王潇

（新疆特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

导静电接地装置在油罐车中的应用

王潇

（新疆特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

油罐车在国民经济发展及运输行业有着不可替代的作用，油罐车的安全运输也成为了安全监督的重点。作为安全生产中重要手段的防静电技术就成为油罐车安全运输的重要保证之一。油罐车的常用防静电技术，一般就指静电接地技术。阐述和总结了油罐车防静电技术的原理、技术路线等问题。

油罐车；防静电；技术

油罐车作为物流链的一个承载装置，它既是原油供应和运输的纽带，也是国家原油及成品油的储藏容器。油罐车在储运的各环节都很容易与空气产生摩擦，从而引起静电荷的生成与积累。当静电荷的量达到某一临界值时，会以电火花的形式释放出来，这就是静电放电现象。而油罐车运载的往往是易燃易爆的危险液体，极易被电火花引燃酿成事故。用于防止油罐车静电放电现象的技术主要是采用静电接地装置。

1 静电产生及危害

1.1 静电的产生

静电产生的基本原理是物体的相互摩擦。如果两种物质的性质不同，当它们相互摩擦或在紧密接触后迅速分离，因为不同的物体对电子的吸引能力各不相同，因此电荷会在两种物体间进行重新分配，又称为电子的转移。失去电子的物体呈现正电，而得到电子的物体带负电。当这种带电系统与大地之间没有通路，就会在物体内部或表面堆积，从而产生静电荷。

1.2 静电放电引燃条件

为了保持电中性，带电体中的静电荷必须以某种方式释放出来，一般有两个途径：自然逸散和人工引导。静电放电的实质是一种热能的转化，局部温度过高可以将易燃易爆物体迅速引燃，因此被认为是火灾和爆炸的原因之一。静电的释放是有条件的，它必须积累到某种程度才能具有足够能量。此外，放电还要满足一定的放电间隙要求；放电所释放的能量必须大于可燃气体或液体的临界能量；如果爆炸物是混合性物质，还需满足其浓度要求。

油罐车的外壳表面由于涂了特殊的油漆，因此电阻率较高，表面堆积的静电荷具有较好的放电条件。但如果需要引燃物体，则必须满足静电放电能量大于油罐内容物的最小引燃能量，并且其浓度在特定的范围内。

1.3 静电的危害

油罐车所运输的液体本身具有易燃易爆的特点，因此静电的产生是具有较好的环境基础。而静电的堆积，给油罐车爆炸和酿成火灾埋下了一个严重的隐患。因此可以认为，油罐车事故的预防在很大程度上是静电的防护工作。

2 油罐车储运环节静电的产生和积聚

2.1 油罐静电

油品在罐体内运动时，往往本身已经携带了部分静电荷，但是罐体一般是封闭的，内部只存在极少的空气，因此不会产生爆炸或起火。然而，当把带有静电荷的油品往罐体中注入时，油品中的电荷会产生积累效应，使油面的电位升高。这个时候，如果罐体内的空隙中有满足爆炸浓度的混合物时，将很容易引发事故。因此一般理论认为，罐体内的静电荷主要来源于输送系统，而静电荷的放电爆炸事故则主要归因于油罐内空间的爆炸性混合气体。

2.2 输油管道静电

输送管道产生静电的原理是油品与管壁的摩擦生电，即摩擦造成静电的积累。油品一般具有电导小，绝缘性高等特点，因此静电荷很难得到自然逸散或中和。管道内径越大，其摩擦面积也越大，油品的流动速度也越快，因此静电荷的积累就越来越多。

2.3 公路油罐车的静电

据统计，较严重的石油储运静电事故一般是公路油罐车和铁路油罐车发生的。因此对于公路油罐车静电的预防应放在重中之重的位置。油罐车罐体内的静电大小和分布具有以下特点：对于电导率偏大的油品，其油罐车内的电荷密度往往是均匀的，并且在电荷同性相斥的特性中，加上液体表面存在一定的张力，油品中的静电荷会向油面积累，因此静电荷一般在油品的表面位置上。当使用鹤管装油时，由于管口末端形状的不同，会造成电荷密度和点位的不同。有研究表明，应该采用平口的形式。装车时油位逐渐升高，因此油面电位也会随之升高，而电位最高的位置是满容积的一半至3/4处。罐体内的液体流动是静电产生的重要因素。

3 消除静电危害的途径和方法

3.1 消除静电危害的途径

消除静电危害的途径主要有：尽量避免静电生成；若电荷已存在，应想办法将电荷导走，防止电荷积累；在静电积累到一定程度前将其消除；破坏气体混合条件，使之在爆炸条件范围外。以上途径中，最为关键的两点是：一是要为静电的泄漏或中和提供足够好的条件；二是要尽量避免运输过程中产生的静电积累。

3.2 常用消除静电危害的方法

一般来说，静电接地是消除静电危害的最经济最便捷的手段。静电接地一般是通过金属导线与大地接触来实现的。油罐内的静电会通过导线传到大地中，使电位降为0，从而避免了静电的积累。油罐车的静电接地装置可以人为地为静电和大地之间创造一个回路。

油罐车的静电接地有一定的要求：以油罐体的外周长为标准，每30米独立接地一次，而且要求接地的位置至少有两处；接地装置与油罐内壁的距离不能小于三米。任意一个油罐的独立接地线不能少于两处，而且不能采用串接形式。如果接地装置与防感应雷装置共用，则必须接一个小于10Ω的接地电阻。油罐上必须有静电消除扶手。另外，接地导线最好使用外径大于6mm²的软铜线。

3.3 消除产生静电的附加源

消除静电附加源主要有三种方法。首先，由于油品水分过多或油品混合时候融入压缩空气时，静电产生概率会变大。所以油品在运输和存储过程中应极力避免水分和空气的混入，并且要求不同的油品分开储运。其次，油罐或管道内的杂质也是生成静电的重要因素。所以，油罐和管道内的杂质要及时清理。最后，作业前必须使用导静电绳来对油品做采样分析，采样绳末端与罐体都要保证与大地相接。

3.4 人身静电的预防

油罐车静电防护的另一个方法是人身静电的防护。众所周知，人在运动或穿衣服时都很容易产生静电，而这些静电所释放的能量都满足油品爆炸的条件。因此，相关人员在进入危险区域时应该严格遵守操作规程，穿好专门的导电制服才能靠近危险区域。然而，衣服导电并不能完全保证静电的消除，另一个重要条件是地面也应具备导电条件。

4 油罐静电接地检测

目前油罐车和储油罐区的静电泄放已经发展出多种具有工程应用价值的方法，其中以接地环网方式的应用最为广泛，并且形成了业内普遍认可的技术规范。在相关学者工程技术人员的实践和研究下，现在还在不断涌现出新的静电接地装置及检测方法。其中之一就是双阻测试法。其基本原理是使用目前最通用的接地电阻测试仪和钳形电阻测试仪进行综合设计，取长补短。新的静电接电检测方法结果更精确、效率更显著、可靠性更强，使油罐车和储油罐区的安全性大大提高。

4.1 三极法

三极法是我国最常采用的静电接地检测方法，它可以比较方便地完成接地电阻的测量。所谓三极是指接地体G、电压极P 和电流极C，其中P极和C极处于同一直线上。电流极与接地极共同构成电流回路，电压极可以检测接地电位的高低。但是在油罐储罐区的接地环网中，三极法在某些特殊情况下会出现误检，其使用受到了一定的限制。

4.2 双阻测试法

双阻测试法是在三极法的基础上发展而来的，因其同时使用了接地电阻和钳形电阻两种测试仪而得名。接地电阻的测试是通过两根接地极埋入地下完成的，两根接地极、待检测设备与仪表共同组成回路，只要测量出回路的电压值，就能简单计算出电阻的大小了。这种方法实际上是借助大地形成回路实现电阻的间接测量。

钳形电阻的测试与接地电阻不同，钳形电阻测试仪的钳口包括电压线圈和电流线圈，前者充当一个稳压电源，在被测回路上生成感应电压，然后生成感应电流，通过对这个感应电压和感应电流的检测，就能计算出电阻的大小。钳形电阻测试实际上通过电流回路来实现电阻检测的。

接地电阻测试法和钳形电阻测试法有着自己的适用场合，它们各有优点和缺点，在某些场合上不但不能完成检测任务，反而有可能得出错误的结论，所以这两种方法并不是通用的。但两者之间可以结合使用，达到相对通用并提高检测精度的目的。这就是双阻测试法。

双阻测试法只需三个步骤即可完成检测：（1）采用接地电阻测试仪测量接地环网的静电接地电阻并直接得到其大小。（2）采用环形电阻测试仪测量各节点静电接地是否处于某个通路之中，通过仪表显示即可做出判断。（3）当某处静电接地出现故障时，将静电接地的接卡断开，并进行独立的检查，即可判定故障点所在的位置。

双阻测试法与传统的三极法相比有着独特的优势：首先，该方法无需将静电接地一一拆出，节省了大量的人力物力，节约了检测成本，提高了检测效率；其次，该方法可靠性极高，避免了接地电阻测试法和钳形电阻测试法的各自缺陷，综合了它们的优点，使检测精度更高，结果更可靠；最后，该方法只需对静电接地的回路进行检测即可查找出故障点，操作方便快捷，实施起来十分容易。

5 结语

油罐车是油品储运的重要一环，一旦发生事故将会带来灾难性的后果，给个人、企业和社会造成严重损失。而静电作为重要的安全隐患之一，已受到各企业的高度重视。本文介绍了静电产生机理及其危害，分析了油罐车储运环节静电的产生和积聚过程，阐述了一些常用的消除静电危害的方法，并提出了油罐静电接地检测方法，这对于油罐车静电防护工作是很有帮助的。

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