制氧站電氣設計問題探討

摘 要：隨著工廠設備不斷增加，容量不斷提高，對于電氣設計人員要求也不斷提升，電氣系統的設計需要充分考慮規范要求，按照規范和標準來設計的電氣施工圖才能夠合理、安全。但是電氣設計在實施過程中因為諸多因素的影響會出現各種問題，有些情況甚至影響電氣設備的使用，也使得在實際生產中無法發揮相應的功能。因此，針對此類問題，應當在實際工作中對電氣設計問題全面分析，并合理的找到一些措施予以解決，從而來保證電氣系統合理性。

關鍵詞：電氣設計；電氣規范；電氣系統

鎮江某集團，新建一座制氧站，設計規模為小型工業廠房，耐火等級為二級，建筑層數為單層廠房，生產類別為乙類，建筑面積約為800m2.

1.依據規范確定制氧站負荷要求

氧氣站設計規范《GB50030-2013》8.0.1中的氧氣站的供電負荷分級應符合現行國家標準《供配電系統設計規范》GB50052的有關規定，除中斷供氣將造成較大損失者外，宜為三級負荷。確定本設計供電為三級負荷。

2.依據規范確定制氧站爆炸危險等級

爆炸危險環境電力裝置設計規范《GB 50058-2014》中的3.1可知，本項目制氧站僅制取氧氣和氮氣，所以不是爆炸性氣體。由于氧氣站設計規范《GB50030-2013》中8.0.2催化反應爐部分和氫氣瓶間應為1區爆炸危險區，離心式氧氣壓縮機間、液氧系統設施、氧氣調壓閥組間應為21區火災危險區，氧氣灌瓶間、氧氣貯罐間、氧氣貯氣囊間等應為22區火災危險區。故本氧氣站按照21區設計，電纜采用阻燃電纜。

3.依據規范確定制氧站照明

氧氣站設計規范《GB50030-2013》中8.0.氧氣站的照明除中斷供氣將造成較大損失者外，可不設繼續工作用的事故照明，儀表集中處宜設局部照明可知，氧氣站一般按照建筑照明設計標準《GB 50034—2013》確定照度大小，由標準照度值中的工業建筑分類可知，氧氣站廠房屬于一般設備廠房，照度為150LX.但是在廠房實際設備布置過程當中，設計人員應與工藝人員溝通，某些特定地方可以選用加強照明，以達到工藝生產要求。需要注意的是依據規范要氣增加局部照明的作業面，增加的局部照明照度值宜按該場所一般照明照度值的1.0～3.0倍選取。這個需要電氣設計人員計算照度值后對照規范要求進行校驗。

4.氧氣站配電系統選擇

氧氣站依據設計供配電系統設計規范《GB 50052-2009》中的3.0 負荷分級及供電要求可知，氧氣站按照三級負荷設計，同時低壓設備選擇時盡量按照規范5.0.15 設計低壓配電系統時，宜采取下列措施，降低三相低壓配電系統的不對稱度：

（1） 220V或380V單相用電設備接入220V/380V三相系統時，宜使三相平衡。

（2） 由地區公共低壓電網供電的220V負荷，線路電流小于等于60A時，可采用220V單相供電；大于60A時，宜采用220V/380V三相四線制供電。同時低壓部分的無功功率，應由低壓電容器補償。高壓部分的無功功率，宜由高壓電容器補償。

當氧氣站用電設備為大容量或負荷性質重要，或在有特殊要求的建筑物內，宜采用放射式配電。特別是在低壓電網中，宜選用D，yn11接線組別的三相變壓器作為配電變壓器。

5.依據規范確定制氧站防雷接地要求

建筑物防雷設計規范《GB 50057-2010》中的3.0.3規定在可能發生對地閃擊的地區，遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：具有1區或21區爆炸危險場所的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者或具有2區或22區爆炸危險場所的建筑物。故本設計防雷按照二類防雷要求設計。

需注意一下2個問題：

其一為氧氣站接閃器要求，依據建筑物防雷設計規范《GB 50057-2010》中的5.2.7規定除第一類防雷建筑物外，金屬屋面的建筑物宜利用其屋面作為接閃器，并應符合下列規定：金屬板下面有易燃物品時，不銹鋼、熱鍍鋅鋼和鈦板的厚度不應小于4mm，銅板的厚度不應小于5mm，鋁板的厚度不應小于7mm。一般彩鋼板屋面厚度不易滿足此項要求，故需要在彩鋼板屋面裝設在建筑物上的接閃網、接閃帶或接閃桿，也可采用由接閃網、接閃帶或接閃桿混合組成的接閃器。并應在整個屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網格。因本項目制氧站為小型工業廠房，故高度未超過規范要求（高度超過45m的建筑物

），所以不需要設計防側擊。制氧站廠房內的高于屋面的設備的防雷要求同時也要滿足建筑物防雷設計規范《GB 50057-2010》4.3.10中關于有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐，當其高度小于或等于60m、罐頂壁厚不小于4mm時，或當其高度大于60m、罐頂壁厚和側壁壁厚均不小于4mm時，可不裝設接閃器，但應接地，且接地點不應少于2處，兩接地點間距離不宜大于30m，每處接地點的沖擊接地電阻不應大于30Ω 。這需要電氣設計人員與工藝人員以及廠家及時溝通，設備不滿足要求時一定要按照規范要求裝設接閃器。

其二為氧氣站引下線要求。

建筑物防雷設計規范《GB 50057-2010》中5.3.8需要注意的是第二類防雷建筑物為鋼結構或鋼筋混凝土建筑物時，在其鋼構件或鋼筋之間的連接滿足規范規定并利用其作為引下線的條件下，當其垂直支柱均起到引下線的作用時，可不要求滿足專設引下線之間的間距。因此在電氣設計時應充分利用廠房自身條件作為引下線，在滿足規范要求同時盡量減少施工難度和工作量。

6依據規范確定制氧站接地要求

特別在設計時注意是氧氣和氮氣雖然不是爆炸性氣體，但是由于氧氣屬于助燃性氣體，所以在管道上要注意靜電的危害，必要時按照設計要求在管道上留有導靜電接地裝置，氧氣站設計規范《GB50030-2013》中要求在積聚液氧、液體空氣的各類設備、氧氣壓縮機、氧氣灌充臺和氧氣管道應設導除靜電的接地裝置，接地電阻不應大于10Ω。一般廠房設計時會設備接地，工作接地，防雷接地做共同接地，要氣接地電阻不大于1Ω。由于設置導除靜電的接地裝置是一項防止引起著火的重要安全措施，所以設計時一定要強制執行。

參考文獻：

[1]氧氣站設計規范《GB50030-2013》.

[2]建筑物防雷設計規范《GB 50057-2010》.

[3]供配電系統設計規范《GB 50052-2009》.

作者簡介：

王歡歡，出生年月：1987.10，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：江蘇南京，當前職務：電氣工程師，當前職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：電氣.