油庫接地及防靜電設計

李程

摘要：油是一種易燃易爆品，運輸過程中的靜電、雷電環境中的大電流，都容易引發爆炸現象。油庫區，作為油品存儲的區域，被劃分為一級防爆保護區。所以，油庫區對防雷、防靜電的設計、施工及維護要求極高。本文對油庫的接地系統設計進行了詳細論述，構建了一個相對全面有效的雷電防護系統。

關鍵詞：油庫;防靜電;接地。

1靜電及雷電對油庫區的危害

1.1靜電對油庫的危害

靜電是在一定的空間、容器或表面上存在的正負電荷的代數和，它與電流的區別是，靜電處于相對靜止的狀態，可以長時間保持。油品在儲存、運輸、裝卸等過程中，不可避免會發生攪拌、沉降、搖晃、及流動等接觸、摩擦、分離的相對運動而產生靜電。靜電火花是火源的一種，靜電積聚到一定程度，會在空間放電，為爆炸和火災危害，埋下了隱患。

靜電的多少不僅取決于靜電的產生，還取決于靜電的消散。除生產工藝外，從電氣角度考慮，可以做好庫區的靜電接地與跨接，做好人體防靜電措施，以減少靜電隱患。

1.2雷電對油庫的危害

直擊雷對油庫的損害，主要是它的熱效應和機械效應，直擊雷會產生大電流，造成建筑物損壞、破壞設備、危害人身安全。

閃電電涌侵入，主要是雷擊輸電線路、金屬管道等部分，雷電沖擊波會沿著管道流動，會燒毀電氣系統的元器件，引發火災，直接威脅輸油管線及儲罐內油品的安全;雷電沖擊波也會沖擊損壞弱電系統的終端設備，影響油庫及上下游管線的生產作業。

閃電放電，產生在附近的導體的靜電感應雷電，可能會使金屬零件之間產生火花放電，嚴重威脅了油庫的安全。

雷電反擊，當雷電流到地上，在引入線、接地體和連接到它們的金屬導體上，會產生很高的電壓，高壓閃絡到周圍的其它物體。

2油庫對接地的相關要求

大地是泄放電流的最好場所，感應雷、靜電綜合防護的第一道措施，就是可靠接地。

國標《石油庫設計規范》中規定：石油庫的低壓配電系統接地形式應采用TN-S系統。如果在爆炸性環境中引入TN-C系統，正常運行情況下，中性線存在電流，可能會產生火花引起爆炸，因此在爆炸危險區中，只允許采用TN-S系統，保證PE保護線上無電流通過，用電設備的金屬外殼對地沒有電壓。

國標《石油庫設計規范》中規定：易燃液體的泵房（棚）的防雷應按第二類防雷建筑物設防。《石油化工裝置防雷設計規范》中規定：金屬罐體應做防直擊雷接地，接地點不少于兩處，并應沿罐體周邊均勻布置，引下線的間距不應大于18m。

3 分區域設計

石油庫主要可劃分為四大區域：卸油棧橋、儲油區域、發油區域，輔助生產區。各個區域間，通過輸油管道將其連接在一起。

（1）卸油棧橋。棧橋上設有卸油鶴管、橋下有架空的金屬油管、兩側有提供作業照明的投光燈塔。

對于棧橋的防直擊雷措施，可以利用棧橋四周的金屬護欄作為接閃帶，并保證金屬護欄與平臺鋼架結構立柱內的鋼筋做可靠的電氣連接，從而利用立柱作為防雷引下線，并與接地環網做可靠連接。

鐵路油品裝卸設施的鋼軌、輸油管道、鶴管、鋼棧橋等應做等電位跨接并接地，且跨接點的間距不應大于20m，每組接地電阻不應大于10歐姆。

各種金屬管道的法蘭盤和閥門的連接處，應用金屬跨接線。對有不少于5根螺栓連接的法蘭盤，在非腐蝕性環境下，可以不用跨接，但之間應構成電氣通路。

供作業照明的投光燈塔，采用防爆型，金屬塔體要做為接地，接地電阻不大于10歐姆。棧橋的上橋扶梯入口處，要設置消除人體靜電的裝置。

（2）儲油區域。本區域主要是大型金屬油罐。油罐間用1m左右的隔堤，分開不同的防火區。

對于浮頂油罐或內浮頂油罐，且頂板厚度大于或等于4mm的金屬油罐，可以不設置避雷針，浮頂與罐體用兩根不小于25平米的軟銅復絞線可靠連接。油罐四周分布接地干線和接地支線。油罐的接地點不應少于兩處，接地點沿油罐周長的間距不宜大于30米，接地電阻不宜大于4歐姆，通過接地點，將雷電流引入大地。

對于外浮油罐或頂板厚度不足4mm的油罐，為了有效的避免罐頂遭到雷擊，需要在罐區四周設立獨立的避雷針，根據“滾球法”參考罐體的高度等數據，計算避雷針的安裝高度，使儲油罐處在避雷針的有效保護范圍之內，通過避雷針將雷電流引入地下，防止雷電直接擊中罐頂。在此過程中，我們應注意將避雷針的接地與整個庫區的整體接地相分離，并保持一定的距離，以防避雷針引雷入地后，造成對周圍設備建筑的反擊。

此外，輸油管道進入油罐區時，需要設置金屬油管接地點;油罐的上罐扶梯入口處，要設置消除人體靜電的裝置。

（3）發油區域。本區主要設備是發油泵和輸油管道。

地上或管溝敷設的輸油管道的始端、末端、分支處以及直線段每隔200～300m處，設置防靜電和防感應雷的接地裝置。防靜電接地裝置可與防感應雷的接地裝置合用，接地電阻不宜大于30歐姆，接地點宜設在固定管墩處。平行敷設的工藝金屬管道其凈距小于100mm時，應用金屬線跨接，跨接點的間距不大于30米;管道交叉處凈距小于100mm時，也應用金屬線跨接。少于5個連接螺栓的金屬管道的法蘭盤連接處，戶內應用10mm2裸軟銅絞線跨接，戶外應用16mm2裸軟銅絞線跨接，保持電氣貫通。

發油泵的鶴管連接處、量油口、透氣口等處，包括油泵本身，均需與防雷防靜電接地網做好可靠連接。

發油區域的汽車罐車或灌桶設施，應設置與罐車或灌桶跨接的防靜電接地裝置。移動式的接地連接線，宜采用帶絕緣護套的軟導線，通過防爆開關，將接地裝置與液體裝卸設施相連。

（4）輔助生產區。本區主要是各種單體建筑，建筑內有輸油泵、消防泵、控制柜等設備。

單體建筑一般為380V電纜進線，雷電流容易跟隨電纜線路，由室外流入室內電氣設備，造成設備損壞。因此，需要在入戶配電柜/箱處，設置防雷電流進入的浪涌保護器，用來限制瞬態過電壓和沖擊電流泄漏。建議最大防護電流不小于200kA/相，限制電壓不大于950V，響應時間不大于3ns。

進出建筑的電纜（頭）金屬外皮（殼）、電纜保護管、輸油管道保護管以及所有金屬構件、電氣設備正常不帶電的金屬外殼，均需可靠接地。

爆炸環境的單體建筑按二類防雷建筑設計，采用Φ12熱鍍鋅圓鋼在屋面組成不大于10x10或12x8的網格作接閃器。利用建筑物鋼筋混凝土柱內的4根不小于Φ12的結構主筋，且不少于10根柱子組成自然引下線，引下線間距不大于18m。結構主筋上端與避雷帶可靠焊接，下端通過室外距地0.5m處預埋暗裝的接地電阻測試點，與室外接地網可靠焊接。室外接地網采用40x4鍍鋅扁鋼，埋深均不小于1m。以上各處鋼筋，均采用熱鍍鋅材料。聯合接地電阻不大于4歐姆。若測量不滿足要求，補打人工接地極或采取相應的降阻措施。

有爆炸危險的建筑物入口處，要設置消除人體靜電的裝置。

4 總結

隨著我國石化行業的全球化發展，石油物資的運輸、存儲壓力劇增，這對石油的儲運安全提出了更高的要求。雷電和靜電問題，是油庫區產生火災或爆炸事故的重要因素，因此，開展油庫區的防雷防靜電措施的研究，對提高油料儲運安全水平具有重要的理論與實際意義。

參考文獻

[1]張庫.大型儲油罐事故分析及防雷接地[J].科技縱橫，2013，12（4）：189.

[2]李曉鵬，王銀鋒，楊博.油庫靜電的成因及預防措施[J].石油庫與加油站，2017，3（26）：1-3.

[3]林洪亮.石油庫防雷接地設計[J].現代建筑電氣，2015，6（12）：25-28.

[4]GB50074-2014 石油庫設計規范[S].

[5]GB50650-2011 石油化工裝置防雷設計規范[S].

[6]GB50058-2014 爆炸危險環境電力裝置設計規范[S].

[7]GB50057-2010 建筑物防雷設計規范[S].