摘　要：本文簡明扼要的論述了低壓干式儲氣柜的接地設(shè)計；給出了干式儲氣柜內(nèi)部活塞不會產(chǎn)生和積聚靜電的理由。

關(guān)鍵詞：儲氣柜　活塞　聯(lián)合接地　靜電

Grounding Design of Low Pressure Dry Gasholder North China Municipal Engineering Design and Research Institute Ltd．Houbiao

Abstract：In this paper，be concise and to be point discusses the grounding design of low pressure dry gasholder；given the reason of internal piston of dry gasholder does not produce and accumulate static electricity．

Keywords：gasholder piston  common earthing  static electricity

本文中的低壓干式儲氣柜僅指稀油密封干式儲氣柜和橡膠膜密封干式儲氣柜，接地設(shè)計包括柜體的聯(lián)合接地設(shè)計和對活塞靜電接地的討論。

1　儲氣柜本體接地設(shè)計

一般接地裝置都有防護性和功能性兩大功能，但應(yīng)優(yōu)先滿足防護性要求。目前接地裝置所用材質(zhì)主要有銅材和鋼材，在土壤環(huán)境中銅材具有較好的耐腐蝕性和導(dǎo)電性，但由于銅的價格比較高、礦藏量比較小、在土壤環(huán)境中會加速附近鋼材的腐蝕，以及相對銅材鐵礦礦藏量更加豐富、鋼材也更加經(jīng)濟、在土壤中具有更好的熱穩(wěn)定性、通過熱鍍鋅處理的鋼材抗土壤腐蝕性更強等因素，國內(nèi)建設(shè)項目的接地裝置大部分用的是鍍鋅鋼材。

選擇接地裝置首先應(yīng)滿足對其熱穩(wěn)定性要求?，F(xiàn)階段除第一類防雷建筑物外的其他建筑物的接地裝置均是兼顧防護性和功能性的聯(lián)合接地，本文中涉及的儲氣柜因其所儲存介質(zhì)屬性被劃為第二類防雷建筑物，因此儲氣柜的接地裝置為聯(lián)合接地。依據(jù)GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》附錄F給出的數(shù)據(jù)，第二類防雷建筑物雷電流最大值為l50kA，在額定電壓230／400V供電系統(tǒng)中該值遠大于實際工程中的三相短路電流值，因此按滿足雷擊熱穩(wěn)定性要求的第二類防雷建筑物的接地裝置均滿足230／400V供電系統(tǒng)在短路條件下的熱穩(wěn)定性要求，亦即低壓干式儲氣柜按滿足GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第5．4．1條選擇的接地裝置完全能夠滿足聯(lián)合接地裝置熱穩(wěn)定性要求。

其次接地裝置應(yīng)滿足對其預(yù)期壽命的要求。接地裝置的壽命應(yīng)綜合考慮其保護對象的壽命、維護維修周期、本身維護維修周期和在土壤中的受腐蝕程度。通常低壓干式儲氣柜經(jīng)濟壽命30a左右，機電設(shè)備經(jīng)濟壽命20年左右。低壓干式儲氣柜的檢修周期一般情況下為3年～5年。按照2000年6月16日通過的《防雷減災(zāi)管理辦法》第十五條規(guī)定低壓干式儲氣柜的接地裝置應(yīng)每半年檢測一次。由于大多數(shù)情況下工程所在地的土壤電阻率都在50W．m以上，鋼質(zhì)接地裝置的受腐蝕程度比較輕，現(xiàn)取鋼質(zhì)接地裝置的腐蝕速率為4g／(dm²．a)，通過計算可知接地裝置在20a壽命期內(nèi)的腐蝕深度為1.02mm；在50a壽命期內(nèi)的腐蝕深度為2.55mm。綜合上述因素可以看出，在考慮適當(dāng)富裕量的前期下按滿足GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第5．4．1條選擇的接地裝置20a的使用壽命期是有保障的，并且20a的壽命期也是合理的。

關(guān)于GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第4．3．10條中“兩接地點間距離不宜大于30m”應(yīng)理解為“沿低壓干式儲氣柜周長計算兩接地點間距離不宜大于30m”，理解成兩接地點間直線距離不宜大于30m是不正確的。舉個極端的例子，如果低壓干式儲氣柜直徑是30m，那么在任一直徑線上的兩點接地是不滿足GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第4．3．10條中關(guān)于“兩接地點間距離不宜大于30m”的要求的，其正確性可以通過規(guī)范GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第4．2．4條2款、第4．3．3條、第4．4．3條及GB50074—2002《石油庫設(shè)計規(guī)范》第l4．2．2條的明確規(guī)定得到驗證。

2　活塞靜電接地問題探討

低壓干式儲氣柜活塞靜電接地被作為問題提出來是因為在2013年10月8日山東某地一座5萬m³稀油密封儲氣柜發(fā)生爆炸事故，并造成了重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。在事故調(diào)查過程中和事故調(diào)查結(jié)束后，業(yè)內(nèi)專業(yè)人士對該問題非常重視，并多次進行專門討論。本人作為儲氣柜設(shè)計的專業(yè)人士，對該問題給出了如下所述的明確意見。

在保障低壓干式儲氣柜柜體完好接地前提下，氣柜內(nèi)部活塞是否會產(chǎn)生和積聚靜電是活塞與柜體用導(dǎo)線連接的前提。稀油密封儲氣柜的活塞因其結(jié)構(gòu)上存在諸如導(dǎo)輪、滑板、彈簧壓緊裝置、防回轉(zhuǎn)機構(gòu)等的作用能夠保證在任何情況下活塞與儲氣柜柜體具有緊密接觸，因此活塞在沿儲氣柜上下移動的過程中不可能產(chǎn)生靜電；而橡膠膜密封儲氣柜在正常生產(chǎn)過程中其活塞與儲氣柜柜體始終保持分離狀態(tài)，因此橡膠膜密封儲氣柜活塞在儲氣柜內(nèi)部上下移動時也不可能產(chǎn)生靜電。其二，干式儲氣柜活塞處在封閉的全鋼金屬構(gòu)造的柜體內(nèi)部，不會因外界電磁場感應(yīng)使其表面產(chǎn)生不平衡電荷分布。其三，與儲氣柜連通的進出氣管道均安裝有可靠的防雷防靜電接地裝置，儲氣柜內(nèi)氣體不可能將在生產(chǎn)加工、輸送過程中產(chǎn)生的靜電荷帶給活塞。其四，假設(shè)儲氣柜內(nèi)氣體與柜體側(cè)板、底板、活塞存在因相對運動產(chǎn)生一定量的靜電電荷，如果將儲氣柜內(nèi)氣體所帶靜電電荷看作是一電壓源V，柜體側(cè)板及氣柜底板是與該電壓源相連接的電阻R1，活塞是與該電壓源相連接的電阻R2，很明顯不論是稀油密封儲氣柜還是橡膠膜密封儲氣柜都會因結(jié)構(gòu)上的緣故使R1遠小于R2，電壓源V將通過低電阻R1放電，即儲氣柜內(nèi)氣體所帶靜電電荷通過柜體側(cè)板及氣柜底板泄放入地。既然儲氣柜內(nèi)氣體所帶靜電電荷可以通過柜體側(cè)板及氣柜底板的良好接地被泄放入地，活塞中就不可能存在所謂的靜電電荷。

因此，不論是否考慮稀油密封儲氣柜密封油及橡膠膜密封儲氣柜非正常工作因素的影響，低壓干式儲氣柜活塞都不會產(chǎn)生和積聚靜電電荷，也就不需要使用導(dǎo)線與柜體進行連接。

稀油密封儲氣柜密封油及橡膠膜密封儲氣柜非正常工作等因素對活塞是否產(chǎn)生和積聚靜電的影響一直沒有明確結(jié)論。稀油密封儲氣柜密封油標(biāo)準(zhǔn)只對“運動粘度、粘度指數(shù)、傾點、閃點、酸值、水分、機械雜質(zhì)、腐蝕試驗、抗乳化性、液相銹蝕、密度、氧化安定性”等質(zhì)量指標(biāo)及試驗方法進行了明確，對于反映“電連續(xù)性”或者“靜電導(dǎo)通性”指標(biāo)的電阻率(或者電導(dǎo)率)沒有涉及；而橡膠膜密封儲氣柜在活塞傾斜等非正常狀態(tài)下工作時對產(chǎn)生和積聚靜電的影響也沒有明確結(jié)論。由于歷年的工程實踐沒有報告顯示稀油密封儲氣柜密封油及橡膠膜密封儲氣柜非正常工作等因素會對活塞是否產(chǎn)生和積聚靜電造成一定影響，因此，筆者個人觀點認(rèn)為低壓干式儲氣柜活塞不會產(chǎn)生和積聚靜電電荷，不需要使用導(dǎo)線與柜體進行連接。

3　結(jié)論

綜上所述，低壓于式儲氣柜柜體的聯(lián)合接地設(shè)計只要按照滿足GB50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》第5．4．1條要求進行就能夠滿足對其熱穩(wěn)定性和預(yù)期壽命值的要求。同時在氣柜柜體完好接地前提下低壓干式儲氣柜活塞不需要使用導(dǎo)線與柜體進行連接。

本文作者：侯彪

作者單位：中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司