易燃易爆场所等电位连接技术要点分析

梁忠武 尹娟 孙自胜 周国军 黄耀磊

（1.湖南省湘西土家族苗族自治州气象局 湖南 吉首 416000；2.安徽省六安市气象局 安徽 六安 237000）

0 引言

易燃易爆场所是指空气湿度低、存放易燃易爆物体的场所，如油库、气库、弹药库、化学品和烟花爆竹仓库、石化等场所，这些场所由于爆炸性气体、粉尘或液体的存在，使得容易因电火花引起爆炸、爆轰，进而造成巨大破坏和人身伤亡等。雷击放电和静电累积都能引起火花放电，也是易燃易爆场所主要的危害来源，因而易燃易爆场所的防雷防静电对于保证安全生产尤为重要。防雷防静电的技术手段一方面在于做好场所系统、设备等的接地处理，尽快泄放雷击电流和累积的静电荷；另一方面在于做好场所所有金属设备、设施的等电位连接处理，均衡电位，杜绝因电位差引起的火花放电。但对于土质条件差的地方，接地电阻值往往很难降到很低，此时做好场所的等电位连接显得更为关键，而易燃易爆场所涉及等电位连接的地方如弯头、阀门、法兰盘、金属管道等非常之多，对这些部位的等电位连接也有严格的技术要求，本文将重点分析其技术要点，以便为技术人员开展易燃易爆场所等电位连接的检测和检查提供技术支撑。

1 易燃易爆场所的防雷防静电

雷电是发生在大气中的一种强烈放电现象，雷电直击或雷电感应使得易燃易爆场所金属连接部件之间电荷累积和雷电电涌入侵，当电荷累积到一定程度或雷电电涌大到一定程度便会导致金属部位之间产生电位差，如果此时金属部件之间等电位连接技术不合格就会因电位差大而引发火花放电。

静电是物体表面过剩或不足的电荷，它是一种电能，留存于物体表面［1］，易燃易爆场所各连接处因介质性质、压力、流速不同而发生很大改变，并影响静电形成和集聚，当静电电荷累积到一定程度便会引发静电放电［2］。

由于雷电和静电产生机理的不同，导致它们的电流量级区别很大，雷电电流量级一般在kA级，静电电流量级一般在A级，最终导致泄放电流需要的接地电阻值也差别较大，防雷接地电阻值一般要求不大于10或30［3］，防静电接地电阻值一般要求不大于100［4-6］。因此在易燃易爆场所，当采用共用接地系统时，接地电阻值应满足较小值的要求，当能满足防雷的要求时亦可满足防静电的要求，做好等电位连接技术要求可确保防雷防静电的安全，这在规范《化工企业静电接地设计规程》（HG/T 20675—1990）［7］和文献［2］中也有体现和说明。基于以上，本文在以下的分析中也将侧重防雷电的等电位连接技术措施。

2 易燃易爆场所等电位连接技术要点

防雷防静电等电位连接的有效性通常通过连接的过渡电阻值、连接工艺等进行判断。《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—2010）［3］中4.2.2第一类防雷建筑物防闪电感应，当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻值大于0.03时，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，在非腐蚀环境下，可不跨接；《建筑物防雷工程施工质量验收规范》（GB 50601—2010）［8］中11.2.4 2等电位连接的有效性可通过等电位连接导体之间的电阻值测试来确定，第一类防雷建筑物中长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻值不应大于0.03，连在额定值为16 A的断路器线路中，同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间的电阻值不应大于0.24，等电位连接带和连接范围内的金属管道等金属体末端之间的直流过渡电阻值不应大于3；《建筑物防雷装置检测技术规范》（GB/T 21421—2015）［9］5.7.2.11中等电位连接的过渡电阻的测试采用空载电压4～24 V，最小电流为0.2 A的测试仪器进行测量，过渡电阻值一般不应大于0.2；《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》（GB 50517—2010）［10］中指出有静电接地要求的管道，当法兰或螺栓接头间电阻值大于0.03时应有导线跨接；《汽车加油加气加氢站技术标准》（GB 50156—2021）［4］、《石油库设计规范》（GB 50074—2014）［5］、《民用爆炸物品工程设计安全标准》（GB 50089—2018）［11］等规范中指出工艺管道上的法兰、胶管两端等连接处，应用金属线跨接，当法兰的连接螺栓不少于5根时，在非腐蚀环境下可不跨接，平行敷设和交叉敷设的金属管道，当它们之间净距小于100 mm时，应用金属线跨接；《石油化工静电接地设计规范》（SHT 3097—2017）［12］、《化工企业静电接地设计规程》（HG/T 20675—1990）［7］等规范中指出当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时，一般可不必另装连接线，但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。

从以上的规范调研可以看出，等电位连接的过渡电阻值有0.03、0.2、0.24和3的不同要求值，但易燃易爆场所等电位连接的过渡电阻值应不大于0.03。总的来说易燃易爆场所等电位连接或跨接的技术应满足以下几点：①等电位连接有效性的过渡电阻值标准为0.03，当过渡电阻值大于0.03时，应做金属线跨接；②当法兰的连接螺栓不少于5根时，在非腐蚀环境下可不跨接；③平行敷设和交叉敷设的金属管道，当它们之间净距小于100 mm时，应用金属线跨接，并且跨接点的间距不应大于30 m；④当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时，一般可不必另装连接线，但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。

等电位连接需要金属线连接或跨接，连接金属线的材料规格的相关要求在关于防雷防静电等电位连接线的要求规范中也有规定。等电位连接线的材质一般为铜、铁、铝，常见的有圆钢、扁铁、多股芯线，如铜芯软绞线、铜芯编织线、铜片、铁片等。GB 50057—2010［3］中防雷等电位连接各连接部件的最小截面有明确规定，如采用铜质材料的最小截面积要求不小于6 mm2、铝质材料的最小截面积不小于10 mm2、铁质材料的最小截面积不小于16 mm2。SHT 3097—2017［12］中规定静电连接线的规格为不小于6 mm2的铜芯软绞线或软铜编织线。因而易燃易爆场所防雷防静电等电位连接的最小规格为截面6 mm2铜线，如果采用铝或铁质材料，规格应加大，并且不同部位（如总等电位连接、局部等电位连接）的等电位连接材料规格也应不同，对一些腐蚀环境还应考虑材料的耐腐蚀性等。

3 等电位连接常见的不规范做法

在易燃易爆场所的防雷检测中，经常可以发现等电位连接或跨接存在各种不规范的做法，归纳起来有以下几个方面：①法兰等不做等电位连接或跨接；②等电位连接或跨接不可靠或松动，连接处的螺栓或卡子不紧固；③等电位连接或跨接用普通铁丝简单连接；④等电位连接过渡电阻值偏大或连接处生锈严重；⑤等电位连接材料规格不达标等。综上问题，技术人员在检测过程中需认真查看，通过测量和查看综合分析等电位连接的有效性，确保连接的可靠有效。

4 结论

在防雷检测中发现，等电位连接的一些技术参数要求，如等电位连接值的要求，不同场所有0.03、0.2、0.24、3的区别，等电位跨接在法兰盘螺栓数量达到一定值时又可以不做跨接，等电位连接材料的规格不同部位的要求也不一样等等，技术人员对此时常模糊不清，所以本文对此开展了研究。

易燃易爆场所的等电位连接措施应建立在良好的接地基础之上，防雷防静电最终靠将雷电和静电能量泄放入地，对于采用共用接地系统的情形满足防雷接地电阻值的要求也可满足静电接地的要求。易燃易爆场所的等电位连接或跨接应从过渡电阻值、连接材料、连接工艺等方面去评判其有效性，0.03的过渡电阻值是防雷的要求，同时也能满足防静电要求，当过渡电阻值大于0.03时应采用金属线跨接。从安全角度考虑，现行0.03的标准只是一个经验值，如一个100 kA雷电流在0.03过渡电阻值下能产生3 kV的电位差，可能在某些场所导致火花放电，所以过渡电阻值越小越好。以上的分析和归纳总结将为技术人员开展易燃易爆场所防雷防静电等电位连接的检测和有效性评判提供很好的参考，也将进一步提升技术人员的专业技术检测能力和评判分析能力。