油库接地及防静电设计

李程

摘要：油是一种易燃易爆品，运输过程中的静电、雷电环境中的大电流，都容易引发爆炸现象。油库区，作为油品存储的区域，被划分为一级防爆保护区。所以，油库区对防雷、防静电的设计、施工及维护要求极高。本文对油库的接地系统设计进行了详细论述，构建了一个相对全面有效的雷电防护系统。

关键词：油库;防静电;接地。

1静电及雷电对油库区的危害

1.1静电对油库的危害

静电是在一定的空间、容器或表面上存在的正负电荷的代数和，它与电流的区别是，静电处于相对静止的状态，可以长时间保持。油品在储存、运输、装卸等过程中，不可避免会发生搅拌、沉降、摇晃、及流动等接触、摩擦、分离的相对运动而产生静电。静电火花是火源的一种，静电积聚到一定程度，会在空间放电，为爆炸和火灾危害，埋下了隐患。

静电的多少不仅取决于静电的产生，还取决于静电的消散。除生产工艺外，从电气角度考虑，可以做好库区的静电接地与跨接，做好人体防静电措施，以减少静电隐患。

1.2雷电对油库的危害

直击雷对油库的损害，主要是它的热效应和机械效应，直击雷会产生大电流，造成建筑物损坏、破坏设备、危害人身安全。

闪电电涌侵入，主要是雷击输电线路、金属管道等部分，雷电冲击波会沿着管道流动，会烧毁电气系统的元器件，引发火灾，直接威胁输油管线及储罐内油品的安全;雷电冲击波也会冲击损坏弱电系统的终端设备，影响油库及上下游管线的生产作业。

闪电放电，产生在附近的导体的静电感应雷电，可能会使金属零件之间产生火花放电，严重威胁了油库的安全。

雷电反击，当雷电流到地上，在引入线、接地体和连接到它们的金属导体上，会产生很高的电压，高压闪络到周围的其它物体。

2油库对接地的相关要求

大地是泄放电流的最好场所，感应雷、静电综合防护的第一道措施，就是可靠接地。

国标《石油库设计规范》中规定：石油库的低压配电系统接地形式应采用TN-S系统。如果在爆炸性环境中引入TN-C系统，正常运行情况下，中性线存在电流，可能会产生火花引起爆炸，因此在爆炸危险区中，只允许采用TN-S系统，保证PE保护线上无电流通过，用电设备的金属外壳对地没有电压。

国标《石油库设计规范》中规定：易燃液体的泵房（棚）的防雷应按第二类防雷建筑物设防。《石油化工装置防雷设计规范》中规定：金属罐体应做防直击雷接地，接地点不少于两处，并应沿罐体周边均匀布置，引下线的间距不应大于18m。

3 分区域设计

石油库主要可划分为四大区域：卸油栈桥、储油区域、发油区域，辅助生产区。各个区域间，通过输油管道将其连接在一起。

（1）卸油栈桥。栈桥上设有卸油鹤管、桥下有架空的金属油管、两侧有提供作业照明的投光灯塔。

对于栈桥的防直击雷措施，可以利用栈桥四周的金属护栏作为接闪带，并保证金属护栏与平台钢架结构立柱内的钢筋做可靠的电气连接，从而利用立柱作为防雷引下线，并与接地环网做可靠连接。

铁路油品装卸设施的钢轨、输油管道、鹤管、钢栈桥等应做等电位跨接并接地，且跨接点的间距不应大于20m，每组接地电阻不应大于10欧姆。

各种金属管道的法兰盘和阀门的连接处，应用金属跨接线。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀性环境下，可以不用跨接，但之间应构成电气通路。

供作业照明的投光灯塔，采用防爆型，金属塔体要做为接地，接地电阻不大于10欧姆。栈桥的上桥扶梯入口处，要设置消除人体静电的装置。

（2）储油区域。本区域主要是大型金属油罐。油罐间用1m左右的隔堤，分开不同的防火区。

对于浮顶油罐或内浮顶油罐，且顶板厚度大于或等于4mm的金属油罐，可以不设置避雷针，浮顶与罐体用两根不小于25平米的软铜复绞线可靠连接。油罐四周分布接地干线和接地支线。油罐的接地点不应少于两处，接地点沿油罐周长的间距不宜大于30米，接地电阻不宜大于4欧姆，通过接地点，将雷电流引入大地。

对于外浮油罐或顶板厚度不足4mm的油罐，为了有效的避免罐顶遭到雷击，需要在罐区四周设立独立的避雷针，根据“滚球法”参考罐体的高度等数据，计算避雷针的安装高度，使储油罐处在避雷针的有效保护范围之内，通过避雷针将雷电流引入地下，防止雷电直接击中罐顶。在此过程中，我们应注意将避雷针的接地与整个库区的整体接地相分离，并保持一定的距离，以防避雷针引雷入地后，造成对周围设备建筑的反击。

此外，输油管道进入油罐区时，需要设置金属油管接地点;油罐的上罐扶梯入口处，要设置消除人体静电的装置。

（3）发油区域。本区主要设备是发油泵和输油管道。

地上或管沟敷设的输油管道的始端、末端、分支处以及直线段每隔200～300m处，设置防静电和防感应雷的接地装置。防静电接地装置可与防感应雷的接地装置合用，接地电阻不宜大于30欧姆，接地点宜设在固定管墩处。平行敷设的工艺金属管道其净距小于100mm时，应用金属线跨接，跨接点的间距不大于30米;管道交叉处净距小于100mm时，也应用金属线跨接。少于5个连接螺栓的金属管道的法兰盘连接处，户内应用10mm2裸软铜绞线跨接，户外应用16mm2裸软铜绞线跨接，保持电气贯通。

发油泵的鹤管连接处、量油口、透气口等处，包括油泵本身，均需与防雷防静电接地网做好可靠连接。

发油区域的汽车罐车或灌桶设施，应设置与罐车或灌桶跨接的防静电接地装置。移动式的接地连接线，宜采用带绝缘护套的软导线，通过防爆开关，将接地装置与液体装卸设施相连。

（4）辅助生产区。本区主要是各种单体建筑，建筑内有输油泵、消防泵、控制柜等设备。

单体建筑一般为380V电缆进线，雷电流容易跟随电缆线路，由室外流入室内电气设备，造成设备损坏。因此，需要在入户配电柜/箱处，设置防雷电流进入的浪涌保护器，用来限制瞬态过电压和冲击电流泄漏。建议最大防护电流不小于200kA/相，限制电压不大于950V，响应时间不大于3ns。

进出建筑的电缆（头）金属外皮（壳）、电缆保护管、输油管道保护管以及所有金属构件、电气设备正常不带电的金属外壳，均需可靠接地。

爆炸环境的单体建筑按二类防雷建筑设计，采用Φ12热镀锌圆钢在屋面组成不大于10x10或12x8的网格作接闪器。利用建筑物钢筋混凝土柱内的4根不小于Φ12的结构主筋，且不少于10根柱子组成自然引下线，引下线间距不大于18m。结构主筋上端与避雷带可靠焊接，下端通过室外距地0.5m处预埋暗装的接地电阻测试点，与室外接地网可靠焊接。室外接地网采用40x4镀锌扁钢，埋深均不小于1m。以上各处钢筋，均采用热镀锌材料。联合接地电阻不大于4欧姆。若测量不满足要求，补打人工接地极或采取相应的降阻措施。

有爆炸危险的建筑物入口处，要设置消除人体静电的装置。

4 总结

随着我国石化行业的全球化发展，石油物资的运输、存储压力剧增，这对石油的储运安全提出了更高的要求。雷电和静电问题，是油库区产生火灾或爆炸事故的重要因素，因此，开展油库区的防雷防静电措施的研究，对提高油料储运安全水平具有重要的理论与实际意义。

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