石油化工企业防雷技术ppt课件

石油化工企业防雷技术中国石油天然气股份有限公司安全技术研究所 第一部分石油化工和石油化工企业雷电灾害事故案例 雷电是一种大气自然现象 它是联合国减灾十年委员会公布的对人类威胁最严重的八大自然灾害之一 在科学技术不发达的古代 雷电被蒙上了神秘的色彩 除了灾难 它留给人类更多的是迷信和恐惧 直到17世纪中叶 美国科学家富兰克林通过实验证实了天电 雷电 与地电的同一性 并发明和使用了 避雷针 人们才逐步对雷电有了理性和科学的认识 地球上 任何时刻都会有约2000个地点出现雷暴 平均每天要发生800万次闪电 每次闪电在微秒级瞬间可释放出55KW h以上能量 据统计 全球平均每年因雷电灾害造成的直接损失超过10亿美元 死亡人数在3千人以上 这个数据的统计还不包括我国 我国每年因雷击造成的人员伤亡约有3000人至4000人 财产损失在50亿到100亿元人民币 一 黄岛油库爆炸事故 1 事故经过1989年8月12日9时55分 随着一条刺目的闪电撕破长空 其5号半地下储油罐内储存的1 6万吨原油燃烧 火焰高达数十米 形成3400余平方米的大火 黄岛油库火灾造成40名消防战士和5名油库职工牺牲 66名官兵和12名油库职工受伤 烧毁油罐5座 原油34 6万吨老罐区所有配套设施 造成直接经济损失3540万元 2 事故原因及分析 事故原因是由于该库区遭受对地雷击产生感应火花而引起爆油气 根据是 1 8月12日9时55分左右 有6人从不同地点目击 5号油罐起火前 在该区域有对地雷击 2 中国科学院空间中心测得 当时该地区曾有过二三次落地雷 最大一次电流104kA 3 5号罐的罐体结构及罐顶设施随着使用年限的延长 预制板裂缝和保护层脱落 使钢筋外露 罐顶部防感应雷屏蔽网连接处均用铁卡压固 油品取样孔采用九层铁丝网覆盖 5号罐体中钢筋及金属部件的电气连接不可靠的地方颇多 均有因感应电压而产生火花放电的可能性 4 根据电气原理 50 60米以外的天空或地面雷感应 可使电气设施100 200毫米的间隙放电 从5号油罐的金属间隙看 在周围几百米内有对地的雷击时 只要有几百伏的感应电压就可以产生火花放电 5 5号油罐自8月12时凌晨2时起到9时55分起火时 一直在进油 与此同时 必然向罐顶周围排放同等体积的油气 使罐外顶部形成一层达到爆炸极限范围的油气层 此外 根据油气分层原理 罐内大部分空间的油气虽处于爆炸上限 但由于油气分布不均匀 通气所孔及罐体裂缝处的油气浓度较低 仍处于爆炸极限范围 二 五万立方米浮顶原油罐雷击着火一九八七年八月十一日下午七时四十分左右 某石化公司五万立方米原油罐103 浮顶原油罐被雷击造成油气着火 职工及时发现报警 厂立即出动了8台消防车进行补救 十分钟左右控制住火势 附近文冲造船厂 黄埔港务局以及广州市消防队先后派出26台消防车前来支援 至晚上9时30分油罐火灾全部扑灭 火灾未发生人身伤亡 未影响正常生产 油罐设备未遭受损坏 据事故后调查计算 事故烧掉原油1 51吨 三 1999年8月27日凌晨2时许 浦东高桥上海炼油厂遭雷击 105号浮顶油罐 储油量2万吨 被雷击中起火 由于厂消防队扑救及时 火势于2时32分扑灭 未造成重大损失 经检查 油罐防雷装置符合设计规范要求 据分析 起火原因是油罐密封胶圈渗漏出的油气与空气混合被雷击中引起燃烧 四 黄陂县石油总公司横店石油储库 7 13 特大雷击火灾事故分析武汉市黄陂县石油总公司横店石油储库1998年7月13日下午4时10分遭直击雷击 造成库区4号储罐起火爆炸 烧毁0号柴油125t及1000m3柴油罐一座 造成重大经济损失 火灾发生后 出动消防车42台 参加灭火指挥及现场工作人员达300余人 经过1小时30分钟的全力抢救 大火于下午5时40分全部扑灭 保证了库内1万余吨石油的安全 事故原因为 1 由于该段时间武汉及郊县持续高温 连续4天气温高达38 39 持续高温给位于洼地的地槽 地下8m 内的4号储油罐不断加热 同时由于罐体与地槽壁相隔1m 使大量热量储存在罐体周围 不易散热 这样使油罐内的0号柴油加热气化 由于该储罐为1000m3 可储存2000t油 但当时油罐内仅储油211t 罐内存在大的空间 使气化的柴油气体受热膨胀 导致油气从呼吸阀外泄 当时由于该地区强对流天气发展 罐顶空气瞬时受抑制 少流动 这样外泄油气大量集中于油罐顶处 难以散发 4时10分 当雷击时 使罐体及油气在雷击金属罐体产生的电火花作用下 产生明火 当时有一名加油司机及一位加油工在50m外 听到一声惊雷后 首先发现4号罐顶产生明火 由于明火燃烧后 通过排气阀引着罐内油气 在罐内燃烧膨胀 内压加大 使仅有2mm厚的罐顶首先爆炸引起大火 2 从当时的天气情况看 该地区正处于强烈发展的强对流区内 雷电活动频繁 武汉中心气象台雷达回波已证实 1998年7月13日下午4时后 每隔10分钟的雷达回波反映十分明显 另外从黄陂县气象站实况观测资料上可看出 该站西南方向的横店 从14时48分开始就有雷电由东南向西南发展 15时后雷电正处于横店地区 当日雷电活动时 黄陂降水量为28 8mm 以上观测事实证明 当时该油库遭到强烈雷击属实 当日该地区高压线均已打坏 3 从该库防雷设施的检测结果看 4号罐于1975年建成后 罐底接地体已大部分腐烂 位于罐体周围的接地体连接方式为猴卡连接 不符合断接卡要求 由于接地体引下线为 8钢筋 连接处接触面小 不利于雷电流下泄 同时4组地网间连接不良 互相同存在明显电位差 达不到均压要求 接地电阻值相差最大达3 且有一组地网断接卡上下电阻值相差较大 4 原4号罐壁厚为4mm 罐顶厚为2mm 按国标 石油库设计规范 GBJ74一84 及其局部修订条文的规定可设置避雷针 该罐避雷针高7m 为法兰盘连接 但均已锈蚀 且罐顶钢板存在明显腐烂 致使发生油气外泄 由于避雷针是以罐体作为引下线的 这样罐顶油气外泄时 正好处在引雷入地的避雷针下 当雷击产生电火花时易引起燃烧 五 微电子设备雷灾1 1998年6月17日中午 12点15分左右某石化分公司气体车间球罐区水罐上避雷针和罐装场地分别落雷 造成球罐操作室仪表多台损坏 办公大楼内的程控交换机损坏 严重影响生产的正常进行 2 某石化分公司98年10月26日的丙烷车间操作室仪器仪表雷电损坏事故 3 茂名石化公司97年4月19日的西罐区装车台计算机控制系统雷电损坏事故 4 2000年长岭炼油厂的DCS控制系统的雷电损坏事故等 5 2001年某石化分公司有机合成厂雷灾事故 造成大面积微电子设备损坏 六 加油站雷灾事故1 2000年9月20日 陕西米脂县城区加油中心卸油的油罐车 储油罐遭雷击 引起爆炸 损失40万元 2 2000年4月5日 陕西新桥加油站的加油机和计算机被雷电击坏 损失2万元 3 2000年7月24日8时前 上海营口路加油站遭雷击 雷电流强度达 36 0KA 击坏20KA电源避雷器 2个加油泵马达 4 2000年7月25日15 15时 上海纪王加油站遭雷击 雷电流强度达到 24 1KA 击坏20KA电源避雷器 读卡机线路板等设备 5 1999年8月12日 上海浦东有2个加油站遭雷电侵袭 加油机电脑损坏 6 2000年7月25日 位于上海周浦镇的公共加油站遭雷击 击坏加油泵马达 7 2001年 月 日凌晨 时左右 广东省高州市根子镇和丰加油站遭雷击起火 烧掉汽油 柴油近 吨 个容量为 吨的储油罐被烧变形 油库顶烧塌 加油机及一大批附属设施被烧毁 8 2002年全国上报雷电事故3372起 其中加油站的雷电事故74起 占雷电事故2 2 74起加油站雷电事故的直接经济损失168 38万元 雷电事故主要损坏的是 计算机主板 接口板 税控机主板 电视机 电话机等等 第二部分石油化工企业防雷技术第一章雷电基础知识第一节雷击一 雷击所谓的雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层 或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电 雷击形式 ppt二 雷击三种主要形式一是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象 叫做 直击雷 二是带电云层由于静电感应作用 使地面某一范围带上异种电荷 当直击雷发生以后 云层带电迅速消失 而地面某些范围由于流散电阻大 以至出现局部高电压 或者由于直击雷放电过程中 强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象 叫做 二次雷 或称 感应雷 三是 球形雷 在雷电频繁的雷雨天 偶然会发现紫色 殷红色 灰红色 蓝色的 火球 这些火球有时从天空降落 然后又在空中或沿地面水平方向移动 有时平移有时滚动 这些 火球 一般直径为十到几十厘米 也有直径超过一米的 火球 存在的时间从几秒到几分钟 一般为几秒到十几秒居多 这种 火球 能通过烟囱 开着的窗户 门和其他缝隙进入室内 或者无声地消失 或者发出丝丝的声音 或者发生剧烈的爆炸 这种 火球 虽然发生的几率很小 但发生的次数也相当多 人们常把它叫做 球形雷 第二节雷电活动及雷击的选择性一 雷电活动雷电活动从季节来讲以夏季最为活跃 冬季最少 从地区分布来讲是赤道附近最活跃 随纬度升高而减少 极地最少 二 雷电日一年当中该地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣的天数称该地区年平均雷电日 三 雷电活动规律及雷击的选择性1 我国年平均雷电日数按地理环境分布规律2 地质条件3 地形与地物条件4 建筑物结构及其所附属构件条件5 建筑物内外设备的条件6 建筑物易受雷击的部位 第三节雷电危害方式一 直击雷危害雷电流热效应 雷电流冲击波效应 雷电流电动力效应二 雷电的二次危害作用静电感应 电磁感应 雷电反击和引入高电位 第四节现代防雷技术一 现代防雷技术的特点 现代防雷技术的理论基础在于 闪电是电流源 防雷的基本途径就是要提供一条雷电流 包括雷电电磁脉冲辐射 对地泄放的合理的阻抗路径 而不能让其随机性选择放电通道 简言之就是要控制雷电能量的泄放与转换 现代防雷保护的三道防线 外部保护 将绝大部分雷电流直接引入地下泄散 内部保护及过电压保护 阻塞沿电源线或数据线 信号线引入的侵入波危害设备 过电压保护 限制被保护设备上雷电过电压幅值 这三道防线相互配合 各尽其职 缺一不可 二 LPZ防雷分区 按电磁兼容的原理把微电子设备系统所在建筑物或构筑物按需要保护的空间由外到内分为不同的雷电防护区 LPZ 以确定各LPZ空间的雷击电磁脉冲的强度及应采取的防护措施 雷电防护区可分为 直击雷非防护区 LPZOA 本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外 都可能遭到直接雷击 本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减 属完全暴露的不设防区 直击雷防护区 LPZ0B 本区内的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内 应不可能遭到大于所选滚球半径雷电流直接雷击 但本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减 属充分暴露的直击雷防护区 第一屏蔽防护区 LPZ1 本区内的各物体不可能遭到直接雷击 流经各类导体的电流比LPZ0B区进一步减小 且由于建筑物的屏蔽措施 本区内的电磁场强度也已得到了初步的衰减 第二屏蔽防护区 LPZ2 为进一步减小所导引的电流或电磁场而增设的后续防护区 第三屏蔽防护区 LPZ3 需要进一步减小雷击电磁脉冲 以保护敏感设备的后续防护区 将一座内置微电子设备系统的建 构 筑物划分为几个雷电防护区示意图见图 三 防雷分区通俗说明 四 过电压造成建 构 筑物及设备损坏的几个方面 1 雷电 1 直击雷 2 感应雷 3 雷电波侵入 4 球形雷2 操作瞬间过电压3 地电位反击 五 多层分级 类 保护的避雷装置1 外部无源保护在0级保护区即外部作无源保护 主要有避雷针 网 线 带 和接地装置 接地线 地极 2 内部防护 1 电源部分防护 2 信号部分保护对于微电子设备系统 如DCS控制系统等 应分为粗保护和精细保护 粗保护量级根据所属保护区的级别确定 精细保护要根据电子设备的敏感度来进行确定 建议在所有微电子设备进入楼宇的电缆内芯线端 应对地加装避雷器 并做好屏蔽接地 其中应注意系统设备的在线电压 传输速率 按口类型等 以确保系统正常的工作 3 接地处理 3 有外部防雷措施同时更需要完善内部防雷措施我们知道外部防雷措施中避雷设施的引下线在接闪以后 会有很大的瞬变电流通过 也就是说在周围会产生很大的瞬变电磁场 LEMP 因此 安装了外部避雷措施不能代替内部防雷措施 再者 我们都知道 避雷针的工作原理是引雷 所以在概率上来说 安装了避雷针以后 建筑物的避雷系统遭受雷击的可能性会增大 也就是说LEMP发生的几率会变大和产生点的距离会缩短 引下线处 所以安装了外部避雷措施的含有电脑网络等系统的大厦更加需要内部防雷措施 六 常用防雷元器件性能比较1 火花间隙 Arcchopping 优点 放电能力强 通流容量大 可做到100KA以上 漏电流小 缺点 残压高 2 4KV 反应时间慢 100ns 有跟随电流 续流 2 金属氧化物压敏电阻 Metaloxsidevaristor 该元件在一定温度下 导电性能随电压的增加而急剧增大 它是一种以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻 没有脉冲时呈高阻值状态 一旦响应脉冲电压 立即将电压限制到一定值 其阻抗突变为低值 3 圆片型压敏电阻优点 通流容量大 残压较低 反应时间较快 25ns 无跟随电流 续流 缺点 漏电流较大 老化速度相对较快 4 气体放电管 Gasdischargetube 优点 通流量容量大 绝缘电阻高 漏电流小 缺点 残压较高 反应时间慢 100ns 动作电压精度较低 有跟随电流 续流 5 瞬态抑制二极管 Transientvoltagesuppressor 优点 残压低 动作精度高 反应时间快 1ns 无跟随电流 续流 缺点 耐流能力差 通流容量小 一般只有几百安培 七 外部防雷系统本部分的内容提要是 1 接闪器 避雷针 避雷线 避雷带 避雷网 2 避雷带和避雷网的结构设计 3 接闪器的选择和布置 外部防雷系统由接闪器 避雷针 引下线 接地地网等有机组成 缺一不可 下面分别对以上三个主要因素的相关技术及安装进行描述 八 雷电保护接地 1 独立接地2 共用接地3 一点接地4 多点接地5 混合接地6 环形接地7 基础接地体接地电阻接地装置的接地电阻是包括接地体的对地电阻和接地线电阻的总和 接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值 以上介绍了与防雷工程有关的各种接地 现把接零与有关接地的概念介绍如下 1 接零 发电机 配电变压器的中性点叫做零点 由中性点引出的线叫做零线 用电设备的金属外壳接到零线上称为接零 2 工作接地 供电系统变压器的中性点直接接地为工作接地 工作接地可以保证电器设备可靠地运行 降低人体接触电压 3 保护接地 所有电器设备在正常工作情况下 不带电的金属部分作良好的接地为保护接地 保护接地主要保护人员的工作安全 4 重复接地 将零线上的多点与大地多次作金属性连接称重复接地 当中性点直接接地系统中发生碰壳或接地短路时 可以降低对地电压 当零线发生断裂时 可以使故障的危害程度减轻 5 静电接地 设备移动或物体在管道中移动 因摩擦产生静电 它聚集在管道 容器和储罐或加工设备上 形成很高的电位对人身安全及对设备和建筑物都危险 作了静电接地 静电一旦产生就导入地中以消除其聚集的可能 油罐车后尾及轿车后尾拖一根接触地面的导电橡胶即属于静电接地 6 直流工作接地 也称逻辑接地 信号接地 计算机及一切微电子设备大部分采用中 大规模集成电路 具有同一 电位 参考点 将所有设备的 零 电位点接于同一接地装置上 这样它可以稳定电路的电位 防止外来干扰这种接地称为直流工作接地 7 计算机房需设的接地 计算机房的接地问题是个很复杂的问题 目前它应设有四种接地 九内部防雷系统十 雷击电磁脉冲防护措施十一 SPD常规安装要求 第二章防雷技术要求第一节建筑物的防雷分类建筑物应根据其重要性 使用性质 发生雷电事故的可能性和后果按防雷要求分为三类 一 第一类防雷建筑物二 第二类防雷建筑物三 第三类防雷建筑物第二节建筑物的防雷措施一 第一类防雷建筑物的防雷措施二 第二类防雷建筑物的防雷措施 第三节石油化工企业防雷安全技术规定一 一般规定1 石油化工企业要按照全方位防护 综合治理 层层设防的技术原则进行雷电防护 重点采用 躲 等电位连接 传导 分流 接地 屏蔽 等六项现代防雷技术措施 2 石油化工企业要严格执行国家各项技术标准和行政法规 制定防雷电危害的具体细则 建立设备防雷档案和检测记录 3 石油化工企业应绘制本单位的防雷接地分布图 详细记录接地点位置 接地体形状 材质 数量和埋设情况 4 石油化工企业进行扩建 改造和大修后 均应对接地系统进行测试检查 5 根据石油化工企业可燃易燃液体与气体贮罐 铁路栈台 汽车栈台 油品码头与液化气码头 加油站等重要性 使用性质 发生雷电事故的可能性和后果 按防雷要求确定为第一类防雷构筑物 6 石油和石油产品应储存在密闭性容器内 并避免易燃或可燃性油气混合物在容器周围积聚 7 易燃或可燃性油气可能泄漏或积聚的区域 应采取电气连接 跨接 等措施以防止存在可能产生金属导体电位差的间隙 8 固定顶金属容器附件 如呼吸阀 安全阀 必须装设阻火器 9 石油容器及其附属装置 如阻火器 呼吸阀 量油孔等 均应保持良好的工作状态 10 设备 容器等设施应采用防雷接地 11 雷雨天应停止可能导致油气或可燃气体从油罐 容器等设备中外泄的计量和收发作业 12 避雷针的保护范围应按滚球法进行计算 第一类防雷构筑物滚球半径取30m 第二类防雷构筑物滚球半径取45m 避雷针的保护范围具体计算方法参见GB50057 94 建筑物防雷设计规范 附录四 二 生产装置防雷1 生产装置区内的各种罐 塔 容器及其它设备若其顶部金属厚度大于4mm 可不设避雷针 线 2 生产装置区内的各种设备必须进行防雷接地 其防雷接地点不得少于2处 间距不宜大于18m 防雷接地的冲击电阻值不得大于10 3 架空金属管道在进出生产装置处 应与防雷电感应的接地装置相连 距离生产装置100m内的管道 应每隔25m左右接地一次 其冲击接地电阻不应大于10 并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接 绑扎钢筋网作为引下线 其钢筋混凝土基础宜作为接地装置 4 装置区内的可燃性气体防空管路必须装设避雷针 避雷针的保护范围应根据防空管排放气体的压力和气体的比重进行确定其水平距离和垂直高度 5 装置区内各防雷接地引下线必须设计断接卡 接地断接卡必须暴露在明处 不得埋入水泥中或地下 断接卡必须用2个M10的螺栓连接并固定 断接卡与接地线不得水平防置在地面上 断接卡距地面高度为0 3m 0 8m之间 断接卡的接触电阻值不得大于0 03 6 引下线宜采用圆钢或扁钢 圆钢直径不应小于8mm 扁钢截面不应小于48mm2 其厚度不应小于4mm 7 装置区内的各种接地必须进行等电位连接 8 装置区内若设计独立避雷针及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道 电缆等金属物之间距离 应符合下列表达式的要求 但不得小于3m a 地上部分 当hx 5Ri时 Sa1 0 4 Ri 0 1hx 当hx 5Ri时 Sa1 0 1 Ri hx b 地下部分 Se1 0 4RiSa1 空气中的距离 m Se1 地中距离 m Ri 独立避雷针或架空避雷线 网 支柱处接地装置的冲击接地电阻 hx 被保护物或计算点的高度 m 9 生产装置区内法兰 阀门的连接处应设金属跨接线 其跨接接触电阻值不大于0 03 当法兰用5根以上螺栓连接时 法兰可不用金属线跨接 但必须构成电气通路 其法兰间的电阻值不大于0 03 三 油罐区与液化汽球罐区防雷1 油罐 液化汽球罐以及其它装有可燃液体与气体的钢罐 必须作环形防雷接地 其接地点不应小于两处 接地沿罐周长的间距 不宜大于30m 罐的接地电阻不宜大于10 2 装有阻火器的地上固定顶钢罐 当顶板厚度 4mm时 可不装设避雷针 线 当顶板厚度 4mm时 应装设避雷针 线 避雷针 线 的保护范围应包括整个油罐 3 没有阻火器的地上固定顶钢罐 必须安装阻火器 若安装阻火器困难 则可装设避雷针 线 但必须按下列规定进行 a 排放爆炸危险气体 蒸汽和粉尘的放散管 呼吸阀 排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内 当有管帽时应按下表确定 当无管帽时 应为管口上方半径5m的半球体 接闪器与雷闪的接触点应设在上述空间之外 有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间 b 排放爆炸危险气体 蒸汽和粉尘的放散管 呼吸阀 排风管等 当其排放物达不到爆炸浓度 发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管 安全阀 呼吸阀等 接闪器的保护范围可仅保护到管帽 无管帽时可仅保护到管口 4 浮顶油罐或内浮顶油罐可不装设避雷针 线 但应将浮盘与罐体用两根截面不小于25mm2的软铜绞线作电气连接 连接线的两端必须分别与浮盘和罐体紧密连接 其连接处的接触电阻不应大于0 03 5 油罐 液化汽球罐以及其他装有可燃液体与气体的钢罐 防雷接地引下线上必须设有断接卡 接地断接卡必须暴露在明处 不得埋入水泥中或地下 断接卡必须用2个M10的螺栓连接并固定 断接卡与接地线不得水平防置在地面上 断接卡距地面高度为0 3m 0 8m之间 断接卡的接触电阻值不得大于0 03 6 罐区内的法兰 阀门的连接处应设金属跨接线 其跨接接触电阻值不大于0 03 当法兰用5根以上螺栓连接时 法兰可不用金属线跨接 但必须构成电气通路 其法兰间的电阻值不大于0 03 7 地上钢罐的温度 液位等测量装置 应采用铠装电缆或钢管配线 电缆外皮或配线钢管与罐体应作电气连接 铠装电缆的埋地长度不应小于50m 8 覆土油罐的罐体及罐室的金属构件以及呼吸阀 安全阀 量油孔等金属附件 应作电气连接并接地 接地电阻不应大于10 9 储存易燃油品的人工洞石油库 应采取下列防止高电位引入洞内的措施 a 进入洞内的金属管线 从洞口算起 当其洞外埋地长度超过50m时 可不设接地装置 当其洞外部分不埋地或埋地长度不足50m时 应在洞外作两处接地 接地点的间距不应大于100m 接地电阻不宜大于20 b 电力和通讯线路应采用铠装电缆埋地引入洞内 若有架空线路转换为电缆埋地引入洞内时 由洞口至转换处的距离不应小于50m 电缆与架空线的连接处 应装设避雷器 避雷器 电缆外皮和铁脚应作电气连接并接地 接地电阻不宜大于10 洞口的电缆外皮 必须与油罐 管线的接地装置连接 四 DCS控制系统与常规仪器仪表控制系统的防雷1 DCS控制系统与常规仪器仪表控制系统的接地 保护接地 是将DCS控制系统或常规仪器仪表控制系统中平时不带电的金属部分 机柜外壳 操作台外壳等 与地之间形成良好的导电连接 以保护设备和人身安全 保护地的接地电阻不宜大于4 工作接地 是为了使DCS控制系统或常规仪器仪表控制系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地 DCS控制系统工作地的接地电阻应小于1 常规仪器仪表控制系统工作地的接地电阻一般要求为小于4 有特殊要求的 可按小于1 进行处理 2 DCS控制系统与常规仪器仪表控制系统的工作地与保护地之间应安装等电位连接器 不受干扰信号影响的常规仪器仪表控制系统的工作地与保护地可直接进行等电位连接 3 DCS控制系统与常规仪器仪表控制系统的操作室应设置等电位连接排 将等电位连接的各种地均接到等电位连接排上 4 各种接地装置距操作室的安全距离以及各接地装置之间的安全距离不宜小于3m 5 控制系统的电源线应采用铠装电缆 信号线应采用双绞屏蔽线 铠装电缆的外皮两端应接地 信号线屏蔽层的操作室端应接地 6 信号线应采用穿管敷设或线槽敷设 管和线槽必须接地 接地电阻不应大于10 7 操作室内的各种金属管线 暖气线 水线等 应作良好的接地 并与操作室内的等电位连接排进行连接 8 根据区域雷击几率和系统结构遭破坏性的程度对DCS控制系统或常规仪器仪表控制系统进行雷电感应过电压危险性评估 由危险性评估的结果确定控制系统是否需要进行雷电过电压保护 9 控制系统应按下列方法进行雷电过电压保护 a 根据控制系统各种电气设备 仪器仪表 系统电子元器件的技术参数进行选择雷电过电压保护器 b 安装雷电过电压保护器前必须对雷电过电压保护器进行测试 测试项目有 标称导通电压 漏泄电流 冲击防护电压 冲击通流量 限制电压等 c 电源部分应进行三级过电压保护 采用电源过电压保护器 d 信号部分应采用相匹配的信号过电压保护器 e 过电压保护器的泄流地线的长度不得大于0 5m f 现场信号过电压保护器必须安装在防爆盒内 五 加油站防雷1 建筑物的防雷加油站的建筑物包括加油棚 宿舍楼及其它附属建筑物 这些建筑物在设计和施工时 利用其框架结构的桩作为垂直接地体 利用地梁与汞台作为水平接地体 利用桩内两条对角主筋作为引下线 利用天面板筋作为网络 10m 10m或8m 12m 沿天面四边设避雷带 2 油罐的防雷金属油罐必须作环形接地 其接地点不应少于两处 其间弧形距离不应 30m 接地体距罐壁应不小于3m 油罐顶板厚度 4mm时 应装防直击雷设施 当顶板厚度 4mm 可不装防直击雷设施 但在多雷区 年平均雷暴日数多于40天 也可装防直击雷设施 独立避雷针与被保护油罐的水平距离不应 3m 保护范围应高于呼吸阀2m以上 3 电源线和电话线的防雷加油站大部分雷击事故是雷电波通过电源线 电话线传导而发生的 做好电源线 电话线保护是加油站防雷的重要组成部分 1 电源线防雷防止雷电波从电源线侵入的办法是将电源线穿金属管埋地引入 穿管长度不宜小于2 为当地土壤电阻率 单位为 m 在配电房设备总电源处安装三相电源避雷器 在设备的电源输入端安装专用的电源避雷器 避雷器应选用防爆型产品 2 电话线防雷加油站大多建在开阔地带的公路两旁 电话线很多是架空引入的 雷电波很容易通过电话线输入而击毁电话机 因此有必要做好电话线的防雷 最好的办法是在电话线进入室内前 穿金属管埋地 埋地长度不宜小于2 金属管首尾接到地极上引入 并安装专用的电话避雷器 4 接地 1 建筑物防雷接地电阻应 10 2 独立避雷针和油罐的两组接地装置的地中距离Se 0 4Ri Ri为冲击接地电阻 但不得小于3m 接地电阻不大于10 3 工作接地 安全保护接地 避雷器接地 建筑物的防雷接地宜共用一组接地装置 接地电阻不大于4 六 装卸油品设施的防雷装卸油品设施基本涉及到鹤管 装卸油品管道 钢轨 钢栈桥 配电系统 消防泵房等 其防雷措施包括防直击雷 防感应雷和防雷电波侵入等 1 装卸油品设施包括鹤管 钢轨 钢栈桥 输油管线等 应作好连接和接地处理 且应至少作3处以上连接 接地电阻不应大于10 跨接线的截面积不应小于48mm2 跨接线的接触电阻不宜大于0 03 2 装卸油品码头应设置防静电接地设施 使油船等能与装卸油品设施进行等电位连接 3 与鹤管 钢栈桥 集油管等有金属连接的所有金属管线 应在适当位置安装绝缘法兰 绝缘法兰两侧的金属管线应分别接地 且两接地极的地下间距应大于5m 接地电阻不应大于10 4 装卸油品区域内的电源线 信号线等应穿金属管并进行接地处理 5 装卸油品区域内有低压配电系统时 其变电所应有防直击雷措施 可采用避雷针或变电所本身避雷带等作为接闪器 并作好接地引下 其保护范围和接地引下线数量可按相应的防雷要求设置 6 当装卸油品区域内有消防泵房时 其消防泵房也应参照 5 中变电所的防雷要求做好防直击雷 防感应雷和防雷电波侵入等措施 第三章防雷防静电现场检查与检测第一节现场检测基本内容一 油罐区 1 油罐的接地点分布 2 油罐的接地电阻值 3 油罐内壁使用的防静电防腐涂料情况 其涂料的体电阻率情况 4 轻质油品的进油出油管口的位置 5 进入油罐的油品流速 6 油罐内是否存在未接地的浮动物 7 浮顶油罐浮顶连线情况 8 油罐区内操作人员的防静电着装情况 9 油罐接地断接卡 二 铁路栈台 1 铁路栈台接地电阻值 2 装油栈台鹤管 法兰的跨接电阻 鹤管的接地电阻 3 铁路钢轨的接地电阻 4 槽车接地线的泄漏电阻 5 槽车接地线的接地线夹与接地线的接触电阻 6 若鹤管材质是非导体则要检测其防静电电阻值 7 顶部装油时鹤管深入槽车内的位置 8 装油速度 9 装油完毕后的静置时间 10 栈台上使用的各种非导电橡胶管段的防静电电阻值 11 操作人员防静电着装 12 装油时槽车内的油面电位 油品电导率 三 汽车栈台 1 汽车栈台接地电阻值 2 装油栈台鹤管 法兰的跨接电阻 鹤管的接地电阻 3 若鹤管材质是非导体则要检测其防静电电阻值 4 槽车接地线的泄漏电阻 5 槽车接地线的接地线夹与接地线的接触电阻 6 栈台装油管线的接地电阻 7 接地线夹与汽车的连接位置 8 汽车装油时车体的泄漏电阻 9 顶部装油时鹤管深入槽车内的位置 10 装油速度 11 装油完毕后的静置时间 12 栈台上使用的各种非导电橡胶管段的防静电电阻值 13 操作人员防静电着装 14 装油时槽车内的油面电位 油品电导率 15 液化气栈台使用的橡胶地板的防静电电阻值 四 油品码头与液化气码头 1 各种管线的接地电阻值与跨接电阻值 2 法兰的接触电阻值 3 接地线的接地电阻值 4 装油速度 5 装油完毕后的静置时间 6 码头各种设备的接地电阻值 7 栈桥的接地电阻值 8 输油臂上的绝缘法兰的电阻值 9 用橡胶软管的 应检测橡胶软管的电阻值 10 码头上使用的各种非导电橡胶管段的防静电电阻值 11 操作人员防静电着装 五 加油站 1 油罐的接地点分布 2 油罐的接地电阻值 3 埋地油罐的罐体 量油孔 阻火器 呼吸阀等的金属附件的接地电阻值 4 地上或管沟敷设的输油管线的始端 末端的接地电阻值 5 加油站的汽车罐车卸油场地的防静电接地装置的接地电阻 接地线夹与接地极间的接触电阻 6 加油枪的泄漏电阻 7 加油机的接地电阻 8 各种橡胶短管的防静电电阻值 9 操作人员的防静电着装情况 六 生产装置 1 进出生产装置接地线的接地电阻 2 操作人员的防静电着装 3 各种滤布的防静电电阻值 4 法兰的跨接电阻值 5 粉体出口处的静电电位 6 粉体料仓内各突出放电点情况 孤立导体情况 7 生产装置区内的各种设备 容器的接地情况 接地点分布情况 接地方式 接地电阻 8 生产装置区内各种接地的断接卡情况 断接卡的接触电阻的阻值 9 生产装置区内使用的各种临时蒸汽橡胶管段的防静电电阻值 10 塑料薄膜 编织袋 各种化工纤维等生产装置的接地电阻值 表面电位等检测 11 生产装置DCS控制系统操作室防静电地板的阻值测试 12 生产装置DCS控制系统防雷检查 第二节现场检测要求一 生产装置 1 进出装置接地线的接地电阻石油化工企业生产装置的管线在进出生产装置时必须接地 接地的目的是防静电与防雷电感应 根据 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92中第4 1 1条款规定 这一接地应按防雷电感应的接地考虑 建筑物防雷设计规范 GB50057 94中第3 2 3条 二 规定 架空金属管道在进出建筑物处 应与防雷电感应的接地装置相连 距离建筑物100m内的管道 应每隔25m左右接地一次 其冲击接地电阻不应大于20 并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接 绑扎钢筋网作为引下线 其钢筋混凝土基础宜作为接地装置 在进行检测时 首先找出在距离装置100m内的接地引下线 然后进行接地电阻测试 其阻值不应大于20 2 操作人员的防静电着装 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92第4 7 1条规定 当气体爆炸危险场所的等级属0区和1区时 作业人员应穿防静电工作服 防静电工作鞋 袜 且应配置导电地面 第4 7 2条规定 禁止在爆炸危险场所穿脱衣服 帽子或类似物 在进行检查检测时 首先要检查操作人员着装是否符合上述规定要求 并抽查防静电工作服 防静电鞋是否符合 防静电工作服 GB12014 1989与 防静电鞋 导电鞋技术要求 GB4385 1995规定要求 3 各种滤布的防静电电阻值石油化工企业在很多场合应用过滤器 过滤器内部有各式各样的滤布 如油品精细过滤器中的滤布 聚烯烃粉体储料仓上部粉尘过滤器的滤布 还有生产装置用的滤布等 这些滤布极易起电 所以必须采用防静电滤布 在检查检测中 首先要进行过滤器的接地电阻的检测 其阻值不得大于100 其次对滤布的面电阻率进行检测 根据 防止静电事故通用导则 GB12158 1990中第5 2 1条规定 其值必须在108 以下 5 法兰的跨接电阻考虑生产装置防雷与防静电并同 根据 建筑物防雷设计规范 GB50057 94与 石油与石油设施雷电安全规范 GB15599 1995中规定 法兰 阀门的连接处应设金属跨接线 其跨接接触电阻值不大于0 03 当法兰用5根以上螺栓连接时 法兰可不用金属线跨接 但必须构成电气通路 其法兰间的电阻值不大于0 03 6 粉体出口处的静电电位聚丙烯 聚乙烯 聚酯等粉体出口下料时必须进行其静电电位的测量 橡胶工业静电安全规程 GB4655 84 第四项 防止静电危害的措施 第4 3 1条规定 在周围环境存在可燃 易燃性混合物并可能达到爆炸范围时 对最小着火能量 0 1mJ的可燃 易燃性混合物 绝缘体的静电电位应控制在1kV以下 对最小着火能量 0 1mJ的可燃 易燃性混合物 绝缘体的静电电位应控制在5kV以下 防止静电事故通用导则 GB12158 90 第五项 静电危害的安全界限 第5 2 3条规定 固体静电非导体平面 背面15cm内无接地导体 的不引燃放电安全电位对于最小点燃能量大于0 2mJ的可燃气是15kV 7 聚烯烃粉体料仓内突出放电点情况 孤立导体情况 防止静电事故通用导则 GB12158 1990中第4 4 7条规定 大型料仓内部不应有突出的接地导体 在用顶部进料时 进料口不得伸出 应与仓顶取平 所以必须检查料仓内是否有突出的接地导体和孤立导体 8 生产装置区内各种设备 容器的接地情况 接地点分布情况 接地方式 接地电阻生产装置区内各种设备 容器的接地必须按防雷要求进行 根据 建筑物防雷设计规范 GB50057 94有关规定 生产装置区内各种设备 容器必须接地 接地点不得少于2处 其间距不应大于18m 接地方式必须采用断接卡式 其接地冲击电阻值不得大于10 9 生产装置区内各种接地断接卡情况 断接卡的接触电阻的阻值情况根据 建筑物防雷设计规范 GB50057 94有关规定 接地断接卡必须暴露在明处 不得埋入水泥中或地下 断接卡必须用2个M10的螺栓连接并固定 断接卡与接地线不得水平防置在地面上 断接卡距地面高度为0 3m 1 8m之间 断接卡的接触电阻值不得大于0 03 10 生产装置区内使用的临时蒸汽橡胶管段的防静电阻值根据 防止静电事故通用导则 GB12158 1990有关规定 生产装置区内使用的临时蒸汽橡胶管段必须是防静电的 其表面电阻率不得大于108 11 塑料薄膜 编织袋 各种化工纤维等生产装置的接地电阻值 表面电位等检测根据 防止静电事故通用导则 GB12158 1990有关规定 塑料薄膜 编织袋 各种化工纤维等生产装置的接地电阻值不得大于100 表面电位不得大于10kV 12 生产装置DCS控制系统操作室防静电地板的阻值测试 根据 电子计算机机房设计规范 GB50174 93第三节静电防护有关条款规定 导静电地面的体电阻率均应为1 0 107 1 0 1010 m 主机房内的工作台面及座椅垫套材料的体电阻率均应为1 0 107 1 0 1010 m 主机房的导体必须与大地作可靠的连接 不得有对地绝缘的孤立导体 导静电地面 活动地板 工作台和座椅垫套必须进行静电接地 接地电阻不得大于100 13 生产装置DCS控制系统防雷检查 根据 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 电子计算机机房设计规范 GB50174 93 电子设备雷击保护导则 GB7450 87有关条款要求 DCS控制系统的工作地与保护地必须进行等电位连接 如果等电位连接有困难 可在工作地与保护地之间加瞬间放电保护器 DCS控制系统的工作地与保护地必须与其他接地装置具有一定的安全距离 即大于5m DCS控制系统应该装设SPD过电压保护器 二 油罐区 1 油罐的接地点分布 接地电阻值油罐的接地应执行防雷接地有关规定 根据 石油库设计规范 GBJ74 95中第11 2 1条规定 钢油罐必须作防雷接地 其接地点不应小于两处 接地沿油罐周长的间距 不宜大于30m 当油罐顶装有避雷针或利用油罐体作接闪器时 接地电阻不宜大于10 2 油罐内壁使用的防静电防腐涂料情况 其涂料的体电阻率情况根据 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92中第5 1 2条规定 油罐内壁应使用防静电防腐涂料 涂料的体电阻率应低于108 m 面电阻率应低于109 3 轻质油品的进出管口的位置根据 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92中第5 1 3条规定 轻质油品的进油出油口必须接近油罐底部 4 进入油罐的油品流速根据 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92中第5 1 4条规定 对于电导率低于50pS m的液体石油产品 在注入口未侵没前 初始流速不应大于1m s 可逐步提高流速 但最大流速不应超过7m s 如果采用其他有效防静电措施 可不受上述限制 5 油罐内是否存在未接地的浮动物根据 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92中第5 1 5条规定 罐内禁止存在任何未接地的浮动物 6 浮顶油罐浮顶连线情况浮顶油罐浮顶连线是油罐必不可少的防雷防静电措施 根据 油库设计规范 GBJ74 95中第11 2 2条二中规定 浮顶油罐的浮顶与罐体必须用两根截面不小于20mm2的软铜绞线作电气连接 浮顶连线的4个接点的接触电阻不得大于0 03 7 油罐区内操作人员的防静电着装情况 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92第4 7 1条规定 当气体爆炸危险场所的等级属0区和1区时 作业人员应穿防静电工作服 防静电工作鞋 袜 且应配置导静电地面 第4 7 2条规定 禁止在爆炸危险场所穿脱衣服 帽子或类似物 在进行检查检测时 首先要检查操作人员着装是否符合上述规定要求 并抽查防静电工作服 防静电鞋是否符合 防静电工作服 GB12014 1989与 防静电鞋 导电鞋技术要求 GB4385 1995规定要求 8 油罐接地断接卡根据 建筑物防雷设计规范 GB50057 94有关规定 油罐接地连线必须设置断接卡 断接卡必须用不小于M10的螺栓连接 其接触电阻必须不大于0 03 接地断接卡必须暴露在明处 不得埋入水泥中或地下 断接卡与接地线不得水平放置在地面上 断接卡距地面高度为0 3m 0 8m之间 9 根据 建筑物防雷设计规范 GB50057 94有关规定 油罐必须采用环形接地 其接地装置距离油罐外壁不得小于3m 三 铁路栈台 1 铁路栈台接地电阻值根据 石油库设计规范 GBJ74 95中第三节防静电接地中规定 铁路栈台必须有三处以上的接地 其接地电阻不应大于10 2 装油栈台鹤管跨接电阻 法兰的跨接电阻 鹤管的接地电阻 石油库设计规范 GBJ74 95与 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92规定 装油栈台鹤管跨 法兰必须进行跨接 跨接线的截面积不应小于48mm2 跨接线的各接点处的接触电阻不得大于0 03 鹤管若为金属导体 则鹤管的接地电阻不应大于10 鹤管若为导电性材料 则鹤管的总接地泄漏电阻不应大于106 3 铁路钢轨的接地电阻 石油库设计规范 GBJ74 95规定 铁路钢轨的接地电阻不应大于10 4 槽车接地线的接地电阻 石油库设计规范 GBJ74 95与 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92规定 槽车在装卸油前必须先接好接地连线 接地连线的接地电阻不应大于10 槽车的泄漏电阻值不应大于100 接地线上的接线夹与接地线间的接触电阻不应大于0 03 5 顶部装油时鹤管伸入槽车内的位置 装油速度 装油完毕后的静置时间 防止静电事故通用导则 GB12158 1990与 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92规定 顶部装油时 鹤管应深入槽车的底部 鹤管出口与槽车底的距离不应大于200mm 铁路槽车装油速度宜满足式 VD 0 8 装油完毕 必须静置不小于2min后 方可进行提取鹤管 采样 拆除地线等工作 6 栈台上使用的各种非导电橡胶管段的防静电电阻值栈台上使用的各种非导电橡胶管段按 防止静电事故通用导则 GB12158 1990规定 必须是防静电的 其阻值不应大于108 7 操作人员防静电着装 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92第4 7 1条规定 当气体爆炸危险场所的等级属0区和1区时 作业人员应穿防静电工作服 防静电工作鞋 袜 且应配置导电地面 第4 7 2条规定 禁止在爆炸危险场所穿脱衣服 帽子或类似物在进行检查检测时 首先要检查操作人员着装是否符合上述规定要求 并抽查防静电工作服 防静电鞋是否符合 防静电工作服 GB12014 1989与 防静电鞋 导电鞋技术要求 GB4385 1995规定要求 8 装油时槽车内的油面电位 油品电导率 防止静电事故通用导则 GB12158 1990第5 2 4条规定 轻质油品装油时 油面电位应低于12kV 第5 2 4条规定 轻质油品安全静止电导率应大于50pS m 四 汽车栈台 1 汽车栈台接地电阻根据 建筑物防雷设计规范 GB50057 94规定与 石油库设计规范 GBJ74 95规定汽车栈台接地电阻值不应大于10 2 装油鹤管 法兰的跨接电阻 鹤管的接地电阻 石油库设计规范 GBJ74 95与 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92规定 装油鹤管 法兰必须跨接 跨接线的截面积不应小于48mm2 跨接线的各接点处的接触电阻值不应大于0 03 鹤管若为金属导体 则鹤管的接地电阻不应大于10 若鹤管的材质为导电性材料 则鹤管的接地总泄漏电阻不应大于1 106 3 槽车接地线的接地电阻 防止静电事故通用导则 GB12158 1990与 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92规定 槽车在装卸油前必须先接好接地线 接地线接地电阻不应大于10 槽车的泄漏电阻值不应大于100 接地线上的接地线夹与接地线间的接触电阻不应大于0 03 4 栈台装油管线的接地电阻 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92规定输油管路两端和每隔200 300米处 应有一处接地 其接地电阻值不应大于10 5 接地线夹与汽车连接汽车油罐车在接地时 应采用电池夹头 锷式夹钳 专用连接夹头 蝶式螺栓等可靠的连接器与接地支 干线相连 不应采用缠绕等不可靠的方法连接 接地线夹必须在打开罐盖之前与槽车连接 要接在槽车的专用接地端子板上 不准接在装卸油口附近 6 汽车装油时的接地电阻汽车装油时的接地电阻值不应大于100 7 顶部装油时鹤管深入槽车内的位置 装油速度 静置时间 防止静电事故通用导则 GB12158 1990与 液体石油产品静电安全规程 GB13348 92规定 顶部装油时 鹤管应深入槽车的底部 鹤管出口与槽车底的距离不应大于200mm 汽车装油的速度宜满足式 VD 0 5 装油完毕 必须静置不少于2min后 方可进行提取鹤管 采样 拆除接地线等工作 8 栈台上使用的各种非导电橡胶管段的防静电电阻值栈台上使用的各种非导电橡胶管段按 防止静电事故通用导则 GB12158 1990规定 必须是防静电的 其