制氧站电气设计问题探讨

摘 要：随着工厂设备不断增加，容量不断提高，对于电气设计人员要求也不断提升，电气系统的设计需要充分考虑规范要求，按照规范和标准来设计的电气施工图才能够合理、安全。但是电气设计在实施过程中因为诸多因素的影响会出现各种问题，有些情况甚至影响电气设备的使用，也使得在实际生产中无法发挥相应的功能。因此，针对此类问题，应当在实际工作中对电气设计问题全面分析，并合理的找到一些措施予以解决，从而来保证电气系统合理性。

关键词：电气设计；电气规范；电气系统

镇江某集团，新建一座制氧站，设计规模为小型工业厂房，耐火等级为二级，建筑层数为单层厂房，生产类别为乙类，建筑面积约为800m2.

1.依据规范确定制氧站负荷要求

氧气站设计规范《GB50030-2013》8.0.1中的氧气站的供电负荷分级应符合现行国家标准《供配电系统设计规范》GB50052的有关规定，除中断供气将造成较大损失者外，宜为三级负荷。确定本设计供电为三级负荷。

2.依据规范确定制氧站爆炸危险等级

爆炸危险环境电力装置设计规范《GB 50058-2014》中的3.1可知，本项目制氧站仅制取氧气和氮气，所以不是爆炸性气体。由于氧气站设计规范《GB50030-2013》中8.0.2催化反应炉部分和氢气瓶间应为1区爆炸危险区，离心式氧气压缩机间、液氧系统设施、氧气调压阀组间应为21区火灾危险区，氧气灌瓶间、氧气贮罐间、氧气贮气囊间等应为22区火灾危险区。故本氧气站按照21区设计，电缆采用阻燃电缆。

3.依据规范确定制氧站照明

氧气站设计规范《GB50030-2013》中8.0.氧气站的照明除中断供气将造成较大损失者外，可不设继续工作用的事故照明，仪表集中处宜设局部照明可知，氧氣站一般按照建筑照明设计标准《GB 50034—2013》确定照度大小，由标准照度值中的工业建筑分类可知，氧气站厂房属于一般设备厂房，照度为150LX.但是在厂房实际设备布置过程当中，设计人员应与工艺人员沟通，某些特定地方可以选用加强照明，以达到工艺生产要求。需要注意的是依据规范要气增加局部照明的作业面，增加的局部照明照度值宜按该场所一般照明照度值的1.0～3.0倍选取。这个需要电气设计人员计算照度值后对照规范要求进行校验。

4.氧气站配电系统选择

氧气站依据设计供配电系统设计规范《GB 50052-2009》中的3.0 负荷分级及供电要求可知，氧气站按照三级负荷设计，同时低压设备选择时尽量按照规范5.0.15 设计低压配电系统时，宜采取下列措施，降低三相低压配电系统的不对称度：

（1） 220V或380V单相用电设备接入220V/380V三相系统时，宜使三相平衡。

（2） 由地区公共低压电网供电的220V负荷，线路电流小于等于60A时，可采用220V单相供电；大于60A时，宜采用220V/380V三相四线制供电。同时低压部分的无功功率，应由低压电容器补偿。高压部分的无功功率，宜由高压电容器补偿。

当氧气站用电设备为大容量或负荷性质重要，或在有特殊要求的建筑物内，宜采用放射式配电。特别是在低压电网中，宜选用D，yn11接线组别的三相变压器作为配电变压器。

5.依据规范确定制氧站防雷接地要求

建筑物防雷设计规范《GB 50057-2010》中的3.0.3规定在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者或具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。故本设计防雷按照二类防雷要求设计。

需注意一下2个问题：

其一为氧气站接闪器要求，依据建筑物防雷设计规范《GB 50057-2010》中的5.2.7规定除第一类防雷建筑物外，金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接闪器，并应符合下列规定：金属板下面有易燃物品时，不锈钢、热镀锌钢和钛板的厚度不应小于4mm，铜板的厚度不应小于5mm，铝板的厚度不应小于7mm。一般彩钢板屋面厚度不易满足此项要求，故需要在彩钢板屋面装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆，也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。因本项目制氧站为小型工业厂房，故高度未超过规范要求（高度超过45m的建筑物

），所以不需要设计防侧击。制氧站厂房内的高于屋面的设备的防雷要求同时也要满足建筑物防雷设计规范《GB 50057-2010》4.3.10中关于有爆炸危险的露天钢质封闭气罐，当其高度小于或等于60m、罐顶壁厚不小于4mm时，或当其高度大于60m、罐顶壁厚和侧壁壁厚均不小于4mm时，可不装设接闪器，但应接地，且接地点不应少于2处，两接地点间距离不宜大于30m，每处接地点的冲击接地电阻不应大于30Ω 。这需要电气设计人员与工艺人员以及厂家及时沟通，设备不满足要求时一定要按照规范要求装设接闪器。

其二为氧气站引下线要求。

建筑物防雷设计规范《GB 50057-2010》中5.3.8需要注意的是第二类防雷建筑物为钢结构或钢筋混凝土建筑物时，在其钢构件或钢筋之间的连接满足规范规定并利用其作为引下线的条件下，当其垂直支柱均起到引下线的作用时，可不要求满足专设引下线之间的间距。因此在电气设计时应充分利用厂房自身条件作为引下线，在满足规范要求同时尽量减少施工难度和工作量。

6依据规范确定制氧站接地要求

特别在设计时注意是氧气和氮气虽然不是爆炸性气体，但是由于氧气属于助燃性气体，所以在管道上要注意静电的危害，必要时按照设计要求在管道上留有导静电接地装置，氧气站设计规范《GB50030-2013》中要求在积聚液氧、液体空气的各类设备、氧气压缩机、氧气灌充台和氧气管道应设导除静电的接地装置，接地电阻不应大于10Ω。一般厂房设计时会设备接地，工作接地，防雷接地做共同接地，要气接地电阻不大于1Ω。由于设置导除静电的接地装置是一项防止引起着火的重要安全措施，所以设计时一定要强制执行。

参考文献：

[1]氧气站设计规范《GB50030-2013》.

[2]建筑物防雷设计规范《GB 50057-2010》.

[3]供配电系统设计规范《GB 50052-2009》.

作者简介：

王欢欢，出生年月：1987.10，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：江苏南京，当前职务：电气工程师，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：电气.