易燃易爆場所電氣防火探討

廈門市公安消防支隊 施華杰

1.引言

隨著國民經濟的快速發展以及人民生活水平的提高，易燃易爆物質的生產、使用、存儲場所大量增加。但是，易燃易爆物質的大量增加并沒有使得存放易燃易爆物質的場所的安全性得到很大的提高，恰恰是這些場所的火災載荷大，一旦發生火災，撲救非常困難，而且這些存放易燃易爆物質的場所對消防安全管理并不重視，消防基礎設施的建設也不夠健全，以至于一旦發生火災損失非常嚴重，因此，我國易燃易爆場所的消防安全隱患問題必須受到重視。根據我國易燃易爆場所發生電氣火災的規律和特點，本文以油氣生產場所的電氣防火為例，詳細制定了一系列消防安全對策，對我國加強易燃易爆場所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預案具有重大的意義。

油氣生產場所的易燃易爆物體主要是天然和、丙烷和汽油，該場所產生火災事故有三個條件：存在易燃氣體、易燃氣體濃度夠高、存在點燃易燃氣體的火花、電弧等。本文探討了如何消除能夠點燃易燃氣體的火花、電弧等電氣設備的策略。

2.電氣設備布置

2.1 電氣防火間距

在現行的電氣設備防火間距規范中，明確規定了在石油天然氣站建設中電力線路、電力變壓器等電力設施的間距，但是卻沒有明文規定柴油發電機組的布局[1]。但是，柴油發電機組的的排煙管道溫度較高，最高可達800度，這種高溫足以引起易燃易爆氣體的燃燒和爆炸。因此，對于柴油發電機組的布局以防火規范中的表5.2.3中的加熱爐、鍋爐房規定的間距布局。

2.2 電線電纜鋪設原則

根據防火規范中的第2.5.8條[2]，按照爆炸性氣體環境電氣線路的設計和安裝條款對電線電纜進行設計，當電線電纜在電纜溝進行鋪設時，必須防止可燃氣體積聚及防止含可燃液體的污水進入溝內，當鋪設電線電纜的電纜溝通入室內時，墻洞處必須密封和填實，如果在易燃氣體的密度高于空氣密度的環境下作業時，必須將電線電纜鋪設在較高處或者埋在地下，排在地下時還需要設置排水措施。

2.3 上風口原則

對于有明火高溫的設備和電氣設備，應該安裝在上風口處，有利于降低發火爆炸的幾率。而且，對于一些開闊的場地，還不能忽視常年風向的問題[3]。在天然氣場站改擴建的過程中，必須按照變壓器、發電機組、有明火的地點應該布置在全年最小頻率風向的上風側的要求進行布置。

3.設備選型

3.1 可燃氣體探測設備

在天然氣場站一項有力的對可燃氣體提供檢測的手段就是安裝可燃氣體探測設備，它為油氣生產安全提供了保障。在石油設施電氣裝置場所分類中明確規定了可燃氣體探測設備的型號、安裝、報警方式和檢驗周期。但是，目前全國各地很少有易燃易爆場所安裝可燃氣體探測設備，因此建議在場所的可能泄露點的地方安裝可燃氣體探測設備。

3.2 電氣設備選型

3.2.1 油氣場所常用防爆電氣選型

油氣場所的防爆電氣應按照爆炸性氣體環境的電氣裝置的標準進行選型，根據是由設施電氣裝置場所分類標準，一般來說，油氣場所的常規氣體可以分為3組，T1組、T2組、T3組。因此選擇ExdII BT4防爆電氣設備就能滿足所有的需求。

3.2.2 戶外、腐蝕環境電氣選型

通常情況下油氣場所的所有裝置設備都在露天和開放式環境中，因為易燃易爆氣體不能進行封閉，否則將帶來安全隱患。由于空氣中含有硫化氫等腐蝕氣體[4]，因此，在進行電氣設備選型時，不僅要考慮使用防爆設備，還需要考慮設備的抗腐蝕和抗氧化性。如果使用了不能抗腐蝕的設備，在使用一段時間后，隔爆面就會生銹，設備內也會受到損壞。

3.3 防爆電器安裝

在易燃易爆場所，即使對設備的選型、防火間距、電線電纜鋪設都滿足標準，也不能達到防爆電器的安裝要求。根據國家建筑標準設計94D801《爆炸和火災危險環境電氣線路和電氣設備安裝》的標準[5]，在電氣安裝時，每一個局部的密封、封堵、配管方式都有詳細的圖紙。

3.4 防火防爆電器的維護

3.4.1 防火防爆電器的常見問題

a.密封問題。供應商提供的防爆電氣的密封一般都會有問題，因為電纜引入壓緊螺母都是塑料制造的。其次，對于接線盒內一個引入口有兩根及以上的電纜的情況，也不符合要求。而且，有些電纜尺寸與密封口尺寸不匹配，電纜引入口也沒有充分壓緊，因此需要對其密封問題進行處理。

b.防爆環境。很多易燃易爆場所沒有使用防火防爆電器，或者沒有在防火防爆電器上安裝標示。

c.防爆設備要求。有的易燃易爆場所雖然使用了防火防爆設備，但是該設備卻不符合該場所的防爆級別，比如有的環境需要防水防腐蝕，但是卻沒有使用防水防腐蝕的設備。

d.設備地線連接。有的防火防爆設備沒有連接地線。

3.4.2 防火防爆電器維修注意事項

a.在維修防火防爆電器時，必須要先斷電，再開啟蓋。

b.在易燃易爆場所對設備進行維修時，所有的維修設備都要用防爆型的，而且所用的工具也不能產生火花。

c.對防爆型電氣設備最好不要拆裝。在必要情況下，對防爆型電氣設備拆裝時，需要妥善保護隔爆面，不能對其進行損傷。

4.供電設計

4.1 TN-S供電系統

在易燃易爆區域，要大力推廣TN-S供電系統。該系統的一大優勢是保護線和中性線是分開的，而且保護線和設備外殼都是不帶電的[6]。假若供電系統出現短路情況，電流能夠通過保護線構成回路，由于回路的電阻較小，保護電氣能夠迅速切斷電流，從而使得易燃易爆環境及時脫離漏電風險。

4.2 易燃易爆場所的電氣保護及自動裝置

a.設定短路保護、過載保護、接地保護。要對短路保護和過載保護進行驗算，確保在短路或者其他故障情況下，能夠及時切斷電路并且保護電氣設備。除此之外，在單相線路上還需安裝雙級開關，以便能夠同時斷開零線和相線。

b.在裝有通風裝置的易燃易爆場所，應該在通風設備和電氣設備之間安裝電氣聯鎖裝置。不論是啟動電氣設備還是斷開電氣設備，都應該首先開啟通風裝置或者關閉通風裝置。

c.在易燃易爆環境中，電氣設備需要安裝漏電保護裝置。

5.防雷、防靜電

5.1 防雷規范

目前，有許多易燃易爆場所所使用的防雷設計是遵從建筑物防雷設計規范的，在建筑物防雷設計規范中明確規定其規范不適合油罐、化工戶外裝置的防雷設計。因此，必須要對易燃易爆場所進行專用的防雷設計。

5.2 避雷針保護范圍計算方法

雷電先導通道發展到離地面一定高度H時，地面上的避雷針才可能影響雷電先導的發展方向，使雷電先導通道沿著電場強度最大的方向擊向避雷針。根據實驗分析可知，雷電高度H與避雷針高度h是相關聯的，當避雷針高度小于30米時，雷電高度大約為600米，當避雷針高度大于30米時，雷電高度大約為10000米以上，因此大多數的雷電都在離地面300米以上，故避雷針的保護范圍是根據室內人工雷電沖擊電壓下的模擬研究確定的。根據易燃易爆場所的特點，該場所的避雷針應該使用折線法計算保護范圍，該方法不僅直觀，而且使用起來更為簡單，性價比高，且符合《石油天然氣工程設計的防火規范》。

5.3 接地裝置的布置與沖擊接地電阻

技術較為陳舊的接地裝置一般都是鋼水平接地、垂直接地，但是隨著接地技術的發展以及易燃易爆場所的特點，對接地技術提出了更高的要求。現階段，接地技術推陳出新，相繼出現了防腐離子接地體、防腐長效降阻接地極、電解地極、銅包鋼接地棒、純銅接地棒、接地模塊等。雖然這些新的接地技術有著傳統接地技術不可比擬的優勢，但是這些接地技術都有一個相同點，在突然中雷電流泄放時都存在著火花效應，因此，各個接地體之間應該相互屏蔽，使沖擊電流流散條件變壞。在易燃易爆場所布置接地裝置時，主要被保護的設備和設施附近必須布置接地極，這樣就避免了雷電對保護物的二次反擊。

5.4 接地裝置的防腐蝕

傳統的防腐蝕技術一般采用鋼熱鍍鋅，接頭焊接處加瀝青涂敷，這種方式雖然在一定程度上防止了腐蝕，但是在土壤中不能長期保持不被腐蝕，甚至會出現接地體斷線以及其他連接線斷開等情況。如果接地體中大量采用銅材和接地模塊，防雷、防靜電和電氣設備接地的被保護體會失去電子被腐蝕。因此，在進行接地裝置防腐蝕工程中，應該對當地的土壤情況進行調研，盡量選用鈦合金的防腐蝕材料。

6.結語

易燃易爆場所一直都是火災發生的高危地帶，易燃易爆物質的大量增加并沒有使得存放易燃易爆物質的場所的安全性得到很大的提高。本文以油氣生產場所的電氣防火為例，從防火間距、電氣設計、電氣安裝、防雷、防腐蝕等幾大因素展開討論制定了一系列消防安全對策，對我國加強易燃易爆場所的電氣防火消防安全管理、制定合理的滅火預案具有重大的意義。

[1]GB50058-92,爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范[S].

[2]GB50183-2004,石油天然氣工程設計防火規范[S].

[3]成新華.淺議易燃易爆場所消防安全對策[J].科學之友,2011,2(1):111-112.

[4]劉東旗.電氣火災的分析和預防[J].中國安全生產科學技術,2011(7):56-57.

[5]朱考華.淺談公共場所電氣火災成因與預防對策[J].廣東科技報,2005(8):32-34.

[6]王立偉.關于商場的電氣防火與管理[J].東方企業文化,2011(11):121-123.