摘要：近年來(lái)，隨著對(duì)安全生產(chǎn)管理的進(jìn)一步深入，化學(xué)工業(yè)等行業(yè)在爭(zhēng)創(chuàng)效益的同時(shí)，以人為本、安全生產(chǎn)的意識(shí)正在逐步提高。化工生產(chǎn)的連續(xù)性以及有毒有害、易燃易爆等特點(diǎn)決定了其電氣系統(tǒng)安全的重要性，因此化工企業(yè)的電氣安全設(shè)計(jì)問(wèn)題越來(lái)越得到行業(yè)的中重視。本文首先說(shuō)明了化工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，然后對(duì)電氣安全設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)做了詳細(xì)探討，最后簡(jiǎn)要闡述了電氣安全評(píng)價(jià)體系的建立。

　　關(guān)鍵詞：電氣工程論文發(fā)表,期刊投稿,化工企業(yè),電氣安全,防爆,線纜,防雷接地

　　一、化工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境

　　化工企業(yè)在生產(chǎn)、加工、轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存過(guò)程中容易出現(xiàn)爆炸性氣體和爆炸性粉塵，引起爆炸和火災(zāi)，生產(chǎn)環(huán)境主要包括爆炸性環(huán)境和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境兩種。在進(jìn)行電氣化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)作出相關(guān)環(huán)境的電氣設(shè)計(jì)。

　　爆炸性環(huán)境指含有爆炸性氣體和爆炸性粉塵的環(huán)境。爆炸性氣體存在引爆火花、高溫或電弧的環(huán)境下，會(huì)發(fā)生爆炸。主要包括爆炸性粉塵(如鎂粉、鋁粉等，在氧氣下很少能著火)、可燃導(dǎo)電粉塵(如石墨、焦炭等，與氧氣發(fā)生反應(yīng)會(huì)燃燒)、可燃非導(dǎo)電粉塵(如聚乙烯、硫磺、小麥等糧食粉塵)、可燃纖維(如棉花纖維、人造纖維等)四類(lèi)。

　　火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境，是指在生產(chǎn)、加工、處理和儲(chǔ)運(yùn)的過(guò)程中，能引起火災(zāi)危險(xiǎn)的區(qū)域。能引起火災(zāi)的物質(zhì)有：閃點(diǎn)高于環(huán)境溫度的可燃液體;操作溫度高于可燃液體閃點(diǎn)時(shí)，有可能泄露但不能形成爆炸性氣體混合物的可燃液體;不可能形成爆炸性粉塵混合物的懸浮狀、堆積狀可燃粉塵或可燃纖維以及其它固體狀可燃物質(zhì)。

　　二、化工企業(yè)電氣安全設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

　　(一)化工電氣設(shè)備的防爆

　　化工企業(yè)容易發(fā)生爆炸火災(zāi)等災(zāi)害，目前我國(guó)的防爆電氣設(shè)備類(lèi)型共有以下幾種：隔爆型電氣設(shè)備、增安型電氣設(shè)備、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備、正壓型電氣設(shè)備、充油型電氣設(shè)備、充沙型電氣設(shè)備、無(wú)火花型電氣設(shè)備和特殊型電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的防爆主要是消除或控制電氣設(shè)備產(chǎn)生的火花、電弧和高溫。一般有以下幾種途徑：

　　1、采用防爆外殼，當(dāng)爆炸性混合物進(jìn)入殼體內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí)，不會(huì)引起外殼變形，火焰從外殼之間的間隙傳出時(shí)，受到足夠的冷卻，其能量已不能引燃外界的爆炸性混合物，從而起到防爆作用

　　2、采用本質(zhì)安全電路，當(dāng)電流和電壓都比較小時(shí)，在電路中采取一定措施，使線路或設(shè)備產(chǎn)生的電火花能量不能引燃外界的爆炸性混合物。

　　3、隔離法，主要是將爆炸性混合物與產(chǎn)生火花等危險(xiǎn)因素的部分隔離，如正壓型、充油型電氣設(shè)備。

　　(二)爆炸性環(huán)境的電氣防爆設(shè)計(jì)

　　化工企業(yè)變電所盡可能不在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中，尤其是總變一定不能放于此環(huán)境。這在設(shè)計(jì)中較易實(shí)現(xiàn)與危險(xiǎn)環(huán)境保持距離即可。相對(duì)難以保證的是車(chē)間變電所。由于我們是以室為單位劃分危險(xiǎn)區(qū)域，盡可能首先在距離上保證，如此辦法不行，則應(yīng)使建筑上的門(mén)、窗方位與爆炸危險(xiǎn)環(huán)境遠(yuǎn)離，與爆炸危險(xiǎn)相近的，用實(shí)體墻相隔，這雖然對(duì)自然采光來(lái)說(shuō)效果較差，但是值得。如還無(wú)法保證則最多放于2區(qū)環(huán)境，此時(shí)變電所有兩種方式處理防爆：

　　一是采用機(jī)械通風(fēng)，保證變配電室處于正壓狀況。

　　二是變壓器室采用正壓狀況，配電盤(pán)采用壓通風(fēng)型，總的說(shuō)來(lái)就是把各設(shè)備正壓通風(fēng)或整個(gè)房間正壓通風(fēng)。

　　顯然采用第一種方式較好，其使用設(shè)備較少，且變電所其他設(shè)備也不用選防爆結(jié)構(gòu)，從經(jīng)濟(jì)上來(lái)講更經(jīng)濟(jì)。但我們還是應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)變電所在危險(xiǎn)環(huán)境中，給電氣及通風(fēng)專業(yè)都帶來(lái)較大工作量和設(shè)備選型的困難，且使整個(gè)變電所造價(jià)大幅度提高，所以首先應(yīng)嚴(yán)格劃分危險(xiǎn)區(qū)域，然后采取本文上面提到的措施，盡量不把變電所放入危險(xiǎn)環(huán)境。

　　(三)線路選擇及敷設(shè)要求

　　爆炸危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)電氣線路應(yīng)在危險(xiǎn)性較小的環(huán)境敷設(shè)，敷設(shè)電氣線路的溝道、鋼管或電纜，在穿越不同區(qū)域之間的墻或樓板處， 應(yīng)當(dāng)用非燃燒性材料進(jìn)行嚴(yán)密堵塞。低壓電力、照明線路所用的導(dǎo)線和電纜的額定電壓，絕對(duì)不能低于工作電壓，且不應(yīng)低于500V，工作中性線的絕緣的額定電壓應(yīng)與相線電壓相等。

　　對(duì)于爆炸性氣體環(huán)境，當(dāng)易燃物質(zhì)比空氣輕時(shí)，電氣線路宜在較低處敷設(shè)或電纜溝敷設(shè)。當(dāng)易燃物質(zhì)比空氣重時(shí)，電氣線路應(yīng)選擇在較高處敷設(shè)或直接埋地;電纜溝敷設(shè)時(shí)，應(yīng)充砂;架空敷設(shè)時(shí)，宜采用電纜橋架。電氣線路之間一般不能直接連接。必須連接或封端時(shí)，應(yīng)采用壓接、熔焊或纖焊。線路為鋁芯時(shí)，與設(shè)備相連應(yīng)有可靠的銅-鋁過(guò)渡接頭。

　　(四)電氣防雷接地設(shè)計(jì)

　　1、設(shè)置避雷針和設(shè)接地裝置

　　雷電的防護(hù)包括直擊雷、雷電波侵入、雷電電磁脈沖的防護(hù)，一般的防護(hù)方法就是通過(guò)避雷針、避雷帶、屏蔽網(wǎng)、電涌保護(hù)器等將雷電流通過(guò)接地系統(tǒng)泄放到大地中，所以接地系統(tǒng)的設(shè)置是化工車(chē)間防雷措施的一個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目。

　　避雷針的接閃器一般選用ф16mm圓鋼，長(zhǎng)度為1~2m，其頂端應(yīng)車(chē)制成錐尖。接閃器須熱鍍鋅。設(shè)備上的避雷針的防雷引下線可利用該設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)體，但應(yīng)保證設(shè)備連接。設(shè)備所有的動(dòng)力、控制、照明、信號(hào)及通信等線路，應(yīng)采用鋼管敷設(shè)。鋼管與設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)體作焊接以保證其接地通道的設(shè)備連接。

　　避雷裝置是由接閃器(或避雷器)、引下線的接地裝臵組成。而接地裝置由接地極和接地線組成。獨(dú)立避雷針的接地裝置應(yīng)單獨(dú)安裝，與其他保護(hù)的接地裝置的安裝分開(kāi)，且保持有3m以上的安全距離。

　　除獨(dú)立避雷針外，在接地電阻滿足要求的前提下，防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。接地極宜選用角鋼，其規(guī)格為40mm×40mm×4mm及以上;若選用鋼管，直徑應(yīng)不小于50mm，其壁厚不應(yīng)小于3.5mm。垂直接地極的長(zhǎng)度應(yīng)為2.5m;接地極間的距離為5m; 接地極埋入地下深度，接地極頂端要在地下0.8m以下。接地極之間的連接是通過(guò)規(guī)格為40mm×4mm的扁鋼焊接。焊接位置距接地極頂端50mm。焊接采用搭接焊。扁鋼搭接長(zhǎng)度為寬度的2倍，且至少有3個(gè)棱邊焊接。扁鋼與角鋼(或鋼管)焊接時(shí)，為了保證連接可靠，應(yīng)事先在接觸部位將扁鋼彎成直角形(或弧形)，再與角鋼(或鋼管)焊接。

　　2、變配電設(shè)備的防雷

　　變配電設(shè)備除了可能遭受直擊雷以外，還有可能被雷電波沿著線路侵入而威脅變配電設(shè)備的安全。施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電的變配電設(shè)備的防雷應(yīng)包括防直擊雷和防雷電波侵入兩部分。雷云與地面及建筑物間直接產(chǎn)生強(qiáng)烈的放電電流的雷電稱為直擊雷。雷電侵入波就是由于雷電對(duì)架空線路或金屬管道的作用而產(chǎn)生的侵害電氣設(shè)備的電波。

　　(1)對(duì)直擊雷的防護(hù)可裝設(shè)避雷針、避雷網(wǎng)或避雷線。對(duì)變配電設(shè)備防直擊雷的基本原則是：

　　①所有被保護(hù)的變配電設(shè)備均應(yīng)處在避雷針、避雷網(wǎng)或避雷線的保護(hù)范圍之內(nèi);

　　②防止由于雷擊在避雷針或避雷線上形成高電位對(duì)被保護(hù)物產(chǎn)生反擊。當(dāng)防雷裝臵遭受雷擊時(shí)，在接閃器、引下線和接地體上都將產(chǎn)生很高的電位，如果防雷裝臵與建筑物內(nèi)外電氣設(shè)備、電線或其它金屬管線的絕緣距離不夠，它們之間就會(huì)放電，這種現(xiàn)象稱為反擊。反擊可能引起火災(zāi)、爆炸或人身傷害。

　　(2)雷電侵入波的防護(hù)

　　由于變配電設(shè)備與線路相連，線路遭受雷擊的機(jī)會(huì)很多。又由于雷電波的波幅可能很大，能使變配電設(shè)備的絕緣損壞，因此，應(yīng)從以下兩個(gè)方面采取保護(hù)措施：

　　①裝設(shè)閥型避雷器

　　閥型避雷器應(yīng)根據(jù)所保護(hù)的配電設(shè)備的額定電壓等級(jí)選擇。閥型避雷器通常裝設(shè)在母線與接地線之間。由于變壓器是最重要的變配電設(shè)備且其絕緣水平也最弱，因此閥型避雷器應(yīng)盡量安裝在離變電器的距離近些。

　　②變配電設(shè)備的進(jìn)線保護(hù)

　　當(dāng)架空進(jìn)線采用電纜配線時(shí)，避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜頭附近，且將避雷器的接地端與電纜金屬外皮相連。

　　三、建立電氣安全評(píng)價(jià)體系

　　對(duì)于易發(fā)生火災(zāi)爆炸等重大損失事故的化工企業(yè)，應(yīng)將電氣火災(zāi)和爆炸、雷電危害、靜電危害作為電氣安全評(píng)價(jià)的重點(diǎn)。首先要對(duì)電氣設(shè)備固有安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，電氣設(shè)備的固有安全性能直接影響了化工企業(yè)的電氣安全狀況，電氣設(shè)備的固有安全性應(yīng)從六個(gè)方面衡量：

　　(一)絕緣

　　絕緣是利用絕緣材料對(duì)帶電體進(jìn)行封閉和隔離。長(zhǎng)久以來(lái)，絕緣一直是作為防止觸電事故的重要措施，良好的絕緣也是保證電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本條件。雙重絕緣兼有工作絕緣和附加絕緣，還有加強(qiáng)絕緣是基本絕緣經(jīng)改進(jìn)后在絕緣強(qiáng)度和機(jī)械性能上具備了與雙重絕緣同等防觸電能力的絕緣。

　　(二)屏護(hù)

　　屏護(hù)是一種對(duì)電擊危險(xiǎn)因素進(jìn)行隔離的手段，即采用遮欄護(hù)罩護(hù)蓋箱匣等把危險(xiǎn)的帶電體同外界隔離開(kāi)來(lái)以防止人體觸及或接近帶電體所引起的觸電事故。屏護(hù)還起到防止電弧傷人、防止弧光短路或便利檢修工作的作用。

　　(三)間距

　　間距是指帶電體與地面之間、帶電體與其它設(shè)備和設(shè)施之間、帶電體和帶電體之間必要的安全距離。間距的作用是防止人體觸及或接近帶電體造成觸電事故，避免車(chē)輛或其它器具碰撞或過(guò)分接近帶電體造成事故，防止過(guò)電壓放電及各種短路事故以及方便操作。

　　(四)安全特低電壓

　　安全特低電壓兼有防護(hù)直接接觸電擊和間接接觸電擊的作用。其防護(hù)原理是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中可能作用于人體的電壓進(jìn)行限制，從而使流過(guò)人體的電流受到抑制，將觸電危險(xiǎn)性控制在沒(méi)有危險(xiǎn)的范圍內(nèi)。

　　(五)安全裝置

　　安全裝置是在電氣設(shè)備發(fā)生故障或問(wèn)題時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)的，用來(lái)防止觸電事故以及有關(guān)的火災(zāi)爆炸和機(jī)械傷害等。它是防止事故發(fā)生的最后一道屏障，也是保證用電系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵，因此是電氣設(shè)備固有安全性的較重要的因素之一。用電安全裝置的種類(lèi)很多，主要包括安全聯(lián)鎖裝置繼電保護(hù)裝置和漏電保護(hù)裝置等。在評(píng)價(jià)安全裝置的情況時(shí)要綜合考慮各項(xiàng)影響因素，選用合格的安全裝置，選用的安全裝置與被保護(hù)設(shè)備相匹配，定期檢修維護(hù)正確動(dòng)作率的大小。

　　結(jié)語(yǔ)

　　綜上，化工企業(yè)電氣設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)環(huán)境存放、使用和產(chǎn)生的物質(zhì)情況進(jìn)行危險(xiǎn)區(qū)域劃分，再根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域的范圍、危險(xiǎn)物的級(jí)別和組別，進(jìn)行電氣設(shè)備選型和安全設(shè)計(jì)，這樣才能保證化工企業(yè)的長(zhǎng)期安全生產(chǎn)。

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