石油化工仪表接地设计规范.docx

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石油化工仪表接地设计规范

石油化工仪表接地设计规范

1总则

1．0．1本规范适用于石油化工企业自动控制工程的仪表、PLC、DCS、计算机系统等的接地设计，装置的改造可参照执行。

本规范不适用于操作控制室、DCS机房、计算机机房等的防静电接地设计。

1．0．2接地系统按功能可分为保护接地、工作接地与仪表系统防雷接地。

1．0．3执行本规范时，尚应符合现行有关标准规范的要求。

2保护接地

2．0．1用电仪表、自控设备的金属外壳和正常不带电的金属部分，由于绝缘破坏而有可能带危险电压时，均应作保护接地。

它们包括：

仪表盘、仪表柜、仪表箱、PLC及DCS机柜、操作站及辅助设备、供电盘、供电箱、接线盒、电缆槽、电缆托盘、穿线管、铠装电缆的铠装护层等。

2．0．224V或低于24V供电的现场仪表、变送器、就地开关等，若无特殊要求时，可不作保护接地。

2．0．3安装在非爆炸危险场所的金属表盘上的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳，当与已接地的金属表盘框架电气接触良好时，可不作保护接地。

3工作接地

3．0．1仪表、PLC、DCS、计算机系统等，应作工作接地。

工作接地包括：

信号回路接地、屏蔽接地、本质安全仪表系统接地。

3．0．2当仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备，需要建立统一的基准电位时，应进行信号回路接地。

3．0．3当PLC、DCS、计算机系统与模拟仪表联用时，应对模拟系统与数字系统两者提供一个公共的信号回路接地点。

3．0．4仪表系统中用以降低电磁干扰的部件（如电缆的屏蔽层、排扰线、仪表上的屏蔽接地端子等），应作屏蔽接地。

除信号源本身接地者外，屏蔽接地应在控制室侧实施。

3．0．5本质安全仪表系统中必须接地的本安关联设备，应根据仪表制造厂的要求可靠接地。

3．0．6本质安全仪表系统的信号回路地和屏蔽地，可通过接地汇流与本质安全地连接在一起。

4仪表系统防雷接地

4．0．1位于多雷击区或强雷击区内的石油化工装置，当控制室内PLC、DCS、计算机系统仪表电缆引入处及现场仪表已设置了电涌保护器时，电涌保护器应进行仪表系统防雷接地。

4．0．2在强雷击区室外架空敷设且不在金属电缆槽内或穿管的多芯电缆，其备用芯宜作防雷接地。

5接地连接方式和接地电阻要求

5．0。

1仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的保护接地，应接至厂区电气系统接地网，接地电阻小于4Ω。

5．0．2仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的工作接地（信号回路接地、屏蔽接地），可按以下两种方式进行：

5．0．2．1当厂区电气系统接地网接地电阻值小于4Ω，且能满足仪表系统的要求而仪表制造厂又无特殊要求时，可直接接至厂区电气系统接地网；

5．0．2．2当厂区电气系统接地网接地电阻值较大或仪表制造厂有特殊要求时，应独立设置仪表接地系统，接地电阻应小于4Ω（或按仪表制造厂要求确定）。

5．0．3一般情况下，仪表回路和系统，应只有一个信号回路接地点。

当使用变压器耦合型隔离器或光电耦合型隔离器时，在隔离器两侧也可分别设置信号回路接地点。

5．0．4传送信号用导线的屏蔽层，应在仪表盘（柜）的接地端子或接地汇流排处接地，不应浮空或重复接地。

5．0．5本质安全仪表系统的齐纳型安全栅接地系统，宜独立设置，接地电阻应小于1Ω。

本质安全仪表系统的接地极宜保持独立，且与厂区电气系统接地网或其他仪表系统接地网之间的距离，不宜小于5．0m。

5．0．6控制室侧的仪表系统防雷（电涌保护器）接地，如现有仪表系统的接地电阻值不大于1Ω时，可与仪表的保护接地、工作接地共用接地极；否则应独立设置接地系统，使仪表系统防雷（电涌保护器）接地的接地电阻值不大于1Ω。

5．0．7现场变送器的防雷（电涌保护器）接地，可采用将仪表本体连接到已接地的金属电缆穿线管等方法实现。

6接地体的设置

6．0．1当电气系统接地网符合本规范的要求时，仪表系统不应单独设置接地体。

6．0．2下列情况，应单独设置仪表系统接地体：

6．0．2．1需要单独设置的本质安全仪表系统；

6．0．2．2需要单独设置的DCS或计算机系统；

6．0．2．3电气系统接地网接地电阻不能满足仪表系统接地要求时；

6．0．2．4仪表系统对噪声敏感，抗干扰要求高时；

6．0．2．5单独设置接地体较为经济、合理时。

7接地连线及连接要求

7．0．1仪表系统的接地连线，应采用多股铜芯绝缘电线或电缆。

7．0．2仪表系统的接地连接，应根据不同要求分别接至下列设施：

7．0．2．1单独设置的仪表系统接地体；

7．0．2．2厂区电气系统接地网；

7．0．2．3电气系统在不同装置或不同界区分设的接地分配器。

7．0．3个别现场仪表、电缆接线盒等的保护接地连接，可就近接至已接地的金属构件或金属管道，但不得接至输送可燃性物质的金属管道。

利用以上设施作接地连接时，应保证其接地的连续性可靠性，且应满足仪表系统接地电阻的要求。

7．0．4接地连线的截面，可根据接地电阻值的要求及连接仪表的数量和接地连线的长度按表7．0．4选用。

石油化工静电接地

SH3097－2000

国家石油和化学工业局2000－06－30批准2000－10―01实施

1总则

1．0．1为了防止和减少静电伤害，保障石油化工企业安全生产，在石油化工设计中，贯彻预防为主的方针，采取防静电措施，做到技术先进、经济合理、安全适用，特制定本规范。

1．0．2本规范适用于石油化工企业存在静电危害的新建、扩建和改建工程的静电接地设计。

1．0．3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，并采取下列防止静电危害措施：

1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屏蔽或分隔屏蔽带静电的物体，同时屏蔽体应可靠接地；

5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等；

6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防止人体带电。

1．0．4静电接地设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现地有关强制性标准规范的规定。

静电接地体的接地电阻计算，应符合现行国家标准《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83的有关规定。

2名词术语

2．0．1工业静电industrialstaticelectricity

静电是对观测者处于相对静止的电荷。

由它所引起的磁场效应较之电场效应可以忽略不计。

静电可由物质的接触与分离、静电感应、介质极化和带电微粒的附着等物理过程而产生。

工业静电是生产、储运过程中在物料、装置、人体、器材和构筑物上产生和积累起来的静电。

2．0．2带电体electrifiedbody

正负电荷数量不相等，对外界显示电的特性的物体或系统。

2．0．3带电区electrifiedarea

带电体上积聚静电的部位。

2．0．4物质静电特征参数

1体积电阻率volumeresistivity

表征物体内导电性能的物理量。

它是单位横截面积、单位长度上材料的电阻值，其单位为欧[姆]•米（Ω•m）

2表面电阻率surfaceresistivity

表征物体表面导电性能的物理量。

它是正方形材料两对边间的电阻值，与物体厚度及正方形大小无关，其单位为欧[姆]（Ω）。

3电导率conductivity

表征材料导电性能的物理量。

其与电场强度之乘积等于传导电流密度，即σE=j。

电导率的单位为西[门子]/米（S/m）。

2．0．5静电起电、积聚和消散

1静电起电electrostaticelectrification

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。

2静电积聚electrostaticaccumulation

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。

3静电泄漏electrostaticleakage

带电体上的电荷通过带电体自身或其他物体等途径向大地传导而使之部分或全部消失的过程。

4静电消散electrostaticdissipation[decay]

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。

5静电静置时间timeofrepose；timeofrest

在有静电危险的场所进行生产时，由设备停止操作到物料（通常为液体）所带静电消散至安全值以下，允许进行下一步操作所需要的时间间隔。

6电荷弛豫时间relaxationtimeofcharge

带电体上的电荷（或电位）消散（或下降）至其初始值的1/e时所需要的时间。

7杂散电流straycurrent

任何不按指定的通路而流动的电流，这些非指定的通路可以是大地、与大地接触的管线和其它金属物体或构筑物。

2．0．6静电放电现象

1静电放电electrostaticdischarge

当带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质产生电离而使带电体上的电荷部分或全部消失的现象。

2静电放电能量electrostaticdischargeenergy

带电体所形成的静电场，通过静电放电所释放出来的总能量。

3电晕放电coronadischarge

发生在不均匀的、场强很高的电场中的辉光放电。

电晕放电时，在电极周围有微弱发光的电晕层。

4刷形放电brushdischarge

指发生于带电量大的绝缘体与导体之间空气介质中的一种放电形式。

该放电形式放电通道不集中，呈分枝状。

5传播型刷形放电brushdischargewithpropagationform

在高速起电场所及静电非导体背面衬有接地导体的情况下，在静电非导体上所发生的放电能量集中、引燃能力强，并带有声光特征的一种放电。

6火花放电sparkdischarge

由于分隔两电极间的空气或其他电介质材料突然袭击然被击穿，使电流急剧上升，电压急剧下降，引起带有瞬间闪光、并有集中通道的短暂放电现象

7尖端放电dischargeatsharppoint

在带电导体曲率半径很小处所发生的放电现象

2．0．7材料

1静电导体staticconductor

一种具有较低的电阻率，除非使它与地绝缘，否则其上难于积聚静电荷的材料。

2静电非导体staticnon-conductor

一种具有很高的电阻率，因此能在其上积聚足够数量的静电荷而引起各种静电现象的材料。

3导静电材料staticconductivematerial

指金属和碳等电导率大的材料，以及用其他方法（如在绝缘材料中掺入导电材料等）使物体具有导静电性能的材料。

4防静电织物anti-staticfabric

通过某种工艺方法，使纤维表面电阻率降低，从而形成或生产出的一种具有防止静电积聚的织物。

2．0．8静电安全有灾害预防

1静电安全electrostaticsafety

指在生产过程有各种环境（系统）中，不发生由于静电现象而导致人的伤害、设备损坏或财产损失的状况和条件。

2静电故障electrostaticaccident

由于某种静电现象的作用，导致生产系统、设备、工艺过程、材料、产品等发生故障、损害（如生产率下降、产品质量不良，以致失效、破坏等）的现象或事件。

3静电灾害electrostaticdisaster

由于静电放电而导致发生财产损失或人员伤亡的危害、损害的现象或意外事件（如火灾、爆炸、静电电击以及由此而造成的二次事故等）。

4静电电击electrostaticshock

由于带电体向人体，或带静电的人体向接地的导体，以及人体相互间发生静电放电，其所产生的瞬间冲击电流通过人体而引起的病理生理效应。

5二次事故secondaryaccident

由于静电电击使人体失去平衡，导致人员由高空坠落或触及其他障碍物而引起的伤害；或造成已存在的火灾、爆炸的后果进一步扩大等危害的现象或事件。

6静电危险场所areaofelectrostatichazards

空间存在可由静电引爆的爆炸性混合物，或对其进行直接加工、处理和操作等工艺作业场所的统称。

2．0．9静电接地

1静电接地系统electrostaticearthingsystem

带电体上的电荷向大地泄漏、消散的外界导出通道。

2直接静电接地directstaticearthing

通过金属导体使物体接地的一种接地方式。

3间接静电接地indirectstaticearthing

通过非金属导电材料或防静电材料以及防静电制品使物体接地的一种接地方式。

4连接connection

将彼此间没有良好导电通路的物体进行导电性连接，使相互间大体上处于相同电位的措施。

5静电接地的电阻分类

a静电泄漏电阻leakageresistanceofstaticelectricity

物体在不带电的情况下，物体的被测点对大地的总电阻。

b静电接地电阻earthingresistanceofstaticelectricity

指静电接地系统的对地电阻。

直接静电接地电阻为接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电阻的总和。

间接静电接地电阻为被接地物体的接地极与大地之间的总电阻，主要由导电、防静电材料或防静电制品的电阻决定。

3一般规定

3．1静电接地的范围

3．1．1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。

3．1．2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。

3．1．3各种静电消除器的接地端，应按产品说明书的要求进行接地。

3．1．4在下列情况下，可不采取专有的静电接地措施（计算机、电子仪器等除外）：

1当金属导体已与防雷、电气保护、防杂散电流、电磁屏蔽等的接地系统有电气连接时；

2当埋入地下的金属构造物、金属配管、构筑物的钢筋等金属导体间有紧密的机械连接，并在任何情况下金属接触面间有足够的静电导通性时；

3当金属管段已作阴极保护时。

3．2静电接地方式

3．2．1需要进行静电接地的物体，应根据物体的类型采取下列静电接地方式：

1静电导体应采用金属导体进行直接静电接地。

2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。

3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。

3．3静电接地系统的接地电阻

3．3．1静电接地系统静电接地电阻值不应大于106Ω。

专设的静电接地体的对地电阻值不应大于100Ω，在山区等土壤电阻率较高的地区，其对地电阻值也不应大于1000Ω。

3．3．2当其它接地装置兼作静电接地时，其接地电阻值应根据该接地装置的要求确定。

3．4静电接地端子和接地板

3．4．1应在设备、管道的一定位置上，设置专有的接地连接端子，作为静电接地的连接点。

3．4．2接地连接端子的位置应符合下列要求：

1不易受到外力损伤；

2便于检查维修；

3便于与接地干线相连；

4不妨碍操作；

5尽量避开容易积聚可燃混合物以及容易锈蚀的地点。

3．4．3静电接地端子有下列几种：

1设备、管道外壳（包括设备支座、耳座）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。

3．4．4专用金属接地板的设置应符合下列要求：

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。

如设备有保温层，该板应伸出保温层外。

接地用螺栓规格不应小于M10。

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。

预埋钢板的锚筋应与基础主钢筋（或通过一段钢筋）相焊接。

3．5静电接地支线和连接线

3．5．1静电接地支线和连接线，应采用具有足够机械强度、耐腐蚀和不易断线的多股金属线或金属体，规格按表3.5.1选用。

表3.5.1静电接地支线、连接线的最小规格

3．6静电接地干线和接地体

3．6．1静电接地干线和接地体应与其它用途的接地装置综合考虑，统一布置。

可利用保护接地干线、防雷电感应接地干线作为静电接地干线使用，否则应专门设置静电接地干线和接地体。

3．6．2静电接地干线的布置，应符合下列要求：

1有利于设备、管道及需要在现场作静电接地的移动物体的接地；

2静电接地干线在装置内宜闭合环形布置，不同标高的接地干线之间至少应有两处连接。

3．6．3下列接地干线或线路不得用于静电接地：

1照明回路的工作零线和三相四线制系统中的中性线；

2整流所各级电压的交流、直流保护接地系统；

3直流回路的专用接地干线；

4防雷引下线（兼有引流作用的金属设备本体除外）。

3．6．4静电接地体的设计应符合下列要求：

1当静电接地干线与保护接地干线在建构筑物内有两点相连时，可不另设静电接地体；

2应充分利用自燃接地体以及其它用途的接地体；

3接地干线和接地体材质宜选用耐腐蚀材料，当选用镀锌钢材时，钢材规格可按表3.6.4选用。

表3.6.4静电接地干线和接地体用钢材的最小规格

注：

括号内数字为2类腐蚀环境中用钢材的推荐规格。

3．7静电接地的连接

3．7．1接地端子与接地支线连接，应采用下列方式：

1固定设备宜用螺栓连接；

2有振动、位移的物体，应采用挠性线连接；

3移动式设备及工具，应采用电瓶夹头、鳄式夹钳、专用连接夹头或磁力连接器等器具连接，不应采用接地线与被接地体相缠绕的方法。

3．7．2静电接地的连接应符合下列要求：

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。

4具体规定

4．1固定设备

4．1．1固定设备（塔、容器、机泵、换热器、过滤器等）的外壳，应进行静电接地。

若为覆土设备一般可不做静电接地。

4．1．2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。

4．1．3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。

4．1．4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。

4．1．5皮带传动的机组及其皮带的防静电接地刷、防护罩，均应接地。

4．1．6可燃粉尘的袋式集尘设备，织入袋体的金属丝的接地端子应接地。

4．1．7设备内部的各部件之间的活动连接或滑动连接等部位，应保持其接触电阻值在1000Ω以下。

4．1．8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，接地端子与接地线的材料选择应符合本规范第3.4.4条与第3.5节中有关条款。

4．1．9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。

4．2储罐

4．2．1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。

4．2．2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。

4．2．3浮顶罐的浮船、罐壁、活动走梯等活动的金属构件与罐壁之间，应采用截面不小于25mm2铜芯软绞线进行连接，连接点不应少于两处。

浮船与罐壁之间的密封圈应采用导静电橡胶制作。

设置于罐顶的挡雨板应采用截面为6~10mm2的铜芯软绞线与顶板连接。

4．2．4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。

4．2．5为消除人体静电，在扶梯进口处，应设置接地金属棒，或在已接地的金属栏杆上留出一米长的裸露金属面。

4．2．6与储罐管线相连接的法兰，如需防杂散电流和电化学腐蚀时，可选用电阻为104Ω~106Ω的绝缘法兰连接。

4．3管道系统

4．3．1管道在进出装置区（含生产车间厂房）处、分岔处应进行接地。

长距离无分支管道应每隔100m接地一次。

4．3．2平行管道净距小于100mm时，应每隔20m加跨接线。

当管道交叉且净距小于100mm时，应加跨接线。

4．3．3当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时，一般可不必另装静电连接线，但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。

4．3．4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。

4．3．5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。

4．3．6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。

4．3．7非导体管段上的所有金属件均应接地。

4．3．8地下直埋金属管道可不做静电接地。

4．4铁路栈台与罐车

4．4．1栈台区域内的金属管道、设备、构筑物、铁路钢轨等应等电位连接并接地，还应构成接地网。

4．4．2区域内铁路钢轨的两端应接地，区域内与区域外钢轨间的电气通路应绝缘隔离。

每根钢轨间应是良好的电气通路，平行钢轨之间应跨接，每个鹤位处宜跨接一次并接地。

跨接线可用1×19-14.9mm2镀锌钢绞线，接地线可用双根φ5m镀锌铁线，并用塞钉铆进钢轨。

4．4．3在操作平台梯子入口处，应设置人体静电接地金属棒。

每个鹤位平台处应设置接地端子，接地端子宜用接地线与接地干线直接相连。

罐车及储罐用带有接地夹的软金属线与接地端子连接。

4．4．4金属注液管与固定管道、钢架等应进行等电位连接并接地，其静电接地电阻应小于106Ω。

4．4．5非金属注液软管宜采用防静电材料制作。

4．4．6罐车的罐体、车体应与注液管系统以及栈台钢架等电位连接。

在装卸作业前，应用专用接地线与平台接地端子连接，装卸完毕将顶盖盖好后方可拆除。

4．5汽车站台与罐车

4．5．1站台区域内的金属管道、设备、构筑物等应进行等电位连接并接地。

4．5．2在操作平台梯子入口处或平台上，应设置人体静电接地棒。

4．5．3储罐汽车在装卸作业前，应采用专用接地线及接地夹将汽车、储罐与装卸设备等