石油化工企業(yè)電氣安全設(shè)計

1、石油化工企業(yè)電氣安全設(shè)計    【摘要】石油化工企業(yè)因以石油、天然氣及其產(chǎn)品為原料,在生產(chǎn)、加工、處理和儲運(yùn)石油、天然氣產(chǎn)品過程中不可避免地會出現(xiàn)爆炸性混合物或火災(zāi)危險物質(zhì)。因此需要對石油化工企業(yè)電氣安全進(jìn)行較為系統(tǒng)的設(shè)計。 【關(guān)鍵詞】石油化工企業(yè)電氣安全設(shè)計 中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 一、電氣的危險性 電能對人造成電擊或電傷（電擊:電流通過于人體，機(jī)體組織受到刺激，肌肉不由自主地發(fā)生痙攣性收縮造成的傷害）（電傷：電流的熱效應(yīng)化學(xué)效應(yīng)機(jī)械效應(yīng)等對人體造成的傷害）可能至人于死亡或至殘等。發(fā)現(xiàn)觸電的搶救方法：觸電者觸及低壓帶電設(shè)備，救

2、護(hù)人員應(yīng)設(shè)法迅速切斷電源，或使用絕緣工具干燥的木棒木板等不導(dǎo)電的東西使觸電者脫離電源，也可抓住觸電者干燥而不貼身的衣服，切記要避免碰到金屬物體或觸電者的裸露身軀。 二、石化企業(yè)生產(chǎn)過程中存在的電氣安全問題 近年來，石化企業(yè)的電氣設(shè)計以及施工過程中的電氣安全問題受到了社會各界的廣泛關(guān)注，電氣安全防范層次也有了很大的提高，但各類電氣安全事故時有發(fā)生，概括之，主要表現(xiàn)在以下四個方面。 1、短路引起的電氣安全事故 電氣短路分為相間短路和單相接地短路兩種。前者一般能夠產(chǎn)生較大的電流，但由于能夠及時切斷電源，因而很少因此發(fā)生爆炸和火災(zāi)；后者又可以分為金屬性短路和電弧性短路。由于短路時會產(chǎn)生較大電流，在過流

3、裝置的保護(hù)下能夠短時間內(nèi)切斷電源，因此金屬性短路起火的可能性不大。電弧性短路時保險絲不會熔斷，容易產(chǎn)生火花。據(jù)測算，僅略大于0.5 安的電流所產(chǎn)生的電弧穩(wěn)定即可瞬間上升到 20003000 攝氏度，足以引燃任何可燃物，造成安全事故。 2、電氣設(shè)計時產(chǎn)生的安全問題 就目前我國在該領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)定而言，至今尚未制定一套科學(xué)、完善的參照標(biāo)準(zhǔn)。如果設(shè)計人員一味地考慮成本，而選擇截面積偏小的電氣線路且導(dǎo)線穿管暗敷設(shè)時發(fā)熱導(dǎo)致載流量降低未被考慮時，就會為以后的生產(chǎn)留下嚴(yán)重的安全隱患。 3、雷電等自然災(zāi)害引起的電氣安全問題 雷電危害主要包括直接雷電和雷電感應(yīng)兩種，其中雷電感應(yīng)又分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。靜電感應(yīng)

4、會造成雷電周圍的輸電線路產(chǎn)生瞬間高壓，導(dǎo)致線路和電氣設(shè)備的絕緣層遭到嚴(yán)重破壞。當(dāng)雷電發(fā)生時，其周圍空間會形成強(qiáng)大的脈沖磁場，遇到明火時極易發(fā)生火災(zāi)或者爆炸。 4、10kV 電纜不接地危害 由于傳統(tǒng)石化企業(yè) 10kV 電纜線路不多，系統(tǒng)電容電流不大，因此可以采用不接地系統(tǒng)。但隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，改造后的電纜線路增多，系統(tǒng)電容電流會相應(yīng)增大，如果不考慮這一問題，則會產(chǎn)生一系列的危害。 三、石油化工企業(yè)電氣安全設(shè)計 1、防火災(zāi)設(shè)計 一般電氣防火技術(shù)措施包括： （1）合理配制各種電氣設(shè)備的保護(hù)裝置，對用電設(shè)備過載、短路、進(jìn)行可靠的保護(hù)。 （2）電氣設(shè)備集中場所應(yīng)配置滅火器材，電氣設(shè)備周圍嚴(yán)禁煙火。

5、 （3）配電箱、電氣設(shè)備周圍不準(zhǔn)堆放易燃、易爆物品，不準(zhǔn)使用火源。 （4）電氣焊時，周圍嚴(yán)禁有易燃易爆物品、乙炔瓶、氧氣瓶和焊點三者距離要符合規(guī)范要求。 （5）定期檢測電氣設(shè)備的絕緣程度。 （6）設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的功能為：當(dāng)被保護(hù)線路中的被探測參數(shù)超過報警設(shè)定值時，能發(fā)出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統(tǒng)，它由電氣火災(zāi)監(jiān)控計算機(jī)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通訊層，電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器組成；探測被保護(hù)線路中剩余電流、溫度等電氣火災(zāi)危險參數(shù)變化等。 事實上，建筑物內(nèi)高壓系統(tǒng)的變壓器柜、電容補(bǔ)償柜、整流柜等部位，電纜接頭、開關(guān)觸點等位置，都有可能由于種種原因產(chǎn)生高溫而導(dǎo)致火災(zāi)。變壓器冷卻系統(tǒng)

6、發(fā)生故障或嚴(yán)重過載，補(bǔ)償系統(tǒng)過補(bǔ)償或自動調(diào)節(jié)器失靈、電容器老化，都是十分常見的；至于接頭、觸點日久接觸不良則更普遍。在這些情況下，很容易因過熱而著火甚至發(fā)生爆炸。 2、防爆設(shè)計 設(shè)置電纜的通道、導(dǎo)管、管道或電纜溝，應(yīng)采取措施防止可燃性氣體、蒸汽或液體從這一區(qū)域傳播到另一個區(qū)域，并且阻止電纜溝中可燃性氣體、蒸汽或液體的聚集。這些措施包括通道、導(dǎo)管、管道或電纜溝等的密封。 (1)電纜通過相鄰區(qū)域時的密封處理。電纜通過相鄰區(qū)域時，多采用鋼管作保護(hù)。如果在穿墻、穿樓板處或鋼管內(nèi)沒有良好的密封，就有可能導(dǎo)致爆炸區(qū)域的爆炸性混合物向非爆炸區(qū)域擴(kuò)散，從而導(dǎo)致意外爆炸事故的發(fā)生。同樣，電纜溝引出的電纜穿管敷設(shè)

7、時由于部分易燃易爆氣體的比重比空氣重，泄漏發(fā)生時極易沉積在地坪以下的電纜溝中，當(dāng)電纜從電纜溝引出穿管敷設(shè)時，就使地坪以上的環(huán)境與電纜溝的危險環(huán)境相連通，從而構(gòu)成安全隱患。所以在電纜穿管、穿墻及穿樓板時均應(yīng)對墻洞和鋼管內(nèi)采取良好的密封措施。采取的措施為電纜保護(hù)管兩端的管口處、電纜周圍用非燃性阻火堵料堵塞，填塞深度不得小于管子內(nèi)徑，且不得小于40mm。隔離密封與墻面、樓板和地坪的距離不應(yīng)超過300mm，且此管路中不得有接頭，并應(yīng)將孔洞嚴(yán)密堵塞。 (2)電纜溝和電纜橋架穿墻處理。電纜溝和電纜橋架穿墻時也存在不同區(qū)域間的密封與隔離問題，要采取充砂、填阻火堵料或加設(shè)防火隔墻等措施。 3、防雷設(shè)計 （1）

8、接閃。直接雷擊的防護(hù)主要由建筑物的防雷裝置實現(xiàn)，現(xiàn)場低壓配電及控制系統(tǒng)的防雷，應(yīng)和周圍的儲油罐等設(shè)備的防雷措施一起設(shè)計。 （2）均壓。當(dāng)雷擊發(fā)生時，在雷電瞬態(tài)電流所經(jīng)過的路徑上將會產(chǎn)生瞬態(tài)電位升高，使該路徑與周圍的金屬物體之間形成瞬態(tài)電位差，如果這種瞬態(tài)的電位差超過了兩者之間的絕緣耐受強(qiáng)度，就會導(dǎo)致介質(zhì)的擊穿放電，這種擊穿放電能直接損壞電氣設(shè)備，也能產(chǎn)生電磁脈沖，干擾電氣控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了消除雷電瞬態(tài)電流路徑與金屬物體之間的擊穿放電，可以將所有現(xiàn)場儀表的金屬外殼、構(gòu)架、生產(chǎn)裝置的金屬設(shè)備、設(shè)施、電氣控制室內(nèi)的設(shè)備、組件和元件的金屬外殼、金屬設(shè)施連接在一起，并且與控制室的防雷接地系統(tǒng)相連接

9、，形成完善的等電位連接。 （3）接地。目前國內(nèi)石油化工電氣配電及控制系統(tǒng)的接地主要有兩種措施：浮地和多點接地。浮地是指控制電源如DC、UPS的工作地與建筑物的接地系統(tǒng)保持絕緣，這樣建筑物接地系統(tǒng)中的電磁干擾就不會傳導(dǎo)到配電系統(tǒng)中，地電位的變化對配電系統(tǒng)也無影響。但由于電氣設(shè)備的外殼要進(jìn)行保護(hù)接地，當(dāng)雷電較強(qiáng)時，電子設(shè)備外殼與其內(nèi)部電子電路之間可能出現(xiàn)很高的電壓，將兩者之間絕緣間隙擊穿，造成電子線路損壞。接地是指電氣設(shè)備、電子設(shè)備及PLC 等設(shè)備的工作接地與保護(hù)接地分開，這種接地方式的突出優(yōu)點是可以就近接地，接地線的寄生電感小。但是如果較強(qiáng)的雷電波通過保護(hù)地進(jìn)入系統(tǒng)，電子電路同樣會因承受高壓而損

10、壞。由于以上兩種接地方式都不能滿足防雷的需要，因此，可以考慮將保護(hù)地與工作地相連接，并且接入防雷接地系統(tǒng)，問題就可以解決了。 （4）屏蔽。當(dāng)今石油化工電氣控制系統(tǒng)大量采用半導(dǎo)體電子器件、集成電路和傳遞信號的電纜，由雷擊產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁脈沖可以直接輻射到這些元器件上，也可以在電源或信號線上感應(yīng)出瞬態(tài)過電壓波，沿線路侵入電子設(shè)備，使電子設(shè)備工作失靈或損壞。利用屏蔽體來阻擋或衰減電磁脈沖的能量傳播是一種有效的防護(hù)措施。電氣控制系統(tǒng)的防雷屏蔽主要包括三個方面：控制室屏蔽、現(xiàn)場綜合保護(hù)設(shè)備屏蔽、信號線和電源線屏蔽。 總結(jié) 石油化工企業(yè)電氣設(shè)計時,首先應(yīng)考慮環(huán)境存放、使用和產(chǎn)生的物質(zhì)情況,判斷和確定環(huán)境性質(zhì)并進(jìn)行危險區(qū)域劃分,根據(jù)危