石油库接地装置的技术标准及应用

赵 晶

〔中国石化新疆乌鲁木齐石油分公司 新疆乌鲁木齐 830000〕

1 接地装置的概念、分类

1.1 概 念

接地是通过连接件、接地线、引下线将电气系统、电气设备、金属设备的某一部分或部位与大地相连接的状态。其中，接地连接端子、接地线和接地体统称为接地装置。

1.2 分 类

按照作用不同，分为电气系统接地、设备接地、防雷电接地和防静电接地以及异常状态接地。

1.2.1 电气系统接地

(1)为保障电气设备运行，在电力系统中某点进行的工作接地。如三相五线制中对变压器中性点接地。

(2)对电气设备外露导电部分金属外壳或构架做保护接地。如对自动计量付油控制仪表的金属外壳接地。

(3)将电力系统中的一点或多点与地做重复连接。如三相四线制中对PEN线重复接地。

(4)将电气设备外露导电部分金属外壳或构架与零线相连。如三相四线制供电系统中，对设备外壳保护接零。

1.2.2 工作设备接地

(1)以大地为回路，减小设备与大地相对电位的工作接地。如采用三芯电源设备的地线连接。

(2)将设备机架、外壳等金属部分与大地连接的保护接地。如发电机金属基座接地。

(3)为防止外来电磁和电气回路对电子设备的干扰而进行的屏蔽接地。如信号线屏蔽层接地。

(4)为防止过电压对人身和设备的危害而进行的过电压接地。如架空地线或电力线路杆塔接地。

1.2.3 防雷电接地

(1)以防雷击金属设备为目的的防直接雷击接地。如罩棚接地。

(2)以防止雷电感应及电磁感应危害，对金属设备、金属管路、金属构架等进行的防雷电副作用接地，如金属管道接地。

1.2.4 防静电接地

以防止静电危害为目的的电气连接及接地。如过滤器接地。

1.2.5 异常接地

异常接地包括在检修时，断开原有设备或线路接地，采取临时接地措施，以及因设备故障造成的带电体与大地的意外故障连接。

2 接地装置材质及规格标准

2.1 接地装置的材质、规格要求

接地装置在工艺变更、设备变更、检维修、施工改造等情况下，可能会出现维修、更换接地极、接地线等问题。如果使用接地极材质、尺寸、搭接面积、埋设深度不符合要求，接地线线径和安装方式达不到标准，都可能造成接地有效性不足、接地电阻过大、静电不导通等问题。在安装接地装置时要参考以下标准敷设(见表1)。

表1 石油库接地装置材质及规格

2.2 接地装置的电阻标准

根据不同用途，接地电阻的阻值标准设置也不同。具体详见表2。

表2 不同类型接地装置的电阻值

3 接地标准的应用标准

根据设计标准及接地用途，可将接地装置按设备种类分为7类，分别是罐、塔、箱及附件类；公路、铁路作业装置类；金属管道及支架类；电气仪表控制类；配电设施及信号线缆类；构筑物防雷类；静电消除及报警类。

3.1 罐、塔、箱及附件类

3.1.1 罐、塔、箱主体

(1)钢制储罐顶板厚度≥4 mm时可利用其本体做防直击雷的接闪器，其他材质金属储罐的顶部和外侧上部应保证接受直击雷的足够厚度，例如铜制储罐≥5 mm，铝制储罐≥7 mm[1]。

(2)金属储罐应做沿罐周围均匀或对称布置的环形防雷接地，其罐壁周长间距不大于30 m，且不少于2组。接地体距罐壁大于3 m，引下线距保护物大于1 m，高度距地面0.3 m以上[2]。

(3)储存易燃易爆液体的设备及储罐外壳接地[3]。直径≥2.5 m或容积≥50 m3的设备，接地点不少于2处，间距不大于30 m[3]。如储油罐、扫舱罐、回收罐、回收塔、油水分离器(污水过滤)、气浮分离器、潜油泵液压油箱等。

3.1.2 罐、塔、箱附件

(1)金属储罐的阻火器、呼吸阀、量油孔、人孔、透光孔、透气孔等金属附件应等电位连接[2]。

(2)内浮顶油罐的金属浮盘应采用2根直径不小于6 mm的不锈钢钢丝绳与罐顶透光孔专用接地端子相连。

(3)在液面上悬浮的导体需接地[3]。如气浮分离器上的刮渣机。

(4)罐区的金属踏梯框架需接地。

3.2 公路、铁路作业装置类

(1)栈桥、作业台区域内的金属管道、鹤管、构筑物、铁路钢轨、油罐(槽)车等做等电位连接并接地[3]。

(2)铁路轨道、管道及金属桥台，应在其始端、末端、分支处，以及每隔50 m处设防静电接地[4]，平行钢轨之间应跨接，每个鹤位处应跨接并接地[3]。

(3)罐车的罐体、车体应与注液管系统及站台钢架等电位连接。在装卸作业前，应用专用接地线与平台接地端子连接，装卸完毕将顶盖盖好后方可拆除。[3]

3.3 金属管道及支架类

3.3.1 金属管道

(1)管道在始端、末端、转弯、分支和进入地面位置装设防雷电感应接地，每隔200～300 m处装防静电接地[4]。

(2)平行或交叉敷设的管道，平行间距或交叉净距小于100 mm时均需做等电位连接。平行管道每隔20 m做一处，交叉管道在交叉部位做一处。

(3)管道在进入付油台、铁路栈桥罩棚的进入点处，或进出输油、卸油、扫舱泵房的泵房外侧1点处做接地。

3.3.2 金属管道管架

(1)钢框架、管架应通过立柱与接地装置连接，采用连接件焊接在立柱上高出地面不低于450 mm的地方，接地点间距不大于18 m。每组框架、管架接地点不少于2处[1]。

(2)混凝土框架及管架上的爬梯、电缆支架、栏杆等钢制构件应做接地连接，间距不大于18 m[1]。

3.3.3 金属管道连接处

管道法兰盘、弯头、阀门连接处的螺栓少于5根或过渡电阻大于0.03 Ω时应做等电位跨接。

3.3.4 过滤器

(1)精密过滤器需做接地，油品自过滤器出口留至装油口应有30 s缓和时间[4]。如公路付油区的消气过滤器在出口法兰处做接地，输油泵房中的篮式过滤器在地脚螺栓处做接地。

(2)粗过滤器无需接地，但应保证法兰连接处电阻值小于0.03 Ω。如扫仓泵房的Y型过滤器。

3.4 电气仪表控制类

3.4.1 仪表及控制设备

(1)仪表及控制系统的外露导电部分和装有仪表或控制系统的金属盘、台、箱、柜、架应接地，与已接地的金属箱、柜、架接触良好或作导电连接的仪表外露部分无需另行接地[5]。如计量灌装控制装置基座、操作柱基座、短路开关箱基座、污水处理开关控制柜，装有仪表控制开关的配电柜门等。

(2)非爆炸危险环境中，供电电压低于36 V的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱，可不接地，但可能接触高于36 V电压设备时，应做接地[5]，如非爆炸危险环境中的监控探头。

(3)爆炸危险环境中，非本质安全系统的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱应接地，本质安全系统的可不接地[5]。如爆炸危险区域内的液位仪表、翻板液位仪传感器、压力温度变送器、罐前处理器、可燃气体报警器、监控探头等。

3.4.2 阀门电动执行机构

电动阀、电液阀的阀门电动执行机构需接地。

3.4.3 电机及基座

电气设备如输油泵、卸油泵、扫舱泵、消防泵、真空泵、螺杆泵(污水提升)、加药泵、冲洗反冲洗泵、发电机、换气扇电机、刮渣机、潜油泵的液压油箱电机驱动端的金属外壳和基座需接地。

3.4.4 电热设备

电热设备的金属外壳需接地[4]。

3.4.5 移动式用电器具

移动式用电器具的金属底座和外壳需接地[4]。

3.5 配电设施及信号线缆类

3.5.1 配电箱、柜、盘

配电柜、配电箱、PLC控制柜、工控机柜的框架和底座需接地。

3.5.2 电力电缆、信号线、屏蔽线及线盒

(1)电力电缆穿线管、接线盒、金属护套及屏蔽层需接地[4]。

(2)与金属储罐相连的电气仪表配线采用金属管屏蔽保护。金属管上下端与罐壁做电气连接[2]。

(3)仪表系统需接地的信号回路采用单点方式接入柜体内工作接地[5]。

(4)仪表信号线的内屏蔽层在配电或控制柜内一侧接入工作接地，在现场的一侧做悬空；外屏蔽层、金属保护管、铠装电缆的铠装保护层分别在控制室和现场做接地。

(5)需接地的仪表设备单独接入配电柜内的接地汇流排上，机柜单独接到接地干线上[5]。

(6)配电电缆采用铠装屏蔽电缆，且直接埋地敷设；电缆金属外皮两端、电缆穿钢管敷设的钢管两端，在进入建筑物处应接地[2]。

3.5.3 电力线缆防护设施

(1)金属电缆槽、金属桥架、电缆保护金属管的始末端应接地，并在支架和接头处做等电位连接。不足30 m长可做2处接地，超过30 m长，需每隔20～30 m做重复接地。

(2)装有架空地线或电力线路杆塔需接地[4]。

(3)配电装置的金属遮栏需接地[4]。

3.6 构筑物防雷类

3.6.1 一类防雷建筑物

储油罐属于一类防雷建筑物，防雷接地详见3.1。

3.6.2 二类防雷建筑物

二类防雷建筑物屋面应安装网格不大于10 m×10 m或12 m×8 m的接闪网。引下线不少于2根，间距不大于18 m。如公路付油、铁路接卸作业台、污水处理装置罩棚，输油泵房、卸油泵房、扫舱泵房。

3.6.3 三类防雷建筑物

三类防雷建筑物屋面应安装网格不大于20 m×20 m或24 m×16 m的接闪网，专设引下线不少于2处，沿周长计算间距不大于25 m。如配电间、锅炉房、发电机房、办公楼、宿舍、食堂等。

3.6.4 高处易受雷击部件

(1)可燃气体放空管路应安装阻火器[2]。油泵房、消防泵房、发电机房、锅炉房、食堂顶部排放气体或装有阻火器的放散排风管，应作为接闪器与附近的设备防雷装置相连。

(2)安置在高处易遭受直击雷的灯具和电器，宜采用金属外壳，线路穿镀锌钢管，钢管与电器外壳或保护罩相连，钢管与平台或金属杆相连[1]，并在金属基座处接地，如库区道路照明灯、监控，栈桥照明灯等。

3.7 静电消除及报警类

(1)储罐罐顶平台上计量口两侧1.5 m之外各设1组静电消除设施，设施与罐体做电气连接并接地，取样绳、计量尺应与其连接[3]，如立式油罐罐顶计量口两侧的静电消除设施。

(2)在扶梯入口处，应设置消除人体静电设施，或在已经接地的金属栏杆上留出1 m长的裸露金属面[3]，如人体静电释放器。

(3)各种静电消除器的接地端，应按要求接地[3]，如固定式静电接地报警器、防溢油防静电控制仪。

4 结束语

接地装置是预防雷电、静电、短路风险，保障油库安全平稳运行的重要安全措施，要根据接地的不同作用，选择符合标准的接地装置，并按技术要求设置接地装置，做到应接尽接，才能有效保障接地装置的有效性和导通性。