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有关汽车加油站电气设计的探讨论文
近年来,随着我国经济的高速发展,新建的汽车加油站越来越多,由于汽车加油站存在爆炸危险区域,因此与普通的工业及民用建筑电气设计有所不同,设计时应严格遵守GB50156-2002汽车加油加气站设计与施工规范及GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范有关规定。下面就设计要点进行阐述。
1爆炸危险区域的电气设计
为了安全恰当地选择和安装加油站内的电气设备,合理选择电气线路的敷设方式,首先必须正确地划分加油站的爆炸危险区域。国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规划》,对爆炸性气体环境危险区域的分区等级做了如下定义:0区,连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;1区,在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;2区,在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在爆炸性气体混合物的环境。
从上述定义可知,油罐(包括卸油口、通气管口)、加油机所处的位置均为爆炸性危险区域,在这些区域内的防爆电气设备的选择,电气线路的设计及安装需符合上述规范的要求。而《汽车加油加气站设计与施工规范》对加油站的爆炸危险区域的划分做了更具体的说明,此规范附录对埋地卧式汽油储罐的爆炸危险区域的划分如下:1)罐内部油品表面以上的空间划为0区;2)人孔(阀)井内部空间和以通气管管口为中心,半径为1.5m(0.75m)的球形空间和以密闭卸油口为中心,半径为0.5m的球形空间划分为1区;3)距人孔(阀)井外边缘1.5m以内,自地面算起1m高的圆柱形空间和以通气管管口为中心,半径为3m(2m)的球形空间以及以密闭卸油口为中心,半径为1.5m的球形并延至地面的空间划为2区。
对汽车加油机的爆炸危险区域的划分如下:1)加油机壳体内部空间化为1区;2)以加油机中心线为中心线,以半径为4.5m(3m)的地面区域为底面和距加油机顶部以上0.15m半径为3m(1.5m)的平面为顶面的原台形空间划为2区。
油罐处的电气设备一般有潜油泵及液位探棒,加油机处的电气设备一般有油泵电机、电磁阀等。根据它们所处的危险区域等级可知,潜油泵及油泵电机的防爆结构应选隔爆型,液位探棒的防爆结构应选本质安全型ⅠA等级*。另外,由于汽油蒸汽与空气混合后产生的爆炸性混合物的级别和组别分别是ⅡA级及T3组,因此上述防爆电气设备的级别和组别不能低于ⅡA级及T3组。防爆电气设备均通过防爆接线盒与电缆或导线相连。加油站的动力线路一般采用铠装电缆埋地敷设。埋地敷设的电缆尽量贴近加油岛平行敷设,尽量避免设在行车道下,埋地深度不小于0.7m。当需要穿越行车道时,必须穿镀锌钢管保护。测量线路一般采用屏蔽线穿镀锌钢管保护,埋地敷设。
2照明设计
2.1正常照明部分
因加油站的棚顶较高(4.5m以上),而加油机高度一般为2.4m,棚顶已经不在爆炸危险区域的范围内,因此可选用非防爆灯具,一般采用250W金卤灯(防护等级不低于IP44级)。注意有些摩托车加油岛上的罩棚可能较低,离加油机较近,这时罩棚下的灯具用防爆荧光灯为宜。另外,站房一般建在爆炸危险区域以外(离各级释放源的距离在5m以上),其灯具采用普通灯具即可,不必用防爆灯具。对于路灯及广告牌的供电,其接地制式宜采用TT系统,并装设漏电保护器RCD保护,其额定动作电流可选100mA。这种供电方式可解决当TN-S系统发生接地故障时,高电位可能沿PE线传导的问题,避免了人员在户外被电击的危险。
2.2事故照明部分
由于加油站存在爆炸性危险区域,因此必须设事故照明。方法有两种:1)采用自带蓄电池应急照明灯;2)采用EPS应急电源供电系统。相比之下,后者(容量大,维护方便可靠,有故障报警)更有优势。
3防雷、防静电
根据GB50057-94建筑物防雷设计规范2000年版第2.0.3条五、六款规定,因罩棚下存在1区及2区爆炸危险环境,所以罩棚属第二类防雷建筑物。其避雷网(带)应在屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格,其引下线间距应不大于18m,并利用钢筋混凝土桩基础内主筋作接地极。另外,由于油罐通气管凸出屋面1.5m以上,根据规范第3.3.2条一款规定,对它需加设避雷针保护。对于埋地油罐,应在不少于两处的地方打人工接地极,卸油口处也需打人工接地极,并设接地端子。所有金属油管、埋地油罐、卸油口的接地装置、罩棚、站房的接地装置均要互相做电气联结,接地电阻不大于4Ψ。为了防止雷电波的侵入,所有铠装电缆的屏蔽层及保护导线用的钢管均应两端接地,在电源进户处还应安装电涌保护器保护。
为防止雷电流流经引下线时高电位对加油机的反击,加油机除作电气接地外,尚应与有引下线的柱子保持一定距离。其计算公式如下:
Sa4≥0.075KcLx。
式中:Sa4———空气中距离,m;
Kc———分流系数;
Lx———引下线计算点到地面的长度,m。
当加油机高度为2.4m,地台高度为0.2m,而Kc=0.44时,可得Sa4≥0.075×0.44×(2.4+0.2)=0.0858m,即保持0.1m以上的距离就可以满足要求。
综上所述,汽车加油站电气设计具有一定特殊性,设计时应着重分清哪些范围是爆炸危险区域,哪些范围不是爆炸危险区域,然后按相应的规范要求设计。
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