摘要：近年來，隨著對安全生產(chǎn)管理的進一步深入，化學工業(yè)等行業(yè)在爭創(chuàng)效益的同時，以人為本、安全生產(chǎn)的意識正在逐步提高。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)的電氣安全設計問題越來越得到行業(yè)的中重視。本文首先說明了化工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，然后對電氣安全設計中的要點做了詳細探討，最后簡要闡述了電氣安全評價體系的建立。

　　關鍵詞：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、轉運、儲存過程中容易出現(xiàn)爆炸性氣體和爆炸性粉塵，引起爆炸和火災，生產(chǎn)環(huán)境主要包括爆炸性環(huán)境和火災危險環(huán)境兩種。在進行電氣化設計時，應作出相關環(huán)境的電氣設計。

　　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)、可燃導電粉塵(如石墨、焦炭等，與氧氣發(fā)生反應會燃燒)、可燃非導電粉塵(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。

　　火災危險環(huán)境，是指在生產(chǎn)、加工、處理和儲運的過程中，能引起火災危險的區(qū)域。能引起火災的物質有：閃點高于環(huán)境溫度的可燃液體;操作溫度高于可燃液體閃點時，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。

　　二、化工企業(yè)電氣安全設計的要點

　　(一)化工電氣設備的防爆

　　化工企業(yè)容易發(fā)生爆炸火災等災害，目前我國的防爆電氣設備類型共有以下幾種：隔爆型電氣設備、增安型電氣設備、本質安全型電氣設備、正壓型電氣設備、充油型電氣設備、充沙型電氣設備、無火花型電氣設備和特殊型電氣設備。電氣設備的防爆主要是消除或控制電氣設備產(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，當爆炸性混合物進入殼體內發(fā)生爆炸時，不會引起外殼變形，火焰從外殼之間的間隙傳出時，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、采用本質安全電路，當電流和電壓都比較小時，在電路中采取一定措施，使線路或設備產(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)生火花等危險因素的部分隔離，如正壓型、充油型電氣設備。

　　(二)爆炸性環(huán)境的電氣防爆設計

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

　　一是采用機械通風，保證變配電室處于正壓狀況。

　　二是變壓器室采用正壓狀況，配電盤采用壓通風型，總的說來就是把各設備正壓通風或整個房間正壓通風。

　　顯然采用第一種方式較好，其使用設備較少，且變電所其他設備也不用選防爆結構，從經(jīng)濟上來講更經(jīng)濟。但我們還是應特別強調變電所在危險環(huán)境中，給電氣及通風專業(yè)都帶來較大工作量和設備選型的困難，且使整個變電所造價大幅度提高，所以首先應嚴格劃分危險區(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環(huán)境。

　　(三)線路選擇及敷設要求

　　爆炸危險環(huán)境內電氣線路應在危險性較小的環(huán)境敷設，敷設電氣線路的溝道、鋼管或電纜，在穿越不同區(qū)域之間的墻或樓板處， 應當用非燃燒性材料進行嚴密堵塞。低壓電力、照明線路所用的導線和電纜的額定電壓，絕對不能低于工作電壓，且不應低于500V，工作中性線的絕緣的額定電壓應與相線電壓相等。

　　對于爆炸性氣體環(huán)境，當易燃物質比空氣輕時，電氣線路宜在較低處敷設或電纜溝敷設。當易燃物質比空氣重時，電氣線路應選擇在較高處敷設或直接埋地;電纜溝敷設時，應充砂;架空敷設時，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，應采用壓接、熔焊或纖焊。線路為鋁芯時，與設備相連應有可靠的銅-鋁過渡接頭。

　　(四)電氣防雷接地設計

　　1、設置避雷針和設接地裝置

　　雷電的防護包括直擊雷、雷電波侵入、雷電電磁脈沖的防護，一般的防護方法就是通過避雷針、避雷帶、屏蔽網(wǎng)、電涌保護器等將雷電流通過接地系統(tǒng)泄放到大地中，所以接地系統(tǒng)的設置是化工車間防雷措施的一個關鍵項目。

　　避雷針的接閃器一般選用ф16mm圓鋼，長度為1~2m，其頂端應車制成錐尖。接閃器須熱鍍鋅。設備上的避雷針的防雷引下線可利用該設備的金屬結構體，但應保證設備連接。設備所有的動力、控制、照明、信號及通信等線路，應采用鋼管敷設。鋼管與設備的金屬結構體作焊接以保證其接地通道的設備連接。

　　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。獨立避雷針的接地裝置應單獨安裝，與其他保護的接地裝置的安裝分開，且保持有3m以上的安全距離。

　　除獨立避雷針外，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，直徑應不小于50mm，其壁厚不應小于3.5mm。垂直接地極的長度應為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。扁鋼搭接長度為寬度的2倍，且至少有3個棱邊焊接。扁鋼與角鋼(或鋼管)焊接時，為了保證連接可靠，應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、變配電設備的防雷

　　變配電設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備的安全。施工現(xiàn)場臨時用電的變配電設備的防雷應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架空線路或金屬管道的作用而產(chǎn)生的侵害電氣設備的電波。

　　(1)對直擊雷的防護可裝設避雷針、避雷網(wǎng)或避雷線。對變配電設備防直擊雷的基本原則是：

　　①所有被保護的變配電設備均應處在避雷針、避雷網(wǎng)或避雷線的保護范圍之內;

　　②防止由于雷擊在避雷針或避雷線上形成高電位對被保護物產(chǎn)生反擊。當防雷裝臵遭受雷擊時，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外電氣設備、電線或其它金屬管線的絕緣距離不夠，它們之間就會放電，這種現(xiàn)象稱為反擊。反擊可能引起火災、爆炸或人身傷害。

　　(2)雷電侵入波的防護

　　由于變配電設備與線路相連，線路遭受雷擊的機會很多。又由于雷電波的波幅可能很大，能使變配電設備的絕緣損壞，因此，應從以下兩個方面采取保護措施：

　　①裝設閥型避雷器

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

　　②變配電設備的進線保護

　　當架空進線采用電纜配線時，避雷器應裝設在電纜頭附近，且將避雷器的接地端與電纜金屬外皮相連。

　　三、建立電氣安全評價體系

　　對于易發(fā)生火災爆炸等重大損失事故的化工企業(yè)，應將電氣火災和爆炸、雷電危害、靜電危害作為電氣安全評價的重點。首先要對電氣設備固有安全性進行評價，電氣設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，電氣設備的固有安全性應從六個方面衡量：

　　(一)絕緣

　　絕緣是利用絕緣材料對帶電體進行封閉和隔離。長久以來，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，還有加強絕緣是基本絕緣經(jīng)改進后在絕緣強度和機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

　　屏護是一種對電擊危險因素進行隔離的手段，即采用遮欄護罩護蓋箱匣等把危險的帶電體同外界隔離開來以防止人體觸及或接近帶電體所引起的觸電事故。屏護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、帶電體與其它設備和設施之間、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，避免車輛或其它器具碰撞或過分接近帶電體造成事故，防止過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直接接觸電擊和間接接觸電擊的作用。其防護原理是通過對系統(tǒng)中可能作用于人體的電壓進行限制，從而使流過人體的電流受到抑制，將觸電危險性控制在沒有危險的范圍內。

　　(五)安全裝置

　　安全裝置是在電氣設備發(fā)生故障或問題時自動啟動的，用來防止觸電事故以及有關的火災爆炸和機械傷害等。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)安全運行的關鍵，因此是電氣設備固有安全性的較重要的因素之一。用電安全裝置的種類很多，主要包括安全聯(lián)鎖裝置繼電保護裝置和漏電保護裝置等。在評價安全裝置的情況時要綜合考慮各項影響因素，選用合格的安全裝置，選用的安全裝置與被保護設備相匹配，定期檢修維護正確動作率的大小。

　　結語

　　綜上，化工企業(yè)電氣設計時，應根據(jù)環(huán)境存放、使用和產(chǎn)生的物質情況進行危險區(qū)域劃分，再根據(jù)危險區(qū)域的范圍、危險物的級別和組別，進行電氣設備選型和安全設計，這樣才能保證化工企業(yè)的長期安全生產(chǎn)。

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