油庫(kù)接地及防靜電設(shè)計(jì)

李程

摘要：油是一種易燃易爆品，運(yùn)輸過(guò)程中的靜電、雷電環(huán)境中的大電流，都容易引發(fā)爆炸現(xiàn)象。油庫(kù)區(qū)，作為油品存儲(chǔ)的區(qū)域，被劃分為一級(jí)防爆保護(hù)區(qū)。所以，油庫(kù)區(qū)對(duì)防雷、防靜電的設(shè)計(jì)、施工及維護(hù)要求極高。本文對(duì)油庫(kù)的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)論述，構(gòu)建了一個(gè)相對(duì)全面有效的雷電防護(hù)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：油庫(kù);防靜電;接地。

1靜電及雷電對(duì)油庫(kù)區(qū)的危害

1.1靜電對(duì)油庫(kù)的危害

靜電是在一定的空間、容器或表面上存在的正負(fù)電荷的代數(shù)和，它與電流的區(qū)別是，靜電處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，可以長(zhǎng)時(shí)間保持。油品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸等過(guò)程中，不可避免會(huì)發(fā)生攪拌、沉降、搖晃、及流動(dòng)等接觸、摩擦、分離的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生靜電。靜電火花是火源的一種，靜電積聚到一定程度，會(huì)在空間放電，為爆炸和火災(zāi)危害，埋下了隱患。

靜電的多少不僅取決于靜電的產(chǎn)生，還取決于靜電的消散。除生產(chǎn)工藝外，從電氣角度考慮，可以做好庫(kù)區(qū)的靜電接地與跨接，做好人體防靜電措施，以減少靜電隱患。

1.2雷電對(duì)油庫(kù)的危害

直擊雷對(duì)油庫(kù)的損害，主要是它的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，直擊雷會(huì)產(chǎn)生大電流，造成建筑物損壞、破壞設(shè)備、危害人身安全。

閃電電涌侵入，主要是雷擊輸電線路、金屬管道等部分，雷電沖擊波會(huì)沿著管道流動(dòng)，會(huì)燒毀電氣系統(tǒng)的元器件，引發(fā)火災(zāi)，直接威脅輸油管線及儲(chǔ)罐內(nèi)油品的安全;雷電沖擊波也會(huì)沖擊損壞弱電系統(tǒng)的終端設(shè)備，影響油庫(kù)及上下游管線的生產(chǎn)作業(yè)。

閃電放電，產(chǎn)生在附近的導(dǎo)體的靜電感應(yīng)雷電，可能會(huì)使金屬零件之間產(chǎn)生火花放電，嚴(yán)重威脅了油庫(kù)的安全。

雷電反擊，當(dāng)雷電流到地上，在引入線、接地體和連接到它們的金屬導(dǎo)體上，會(huì)產(chǎn)生很高的電壓，高壓閃絡(luò)到周圍的其它物體。

2油庫(kù)對(duì)接地的相關(guān)要求

大地是泄放電流的最好場(chǎng)所，感應(yīng)雷、靜電綜合防護(hù)的第一道措施，就是可靠接地。

國(guó)標(biāo)《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：石油庫(kù)的低壓配電系統(tǒng)接地形式應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)。如果在爆炸性環(huán)境中引入TN-C系統(tǒng)，正常運(yùn)行情況下，中性線存在電流，可能會(huì)產(chǎn)生火花引起爆炸，因此在爆炸危險(xiǎn)區(qū)中，只允許采用TN-S系統(tǒng)，保證PE保護(hù)線上無(wú)電流通過(guò)，用電設(shè)備的金屬外殼對(duì)地沒(méi)有電壓。

國(guó)標(biāo)《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：易燃液體的泵房（棚）的防雷應(yīng)按第二類防雷建筑物設(shè)防?！妒突ぱb置防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：金屬罐體應(yīng)做防直擊雷接地，接地點(diǎn)不少于兩處，并應(yīng)沿罐體周邊均勻布置，引下線的間距不應(yīng)大于18m。

3 分區(qū)域設(shè)計(jì)

石油庫(kù)主要可劃分為四大區(qū)域：卸油棧橋、儲(chǔ)油區(qū)域、發(fā)油區(qū)域，輔助生產(chǎn)區(qū)。各個(gè)區(qū)域間，通過(guò)輸油管道將其連接在一起。

（1）卸油棧橋。棧橋上設(shè)有卸油鶴管、橋下有架空的金屬油管、兩側(cè)有提供作業(yè)照明的投光燈塔。

對(duì)于棧橋的防直擊雷措施，可以利用棧橋四周的金屬護(hù)欄作為接閃帶，并保證金屬護(hù)欄與平臺(tái)鋼架結(jié)構(gòu)立柱內(nèi)的鋼筋做可靠的電氣連接，從而利用立柱作為防雷引下線，并與接地環(huán)網(wǎng)做可靠連接。

鐵路油品裝卸設(shè)施的鋼軌、輸油管道、鶴管、鋼棧橋等應(yīng)做等電位跨接并接地，且跨接點(diǎn)的間距不應(yīng)大于20m，每組接地電阻不應(yīng)大于10歐姆。

各種金屬管道的法蘭盤和閥門的連接處，應(yīng)用金屬跨接線。對(duì)有不少于5根螺栓連接的法蘭盤，在非腐蝕性環(huán)境下，可以不用跨接，但之間應(yīng)構(gòu)成電氣通路。

供作業(yè)照明的投光燈塔，采用防爆型，金屬塔體要做為接地，接地電阻不大于10歐姆。棧橋的上橋扶梯入口處，要設(shè)置消除人體靜電的裝置。

（2）儲(chǔ)油區(qū)域。本區(qū)域主要是大型金屬油罐。油罐間用1m左右的隔堤，分開不同的防火區(qū)。

對(duì)于浮頂油罐或內(nèi)浮頂油罐，且頂板厚度大于或等于4mm的金屬油罐，可以不設(shè)置避雷針，浮頂與罐體用兩根不小于25平米的軟銅復(fù)絞線可靠連接。油罐四周分布接地干線和接地支線。油罐的接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處，接地點(diǎn)沿油罐周長(zhǎng)的間距不宜大于30米，接地電阻不宜大于4歐姆，通過(guò)接地點(diǎn)，將雷電流引入大地。

對(duì)于外浮油罐或頂板厚度不足4mm的油罐，為了有效的避免罐頂遭到雷擊，需要在罐區(qū)四周設(shè)立獨(dú)立的避雷針，根據(jù)“滾球法”參考罐體的高度等數(shù)據(jù)，計(jì)算避雷針的安裝高度，使儲(chǔ)油罐處在避雷針的有效保護(hù)范圍之內(nèi)，通過(guò)避雷針將雷電流引入地下，防止雷電直接擊中罐頂。在此過(guò)程中，我們應(yīng)注意將避雷針的接地與整個(gè)庫(kù)區(qū)的整體接地相分離，并保持一定的距離，以防避雷針引雷入地后，造成對(duì)周圍設(shè)備建筑的反擊。

此外，輸油管道進(jìn)入油罐區(qū)時(shí)，需要設(shè)置金屬油管接地點(diǎn);油罐的上罐扶梯入口處，要設(shè)置消除人體靜電的裝置。

（3）發(fā)油區(qū)域。本區(qū)主要設(shè)備是發(fā)油泵和輸油管道。

地上或管溝敷設(shè)的輸油管道的始端、末端、分支處以及直線段每隔200～300m處，設(shè)置防靜電和防感應(yīng)雷的接地裝置。防靜電接地裝置可與防感應(yīng)雷的接地裝置合用，接地電阻不宜大于30歐姆，接地點(diǎn)宜設(shè)在固定管墩處。平行敷設(shè)的工藝金屬管道其凈距小于100mm時(shí)，應(yīng)用金屬線跨接，跨接點(diǎn)的間距不大于30米;管道交叉處凈距小于100mm時(shí)，也應(yīng)用金屬線跨接。少于5個(gè)連接螺栓的金屬管道的法蘭盤連接處，戶內(nèi)應(yīng)用10mm2裸軟銅絞線跨接，戶外應(yīng)用16mm2裸軟銅絞線跨接，保持電氣貫通。

發(fā)油泵的鶴管連接處、量油口、透氣口等處，包括油泵本身，均需與防雷防靜電接地網(wǎng)做好可靠連接。

發(fā)油區(qū)域的汽車罐車或灌桶設(shè)施，應(yīng)設(shè)置與罐車或灌桶跨接的防靜電接地裝置。移動(dòng)式的接地連接線，宜采用帶絕緣護(hù)套的軟導(dǎo)線，通過(guò)防爆開關(guān)，將接地裝置與液體裝卸設(shè)施相連。

（4）輔助生產(chǎn)區(qū)。本區(qū)主要是各種單體建筑，建筑內(nèi)有輸油泵、消防泵、控制柜等設(shè)備。

單體建筑一般為380V電纜進(jìn)線，雷電流容易跟隨電纜線路，由室外流入室內(nèi)電氣設(shè)備，造成設(shè)備損壞。因此，需要在入戶配電柜/箱處，設(shè)置防雷電流進(jìn)入的浪涌保護(hù)器，用來(lái)限制瞬態(tài)過(guò)電壓和沖擊電流泄漏。建議最大防護(hù)電流不小于200kA/相，限制電壓不大于950V，響應(yīng)時(shí)間不大于3ns。

進(jìn)出建筑的電纜（頭）金屬外皮（殼）、電纜保護(hù)管、輸油管道保護(hù)管以及所有金屬構(gòu)件、電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼，均需可靠接地。

爆炸環(huán)境的單體建筑按二類防雷建筑設(shè)計(jì)，采用Φ12熱鍍鋅圓鋼在屋面組成不大于10x10或12x8的網(wǎng)格作接閃器。利用建筑物鋼筋混凝土柱內(nèi)的4根不小于Φ12的結(jié)構(gòu)主筋，且不少于10根柱子組成自然引下線，引下線間距不大于18m。結(jié)構(gòu)主筋上端與避雷帶可靠焊接，下端通過(guò)室外距地0.5m處預(yù)埋暗裝的接地電阻測(cè)試點(diǎn)，與室外接地網(wǎng)可靠焊接。室外接地網(wǎng)采用40x4鍍鋅扁鋼，埋深均不小于1m。以上各處鋼筋，均采用熱鍍鋅材料。聯(lián)合接地電阻不大于4歐姆。若測(cè)量不滿足要求，補(bǔ)打人工接地極或采取相應(yīng)的降阻措施。

有爆炸危險(xiǎn)的建筑物入口處，要設(shè)置消除人體靜電的裝置。

4 總結(jié)

隨著我國(guó)石化行業(yè)的全球化發(fā)展，石油物資的運(yùn)輸、存儲(chǔ)壓力劇增，這對(duì)石油的儲(chǔ)運(yùn)安全提出了更高的要求。雷電和靜電問(wèn)題，是油庫(kù)區(qū)產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸事故的重要因素，因此，開展油庫(kù)區(qū)的防雷防靜電措施的研究，對(duì)提高油料儲(chǔ)運(yùn)安全水平具有重要的理論與實(shí)際意義。

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