導靜電接地裝置在油罐車中的應(yīng)用

王瀟

（新疆特種設(shè)備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

導靜電接地裝置在油罐車中的應(yīng)用

王瀟

（新疆特種設(shè)備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

油罐車在國民經(jīng)濟發(fā)展及運輸行業(yè)有著不可替代的作用，油罐車的安全運輸也成為了安全監(jiān)督的重點。作為安全生產(chǎn)中重要手段的防靜電技術(shù)就成為油罐車安全運輸?shù)闹匾ＷC之一。油罐車的常用防靜電技術(shù)，一般就指靜電接地技術(shù)。闡述和總結(jié)了油罐車防靜電技術(shù)的原理、技術(shù)路線等問題。

油罐車；防靜電；技術(shù)

油罐車作為物流鏈的一個承載裝置，它既是原油供應(yīng)和運輸?shù)募~帶，也是國家原油及成品油的儲藏容器。油罐車在儲運的各環(huán)節(jié)都很容易與空氣產(chǎn)生摩擦，從而引起靜電荷的生成與積累。當靜電荷的量達到某一臨界值時，會以電火花的形式釋放出來，這就是靜電放電現(xiàn)象。而油罐車運載的往往是易燃易爆的危險液體，極易被電火花引燃釀成事故。用于防止油罐車靜電放電現(xiàn)象的技術(shù)主要是采用靜電接地裝置。

1 靜電產(chǎn)生及危害

1.1 靜電的產(chǎn)生

靜電產(chǎn)生的基本原理是物體的相互摩擦。如果兩種物質(zhì)的性質(zhì)不同，當它們相互摩擦或在緊密接觸后迅速分離，因為不同的物體對電子的吸引能力各不相同，因此電荷會在兩種物體間進行重新分配，又稱為電子的轉(zhuǎn)移。失去電子的物體呈現(xiàn)正電，而得到電子的物體帶負電。當這種帶電系統(tǒng)與大地之間沒有通路，就會在物體內(nèi)部或表面堆積，從而產(chǎn)生靜電荷。

1.2 靜電放電引燃條件

為了保持電中性，帶電體中的靜電荷必須以某種方式釋放出來，一般有兩個途徑：自然逸散和人工引導。靜電放電的實質(zhì)是一種熱能的轉(zhuǎn)化，局部溫度過高可以將易燃易爆物體迅速引燃，因此被認為是火災(zāi)和爆炸的原因之一。靜電的釋放是有條件的，它必須積累到某種程度才能具有足夠能量。此外，放電還要滿足一定的放電間隙要求；放電所釋放的能量必須大于可燃氣體或液體的臨界能量；如果爆炸物是混合性物質(zhì)，還需滿足其濃度要求。

油罐車的外殼表面由于涂了特殊的油漆，因此電阻率較高，表面堆積的靜電荷具有較好的放電條件。但如果需要引燃物體，則必須滿足靜電放電能量大于油罐內(nèi)容物的最小引燃能量，并且其濃度在特定的范圍內(nèi)。

1.3 靜電的危害

油罐車所運輸?shù)囊后w本身具有易燃易爆的特點，因此靜電的產(chǎn)生是具有較好的環(huán)境基礎(chǔ)。而靜電的堆積，給油罐車爆炸和釀成火災(zāi)埋下了一個嚴重的隱患。因此可以認為，油罐車事故的預(yù)防在很大程度上是靜電的防護工作。

2 油罐車儲運環(huán)節(jié)靜電的產(chǎn)生和積聚

2.1 油罐靜電

油品在罐體內(nèi)運動時，往往本身已經(jīng)攜帶了部分靜電荷，但是罐體一般是封閉的，內(nèi)部只存在極少的空氣，因此不會產(chǎn)生爆炸或起火。然而，當把帶有靜電荷的油品往罐體中注入時，油品中的電荷會產(chǎn)生積累效應(yīng)，使油面的電位升高。這個時候，如果罐體內(nèi)的空隙中有滿足爆炸濃度的混合物時，將很容易引發(fā)事故。因此一般理論認為，罐體內(nèi)的靜電荷主要來源于輸送系統(tǒng)，而靜電荷的放電爆炸事故則主要歸因于油罐內(nèi)空間的爆炸性混合氣體。

2.2 輸油管道靜電

輸送管道產(chǎn)生靜電的原理是油品與管壁的摩擦生電，即摩擦造成靜電的積累。油品一般具有電導小，絕緣性高等特點，因此靜電荷很難得到自然逸散或中和。管道內(nèi)徑越大，其摩擦面積也越大，油品的流動速度也越快，因此靜電荷的積累就越來越多。

2.3 公路油罐車的靜電

據(jù)統(tǒng)計，較嚴重的石油儲運靜電事故一般是公路油罐車和鐵路油罐車發(fā)生的。因此對于公路油罐車靜電的預(yù)防應(yīng)放在重中之重的位置。油罐車罐體內(nèi)的靜電大小和分布具有以下特點：對于電導率偏大的油品，其油罐車內(nèi)的電荷密度往往是均勻的，并且在電荷同性相斥的特性中，加上液體表面存在一定的張力，油品中的靜電荷會向油面積累，因此靜電荷一般在油品的表面位置上。當使用鶴管裝油時，由于管口末端形狀的不同，會造成電荷密度和點位的不同。有研究表明，應(yīng)該采用平口的形式。裝車時油位逐漸升高，因此油面電位也會隨之升高，而電位最高的位置是滿容積的一半至3/4處。罐體內(nèi)的液體流動是靜電產(chǎn)生的重要因素。

3 消除靜電危害的途徑和方法

3.1 消除靜電危害的途徑

消除靜電危害的途徑主要有：盡量避免靜電生成；若電荷已存在，應(yīng)想辦法將電荷導走，防止電荷積累；在靜電積累到一定程度前將其消除；破壞氣體混合條件，使之在爆炸條件范圍外。以上途徑中，最為關(guān)鍵的兩點是：一是要為靜電的泄漏或中和提供足夠好的條件；二是要盡量避免運輸過程中產(chǎn)生的靜電積累。

3.2 常用消除靜電危害的方法

一般來說，靜電接地是消除靜電危害的最經(jīng)濟最便捷的手段。靜電接地一般是通過金屬導線與大地接觸來實現(xiàn)的。油罐內(nèi)的靜電會通過導線傳到大地中，使電位降為0，從而避免了靜電的積累。油罐車的靜電接地裝置可以人為地為靜電和大地之間創(chuàng)造一個回路。

油罐車的靜電接地有一定的要求：以油罐體的外周長為標準，每30米獨立接地一次，而且要求接地的位置至少有兩處；接地裝置與油罐內(nèi)壁的距離不能小于三米。任意一個油罐的獨立接地線不能少于兩處，而且不能采用串接形式。如果接地裝置與防感應(yīng)雷裝置共用，則必須接一個小于10Ω的接地電阻。油罐上必須有靜電消除扶手。另外，接地導線最好使用外徑大于6mm2的軟銅線。

3.3 消除產(chǎn)生靜電的附加源

消除靜電附加源主要有三種方法。首先，由于油品水分過多或油品混合時候融入壓縮空氣時，靜電產(chǎn)生概率會變大。所以油品在運輸和存儲過程中應(yīng)極力避免水分和空氣的混入，并且要求不同的油品分開儲運。其次，油罐或管道內(nèi)的雜質(zhì)也是生成靜電的重要因素。所以，油罐和管道內(nèi)的雜質(zhì)要及時清理。最后，作業(yè)前必須使用導靜電繩來對油品做采樣分析，采樣繩末端與罐體都要保證與大地相接。

3.4 人身靜電的預(yù)防

油罐車靜電防護的另一個方法是人身靜電的防護。眾所周知，人在運動或穿衣服時都很容易產(chǎn)生靜電，而這些靜電所釋放的能量都滿足油品爆炸的條件。因此，相關(guān)人員在進入危險區(qū)域時應(yīng)該嚴格遵守操作規(guī)程，穿好專門的導電制服才能靠近危險區(qū)域。然而，衣服導電并不能完全保證靜電的消除，另一個重要條件是地面也應(yīng)具備導電條件。

4 油罐靜電接地檢測

目前油罐車和儲油罐區(qū)的靜電泄放已經(jīng)發(fā)展出多種具有工程應(yīng)用價值的方法，其中以接地環(huán)網(wǎng)方式的應(yīng)用最為廣泛，并且形成了業(yè)內(nèi)普遍認可的技術(shù)規(guī)范。在相關(guān)學者工程技術(shù)人員的實踐和研究下，現(xiàn)在還在不斷涌現(xiàn)出新的靜電接地裝置及檢測方法。其中之一就是雙阻測試法。其基本原理是使用目前最通用的接地電阻測試儀和鉗形電阻測試儀進行綜合設(shè)計，取長補短。新的靜電接電檢測方法結(jié)果更精確、效率更顯著、可靠性更強，使油罐車和儲油罐區(qū)的安全性大大提高。

4.1 三極法

三極法是我國最常采用的靜電接地檢測方法，它可以比較方便地完成接地電阻的測量。所謂三極是指接地體G、電壓極P 和電流極C，其中P極和C極處于同一直線上。電流極與接地極共同構(gòu)成電流回路，電壓極可以檢測接地電位的高低。但是在油罐儲罐區(qū)的接地環(huán)網(wǎng)中，三極法在某些特殊情況下會出現(xiàn)誤檢，其使用受到了一定的限制。

4.2 雙阻測試法

雙阻測試法是在三極法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，因其同時使用了接地電阻和鉗形電阻兩種測試儀而得名。接地電阻的測試是通過兩根接地極埋入地下完成的，兩根接地極、待檢測設(shè)備與儀表共同組成回路，只要測量出回路的電壓值，就能簡單計算出電阻的大小了。這種方法實際上是借助大地形成回路實現(xiàn)電阻的間接測量。

鉗形電阻的測試與接地電阻不同，鉗形電阻測試儀的鉗口包括電壓線圈和電流線圈，前者充當一個穩(wěn)壓電源，在被測回路上生成感應(yīng)電壓，然后生成感應(yīng)電流，通過對這個感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流的檢測，就能計算出電阻的大小。鉗形電阻測試實際上通過電流回路來實現(xiàn)電阻檢測的。

接地電阻測試法和鉗形電阻測試法有著自己的適用場合，它們各有優(yōu)點和缺點，在某些場合上不但不能完成檢測任務(wù)，反而有可能得出錯誤的結(jié)論，所以這兩種方法并不是通用的。但兩者之間可以結(jié)合使用，達到相對通用并提高檢測精度的目的。這就是雙阻測試法。

雙阻測試法只需三個步驟即可完成檢測：（1）采用接地電阻測試儀測量接地環(huán)網(wǎng)的靜電接地電阻并直接得到其大小。（2）采用環(huán)形電阻測試儀測量各節(jié)點靜電接地是否處于某個通路之中，通過儀表顯示即可做出判斷。（3）當某處靜電接地出現(xiàn)故障時，將靜電接地的接卡斷開，并進行獨立的檢查，即可判定故障點所在的位置。

雙阻測試法與傳統(tǒng)的三極法相比有著獨特的優(yōu)勢：首先，該方法無需將靜電接地一一拆出，節(jié)省了大量的人力物力，節(jié)約了檢測成本，提高了檢測效率；其次，該方法可靠性極高，避免了接地電阻測試法和鉗形電阻測試法的各自缺陷，綜合了它們的優(yōu)點，使檢測精度更高，結(jié)果更可靠；最后，該方法只需對靜電接地的回路進行檢測即可查找出故障點，操作方便快捷，實施起來十分容易。

5 結(jié)語

油罐車是油品儲運的重要一環(huán)，一旦發(fā)生事故將會帶來災(zāi)難性的后果，給個人、企業(yè)和社會造成嚴重損失。而靜電作為重要的安全隱患之一，已受到各企業(yè)的高度重視。本文介紹了靜電產(chǎn)生機理及其危害，分析了油罐車儲運環(huán)節(jié)靜電的產(chǎn)生和積聚過程，闡述了一些常用的消除靜電危害的方法，并提出了油罐靜電接地檢測方法，這對于油罐車靜電防護工作是很有幫助的。

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TE88

A

1671-0711（2017）07（上）-0214-02