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水上加油站防雷防静电
日期:2014-9-22 浏览:1199次

  摘要:对水上加油站安全检测的时候,发现很多有关防雷防静电的安全隐患问题。为有效减少水上加油站安全事故的发生,本文结合水上加油站自身特点,对其防雷防静电探讨。

  关键词:水上加油站、检测、防雷防静电

  一、引言:

  雷电灾害是联合国公布的十大自然灾害之一,据有关部门的观测统计,全球任何时刻大约有2000个地点发生雷暴,平均每天发生800万次闪电,每次闪电在微妙级释放出约55千瓦时能量。随着水上运输和作业的发展,需要越来越多的水上加油站。水上加油站建立于空旷的海面、湖泊、河流上,且存放着易燃易爆的油类,很容易遭受雷击,一旦发生雷击事故,对财产和环境的影响范围广和时间长,因此水上加油站必须有一套完整的防雷体系。

  二、水上加油站组成及雷电的危害

  1、水上加油站的组成

  水上加油站一般由金属船体、驾驶舱、活动区、广告牌、航标系统、导航系统、油舱、呼吸阀、管道、油泵机、加油计量系统等部分组成。

  2、雷电及静电的危害

  水上加油站直接遭受雷击的可能性很小,多数情况下是由于感应雷的电压突波,工作途中引起静电等造成事故。

  2.1直接雷击

  雷云之间或雷云对地面某一点(包括建筑物、构件、树木、动植物等)的迅猛放电现象称为直击雷,在闪击过程中产生强大的雷电流和高电位,在极短时间内释放大量能量出来,其强大的电效应、热效应和机械效应造成灾害,按功率计算,可以造成一次爆炸,加油站又属于易燃易爆场所,其遭受雷击会造成的破坏是不可估量的。

  2.2感应雷击

  雷电放电时,在附近导体上产生静电感应和电磁感应等现象称为感应雷。它可能使水上加油站金属部件之间产生火花引燃引爆油料等危险物品。在接闪器附近的平行金属导体上可产生感应过电压,可用下式表示:

  Vj=0.2[ln(1000/a)-1/2](di/dt)×106

  式中:a:平行导体相对接闪器的距离,m;

  Di/dt:雷电流的幅度与前沿之比,通常称为雷电流的陡度,di单位kA,dt单位us;

  Vj:感应过电压,kV/m.

  由公式可以看出雷电流陡度di/dt越大,则相同雷电流下在同一距离上产生的感应过电压(即电压突波)越高。幅度越大、前沿越窄的雷电波的破坏性越大。随着距离a的增加,感应过电压逐步减小。现在水上加油站电子电气设备越来越多,集成性越来越高,二次效应引起的破坏可能性就越高。实验表明,在不到1US的时间内,长约1CM的雷电通道内所释放的电能功率高达10千瓦。这样强大的能量在传递中足够是油料发热汽化,从而构成爆炸。

  2.3静电

  静电危害主要包括呈现静电力作用或高击穿作用,造成生产安全事故;静电放电过程是将电场能转换成声、光、热能的形式,热能可作为火源使易燃气体、可燃液体或爆炸性粉尘发生火灾或爆炸事故;静电放电过程所产生的电磁场是射频辐射源,对无线电通讯是干扰源,对电子计算机产生误动作。

  静电点火能量的大小,取决于静电电压和静电带电电容,并存在下列关系式:

  W=1/2CU2

  式中:W静电点火能量,J

  C静电带电电容,F

  U静电电压,V

  当最小燃点能量大于或等于0.25mj,就能引燃石油蒸汽。

  三、水上加油站保护系统的措施

  为了避免水上加油站发生事故,设计保护系统是非常有必要的,这些保护措施主要从直接雷、电压突波、静电等方面考虑。

  1、直接雷防护

  金属船体油罐厚度必须满足铁板不小于4mm,可不装设防直击雷设备,可以用船体作为接闪器,但船体与水面必须存在接地电阻不大于10?,导航杆、旗杆、无线天线、广告牌、呼吸阀、管道等金属配件必须保持等电位电气通路连接。

  导航杆通过多股铜线与船体电气连接,各输油管道的法兰及胶管两端连接处应有金属跨接,有不少于5根螺栓连接的法兰盘,在非腐蚀环境下,可以不须做跨接处理,但接触电阻不能大于0.03?.

  2、电压突波防护

  水上加油站上重要电子设备要保证雷电耐压水平在安全的范围内。对于电源与通讯系统安装相应的电源信号浪涌保护器,接地线直接接于水上加油站的外壳船体,此时的水上加油站就相当于一个小地球,其外壳船体就可以起到地的作用,相当于本身地,其它重要的电子仪器设备的电源通讯线路根据工作电压、耐压水平、工作频率等设计相应的过电压保护电路,接地直接接于本身地

  电子仪器的电线包括电源通讯及控制线都加装有金属网保护,形成法拉第笼效应,金属网接于本身地,这样就保障水上加油站重点电子设备的雷电过电压安全。

  3、静电防护

  防静电危害的措施,首先是防静电产生,对已产生的静电,应尽量限制使其不达到危险程度,其次是使产生的电荷尽快泄漏或中和,从而消除电荷的大量积累。水上加油站主要从以下几方面防护。

  A、限制油品的流速

  油品在管道内的限制流速Vm/s)计算公式为:

  V=√0.64/D

  式中D为管道内径(m)

  当液体或气体在管道中流动的速度大于0.71m/s时,尤其在含尘的情况下,例如:当空气中的沼气含量为8.5%、空气湿度低于65%时,煤尘随气流以2.5m/s的速度在钢管中流动,此时管上所产生的静电电压可达7.5KV,并发生火焰长达3mm的火花放电。

  B、油品装卸处,应做跨接的防静电接地装置。

  C、在泵房的门外、储罐的上罐扶梯入口处、装卸作业区内操作平台的扶梯入口处和码头上下船的出去口处应消除人体静电装置。

  4、等电位连接

  将分开的装置、各导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差称为等电位连接。船上有些导电物体、装置没有直接连在船上,所以必须将各导电物体、装置连接在船体上,以保证雷电流的顺利泄流以及使它们之间没有电位差的存在。

  5、导体接地

  接地是消除静电危害最常见的方法。主要用来消除导体上的静电。

  前面说过,导体上发生火花放电时,能量集中释放,具有较大的危险性。烃类气体或蒸气混合物的最小引燃能量多为0.2mJ左右,即当电压为10KV、电容为4pF时,可由静电放电火花引燃。为了防止火花放电,应将可能发生火花放电的间隙跨接连通起来,船体外壳与大地的接地电阻小于30?

  四、结束语

    我国的水域面积很广,水上加油站为水面上工作的各种机械提供油料,为经济发展提供动力支持,同时也给国家人民生命财产带来极大的安全隐患。作好水上加油站防雷防静电工作,将水上加油站把风险降低到最小,为我国经济发展和人民生命财产安全提供有力保障。

  参考文献:

  1.GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

  2.IEG61312《雷电电磁脉冲的防护》

  3.GB50156-92《小型石油库及汽车加油站设计规范》

  4.闪电电击与静电释放的区别相关技术报告,中国国际航空浙江分公司

  5.杨克俊编着,《电磁兼容原理与设计技术》,人民邮电出版社

来源:安徽机械工业安全卫生协会   
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