油庫鐵路棧橋防雷防靜電測試方法及保護措施改進

王鵬　張博超　薛曉穎　李明強　于楠

【摘 要】油庫鐵路棧橋是一類裝卸石油物資的特種設(shè)備系統(tǒng)，一般具有組成設(shè)施眾多、運輸介質(zhì)危險、事故危害巨大等特點。對油庫鐵路棧橋的防雷防靜電檢測與保護措施研究能夠降低油品裝卸風(fēng)險，保障設(shè)備安全運行，因而受到重點關(guān)注。本文分析了油庫鐵路棧橋的防雷防靜電測試方法，并提供了改進的保護措施，為油庫鐵路棧橋安全輸送提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】油庫鐵路棧橋；防雷防靜電；檢測方法；保護措施

0 引言

受雷電和靜電潛在風(fēng)險影響，鐵路棧橋?qū)儆谝兹家妆呶^(qū)域，由于對鐵路棧橋尚缺合理規(guī)劃的防雷防靜電檢測方法，使雷電災(zāi)害帶來的損失呈現(xiàn)逐年上升的趨勢[1]。鐵路棧橋具有設(shè)備眾多，情況復(fù)雜，操作要求高，存在較多未知因素等特點。目前，我國對油庫鐵路棧橋的研究還處于起步階段，為進一步探索和完善鐵路棧橋防雷措施及測試方法，需要探討出一套合理的測試與保護措施。

本文以營口港務(wù)集團四公司油庫區(qū)鐵路棧橋為實例，針對鐵路棧橋相關(guān)設(shè)備研究其防雷防靜電測試方法。根據(jù)油庫鐵路棧橋所處位置的特殊性以及鐵路棧橋各設(shè)備的重要性，通過現(xiàn)場勘查、儀器測試、數(shù)據(jù)整理，提出油庫區(qū)鐵路棧橋防雷防靜電的合理測試方法，以解決鐵路棧橋測試數(shù)據(jù)誤差較大的問題，提高防雷防靜電設(shè)施安全性能。

1 檢測方法

1.1 防雷檢測項目與檢測方法

依據(jù)油庫區(qū)的火災(zāi)和爆炸發(fā)生難易等級，鐵路棧橋裝卸區(qū)屬于在正常情況下無事故風(fēng)險，在異常情況下易起火或爆炸的危險1區(qū)，因此防雷檢測技術(shù)應(yīng)采取一類防雷等級。參考GB50057-2010以及GB1559-2009對油庫裝卸時的規(guī)定，對鐵路棧橋防雷裝置的檢測一般在每年雷雨季節(jié)之前進行，檢測項目主要有接閃器、引下線及接地電阻。

營口市雷雨季節(jié)起止日期一般為每年的3月22日至11月4日，平均雷暴天數(shù)30.0日。防雷設(shè)備的檢測主要為觀察外觀破損腐蝕情況、檢查電氣連接程度、測定接地電阻值等。在露天裝卸油品時無需搭配避雷帶，棚內(nèi)由于可燃?xì)怏w蒸汽壓較大則需裝設(shè)避雷帶。

接閃器的檢測主要包括材料種類、規(guī)格尺寸、安全距離、作用范圍、安裝質(zhì)量和彎曲角度等方面是否達到國際標(biāo)準(zhǔn)要求，其中保護作用范圍由滾球法計算而得。引下線的檢測需要考慮線路布局、明敷引下線的絕緣與防腐處理、與接閃器和接地體的連接電阻等內(nèi)容。接地電阻的檢測既是防雷檢測的重要內(nèi)容，也是防靜電檢測項目的主要測量參數(shù)。合格的接地電阻是油庫鐵路棧橋裝卸區(qū)防靜電的基本安全措施，它不僅可以降低雷擊點電位、反擊電壓和跨步電壓，同時還可以導(dǎo)走油罐中油料通過泵、過濾器、管道摩擦及沖擊所產(chǎn)生的靜電，避免靜電聚集在油罐及管道內(nèi)形成較高電位，從而防止火花放電、起燃爆炸等事故。

接地電阻的測量原理為：通過接地體引入大地的電流會產(chǎn)生一定的電壓，根據(jù)電壓和電流比例關(guān)系即可得到接地電阻值。該檢測采用三電極法測量，儀器使用ZC-8型接地電阻測試儀，按照圖1所示連接好E、P、C三電極。當(dāng)接地電阻R≥1Ω時，測試儀上兩E點應(yīng)串聯(lián)后再導(dǎo)出，如圖1（a）所示；當(dāng)接地電阻R<1Ω時，為避免連接導(dǎo)線自身電阻產(chǎn)生的附加誤差，兩E點應(yīng)分別與接地極E′連接，如圖1（b）所示。此外，測試油庫鐵路棧橋的接地電阻時應(yīng)保持油罐、鐵軌、鶴管、管吊等斷開，即為獨立體的接地電阻。防雷措施的沖擊接地電阻應(yīng)滿足R≤10Ω，防靜電接地連線的接地電阻應(yīng)滿足R≤100Ω。

1.2 防靜電檢測項目與檢測方法

除了接地電阻以外，常用的防靜電檢測項目還有靜電電壓、靜電電容、靜電泄漏電流、人體表面電壓、人體對地電阻等內(nèi)容。由于靜電受到溫度和濕度影響較大，防靜電檢測一般選在環(huán)境惡劣條件下進行，檢測方法一般先測得靜電電壓U與靜電對地電容C，或者根據(jù)帶電體對地泄漏電流值I計算出靜電電荷量Q，根據(jù)公式W=CU2/2或Q=UQ/2計算出靜電能量W。具體檢測項目見表1。

表1 防靜電檢測項目和檢測儀器

2 保護措施的改進

2.1 防雷措施改進

防雷措施一般分為直接通過接閃器引入大地的外部保護、阻止過電壓波沿電源線或數(shù)據(jù)信號線引入的內(nèi)部保護、以及限制設(shè)備上浪涌過壓幅值的過電壓保護三類。實際應(yīng)用中通常結(jié)合采用直擊雷防護、等電位連接、電子避雷、共用接地和綜合布線等技術(shù)，即預(yù)先布置防雷設(shè)備于被保護對象的進入通道上，再針對進雷能量類型的特定防止程式，設(shè)計引、堵、泄、放等手段構(gòu)成的防止工程網(wǎng)絡(luò)，從而對區(qū)域設(shè)備進行保護。

2.2 防靜電措施改進

改進的防靜電措施[2]主要有：采用金屬或非金屬防靜電材料保持良好的接地；增加高分子聚合物材料表面的相對濕度或采用抗靜電劑；增加高導(dǎo)電率的復(fù)合材料如金屬+碳纖維+高分子復(fù)合材料在鐵路棧橋系統(tǒng)中的應(yīng)用；在高危區(qū)域采用空氣電離靜電消除器來中和帶電體表面電荷；人體穿戴防靜電工作服、鞋襪、腕帶和腳帶等全身防護織物等。

3 結(jié)語

隨著我國石化行業(yè)的全球化發(fā)展，石油物資的運輸壓力劇增，這對油庫鐵路棧橋的儲運安全提出更高要求。雷電和靜電問題是油庫鐵路棧橋產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸事故的重要因素，開展油庫鐵路棧橋的防雷防靜電檢測與防護措施等研究，對提高油庫裝卸安全水平具有重要理論與實際意義。本文圍繞油庫鐵路棧橋的防雷防靜電問題，進行了檢測方法研究，并提出了相應(yīng)的改進保護措施，為提高油庫鐵路儲運安全質(zhì)量提供了一定的理論參考。

【參考文獻】

[1]傅柏翔.油品靜電事故的分析與預(yù)防[J].價值工程，2011，30（13）：62-63.

[2]常天海.鐵路危險品貨場中靜電危害模型及其防護的研究[D].華南理工大學(xué)， 2006.

[責(zé)任編輯：王楠]