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楼主 2006/7/16 12:10:09
石油化工静电接地设计规范条文说明
1 总则
1.0.3 本条强调指出了静电接地仅是防止静电危害的措施之一,静电接地对静电导体
(特别是金属)上的自由静电荷能起到很好的导流作用,而对于一部分静电非导体上的自由
电荷,则需要经过一定的静置时间,才能导入大地。那种认为只要将设备接地,就没有静电
危害了的说法是不全面的,必须澄清这一概念。
静电接地系统是给从带电体泄漏出来的静电荷,提供一条导入大地的通道,如果没有其
它条件相配合,它只能导走金属体上的自由电荷。
石油化工企业近些年所发生的静电事故,分析原因是多种多样的,它不是单一的、孤立
的一种因素。因此作好防静电设计,必须相关专业密切配合。
避免静电的大量产生,通常采取下列措施:1)根据静电起电的规律,对接触起电的有
关物料,尽量选用在带电序列中位置较邻近的,或对产生正负电荷的物料加以适当组合,达
到起电最小的目的;2)在生产工艺的设计上,对有关物料尽量做到接触面积、压力较小,
接触次数较少,运动和分离速度较慢以及减小处理规模等。
做好带电物体的静电接地,并采取增泄措施。通常的做法有:1)对由于摩擦而能持续
产生静电的部位、大量储存带电体的容器和移动式装置等,尽量使用金属材料制作,如需要
涂漆,选择漆的电阻率应小于带电体的电阻率;2)对不能使用金属材料的部位,尽量选用
材质均匀、导电性能好的橡胶、树脂、纤维或塑料等制作;3)在工艺条件允许的情况下,
设置调温调湿设备,保证相对湿度不低于50%~65%,或定期向地面洒水;4)对于高带电的
物料,在接近排放口前的适当位置装设静电缓和器;5)在某些物料中,添加少量适宜的防
静电添加剂,以降低其电阻率。
目前,静电消除器械有高压电源式、感应式和放射式等类型的静电消除器。在选择时要
注意下列事项 :1)设置场所的着火危险性;2)设置场所的温度、湿度等环境条件;3)带
电物体的种类、使用状态及带电状态等。
静电屏蔽是一项重要的防静电措施。就技术领域划分,静电屏蔽不属于本规范的范畴。
只是静电屏蔽体需要接地,此为静电接地的一种。静电屏蔽有整体屏蔽与分隔屏蔽之分。整
体屏蔽是指以屏蔽导体复盖带电物体的整体,带电物体产生的静电作用,被屏蔽导体封入内
部。分隔屏蔽是使带电物体一部分以屏蔽导体从空间或表面进行复盖,用屏蔽导体隔开带电
物体,增加了带电物体静电电容,降低了静电电位。
在爆炸危险区域内,发生爆炸事故须具备两个条件:1)可燃物的浓度在爆炸极限以内;
2)存在足以点燃可燃物的火花、电弧或高温。排除其中之一,则可达到安全的目的。
人体对静电来说,可视为导体,所以只要人体接地即可防止带电。但是,由于作业者通
常不停留在一定的场所,因步行和作业动作而继续带电。人体静电有可能是危险场所的点火
源,清洁厂房的污染源,电子装置的电磁干扰源。
楼主 2006/7/16 12:10:28
2 名词术语
2.0.1 工业静电
工业静电是在工业生产、储运过程中产生和积累起来的。它对安全生产、产品质量有极
大的影响。石油化工生产的特点是高温高压、易燃易爆、有毒有害。在生产场所内,塑料、
橡胶、搪瓷等材料以及各类油品随处可见,而粉碎、撕裂、摩擦、流送、喷射、搅拌、冲刷、
晃动、采样、检尺等工序普遍存在。这也就是说,产生静电危害的根源存在于人们的日常工
作环境之中。因此,了解工业静电的产生机理,分析其危害特点,对探讨和掌握防静电危害
的措施,是十分重要的。
静电产生的主要途径如下:1)同类或不同类物体间紧密接触后迅速分离;2)物体上附
着了带静电的微粒;3)通过感应或极化作用,使不带电的物体起电。
带电体上带有的静电量,是静电产生量和消散量相平衡后的稳定值。
2.0.4 物质静电特征参数
体积电阻率是随着物质混有杂质的多少及温度的变化而变化。它是评价物质易于带电的
参数。
表面电阻率是随着物体表面的吸湿状态及脏污程度等的不同而变化。
电导率是电阻率的倒数。
2.0.5 静电起电、积聚和消散
静置时间的作用是使带电体得到必要的时间,足以把所带的静电荷泄漏出来并导入大
地,这是静电接地技术中的一个重要环节。无论是连续性或间歇性生产和储运。对于在3.2.1
中提及的静电非导体,设置静置时间是必需的。
液体流过泵、过滤器或高速流过管道时,其带电量会激增。因此,控制流速并在必要部
位设置一定长度的管段或缓和器,以使液体中静电荷得到充分地泄漏。如在精细过滤器的出
口,液体先通过缓和器后再输出罐装。一般认为液体在管段内以安全流速流动30s,电荷密
度就能下降到安全值以下。“弛豫时间”可称为液体在运行中的“静置时间”。
对非导电液体,缓和管段长度可采用下列公式计算。
L/V=3τ
其中:L/V——停留时间(即液体在缓和区域内的时间)(s);
L——缓和区域的长度(m);
V——区域内的流速(m/s);
τ——液体的弛豫时间(s);
而弛豫时间由下式给定:
τ=εrεe/K
其中:εr——液体的相对介电常数;
εe——真空介电常数(88.5×10-12F/m);
K——液体电导率(ps/m);
2.0.7 材料
物质的静电学分类,各国的各类情况不同。我国在已颁布实施的国家标准《防止静电事
故通用导则》GB12158-90 以及化工标准《化工企业静电接地设计规程》HGJ28-90 中,将物
质分为三类:静电、导体、静电亚导体、静电非导体。
参考国外规范,在石油化工企业中,将物质分为两类较为明了。需要说明的是:物质的
导电性是随着它的电阻率变化而改变,决不是用一个数量界限就能将物质断然分割成为“导
电”或“不导电”。
由于物质的定量数据不统一,故定义中未加定量上的内涵。
楼主 2006/7/16 12:10:46
带电区至大地,整个系统的总电阻值为静电泄漏电阻,而由设备外壳至大地的电阻称为
静电接地电阻,接地体至大地的电阻称为接地体对地电阻。
3 一般规定
3.1 静电接地的范围
3.1.1 本条是将静电接地的范围作了原则性的规定。对一城有爆炸、火灾危险的场所,
可能产生的静电危害已越来越多地受到人们的重视。而在非爆炸、火灾危险场所,由于设备、
管道、电子仪器等的静电会导致妨碍生产和造成静电电击等,也应进行静电接地。
对于物体能否产生静电危害,要进行具体分析。要特别注意因静电感应而带电的问题。
经常产生静电的场合有:
1 经过料槽或风力输送机的粉末物质;
2 从管道和软管口喷出的蒸气、空气或气体,而这时的蒸气中带有水份,空气或气体流
中含有微粒物质;
3 运转中的非导体传动皮带或输送皮带;
4 行驶中的车辆;
5 进行着相互接触并改变相对位置的运动物体。通常这些物体为不同的液体或固体;
6 搅拌与混合物料时;
7 刮削和破碎物料时。
3.1.2 需要接地的物体因疏忽而未进行接地,往往容易成为产生静电故障甚至静电危
害的原因。所以特别强调一些容易忽略的部位。
这几个部位容易形成孤立导体,有可能因静电感应而带电,又因泄漏通道的不畅,静电
荷积聚。一旦有放电的条件,所有的静电荷能通过放电点瞬间全部放掉,会造成事故。
3.1.4 本条归纳了几种不必采用专用的静电接地措施的情况。其理由如下:
防雷、电气保护、防杂散电流、电磁屏蔽等的接地系统的接地电阻值,对于满足静电接
地的要求已是足够了。
当金属导体间有紧密的机械连接,其接触面间的电阻甚小,就静电接地系统要求的泄漏
电阻值106Ω 来说,这些单个连接点的电阻值可以忽略不计,静电电流是微安级的,因此可
以认为,其导通性满足静电要求。
作阴极保护的管段,其静电导通性已满足静电连接的要求,如要再作接地,会破坏阴极
保护回路的直流电通路。
3.2 静电接地方式
3.2.1 静电学按照物质的电阻率将物体分为静电导体和静电非导体。而物体又有固本、
液体、气体、粉体等类型之分。
静电导体和人体与移动设备的接地连接方式具体作法,可参见“具体规定”的有关章节。
非导体的带电量,一般来说,取决于非导体的电导率或表面电阻率。对于液体和粉体。
视其电导率,而固体则以表面电阻率为带电指标。非导体的电导率很高时,通过间接方式接
地,能起到防止带电效果。但为了防止带电,还需要相当长的时间,即静置时间。
楼主 2006/7/16 12:11:21
有些静电非导体,可以认为静电接地已不能解决物体带电问题,只有通过静电消除器等
措施来进行静电防护。但感应式静电消除器也是需要进行接地才会起作用的。
3.3 静电接地系统的接地电阻
3.3.1 将106Ω 作为静电泄漏电阻的安全界限,参考了国标《防止静电事故通用导则》
GB12158-90、《液体石油产品静电安全规程》GB13348-92、日本《静电安全指南》、英国《防
静电通用规范》BS5958 和美国《静电作业规范》NFPA77-93。
3.3.2 其它有途的接地装置,其接地电阻值均已满足静电接地的要求。
3.4 静电接地端子和接地板
3.4.1~3.4.2 对于静电接地端子和连接板的设置,此处只作了原则性规定。在工程
设计中,需要根据具体情况,如设备、管道位置及接地干线的布置,来确定其方位与高度。
3.4.3 裸露的金属表面为未锈蚀的金属面,可用于焊接、夹接接地端子、接地支线等。
金属螺栓连接部位可兼用于紧固接地支线。
接地端子排板设于现场,供移动物体现场静电接地用。端子排板分为框架式与母线式。
母线式端子见电气装置标准图集《接地装置安装图》(D563)
3.4.4 设备有保温层,其金属接地板伸出保温层的长度应大于接地连接用的最小有效
长度(60mm 或110mm)。
钢筋混凝土基础的钢板预埋件,是静电接地体引出的重要部件。电气专业提出需要设预
埋件的位置,由土建专业进行埋件设计。
楼主 2006/7/16 12:11:38
3.5 静电接地支线和连接线
3.5.1 静电的电流甚小,因此接地连接系统用材料不需要进行载流量的核算。提出接
地支线的最小截面积和对材质的要求,是从机械强度和防腐角度考虑的。接地支线和连接线
的规格,可根据实际情况和经验进行选用。
3.6 静电接地干线和接地体
3.6.1 在石油化工的工程设计中,有许多的接地系统需要设计,如防雷、电气保护、
防静电和防杂散电流等接地系统。这些接地系统采用共用接地较为适合。从电气安全的观点
看,最经济实用的接地措施是总等电位连接的共用接地。电气专业在进行接地干线平面设计
时,应当与其它专业配合,全面安排。
3.6.2 静电接地干线在同一标高的平面里,呈闭合环形布置并和不同标高的接地干线
之间两点连接,是为了确保接地连接的可靠性。对于某些平面内只有少数设备需要静电接地,
而且设备布置在厂房的一侧时,可以不必在厂房内作环形布置,只需与相邻标高的干线作两
点连接。
3.6.3 三相四线制中的中性线(N 线),在三相负荷不平衡时或一相断线时,对地会
有较高的电位,如利用其作为静电接地线,则将电位引入设备而造成事故。
整流所的保护接地系统将有泄漏电流存在。
直流回路的专用接地线有可能带高电位。
静电接地系统(除兼有引流作用的金属设备本体外)与雷电引流线不相连接,是保证引
流线完整性的措施。
3.6.4 保护接地系统能充分满足静电接地的要求。
楼主 2007/7/20 10:41:45
楼主 2007/7/20 11:46:39
谢谢
楼主 2008/9/3 10:59:02
大好人一生平安!