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油库铁路栈桥防雷防静电测试方法及保护措施改进

2016-04-01王鹏 张博超 薛晓颖 李明强 于楠

科技视界 2016年7期
关键词:保护措施检测方法

王鹏 张博超 薛晓颖 李明强 于楠

【摘 要】油库铁路栈桥是一类装卸石油物资的特种设备系统,一般具有组成设施众多、运输介质危险、事故危害巨大等特点。对油库铁路栈桥的防雷防静电检测与保护措施研究能够降低油品装卸风险,保障设备安全运行,因而受到重点关注。本文分析了油库铁路栈桥的防雷防静电测试方法,并提供了改进的保护措施,为油库铁路栈桥安全输送提供理论参考。

【关键词】油库铁路栈桥;防雷防静电;检测方法;保护措施

0 引言

受雷电和静电潜在风险影响,铁路栈桥属于易燃易爆高危区域,由于对铁路栈桥尚缺合理规划的防雷防静电检测方法,使雷电灾害带来的损失呈现逐年上升的趋势[1]。铁路栈桥具有设备众多,情况复杂,操作要求高,存在较多未知因素等特点。目前,我国对油库铁路栈桥的研究还处于起步阶段,为进一步探索和完善铁路栈桥防雷措施及测试方法,需要探讨出一套合理的测试与保护措施。

本文以营口港务集团四公司油库区铁路栈桥为实例,针对铁路栈桥相关设备研究其防雷防静电测试方法。根据油库铁路栈桥所处位置的特殊性以及铁路栈桥各设备的重要性,通过现场勘查、仪器测试、数据整理,提出油库区铁路栈桥防雷防静电的合理测试方法,以解决铁路栈桥测试数据误差较大的问题,提高防雷防静电设施安全性能。

1 检测方法

1.1 防雷检测项目与检测方法

依据油库区的火灾和爆炸发生难易等级,铁路栈桥装卸区属于在正常情况下无事故风险,在异常情况下易起火或爆炸的危险1区,因此防雷检测技术应采取一类防雷等级。参考GB50057-2010以及GB1559-2009对油库装卸时的规定,对铁路栈桥防雷装置的检测一般在每年雷雨季节之前进行,检测项目主要有接闪器、引下线及接地电阻。

营口市雷雨季节起止日期一般为每年的3月22日至11月4日,平均雷暴天数30.0日。防雷设备的检测主要为观察外观破损腐蚀情况、检查电气连接程度、测定接地电阻值等。在露天装卸油品时无需搭配避雷带,棚内由于可燃气体蒸汽压较大则需装设避雷带。

接闪器的检测主要包括材料种类、规格尺寸、安全距离、作用范围、安装质量和弯曲角度等方面是否达到国际标准要求,其中保护作用范围由滚球法计算而得。引下线的检测需要考虑线路布局、明敷引下线的绝缘与防腐处理、与接闪器和接地体的连接电阻等内容。接地电阻的检测既是防雷检测的重要内容,也是防静电检测项目的主要测量参数。合格的接地电阻是油库铁路栈桥装卸区防静电的基本安全措施,它不仅可以降低雷击点电位、反击电压和跨步电压,同时还可以导走油罐中油料通过泵、过滤器、管道摩擦及冲击所产生的静电,避免静电聚集在油罐及管道内形成较高电位,从而防止火花放电、起燃爆炸等事故。

接地电阻的测量原理为:通过接地体引入大地的电流会产生一定的电压,根据电压和电流比例关系即可得到接地电阻值。该检测采用三电极法测量,仪器使用ZC-8型接地电阻测试仪,按照图1所示连接好E、P、C三电极。当接地电阻R≥1Ω时,测试仪上两E点应串联后再导出,如图1(a)所示;当接地电阻R<1Ω时,为避免连接导线自身电阻产生的附加误差,两E点应分别与接地极E′连接,如图1(b)所示。此外,测试油库铁路栈桥的接地电阻时应保持油罐、铁轨、鹤管、管吊等断开,即为独立体的接地电阻。防雷措施的冲击接地电阻应满足R≤10Ω,防静电接地连线的接地电阻应满足R≤100Ω。

1.2 防静电检测项目与检测方法

除了接地电阻以外,常用的防静电检测项目还有静电电压、静电电容、静电泄漏电流、人体表面电压、人体对地电阻等内容。由于静电受到温度和湿度影响较大,防静电检测一般选在环境恶劣条件下进行,检测方法一般先测得静电电压U与静电对地电容C,或者根据带电体对地泄漏电流值I计算出静电电荷量Q,根据公式W=CU2/2或Q=UQ/2计算出静电能量W。具体检测项目见表1。

表1 防静电检测项目和检测仪器

2 保护措施的改进

2.1 防雷措施改进

防雷措施一般分为直接通过接闪器引入大地的外部保护、阻止过电压波沿电源线或数据信号线引入的内部保护、以及限制设备上浪涌过压幅值的过电压保护三类。实际应用中通常结合采用直击雷防护、等电位连接、电子避雷、共用接地和综合布线等技术,即预先布置防雷设备于被保护对象的进入通道上,再针对进雷能量类型的特定防止程式,设计引、堵、泄、放等手段构成的防止工程网络,从而对区域设备进行保护。

2.2 防静电措施改进

改进的防静电措施[2]主要有:采用金属或非金属防静电材料保持良好的接地;增加高分子聚合物材料表面的相对湿度或采用抗静电剂;增加高导电率的复合材料如金属+碳纤维+高分子复合材料在铁路栈桥系统中的应用;在高危区域采用空气电离静电消除器来中和带电体表面电荷;人体穿戴防静电工作服、鞋袜、腕带和脚带等全身防护织物等。

3 结语

随着我国石化行业的全球化发展,石油物资的运输压力剧增,这对油库铁路栈桥的储运安全提出更高要求。雷电和静电问题是油库铁路栈桥产生火灾或爆炸事故的重要因素,开展油库铁路栈桥的防雷防静电检测与防护措施等研究,对提高油库装卸安全水平具有重要理论与实际意义。本文围绕油库铁路栈桥的防雷防静电问题,进行了检测方法研究,并提出了相应的改进保护措施,为提高油库铁路储运安全质量提供了一定的理论参考。

【参考文献】

[1]傅柏翔.油品静电事故的分析与预防[J].价值工程,2011,30(13):62-63.

[2]常天海.铁路危险品货场中静电危害模型及其防护的研究[D].华南理工大学, 2006.

[责任编辑:王楠]

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