油庫電氣安全設(shè)計(jì)需注意問題的討論

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

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油庫電氣安全設(shè)計(jì)需注意問題的討論

李源媛（廣西工聯(lián)工業(yè)工程咨詢設(shè)計(jì)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(guān)重要。如果電氣設(shè)計(jì)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(shè)備的選型、安裝等方面在設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的一些問題進(jìn)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(xiǎn)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(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新工藝、新設(shè)備、新方法不斷涌現(xiàn)，各種電氣設(shè)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(shè)計(jì)單位，我公司接到的石油庫設(shè)計(jì)任務(wù)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(biāo)準(zhǔn)與嚴(yán)要求，保證其安全事關(guān)重大。設(shè)計(jì)首先就是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在國家制定的針對行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50074-2014）等，對電氣設(shè)備的選型、安裝、維護(hù)、系統(tǒng)接地與供電都做了詳細(xì)的規(guī)定；對我們的設(shè)計(jì)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(jī)組）、輸電（輸電線路及附件）、用電設(shè)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(shè)計(jì)在國家規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)規(guī)定，本文不再贅述。

1　電氣系統(tǒng)的接地

根據(jù)國標(biāo) 《石油庫設(shè)計(jì)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(yīng)采用TNS系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：整個(gè)系統(tǒng)的中性線N與保護(hù)線PE是分開的。正常情況下PE保護(hù)線上無電流通過，用電設(shè)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(yīng)用在爆炸危險(xiǎn)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(huì)產(chǎn)生大量的靜電荷，或雷電時(shí)因電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)也會(huì)再輸儲(chǔ)油設(shè)備上聚集大量的靜電荷，設(shè)計(jì)時(shí)也需考慮要有良好的接地裝置將靜電荷導(dǎo)入大地。

需要接地的范圍簡單來說有：所有電氣設(shè)備中，正常不帶電的金屬部分均須可靠的接地，如電機(jī)、變壓器、防爆燈具、開關(guān)等的底座和外殼，室外配電裝置的金屬構(gòu)架、電力電纜的接線盒以及電纜的金屬外皮、穿線的保護(hù)鋼管等；雖不屬于電氣設(shè)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(xiǎn)的設(shè)備，也應(yīng)可靠接地。主要有：各種工藝管道、工藝設(shè)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(biāo)《石油庫設(shè)計(jì)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(yīng)按第二類防雷建筑物設(shè)防，對儲(chǔ)存易燃液體的鋼儲(chǔ)罐的防雷等級無明確規(guī)定?？梢詤⒖?《石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50650-2011）中5.5.1條，有關(guān)石油化工企業(yè)戶外罐區(qū)的防雷，其規(guī)定金屬罐體應(yīng)做防直擊雷接地，接地點(diǎn)不應(yīng)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。此為二類防雷的要求。故在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，通常易燃油品儲(chǔ)罐區(qū)、易燃油品泵房按第二類防雷設(shè)計(jì)；其他輔助用房可按第三類防雷要求設(shè)計(jì)。

石油庫的防雷設(shè)計(jì)和一般防雷設(shè)計(jì)理論基本一致，但對規(guī)范的把握要求更加精準(zhǔn)，確保安全。首先鋼油罐必須做防雷接地，且接地點(diǎn)不應(yīng)少于兩處。接地點(diǎn)沿油罐周長的間距，不應(yīng)大于18m，注意不是《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的30m，設(shè)計(jì)應(yīng)按更嚴(yán)格的規(guī)定），接地電阻不宜大于10Ω。另外，有關(guān)儲(chǔ)存易燃油品的鋼油罐是否需要另外增設(shè)接閃桿（網(wǎng)），根據(jù)《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50074-2014）可得出：

（1）應(yīng)裝設(shè)接閃桿（網(wǎng)）：鋁頂儲(chǔ)罐和頂板厚度小于4mm的鋼儲(chǔ)罐。要求設(shè)置的接閃桿（網(wǎng)）應(yīng)能保護(hù)整個(gè)罐體。

（2）不應(yīng)裝設(shè)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(chǔ)罐、頂板厚度大于或等于4mm的地上固定頂鋼儲(chǔ)罐、外浮頂或內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐、存儲(chǔ)可燃油品的鋼儲(chǔ)罐。

電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)明確幾個(gè)條件，首先該儲(chǔ)罐屬于存儲(chǔ)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(diǎn)在45℃及以下的為易燃液體，例如汽油；閃點(diǎn)在45℃以上的為可燃液體，如柴油；另外，有關(guān)該儲(chǔ)罐的材質(zhì)、厚度、采用固定頂形式還是浮頂形式等應(yīng)向相關(guān)專業(yè)核實(shí)。

儲(chǔ)存甲、乙、丙A類油品的鋼儲(chǔ)罐，均應(yīng)采取防靜電措施。鋼儲(chǔ)罐的防雷接地可兼作防靜電接地裝置。石油庫各裝置設(shè)施應(yīng)采取的防靜電措施 《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50074-2014）相關(guān)章節(jié)均有詳細(xì)規(guī)定，但設(shè)計(jì)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(shè)在爆炸危險(xiǎn)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(yīng)距離裝卸口的距離大于1.5m詳見《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50074-2014附錄B）。

3　防爆電氣設(shè)備的選型

油庫內(nèi)經(jīng)營的易燃油品在儲(chǔ)運(yùn)過程中不可避免的會(huì)逸出，油品蒸汽與空氣混合形成易燃的爆炸性混合物。電動(dòng)機(jī)、電線電纜、變配電設(shè)備以及電氣儀表、照明等，因過負(fù)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(dāng)，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。油庫的電氣設(shè)計(jì)中正確的選擇防爆電氣設(shè)備對于減少油庫的爆炸和火災(zāi)事故有著十分重要的意義。

在進(jìn)行爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)時(shí)，除了將正常運(yùn)行時(shí)能發(fā)生火花的設(shè)備布置在爆炸性環(huán)境以外或盡量布置在爆炸危險(xiǎn)性較小的區(qū)域，在應(yīng)還滿足工藝生產(chǎn)及安全的前提下，盡量減少防爆電氣設(shè)備的數(shù)量。

防爆電氣設(shè)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(shè)計(jì)和實(shí)際工程中被廣泛采用。所謂的隔爆型電氣設(shè)備，就是將可能產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的電氣零部件置于隔爆外殼內(nèi)，當(dāng)隔爆外殼內(nèi)部產(chǎn)生電火花或爆炸時(shí)，不會(huì)點(diǎn)燃存在于隔爆外殼外部的爆炸性混合物的電氣設(shè)備。

設(shè)計(jì)人員在選擇防爆電氣設(shè)備的防爆型式和防爆防護(hù)等級時(shí)，應(yīng)根據(jù)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級及爆炸危險(xiǎn)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(diǎn)、設(shè)備性能和配置情況等因素確定所在場所的爆炸危險(xiǎn)等級，在選擇電氣設(shè)備的類別、級別、組別時(shí)，不應(yīng)低于該環(huán)境下的爆炸危險(xiǎn)級別。這需要與工藝專業(yè)密切的配合?！侗ㄎｋU(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)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(xì)的規(guī)定。同時(shí)需要注意的是，當(dāng)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(shí)，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)程度較高的級別和組別選擇防爆電氣設(shè)備。

4　石油庫電氣設(shè)備的安裝

關(guān)于石油庫變配電所的設(shè)置，幾部規(guī)范都有所提及，但均有不同。根據(jù) 《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50074-2014）14.1.4條，10kV以上變配電裝置應(yīng)獨(dú)立設(shè)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(shí)，應(yīng)符合：①隔墻應(yīng)為不燃材料建造的實(shí)體墻。②變配電間的門窗應(yīng)在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域外。③變配電間的地坪應(yīng)高于油泵房室外地坪至少0.6m。

《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058-2014）中對爆炸性環(huán)境的變配電所設(shè)置要求為：變電所、配電所（包括配電室，下同）及控制室，應(yīng)布置在爆炸性環(huán)境以外，當(dāng)為正壓室時(shí)，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(xiǎn)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(shè)備層地面應(yīng)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(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）第3.3.8條提出：變、配電室不應(yīng)設(shè)置在甲、乙類廠房內(nèi)或貼鄰，且不應(yīng)設(shè)置在爆炸性氣體、粉塵壞境的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)。供甲、乙類廠房專用的10kV及以下的變、配電站，當(dāng)采用無門、窗、洞口的防火墻分隔時(shí)，可一面貼鄰，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058）等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。條文解釋：如果生產(chǎn)上確有需要，可以設(shè)置一個(gè)專為甲類或乙類廠房服務(wù)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(rèn)為，石油庫變配電所的設(shè)置可按以下要求：

（1）整個(gè)石油庫的總變配電所應(yīng)單獨(dú)設(shè)置且應(yīng)設(shè)置在爆炸危險(xiǎn)區(qū)外，當(dāng)實(shí)際條件限制時(shí)，只能設(shè)置在附加2區(qū)爆炸危險(xiǎn)性場所，且室內(nèi)設(shè)備層地面應(yīng)抬高0.6m及以上。

（2）不應(yīng)在石油庫的甲、乙類生產(chǎn)場所及其爆炸危險(xiǎn)區(qū)域范圍內(nèi)設(shè)變配電所。當(dāng)條件限制必須設(shè)時(shí)，只能設(shè)該生產(chǎn)裝置專用的變配電所，且必須同時(shí)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(jié)束語

近幾年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)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(guān)部委相繼頒布、制定或修訂了有關(guān)石油化工企業(yè)的各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及規(guī)章制度。作為一名工程技術(shù)人員，除了在工作中需要不斷學(xué)習(xí)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，立足油庫現(xiàn)狀，采納吸收一些相關(guān)成熟的新技術(shù)、新方法外，還應(yīng)時(shí)刻謹(jǐn)記安全第一的原則，收集各種相關(guān)規(guī)范和規(guī)定，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不能兼顧之處，應(yīng)采取更安全，更高要求的標(biāo)準(zhǔn)，保證工程質(zhì)量安全可靠。

［1］《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50074-2014）.

［2］《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）.

［3］《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-2010）.

［4］《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058-2014）.

［5］《石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50650-2011）.

［6］楊 藝，王 祥，齊永生.油庫電氣實(shí)用技術(shù).中國電力出版社，2003.

［7］范繼藝.油庫防爆電氣設(shè)備.

李源媛（1982-），女，工程師，本科，主要從事工程設(shè)計(jì)工作。

TE972

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2095-2066（2016）13-0256-02

2016-4-22