油库电气安全设计需注意问题的讨论

李源媛（广西工联工业工程咨询设计有限公司，广西　南宁　530003）



油库电气安全设计需注意问题的讨论

李源媛（广西工联工业工程咨询设计有限公司，广西南宁530003）

由于油料性质的特殊性，石油库的安全事关重要。如果电气设计不符合防爆要求，那么将成为油库的不安全因素。本文从电气系统的接地、防雷、电气设备的选型、安装等方面在设计中容易出现的一些问题进行了阐述。不足之处，恳请各位同行及专家提出宝贵意见。

石油库；安全；电气系统；防雷接地；爆炸危险区域

前言

近年来我国石油、化工行业发展非常迅速，随着科学技术的飞速发展，各种新工艺、新设备、新方法不断涌现，各种电气设备的使用和更新换代步伐也逐步加快。作为区内化工行业甲级资质的设计单位，我公司接到的石油库设计任务也越来越多。

石油库内经营的汽油、柴油、溶剂油、煤油等油料具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸等特性，石油库对防火防爆须采取高标准与严要求，保证其安全事关重大。设计首先就是非常重要的一个环节。在国家制定的针对行业相关标准规范如《石油库设计规范》（GB50074-2014）等，对电气设备的选型、安装、维护、系统接地与供电都做了详细的规定；对我们的设计工作有很大的帮助，但在具体执行中还存在一些问题。

石油库电气系统安全涉及防火、防爆、防触电三大方面，主要由供电（变、配电所及发电机组）、输电（输电线路及附件）、用电设备、雷电、静电以及杂散电流等子系统组成，各子系统都涉及防爆安全问题。其中电气线路的设计在国家规范及行业标准中有详细规定，本文不再赘述。

1　电气系统的接地

根据国标 《石油库设计规范》（GB50074-2014）第14.1.8条，其明确指出：石油库的低压配电系统接地形式应采用TNS系统。该系统的特点是：整个系统的中性线N与保护线PE是分开的。正常情况下PE保护线上无电流通过，用电设备的金属外壳对地没有电压，所以TN-S系统是最安全的，故应用在爆炸危险性较大或安全要求较高的场所。此外，石油库中的油料在输送过程中会产生大量的静电荷，或雷电时因电磁感应或静电感应也会再输储油设备上聚集大量的静电荷，设计时也需考虑要有良好的接地装置将静电荷导入大地。

需要接地的范围简单来说有：所有电气设备中，正常不带电的金属部分均须可靠的接地，如电机、变压器、防爆灯具、开关等的底座和外壳，室外配电装置的金属构架、电力电缆的接线盒以及电缆的金属外皮、穿线的保护钢管等；虽不属于电气设备，但由于杂散电流、中性线电流等影响，可能发生跳火危险的设备，也应可靠接地。主要有：各种工艺管道、工艺设备、铁轨、鹤管、金属栈桥、输油管及金属油罐等。

2　防雷分类及防雷、防静电措施

国标《石油库设计规范》（GB50074-2014）中第14.2.9条规定，易燃液体的泵房（棚）的防雷应按第二类防雷建筑物设防，对储存易燃液体的钢储罐的防雷等级无明确规定。可以参考 《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011）中5.5.1条，有关石油化工企业户外罐区的防雷，其规定金属罐体应做防直击雷接地，接地点不应少于两处，并应沿罐体周边均匀布置，引下线的间距不应大于18m。此为二类防雷的要求。故在实际工程设计中，通常易燃油品储罐区、易燃油品泵房按第二类防雷设计；其他辅助用房可按第三类防雷要求设计。

石油库的防雷设计和一般防雷设计理论基本一致，但对规范的把握要求更加精准，确保安全。首先钢油罐必须做防雷接地，且接地点不应少于两处。接地点沿油罐周长的间距，不应大于18m，注意不是《石油库设计规范》中规定的30m，设计应按更严格的规定），接地电阻不宜大于10Ω。另外，有关储存易燃油品的钢油罐是否需要另外增设接闪杆（网），根据《石油库设计规范》（GB50074-2014）可得出：

（1）应装设接闪杆（网）：铝顶储罐和顶板厚度小于4mm的钢储罐。要求设置的接闪杆（网）应能保护整个罐体。

（2）不应装设接闪杆（网）：壁厚大于或等于 4mm且装有阻火器的地上卧式储罐、顶板厚度大于或等于4mm的地上固定顶钢储罐、外浮顶或内浮顶储罐、存储可燃油品的钢储罐。

电气设计人员在设计时应明确几个条件，首先该储罐属于存储易燃油品还是可燃油品。根据易燃液体和可燃液体的概念可知：闪点在45℃及以下的为易燃液体，例如汽油；闪点在45℃以上的为可燃液体，如柴油；另外，有关该储罐的材质、厚度、采用固定顶形式还是浮顶形式等应向相关专业核实。

储存甲、乙、丙A类油品的钢储罐，均应采取防静电措施。钢储罐的防雷接地可兼作防静电接地装置。石油库各装置设施应采取的防静电措施 《石油库设计规范》（GB50074-2014）相关章节均有详细规定，但设计中较容易忽略的是：防雷防静电接地电阻测试断接接头、消除人体静电装置、以及汽车罐车装卸场地的固定接地装置，不得设在爆炸危险1区。例如，汽车罐车装卸区的防静电接地装置、消除人体静电接地球，应距离装卸口的距离大于1.5m详见《石油库设计规范》（GB50074-2014附录B）。

3　防爆电气设备的选型

油库内经营的易燃油品在储运过程中不可避免的会逸出，油品蒸汽与空气混合形成易燃的爆炸性混合物。电动机、电线电缆、变配电设备以及电气仪表、照明等，因过负荷、绝缘破坏、接触不良、漏电等，都可能成为爆炸性混合物的引燃引爆能源，如处理不当，将会造成严重后果。油库的电气设计中正确的选择防爆电气设备对于减少油库的爆炸和火灾事故有着十分重要的意义。

在进行爆炸危险环境电力装置设计时，除了将正常运行时能发生火花的设备布置在爆炸性环境以外或尽量布置在爆炸危险性较小的区域，在应还满足工艺生产及安全的前提下，尽量减少防爆电气设备的数量。

防爆电气设备的类型有隔爆型、增安型、本质安全型、正压型、充油型、无火花型等。其中隔爆型在设计和实际工程中被广泛采用。所谓的隔爆型电气设备，就是将可能产生火花、电弧和危险温度的电气零部件置于隔爆外壳内，当隔爆外壳内部产生电火花或爆炸时，不会点燃存在于隔爆外壳外部的爆炸性混合物的电气设备。

设计人员在选择防爆电气设备的防爆型式和防爆防护等级时，应根据爆炸危险区域等级及爆炸危险物质的类别、级别和组别来确定。即根据油品的理化性质、生产作业特点、设备性能和配置情况等因素确定所在场所的爆炸危险等级，在选择电气设备的类别、级别、组别时，不应低于该环境下的爆炸危险级别。这需要与工艺专业密切的配合。《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）中对大部分生产中涉及的可燃性气体和或蒸汽的爆炸性混合物的分级、分组有详细的规定。同时需要注意的是，当所在场所存在两种及以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物时，应根据危险程度较高的级别和组别选择防爆电气设备。

4　石油库电气设备的安装

关于石油库变配电所的设置，几部规范都有所提及，但均有不同。根据 《石油库设计规范》（GB50074-2014）14.1.4条，10kV以上变配电装置应独立设置。10kV及以下变配电装置的变配电间与易燃液体泵房（棚）相毗邻时，应符合：①隔墙应为不燃材料建造的实体墙。②变配电间的门窗应在爆炸危险区域外。③变配电间的地坪应高于油泵房室外地坪至少0.6m。

《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）中对爆炸性环境的变配电所设置要求为：变电所、配电所（包括配电室，下同）及控制室，应布置在爆炸性环境以外，当为正压室时，可布置在1区、2区内。对于可燃物质比空气重的爆炸性气体环境，位于爆炸危险区附加2区的变电所、配电所和控制室的电气和仪表的设备层地面应高出室外地面0.6m。

石油库的油泵房、泵棚等均为甲类、乙类厂房。《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）第3.3.8条提出：变、配电室不应设置在甲、乙类厂房内或贴邻，且不应设置在爆炸性气体、粉尘坏境的危险区域内。供甲、乙类厂房专用的10kV及以下的变、配电站，当采用无门、窗、洞口的防火墙分隔时，可一面贴邻，并应符合现行国家标准 《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058）等标准的规定。条文解释：如果生产上确有需要，可以设置一个专为甲类或乙类厂房服务的10kV及以下的变电站、配电站，在厂房的一面外墙贴邻建造，并用无门窗洞口的防火墙隔开。条文中的“专用”，是指该变电站、配电站仅向与其贴邻的厂房供电，而不向其它厂房供电。

综合以上三部规范的规定，笔者认为，石油库变配电所的设置可按以下要求：

（1）整个石油库的总变配电所应单独设置且应设置在爆炸危险区外，当实际条件限制时，只能设置在附加2区爆炸危险性场所，且室内设备层地面应抬高0.6m及以上。

（2）不应在石油库的甲、乙类生产场所及其爆炸危险区域范围内设变配电所。当条件限制必须设时，只能设该生产装置专用的变配电所，且必须同时满足：只能为10kV及以下电压等级；只能在厂房的一面外墙贴邻建造，并用无门窗洞口的防火墙隔开；必须为正压室。

5　结束语

近几年来，随着我国经济的飞速发展，石油、化工行业发展十分迅速。针对日益凸显的石化企业的安全问题，国家相关部委相继颁布、制定或修订了有关石油化工企业的各种标准、规范及规章制度。作为一名工程技术人员，除了在工作中需要不断学习相关规范和标准，立足油库现状，采纳吸收一些相关成熟的新技术、新方法外，还应时刻谨记安全第一的原则，收集各种相关规范和规定，当发现有不能兼顾之处，应采取更安全，更高要求的标准，保证工程质量安全可靠。

［1］《石油库设计规范》（GB50074-2014）.

［2］《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）.

［3］《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）.

［4］《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）.

［5］《石油化工装置防雷设计规范》（GB50650-2011）.

［6］杨 艺，王 祥，齐永生.油库电气实用技术.中国电力出版社，2003.

［7］范继艺.油库防爆电气设备.

李源媛（1982-），女，工程师，本科，主要从事工程设计工作。

TE972

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2095-2066（2016）13-0256-02

2016-4-22