电气设备保护接地与静电接地的培训

1电气设备保护接地技术化工石油化工静电接地技术培训（仅内部试用）2014.7.15相关的国家标准及规范GB50065-20011《交流电气装置的接地设计规范》SH3097-2000《石油化工静电接地设计规范》GB12158-2006《防止静电事故通用导则》23讲座内容第一部分电气设备保护接地技术第一章接地与保护接地的概念第二章电气设备保护接地的原理第三章应用与类型4第一章接地与保护接地的概念5接地和接地方式接地：出于不同的目的将电气装置中某一部位经接地线和接地体与大地作良好的电气连接。分类：工作接地和保护接地。1.工作接地：为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地。如变压器中性点接地，避雷器的接地等。2.保护接地：为安全目的在设备、装置或系统上设置的一点或多点接地；6中性点接地方式1.中性点不接地系统—适用于3~60kV系统；2.中性点经消弧线圈接地系统—适用于3~60kV，可避免电弧过电压的产生；（当系统容量大，线路距离较长，致使单相接地短路电流大于某一数值时，接地电弧不能自行熄灭。为了降低单相接地电流，常采用消弧线圈接地方式。3.中性点直接接地系统—适用于11kV以上，380V以下低压系统。7名词解释中性导体N―引自电源中性点的导体。其功能：1.通过单相负载的工作电流;2.通过三相电路中的不平衡电流;3.使不平衡三相负载上的电压均等；4.当设备金属外壳与之相连之后，能防止人体间接触电；保护导体PE―以防触电为目的的而用来与设备或线路的金属外壳、接地母线、接地端子、接地极、接地金属部件等作电气连接的导线或导体称之为保护导体。8保护中性导体PEN―当中性导体N与保护导体PE共为一体，同时具有中性导体和保护导体两种功能的导体。9系统接地的型式系统接地型式以拉丁字母作代号，其意义为：第一个字母表示电源端与地的关系：T―电源端有一点直接接地；I―电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系：T―电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点；N―电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。短横线（-）后的字母用来表示中性导体与保护导体的组合情况：S―中性导体和保护导体是分开的；C―中性导体和保护导体是合一的；101.TN系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到此接地点。根据中性导体和保护导体的组合情况，TN系统的型式有以下三种：111）TN-S系统122）TN-C系统133）TN-C-S系统142.TT系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。153.IT系统电源端的带电部分不接地或有一点通过阻抗接地，电气装置的外露可导电部分直接接地。16第二章电气设备保护接地的原理17TN系统漏电→单相短路→单相短路电流ISS→单相短路保护元件动作→迅速切断电源→实现保护。18错误做法19TT系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。（其实也就是TN系统中的错误做法），一般情况下是不安全的。20IT系统人体触及带电设备外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。21结论保护（直接）接地主要应用于中性点不接地或不直接接地的电网中（IT系统）。保护（通过PE或PEN）接地，主要低压中性点直接接地的电网中（TN系统）。22注意事项重复接地接地电阻（直接）接地和（通过PE或PEN）接地不能混用接地导体截面23第三章应用与类型24三种方式：TN-S系统、TN-C-S系统、TN-C系统TN-S——可用于爆炸、火灾危险性较大或安全要求高的场所，宜用于独立附设变电站的车间。也适用于科研院所、计算机中心、通信局站等。正常工作条件下，外露导电部分和保护导体呈零电位——最“干净”的系统。TN-C-S——宜用于厂内设有总变电站，厂内低压配电场的所及民用楼房。TN-C——可用于爆炸、火灾危险性不大，用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。第二部分化工石油化工静电接地技术第一章静电接地的概念第二章静电接地的模型第三章静电接地的应用防护的应用与类型第四章静电接地的相关规定25化工石油化工静电接地技术第一章静电接地的概念工业静电的产生:工业静电是在工业生产，储运过程中产生和积累起来的。产生静电的根源存在于人们的日常工作环境中；主要产生途径：1）同类或不同类物体间紧密接触后迅速分离（如敲击，碰撞）；2）物体上附着了带静电的微粒（如化纤工作服带点）；3）通过感应或极化作用，使不带电的物体起电（如电磁感应带点）静电起电、积聚和消散静电起电--由于物体的接触分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等原因，使物体正负电荷失去平衡或电荷分布不均，而在宏观上呈现带电的过程。静电积聚---由于某种起电因素使物体上静电起电的速率超过静电消散的速率而在其上呈现静电荷的积累过程。静电消散---带电体上的电荷由于静电中和、静电泄漏、静电放电而使之部分或全部消失的过程。。26化工石油化工静电接地技术带电区至大地，整个系统的总电阻值为静电泄漏电阻，而由设备外壳至大地的电阻称为静电接地电阻，接地体至大地的电阻称为接地体对地电阻。27第二章静电接地的总则静电接地是防止静电危害的主要措施之一。石油化工企业的防静电设计，应由工艺、配管、设备、储运、通风、电气等专业相互配合，综合考虑，并采取以下7条防止静电危害的措施：1.改善工艺----改善工艺操作条件，在生产、储运过程中应尽量避免大量产生静电荷。2.防止静电积累---防止静电积聚，设法提供静电荷消散通道，保证足够的消散时间，泄漏和导走静电荷；3.设备选择-----选择适用于不同环境的静电消除器械，对带电体上积聚着的静电荷进时行中和及消散；4.屏蔽袋电体----屏蔽或分隔屏蔽带静电的物体，同时屏蔽体应可靠接地；5.优化设计-----在设计工艺装置或制作设备时，应尽量避免存在高能量静电放电的条件，如在容器内避免出现细长的导电性突出物和未接地的孤立导体（如浮球阀/浮球液位计的浮子等）28第二章静电接地的总则6.改善环境----改善带电体周围环境条件，控制气体中可燃物的浓度，使其保持在爆炸极限以外；7.防止带电-----防止人体带电；静电接地的范围：在生产加工、储运过程中，设备、管道、操作工具及人体等，有可能产生和积聚静电而造成静电危害时，应采取静电接地措施。在进行静电接地时，必须注意下列部位的接地：1装在设备内部而通常从外部不能进行检查的导体；2装在绝缘物体上的金属部件；3与绝缘物体同时使用的导体；4被涂料或粉体绝缘的导体；5容易腐蚀而造成接触不良的导体；6在液面上悬浮的导体。29第二章静电接地的总则静电接地的一般规定:1.经常产生静电的场合:从管道和软管口喷出的蒸气、空气或气体,化工溶剂液体，而这时的蒸气中带有水份，空气或气体流中含有微粒物质运转中的非导体传动皮带或输送皮带（如包装机辊道）行驶中的车辆搅拌与混合物料，研磨时刮削和破碎物料时进行着相互接触并改变相对位置的运动物体。通常这些物体为不同的液体或固体（如卸料，输送泵等）30第二章静电接地的总则2静电接地方式31根据物体的类型采取静电接地方式静电导体应采用金属导体进行直接静电接地人体与移动式设备应采用非金属导电材料或防静电材料以及防静电制品进行间接静电接地静电非导体除应间接静电接地外，尚应配合其它的防静电措施第二章静电接地的总则静电接地的一般规定：静电接地端子和接地板：1.设备、管道外壳上预留出的裸露金属表面；2.设备、管道的金属螺栓连接部位；3.接地端子排板；4.专用的金属接地板；专用金属接地板的设的要求：1金属接地板可焊（或紧固）于设备、管道的金属外壳或支座上；2金属接地板的材质，应与设备、管道的金属外壳材质相同；3金属接地板的截面不宜小于50×10（mm），最小有效长度对小型设备宜为60mm，大型设备宜为110mm。4当选用钢筋混凝土基础作静电接地体时，应选择适当部位预埋200×200×6（mm）钢板，在钢板上再焊专用的金属接地板32第二章静电接地的总则333.静电接地的一般规定4.静电接地的连接：1当采用搭接焊连接时，其搭接长度必须是扁钢宽度的两倍或圆钢直径的六倍；2当采用螺栓连接时，其金属接触面应去锈、除油污，并加防松螺帽或防松垫片；3当采用电池夹头、鳄式夹钳等器具连接时，有关连接部位应去锈、除油污；第四章相关规定静电接地的具体规定：1.固定设备（高速分散机，搅拌罐，研磨机，原料储罐，中间体储罐，反应釜，塔、容器、机泵、换热器、过滤器等）的外壳，应进行静电接地。若为覆土设备（地下储罐）一般可不做静电接地。1）.直径大于或等于2.5m及容积大于或等于50m3的设备，其接地点不应少于两处，接地点应沿设备外围均匀布置，其间距不应大于30m。（如原料储罐，中间体储罐）；2）.有振动性能的固定设备，其振动部件应采用截面不小于6mm2的铜芯软绞线接地，严禁使用单股线。有软连接的几个设备之间应采用铜芯软绞线跨接;3).转动物体的接地，可采用导电润滑脂或专用接地设施（如在无爆炸、无火灾危险环境内可采用滑环和电刷等）进行接地，但类似于阀杆、轴承转动部分可不必进行上述连接。容易积聚电荷的皮带或传送带，宜采用导电橡胶制品。34第四章相关规定静电接地的具体规定：1.固定设备:4).固定设备与接地线或连接线宜采用螺栓连接，连接端子可设置在设备的侧面、设备联合金属支座的侧面或端部位置，5).与地绝缘的金属部件（如法兰、胶管接头、喷嘴等），应采用铜芯软绞线跨接引出接地。2.储罐设备静电接地:35储罐内各金属构件（搅拌器、升降器、仪表管道、金属浮体等），必须与罐体等电位连接并接地在罐顶取样操作平台上，操作口的两侧应各设一组接地端子，为取样绳索、检尺等工具接地用。当储罐内壁涂漆时，漆的导电性能应高于被储液体，其体积电阻率应在108Ω·m以下。第四章相关规定3.管道系统静电接地1).工艺管道的加热伴管，应在伴管进汽口、回水口处与工艺管道等电位连接。2).风管及保温层的保护罩当采用薄金属板制作时，应咬口并利用机械固定的螺栓等电位连接。3).金属配管中间的非导体管段，除需做特殊防静电处理外，两端的金属管应分别与接地干线相连，或用截面不小于6mm2的铜芯软绞线跨接后接地。4).非导体管段上的所有金属件均应接地。5）.厂内管线进入工艺装置或建筑物按防雷设计要求均有接地，已满足静电接地要求。厂内管线带的静电接地一般要单独设计，要引起重视以免漏项。管线接地点大致在三个地方要注意：1．接入泵过滤器、缓和器等设备处是静电量的变化所在，也是接地方便处；2．管线的分岔处一般考虑为接地点；3．平行的管线直管段一般80~100m的间隔处支架上设有管线支座，也是方便的接地点。3637第四章相关规定4.人体静电接地人体活动、接触带电粒子或感应都能使人体带电。影响人体带电的因素有：一是人体本身的因素，也就是人体本身的电容值与电阻值，人体电容值大约在100~1000pF之间，一般在100~150pF的范围内变化，而人体的电阻值则变化较大。103~106Ω相差几个数量级，人体的充电电流一般在10-9A的数量级。二是服装、鞋帽等接触物因素。三是地板、地毯、墙壁、温湿度环境因素等。第五部分.静电接地的检测方法1.静电接地工作的注意事项:在可能产生静电危害的场所，对移动设备、工具的静电接地应按下列程序:1.在工艺操作或运输之前，必须做好接地工作;2.工艺操作或运输完毕后，经过规定的静置时间，方可拆除接地线。3.接地线连接点位置宜避开火灾、爆炸危险场所，且不应在装卸作业区的下风向。4.生产过程中，当设备、管道等局部检修会造成有关物体静电连接回路断路时，应做好临时性跨接，检修后应及时复原，并重新测定电阻值;5.应正确使用接地用具和材料，