石油化工企业电气安全设计

1、石油化工企业电气安全设计    【摘要】石油化工企业因以石油、天然气及其产品为原料,在生产、加工、处理和储运石油、天然气产品过程中不可避免地会出现爆炸性混合物或火灾危险物质。因此需要对石油化工企业电气安全进行较为系统的设计。 【关键词】石油化工企业电气安全设计 中图分类号：F407文献标识码： A 文章编号： 一、电气的危险性 电能对人造成电击或电伤（电击:电流通过于人体，机体组织受到刺激，肌肉不由自主地发生痉挛性收缩造成的伤害）（电伤：电流的热效应化学效应机械效应等对人体造成的伤害）可能至人于死亡或至残等。发现触电的抢救方法：触电者触及低压带电设备，救

2、护人员应设法迅速切断电源，或使用绝缘工具干燥的木棒木板等不导电的东西使触电者脱离电源，也可抓住触电者干燥而不贴身的衣服，切记要避免碰到金属物体或触电者的裸露身躯。 二、石化企业生产过程中存在的电气安全问题 近年来，石化企业的电气设计以及施工过程中的电气安全问题受到了社会各界的广泛关注，电气安全防范层次也有了很大的提高，但各类电气安全事故时有发生，概括之，主要表现在以下四个方面。 1、短路引起的电气安全事故 电气短路分为相间短路和单相接地短路两种。前者一般能够产生较大的电流，但由于能够及时切断电源，因而很少因此发生爆炸和火灾；后者又可以分为金属性短路和电弧性短路。由于短路时会产生较大电流，在过流

3、装置的保护下能够短时间内切断电源，因此金属性短路起火的可能性不大。电弧性短路时保险丝不会熔断，容易产生火花。据测算，仅略大于0.5 安的电流所产生的电弧稳定即可瞬间上升到 20003000 摄氏度，足以引燃任何可燃物，造成安全事故。 2、电气设计时产生的安全问题 就目前我国在该领域的相关规定而言，至今尚未制定一套科学、完善的参照标准。如果设计人员一味地考虑成本，而选择截面积偏小的电气线路且导线穿管暗敷设时发热导致载流量降低未被考虑时，就会为以后的生产留下严重的安全隐患。 3、雷电等自然灾害引起的电气安全问题 雷电危害主要包括直接雷电和雷电感应两种，其中雷电感应又分为静电感应和电磁感应。静电感应

4、会造成雷电周围的输电线路产生瞬间高压，导致线路和电气设备的绝缘层遭到严重破坏。当雷电发生时，其周围空间会形成强大的脉冲磁场，遇到明火时极易发生火灾或者爆炸。 4、10kV 电缆不接地危害 由于传统石化企业 10kV 电缆线路不多，系统电容电流不大，因此可以采用不接地系统。但随着生产规模的不断扩大，改造后的电缆线路增多，系统电容电流会相应增大，如果不考虑这一问题，则会产生一系列的危害。 三、石油化工企业电气安全设计 1、防火灾设计 一般电气防火技术措施包括： （1）合理配制各种电气设备的保护装置，对用电设备过载、短路、进行可靠的保护。 （2）电气设备集中场所应配置灭火器材，电气设备周围严禁烟火。

5、 （3）配电箱、电气设备周围不准堆放易燃、易爆物品，不准使用火源。 （4）电气焊时，周围严禁有易燃易爆物品、乙炔瓶、氧气瓶和焊点三者距离要符合规范要求。 （5）定期检测电气设备的绝缘程度。 （6）设置电气火灾监控系统。电气火灾监控系统的功能为：当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统，它由电气火灾监控计算机系统，网络通讯层，电气火灾监控探测器组成；探测被保护线路中剩余电流、温度等电气火灾危险参数变化等。 事实上，建筑物内高压系统的变压器柜、电容补偿柜、整流柜等部位，电缆接头、开关触点等位置，都有可能由于种种原因产生高温而导致火灾。变压器冷却系统

6、发生故障或严重过载，补偿系统过补偿或自动调节器失灵、电容器老化，都是十分常见的；至于接头、触点日久接触不良则更普遍。在这些情况下，很容易因过热而着火甚至发生爆炸。 2、防爆设计 设置电缆的通道、导管、管道或电缆沟，应采取措施防止可燃性气体、蒸汽或液体从这一区域传播到另一个区域，并且阻止电缆沟中可燃性气体、蒸汽或液体的聚集。这些措施包括通道、导管、管道或电缆沟等的密封。 (1)电缆通过相邻区域时的密封处理。电缆通过相邻区域时，多采用钢管作保护。如果在穿墙、穿楼板处或钢管内没有良好的密封，就有可能导致爆炸区域的爆炸性混合物向非爆炸区域扩散，从而导致意外爆炸事故的发生。同样，电缆沟引出的电缆穿管敷设

7、时由于部分易燃易爆气体的比重比空气重，泄漏发生时极易沉积在地坪以下的电缆沟中，当电缆从电缆沟引出穿管敷设时，就使地坪以上的环境与电缆沟的危险环境相连通，从而构成安全隐患。所以在电缆穿管、穿墙及穿楼板时均应对墙洞和钢管内采取良好的密封措施。采取的措施为电缆保护管两端的管口处、电缆周围用非燃性阻火堵料堵塞，填塞深度不得小于管子内径，且不得小于40mm。隔离密封与墙面、楼板和地坪的距离不应超过300mm，且此管路中不得有接头，并应将孔洞严密堵塞。 (2)电缆沟和电缆桥架穿墙处理。电缆沟和电缆桥架穿墙时也存在不同区域间的密封与隔离问题，要采取充砂、填阻火堵料或加设防火隔墙等措施。 3、防雷设计 （1）

8、接闪。直接雷击的防护主要由建筑物的防雷装置实现，现场低压配电及控制系统的防雷，应和周围的储油罐等设备的防雷措施一起设计。 （2）均压。当雷击发生时，在雷电瞬态电流所经过的路径上将会产生瞬态电位升高，使该路径与周围的金属物体之间形成瞬态电位差，如果这种瞬态的电位差超过了两者之间的绝缘耐受强度，就会导致介质的击穿放电，这种击穿放电能直接损坏电气设备，也能产生电磁脉冲，干扰电气控制系统的正常运行。为了消除雷电瞬态电流路径与金属物体之间的击穿放电，可以将所有现场仪表的金属外壳、构架、生产装置的金属设备、设施、电气控制室内的设备、组件和元件的金属外壳、金属设施连接在一起，并且与控制室的防雷接地系统相连接

9、，形成完善的等电位连接。 （3）接地。目前国内石油化工电气配电及控制系统的接地主要有两种措施：浮地和多点接地。浮地是指控制电源如DC、UPS的工作地与建筑物的接地系统保持绝缘，这样建筑物接地系统中的电磁干扰就不会传导到配电系统中，地电位的变化对配电系统也无影响。但由于电气设备的外壳要进行保护接地，当雷电较强时，电子设备外壳与其内部电子电路之间可能出现很高的电压，将两者之间绝缘间隙击穿，造成电子线路损坏。接地是指电气设备、电子设备及PLC 等设备的工作接地与保护接地分开，这种接地方式的突出优点是可以就近接地，接地线的寄生电感小。但是如果较强的雷电波通过保护地进入系统，电子电路同样会因承受高压而损

10、坏。由于以上两种接地方式都不能满足防雷的需要，因此，可以考虑将保护地与工作地相连接，并且接入防雷接地系统，问题就可以解决了。 （4）屏蔽。当今石油化工电气控制系统大量采用半导体电子器件、集成电路和传递信号的电缆，由雷击产生的瞬态电磁脉冲可以直接辐射到这些元器件上，也可以在电源或信号线上感应出瞬态过电压波，沿线路侵入电子设备，使电子设备工作失灵或损坏。利用屏蔽体来阻挡或衰减电磁脉冲的能量传播是一种有效的防护措施。电气控制系统的防雷屏蔽主要包括三个方面：控制室屏蔽、现场综合保护设备屏蔽、信号线和电源线屏蔽。 总结 石油化工企业电气设计时,首先应考虑环境存放、使用和产生的物质情况,判断和确定环境性质并进行危险区域划分,根据危