化工装置电气接地设计要点浅谈

赵巧玲　王飞

摘 要：近年来，随着对安全生产管理的进一步深入，化学工业等行业在争创效益的同时，以人为本、安全生产的意识正在逐步提高。化工生产的连续性以及有毒有害、易燃易爆等特点决定了电气接地安全的重要性，因此化工企业的电气安全设计问题越来越得到行业的重视。本文首先说明了化工装置接地系统的形式，然后对接地设计中的要点做了详细的探讨，最后简要阐述了设计的要点。

关键词：化工装置 电气 设计

化工装置生产过程中使用的工艺物料介质多具有爆炸和火灾危险，爆炸和火灾成为化工企业安全生成的一个重要危险源，使得化工装置电气接地设计在设计中变的举足轻重，因此在化工装置电气接地设计中把握设计要点成为一个重要的研究课题。

一、确定接地类型

1.接地又分为工作接地、保护接地、防雷接地、静电接地、屏蔽接地，接地雷型的不同其作用也各不相同，但无非保护安全和保障设备正常工作的这两方面的作用。

2.化工装置中根据工艺的需要有各种化工工艺用电设备，为了保障设用电设备的正常运行及操作人员的安全必须进行工作及保护接地设计，由于化工装置中生产过程中使用工艺爆炸危险物料介质，所以必须进行静电接地，又由于化工装置又属于建构筑物，所以必须进行防雷接地设计。综上，化工装置电气接地系统是综合保护、工作、静电、防雷接地的一个综合接地系统。根据《石油化工静电接地设计规范》 SH 3097-2000 3.6.1 静电接地干线和接地体应与其他用途的接地装置综合考虑，统一布置。可以利用保护接地干线、防雷电感应接地干线作为静电接地干线使用，否则应专门设置静电接地干线和接地体。在设计中化工装置电气接地系统应按综合接地系统考虑，但应注意电力系统的N线、整流所各级电压的交直流保护接地系统、直流回路的专用接地干线不能接入综合接地系统。

二、确定防雷类别

根据化工装置的危险性及具有的爆炸危险区和预计雷击次数分为第一类、第二类、第三类防雷构筑物。化工装置一般都是具有2区爆炸危险区的构筑物和储罐区，根据《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010 3.0.3.7所以化工装置一般情况下都属第二类防雷构筑物。

三、接地

1.化工装置内储罐、反应器、搅拌器、机泵、输送管道等各种工艺设备及所有正常情况下不带电的电气设备金属外壳均应可靠与接地网连接，直径大于或等于2.5m期容积大于或等于50m2的设备其接地点不应少于两处且应沿设备外围均匀布置间距不大于30m，所有输送爆炸危险物料的的管道，阀门及连接法兰，应采用RV-16mm2的软导线跨接，管架每隔不超过50米与接地干线相连，在装置的各入口处需设置与接地干线相连的导除人体静电的静电释放仪。接地主干线及±0m平面所有的接地线需埋地深度不小0.8m严寒地区应埋于冻土层以下考虑其使用寿命其面积应适当放大根据经验工程设计中一般采用不小于-40×5的镀锌扁钢，各层（化工装置一般都为多层敞开式钢框架构筑物储罐区除外） 支干线和与设备相连的接地线若采用镀锌扁钢其面积不应小100mm2厚度不小于4mm工程设计中一般采用镀锌扁钢-25×4。 各层接地网应形成一个等电位环通过不少于两点的引下线引至±0m平面的接地网并接入全厂接地网，利用框架工字钢立柱作为引下线，顶部应与栏杆焊通，立柱与基础钢筋应构成完整的电气回路，工字钢立柱外侧0.6m处设置接地钢板，供进行室外接地网连接和测试用。

2.化工装置的接地体一般采用自然接地体与人工接地体相结合的接地体即利用基础内的钢筋网作为自然接地体并围绕构筑物敷设环形水平/垂直接地体，水平/垂直接地体采用不小于-40×5的镀锌扁钢并作为全厂接地干线与全厂接地网连接。利用利用基础内的钢筋网作为自然接地体时，在周围地面以下距地面不应小于0.5m，对每根引下线所连接的钢筋表面积总和是由要求的；环形水平/垂直接地体不少于两个接地极，接地极的长度宜为2.5其间距宜为5m，环形水平/垂直接地体在土壤中的埋深不应小于0.8m距基础或墙的距离不宜小于1m。

3.《建筑物防雷設计规范》GB 50057-2010中除了对各类防雷建筑物的防雷接地电阻有了新的要求，在4.3.6和4.4.6中对第二、三类防雷建筑物共用接地装置的接地电阻作了新的规定：共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定，以不大于其按人身安全所确定的接地电阻值为准。美国IEEE std1100-1992中不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、绝缘的、干净的、静止的、信号的、计算机的、电子的或其他这类不正确的大地接地体作为设备接地道题的一个连接点。我国现室有关规范规定信息技术装置允许与防雷等其他装置共用接地，但要求共用接地的接地电阻不大于1Ω，这可能是沿用了五六十年代苏联某些参考资料中的数据，对此要求迄今未见理论解释和依据。IEC标准和发达国家标准均未见有1Ω的要求。防静电接地的接地电阻要求为100Ω，电力系统接地的接地电阻要求一般为4Ω，所以化工装置的接地电阻一般设置为4Ω。当接地装置的接地电阻不符合要求时可以通过增打接地极、在接地体周围更黄电阻率低的土、采用化学降阻剂处理接地体等措施使之满足。储罐区应距防火堤1m敷设水平环形接地体。

三、防雷

化工装置为多层敞开式钢框架构筑物其顶层根据工艺的要求可能有防雨棚也可能没有。有防雨棚其上应设置不大于10×10或12×8接闪带，接闪线一般采用Φ12镀锌圆钢搭接长度应大于圆钢直径的12倍，高出屋面150mm，支架采用Φ10镀锌圆钢，与接闪线焊接固定，支架间距为1米，转弯处间距0.5米。接闪带应专设引下线不少于2根，并应沿构筑物四周对称均匀布置，其间距不应大于18m。化工装置顶层没有防雨棚且作为工艺设备层，该层的接地与其他层面的接地相同但沿顶层护栏需敷设一圈环形接地线接地线需与护栏可靠连接形成可靠电气通路，且应设专用引下线引下。突出屋面或置于露天顶层的排放爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管应设置相应的避雷措施，但0区和20区爆炸危险场所的装有阻火器的放散管、呼吸阀、排风管若其为金属可不装接闪器，但应可靠接地。储罐区若储罐为金属材质其上无放空口或者有装有阻火器的放散管、呼吸阀、排风管且其壁厚不小于4mm，可不单独装设接闪器，但应可靠接地。

化工装置内的所有配电箱应装设浪涌保护器。

四、结语

综上，化工装置电气接地设计时应明确此接地系统是一个综合接地系统包括了保护和工作接，其接地电阻一般设置为4Ω，设置适当的接地装置，根据爆炸危险区及规范确定防雷类别并设置合理的防雷装置。

参考文献：

[1]国家规范. 建筑物防雷设计规范GB 50057-2010.

[2]行业规范. 石油化工静电接地设计规范 SH 3097-2000.

[3]竹森. 浅谈电气防雷接地的重要性和要求.江西化工.2011.2.