引发电气火灾。

?sc.其三，直击雷发生时，瞬间强烈放电引起的空气急剧膨胀会产生巨大的机

械破坏力，损坏被击物和邻近设施。

由此可见，直击雷的危害是十分严重的，作为直击雷本身虽然无法消除它，但其危害却是可以设法避免或减轻的 ②感应雷的危害

感应雷电波具有很高的电压幅值，当其沿输电线侵入变、配电装置时，如果这些装置的绝缘耐压水平低于雷电侵入波的幅值，则其绝缘将被击穿，设备将被烧毁，还能引起大面积停电和电气火灾事故。可见感应雷电侵入波的危害也是巨大的。

对于施工现场而言，虽然两种雷电危害都可能遇到，但实际上危害最大的是直击雷。因为其供电电源方面的变、配电装置通常已设置了防感应雷电波侵入危害的避雷装置，感应雷电波侵入施工现场供配电系统的可能性很小，只是在施工现场设置专用变电所时才需要和对待直击雷一样，考虑其综合防护问题。

2.防雷措施

雷电是一种破坏力，危害性极大的自然现象，要想消除它是不可能的，但消除其危害却是可能的。即可通过设置一种装置，人为控制和限制雷电发生的位置，并使其不至危害到需要保护的人、设备或设施。这种装置称作防雷装置或避雷装置。

?防雷部位的确定

参照现行国家标准《建筑物防雷设计规范》，《规范》规定施工现场需要考虑防直击雷的部位主要是塔式起重机、物料提升机、外用电梯等高大机械设备，以及钢管脚手架、在建工程金属结构等高架金属设施，并且其防雷等级可按三类防雷对待。而防感应雷部位的规定，通常是当设置现场变电所时，在变电所的进、出线处。

按照《规范》的规定，对于施工现场防直击雷而言，不是上述所有设备都必须设置防雷装置，而是首先应考虑邻近建筑物或设施是否有防直击雷装置，如果邻近建筑物或设施有防直击雷装置，则要判断它们是在其保护范围以内，还是在其保护范围以外。如果施工现场的起重机、物料提升机、外用电梯等机械设备，

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