李源媛（廣西工聯(lián)工業(yè)工程咨詢設計有限公司，廣西　南寧　530003）

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油庫電氣安全設計需注意問題的討論

李源媛（廣西工聯(lián)工業(yè)工程咨詢設計有限公司，廣西南寧530003）

由于油料性質(zhì)的特殊性，石油庫的安全事關重要。如果電氣設計不符合防爆要求，那么將成為油庫的不安全因素。本文從電氣系統(tǒng)的接地、防雷、電氣設備的選型、安裝等方面在設計中容易出現(xiàn)的一些問題進行了闡述。不足之處，懇請各位同行及專家提出寶貴意見。

石油庫；安全；電氣系統(tǒng)；防雷接地；爆炸危險區(qū)域

前言

近年來我國石油、化工行業(yè)發(fā)展非常迅速，隨著科學技術的飛速發(fā)展，各種新工藝、新設備、新方法不斷涌現(xiàn)，各種電氣設備的使用和更新?lián)Q代步伐也逐步加快。作為區(qū)內(nèi)化工行業(yè)甲級資質(zhì)的設計單位，我公司接到的石油庫設計任務也越來越多。

石油庫內(nèi)經(jīng)營的汽油、柴油、溶劑油、煤油等油料具有易揮發(fā)、易流失、易燃燒、易爆炸等特性，石油庫對防火防爆須采取高標準與嚴要求，保證其安全事關重大。設計首先就是非常重要的一個環(huán)節(jié)。在國家制定的針對行業(yè)相關標準規(guī)范如《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014）等，對電氣設備的選型、安裝、維護、系統(tǒng)接地與供電都做了詳細的規(guī)定；對我們的設計工作有很大的幫助，但在具體執(zhí)行中還存在一些問題。

石油庫電氣系統(tǒng)安全涉及防火、防爆、防觸電三大方面，主要由供電（變、配電所及發(fā)電機組）、輸電（輸電線路及附件）、用電設備、雷電、靜電以及雜散電流等子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)都涉及防爆安全問題。其中電氣線路的設計在國家規(guī)范及行業(yè)標準中有詳細規(guī)定，本文不再贅述。

1　電氣系統(tǒng)的接地

根據(jù)國標 《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014）第14.1.8條，其明確指出：石油庫的低壓配電系統(tǒng)接地形式應采用TNS系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是：整個系統(tǒng)的中性線N與保護線PE是分開的。正常情況下PE保護線上無電流通過，用電設備的金屬外殼對地沒有電壓，所以TN-S系統(tǒng)是最安全的，故應用在爆炸危險性較大或安全要求較高的場所。此外，石油庫中的油料在輸送過程中會產(chǎn)生大量的靜電荷，或雷電時因電磁感應或靜電感應也會再輸儲油設備上聚集大量的靜電荷，設計時也需考慮要有良好的接地裝置將靜電荷導入大地。

需要接地的范圍簡單來說有：所有電氣設備中，正常不帶電的金屬部分均須可靠的接地，如電機、變壓器、防爆燈具、開關等的底座和外殼，室外配電裝置的金屬構架、電力電纜的接線盒以及電纜的金屬外皮、穿線的保護鋼管等；雖不屬于電氣設備，但由于雜散電流、中性線電流等影響，可能發(fā)生跳火危險的設備，也應可靠接地。主要有：各種工藝管道、工藝設備、鐵軌、鶴管、金屬棧橋、輸油管及金屬油罐等。

2　防雷分類及防雷、防靜電措施

國標《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014）中第14.2.9條規(guī)定，易燃液體的泵房（棚）的防雷應按第二類防雷建筑物設防，對儲存易燃液體的鋼儲罐的防雷等級無明確規(guī)定。可以參考 《石油化工裝置防雷設計規(guī)范》（GB50650-2011）中5.5.1條，有關石油化工企業(yè)戶外罐區(qū)的防雷，其規(guī)定金屬罐體應做防直擊雷接地，接地點不應少于兩處，并應沿罐體周邊均勻布置，引下線的間距不應大于18m。此為二類防雷的要求。故在實際工程設計中，通常易燃油品儲罐區(qū)、易燃油品泵房按第二類防雷設計；其他輔助用房可按第三類防雷要求設計。

石油庫的防雷設計和一般防雷設計理論基本一致，但對規(guī)范的把握要求更加精準，確保安全。首先鋼油罐必須做防雷接地，且接地點不應少于兩處。接地點沿油罐周長的間距，不應大于18m，注意不是《石油庫設計規(guī)范》中規(guī)定的30m，設計應按更嚴格的規(guī)定），接地電阻不宜大于10Ω。另外，有關儲存易燃油品的鋼油罐是否需要另外增設接閃桿（網(wǎng)），根據(jù)《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014）可得出：

（1）應裝設接閃桿（網(wǎng)）：鋁頂儲罐和頂板厚度小于4mm的鋼儲罐。要求設置的接閃桿（網(wǎng)）應能保護整個罐體。

（2）不應裝設接閃桿（網(wǎng)）：壁厚大于或等于 4mm且裝有阻火器的地上臥式儲罐、頂板厚度大于或等于4mm的地上固定頂鋼儲罐、外浮頂或內(nèi)浮頂儲罐、存儲可燃油品的鋼儲罐。

電氣設計人員在設計時應明確幾個條件，首先該儲罐屬于存儲易燃油品還是可燃油品。根據(jù)易燃液體和可燃液體的概念可知：閃點在45℃及以下的為易燃液體，例如汽油；閃點在45℃以上的為可燃液體，如柴油；另外，有關該儲罐的材質(zhì)、厚度、采用固定頂形式還是浮頂形式等應向相關專業(yè)核實。

儲存甲、乙、丙A類油品的鋼儲罐，均應采取防靜電措施。鋼儲罐的防雷接地可兼作防靜電接地裝置。石油庫各裝置設施應采取的防靜電措施 《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014）相關章節(jié)均有詳細規(guī)定，但設計中較容易忽略的是：防雷防靜電接地電阻測試斷接接頭、消除人體靜電裝置、以及汽車罐車裝卸場地的固定接地裝置，不得設在爆炸危險1區(qū)。例如，汽車罐車裝卸區(qū)的防靜電接地裝置、消除人體靜電接地球，應距離裝卸口的距離大于1.5m詳見《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014附錄B）。

3　防爆電氣設備的選型

油庫內(nèi)經(jīng)營的易燃油品在儲運過程中不可避免的會逸出，油品蒸汽與空氣混合形成易燃的爆炸性混合物。電動機、電線電纜、變配電設備以及電氣儀表、照明等，因過負荷、絕緣破壞、接觸不良、漏電等，都可能成為爆炸性混合物的引燃引爆能源，如處理不當，將會造成嚴重后果。油庫的電氣設計中正確的選擇防爆電氣設備對于減少油庫的爆炸和火災事故有著十分重要的意義。

在進行爆炸危險環(huán)境電力裝置設計時，除了將正常運行時能發(fā)生火花的設備布置在爆炸性環(huán)境以外或盡量布置在爆炸危險性較小的區(qū)域，在應還滿足工藝生產(chǎn)及安全的前提下，盡量減少防爆電氣設備的數(shù)量。

防爆電氣設備的類型有隔爆型、增安型、本質(zhì)安全型、正壓型、充油型、無火花型等。其中隔爆型在設計和實際工程中被廣泛采用。所謂的隔爆型電氣設備，就是將可能產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的電氣零部件置于隔爆外殼內(nèi)，當隔爆外殼內(nèi)部產(chǎn)生電火花或爆炸時，不會點燃存在于隔爆外殼外部的爆炸性混合物的電氣設備。

設計人員在選擇防爆電氣設備的防爆型式和防爆防護等級時，應根據(jù)爆炸危險區(qū)域等級及爆炸危險物質(zhì)的類別、級別和組別來確定。即根據(jù)油品的理化性質(zhì)、生產(chǎn)作業(yè)特點、設備性能和配置情況等因素確定所在場所的爆炸危險等級，在選擇電氣設備的類別、級別、組別時，不應低于該環(huán)境下的爆炸危險級別。這需要與工藝專業(yè)密切的配合。《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058-2014）中對大部分生產(chǎn)中涉及的可燃性氣體和或蒸汽的爆炸性混合物的分級、分組有詳細的規(guī)定。同時需要注意的是，當所在場所存在兩種及以上易燃性物質(zhì)形成的爆炸性氣體混合物時，應根據(jù)危險程度較高的級別和組別選擇防爆電氣設備。

4　石油庫電氣設備的安裝

關于石油庫變配電所的設置，幾部規(guī)范都有所提及，但均有不同。根據(jù) 《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014）14.1.4條，10kV以上變配電裝置應獨立設置。10kV及以下變配電裝置的變配電間與易燃液體泵房（棚）相毗鄰時，應符合：①隔墻應為不燃材料建造的實體墻。②變配電間的門窗應在爆炸危險區(qū)域外。③變配電間的地坪應高于油泵房室外地坪至少0.6m。

《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058-2014）中對爆炸性環(huán)境的變配電所設置要求為：變電所、配電所（包括配電室，下同）及控制室，應布置在爆炸性環(huán)境以外，當為正壓室時，可布置在1區(qū)、2區(qū)內(nèi)。對于可燃物質(zhì)比空氣重的爆炸性氣體環(huán)境，位于爆炸危險區(qū)附加2區(qū)的變電所、配電所和控制室的電氣和儀表的設備層地面應高出室外地面0.6m。

石油庫的油泵房、泵棚等均為甲類、乙類廠房。《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2014）第3.3.8條提出：變、配電室不應設置在甲、乙類廠房內(nèi)或貼鄰，且不應設置在爆炸性氣體、粉塵壞境的危險區(qū)域內(nèi)。供甲、乙類廠房專用的10kV及以下的變、配電站，當采用無門、窗、洞口的防火墻分隔時，可一面貼鄰，并應符合現(xiàn)行國家標準 《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058）等標準的規(guī)定。條文解釋：如果生產(chǎn)上確有需要，可以設置一個專為甲類或乙類廠房服務的10kV及以下的變電站、配電站，在廠房的一面外墻貼鄰建造，并用無門窗洞口的防火墻隔開。條文中的“專用”，是指該變電站、配電站僅向與其貼鄰的廠房供電，而不向其它廠房供電。

綜合以上三部規(guī)范的規(guī)定，筆者認為，石油庫變配電所的設置可按以下要求：

（1）整個石油庫的總變配電所應單獨設置且應設置在爆炸危險區(qū)外，當實際條件限制時，只能設置在附加2區(qū)爆炸危險性場所，且室內(nèi)設備層地面應抬高0.6m及以上。

（2）不應在石油庫的甲、乙類生產(chǎn)場所及其爆炸危險區(qū)域范圍內(nèi)設變配電所。當條件限制必須設時，只能設該生產(chǎn)裝置專用的變配電所，且必須同時滿足：只能為10kV及以下電壓等級；只能在廠房的一面外墻貼鄰建造，并用無門窗洞口的防火墻隔開；必須為正壓室。

5　結束語

近幾年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，石油、化工行業(yè)發(fā)展十分迅速。針對日益凸顯的石化企業(yè)的安全問題，國家相關部委相繼頒布、制定或修訂了有關石油化工企業(yè)的各種標準、規(guī)范及規(guī)章制度。作為一名工程技術人員，除了在工作中需要不斷學習相關規(guī)范和標準，立足油庫現(xiàn)狀，采納吸收一些相關成熟的新技術、新方法外，還應時刻謹記安全第一的原則，收集各種相關規(guī)范和規(guī)定，當發(fā)現(xiàn)有不能兼顧之處，應采取更安全，更高要求的標準，保證工程質(zhì)量安全可靠。

［1］《石油庫設計規(guī)范》（GB50074-2014）.

［2］《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2014）.

［3］《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057-2010）.

［4］《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058-2014）.

［5］《石油化工裝置防雷設計規(guī)范》（GB50650-2011）.

［6］楊 藝，王 祥，齊永生.油庫電氣實用技術.中國電力出版社，2003.

［7］范繼藝.油庫防爆電氣設備.

李源媛（1982-），女，工程師，本科，主要從事工程設計工作。

TE972

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2095-2066（2016）13-0256-02

2016-4-22