淺談爆炸性氣體危險環(huán)境的電氣設計

滕瑩 賀銳

【摘要】近幾年來，隨著國民經(jīng)濟的快速增長，石油、化工、紡織、電力、燃氣、核能等行業(yè)的應用日益廣泛。隨之而來，也出現(xiàn)了一些火災爆炸事故。避免這種災難的發(fā)生，除了科學合理的日常管理、規(guī)范的操作，安全的電氣環(huán)境也尤為重要。

【關鍵詞】爆炸性氣體危險環(huán)境 安全 電氣設施 接地 電氣設計

火災爆炸危險建筑物必須有一個安全可靠的電氣環(huán)境，“電氣設計”尤為關鍵。在電氣設計中，我們應該著重考慮以下幾個方面的問題：

一、 供電電源

1、供電電源應依據(jù)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》的規(guī)定，做好本建筑物負荷等級的分類，并設計相應合理、可靠的供電電源。

2、在爆炸性氣體危險環(huán)境內(nèi)的電力、照明線路的絕緣導線和電纜的額定電壓，不應低于電源線路的額定電壓，且不低于500V。

3、工作中性線的絕緣額定電壓應與相線電壓相等，應在同一護套或管子內(nèi)敷設。

4、接地系統(tǒng)宜采用TN-S系統(tǒng)，照明類電氣裝置的敷設導線為3根線（L1/L2/L3、N、PE），動力類電氣裝置的敷設導線為5根線（L1、L2、L3、N、PE）。

二、 供電線路

1、 導體的材質(zhì)應采用銅導體。

2、 嚴禁使用絕緣電線明敷設或穿塑料管敷設。

3、 環(huán)境內(nèi)使用的電纜宜為干絕緣電纜。電纜不應有分支或中間接頭（Ⅱ類危險場所除外），電纜敷設宜采用支架安裝或電纜橋架安裝，不宜設置在電纜溝內(nèi)；若必須設置在電纜溝內(nèi)，必須作好防止水或危險物質(zhì)進入電纜溝內(nèi)。

4、 Ⅰ類、Ⅱ類危險場所內(nèi)，穿鋼管敷設的電氣線路，在進入電氣設備接頭部件時，應裝設隔離密封裝置。但電氣設備的接頭部件已自帶隔離密封裝置，則不須再加隔離密封裝置。

5、 敷設電氣線路的溝道、電纜或鋼管，在穿過不同場所之間樓板或墻面處的孔洞時，應用非燃燒材料嚴密堵塞。

6、 為了防止腐蝕，鋼管連接的螺紋部分應涂刷鉛油或磷化膏，在可能凝結冷凝水處，管線上應裝設排除冷凝水的密封接頭；與電氣設備的連接處，宜采用防爆撓性連接管，鋼管應采用低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管。

三、 電氣裝置

1、 應根據(jù)危險區(qū)域的劃分，選用防爆電氣裝置（電動機、燈具、插座、配電箱）的級別和組別，且不應低于相應安裝環(huán)境的組別和級別；當存在有兩種以上易燃性物質(zhì)形成的爆炸性氣體混合物時，應按危險程度較高的級別和組別來選用防爆的電氣設備。

2、 在滿足生產(chǎn)工藝的前提下，電氣裝置應安裝在沒有爆炸危險性或爆炸危險性較小的環(huán)境內(nèi)。

3、 不宜采用攜帶式電氣設備。

4、 爆炸危險區(qū)域內(nèi)的電氣設備，應符合周圍環(huán)境內(nèi)的化學的、機械的、熱的、霉菌以及風沙等不同環(huán)境條件對電氣設備的要求。電氣設備結構應滿足電氣設備在規(guī)定的運行條件下不降低防爆性能的要求。

四、 系統(tǒng)接地

1、 按有關電力設備接地規(guī)程規(guī)定不需要接地的下列部分，在爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)仍應進行接地：

①在不良導電地面處，交流額定電壓為380 V及以下和直流額定電壓為440 V及以下的電氣設備正常不帶電的金屬外殼；

②在干燥環(huán)境，交流額定電壓為127 V及以下。直流電壓為110 V及以下的電氣設備正常不帶電的金屬外殼；

③安裝在已接地的金屬結構上的電氣設備。

2、在爆炸危險環(huán)境內(nèi)，電氣設備的金屬外殼應可靠接地。爆炸性氣體環(huán)境l區(qū)內(nèi)的所有電氣設備以及爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)內(nèi)除照明燈具以外的其他電氣設備，應采用專門的接地線。該接地線若與相線敷設在同一保護管內(nèi)時，應具有與相線相等的絕緣。此時爆炸性氣體環(huán)境的金屬管線，電纜的金屬包皮等，只能作為輔助接地線。爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)內(nèi)的照明燈具，可利用可靠電氣連接的金屬管線系統(tǒng)作為接地線，但不得利用輸送易燃物質(zhì)的管道。

3、接地干線應在爆炸危險區(qū)域不同方向不少于兩處與接地體連接。

4、電氣設備的接地裝置與防止直接雷擊的獨立避雷針的接地裝置應分開設置，但可與裝設在建筑物上防止直接雷擊避雷針的接地裝置可合并設置；與防雷電感應的接地裝置可合并設置。接地電阻值應取其中最低值為宜。

5、 必須做等電位聯(lián)結，必要時還需要做輔助等電位聯(lián)結及局部等電位聯(lián)結。

6、 金屬兩部分連接處（金屬管之間、金屬管與接線盒之間）應做好跨接。

五、變、配電所和控制室

1、變電所、配電所和控制室應布置在爆炸危險區(qū)域范圍以外，當為正壓室時，可布置在1區(qū)、2區(qū)內(nèi)。

2、對于易燃物質(zhì)比空氣重的爆炸性氣體環(huán)境.位于l區(qū)、2區(qū)附近的變電所、配電所和控制室的室內(nèi)地面，應高出室外地面0.6 m。

六、防雷工程

嚴格遵照《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010的內(nèi)容，做好建筑物防雷等級的劃分，并確定需要設置的防雷裝置，而且防雷工程中所利用的金屬構件，均為鍍鋅產(chǎn)品。

七、靜電處理

特別在爆炸性氣體危險環(huán)境中，靜電的危害是非常危險的。靜電能量可變?yōu)闊崃?、聲音、光、電磁波等而消耗，但當這種放電能量較大時，就會成為火災、爆炸的“點火源”。所以我們要盡量消除生產(chǎn)環(huán)境中的靜電：

1、靜電接地

所有金屬裝置、設備、管道、貯罐等都必須接地。不允許有與地相絕緣的金屬設備或金屬零部件。各專設的靜電接地端子電阻不應大于100 Ω。金屬設備與設備之間、管道與管道之間，如用金屬法蘭連接，可不另接跨接線，但必須有兩個以上螺栓可靠連接。

2、重點防火防爆崗位出入口處應設人體導除靜電裝置。進入生產(chǎn)區(qū)域，工作人員必須用手接觸接地棒，以清除人體所帶有的靜電。

八、消防及安全

1、根據(jù)建筑物的性質(zhì)及用途，確定其消防等級，設計相應的消防措施。

2、配電系統(tǒng)盡量簡潔明了，一旦火災或爆炸事故發(fā)生時，盡量快速切斷電源，讓事故危害降低到最小。

3、掌握建筑物的泄爆方式，做好相應的電氣處理。

九、節(jié)能

1、 電力設施、電器元件（動力配電箱、照明配電箱、設備控制箱燈具、插座）、電氣線路盡可能布置在危險小或沒有爆炸危險的環(huán)境內(nèi)。

2、 滿足工藝的前提下，盡量減少防爆電氣設備及設施的數(shù)量。

3、 盡量縮短電氣設備的供電線路和控制線路。

為了保證爆炸性氣體危險環(huán)境的安全運行，除了有可靠的電氣設計之外，我們還應在施工時必須選用質(zhì)量合格的產(chǎn)品；工作人員必須按照章程正確操作；專業(yè)人員定期維護與檢修。這樣才能把爆炸性氣體危險環(huán)境的安全隱患降到最低。

【參考文獻】

[1]《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》北京，中國計劃出版社，GB50058-1992。

[2] 任元會等.《工業(yè)與民用配電設計手冊》[M].北京：中國電力工業(yè)出版社，2005。

[3] 陳延鏢等.《鋼鐵企業(yè)電力設計手冊》 [M].北京：冶金工業(yè)出版社，1996。

[4]《建筑物防雷設計規(guī)范》北京，中國計劃出版社，GB50057-2010。

[5]《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》北京，中國計劃出版社，GB50052-2009。

[6]《建筑物防雷設計規(guī)范》北京，中國計劃出版社，GB50057-2010。