王國新 索杏蘭 諸 偉 陳蘭霞

中國石化西北油田分公司油氣運(yùn)銷部

FLD電解離子接地系統(tǒng)在輸油站庫的應(yīng)用

王國新 索杏蘭 諸 偉 陳蘭霞

中國石化西北油田分公司油氣運(yùn)銷部

為了提高接地系統(tǒng)的可靠性及使用壽命，基于輸油站庫現(xiàn)狀對靜電接地管網(wǎng)進(jìn)行改造。接地體均選用防腐型離子接地裝置，其垂直接地體為FLD電解離子直式接地極，水平接地體為銅包鋼，且接地系統(tǒng)內(nèi)含少量降阻劑，以降低土壤電阻率，減少土壤對接地體的腐蝕。輸油站庫舊泵房土壤電阻率為100～150 Ω·m，根據(jù)計(jì)算該區(qū)域的接地裝置選用Ⅲ型；其余區(qū)域土壤電阻率在100 Ω·m以內(nèi)，接地裝置選用Ⅳ型。在靜電接地系統(tǒng)改造中的站場各區(qū)域四周設(shè)接地主干線，同時(shí)按區(qū)域布置Ⅲ型接地裝置2套，Ⅳ型接地裝置4套。改造后各接地點(diǎn)的電阻值測試全部滿足規(guī)范要求。

輸油站庫；電解離子；接地系統(tǒng)；抗腐蝕；電阻率

1 現(xiàn)狀

新疆庫車縣某輸油站庫站場內(nèi)土質(zhì)以砂土為主，其土壤電阻率較高。

接地系統(tǒng)功能不同，電阻值要求也不同。根據(jù)《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》、《油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》、《石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范》等要求，2014年7月對本站庫各區(qū)域接地電阻進(jìn)行了檢測，見表1。

表1 站場各區(qū)域接地電阻值

輸油站庫靜電接地管網(wǎng)采用扁鋼作為接地材料，但因土壤對接地系統(tǒng)的腐蝕，部分地段的接地扁鋼已腐蝕斷裂，導(dǎo)致部分設(shè)備實(shí)際上成為了單獨(dú)接地，從而不能滿足規(guī)范要求。

2 FLD電解離子接地系統(tǒng)

為了提高接地系統(tǒng)的可靠性及使用壽命，基于輸油站庫的現(xiàn)狀，對靜電接地管網(wǎng)進(jìn)行改造。本次接地體均選用防腐型離子接地裝置，其垂直接地體為FLD電解離子直式接地極，水平接地體為銅包鋼，且接地系統(tǒng)內(nèi)含少量降阻劑，以降低土壤電阻率，減少土壤對接地體的腐蝕?；驹硎牵豪秒姌O單元內(nèi)的復(fù)合填料進(jìn)行吸水以保持周圍土壤的含水量，其具有極強(qiáng)的導(dǎo)電泄流能力和防腐能力，同時(shí)向周圍土壤中釋放電解離子，增大周圍土壤中的離子濃度，進(jìn)一步降低土壤的電阻率。電解離子接地極結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電解離子接地極結(jié)構(gòu)

接地極為兩端封閉的金屬管，其作用是一方面用作垂直接地金屬，另一方面又可用作產(chǎn)生離子化學(xué)反應(yīng)藥劑的容器。藥劑生成的大量離子通過金屬管壁釋放到周圍土壤中，藥劑具有良好的吸濕能力，可以吸收空氣中的水分，并通過底部的滲藥孔向周圍土壤滲透以保持周圍土壤的濕度。由于這種化學(xué)反應(yīng)可以持續(xù)很長時(shí)間，因而能使周圍土壤的導(dǎo)電率保持在一個(gè)恒定值上，所以地網(wǎng)的阻抗值也呈現(xiàn)一個(gè)定值[1]。

3 工程設(shè)計(jì)計(jì)算

在站場新建接地裝置，與站場已有接地裝置可靠連接，最終與整個(gè)站場接地網(wǎng)連接。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，站內(nèi)設(shè)備接地電阻值最高要求R≤4 Ω，因此站場內(nèi)新建接地裝置接地電阻值按4 Ω考慮。

3.1 接地極數(shù)量選擇

每個(gè)接地體需要多少根地棒取決于現(xiàn)場土壤電阻率和接地指標(biāo)，用降阻率法近似公式計(jì)算[2-4]。

按無降阻劑的情況進(jìn)行計(jì)算的公式

式中R為無降阻劑時(shí)接地體電阻（Ω）；ρ為土壤電阻率（Ω·m）；L為垂直接地體總長（m），每根取3 m；D為垂直接地體直徑（m），取0.065 m。

按有降阻劑的情況進(jìn)行計(jì)算的公式

式中Rt為使用降阻劑后的接地電阻（Ω）；W為降阻率，取近似值為0.8～0.4，現(xiàn)取0.65；R為無降阻劑的接地電阻（Ω）。

根據(jù)公式（1）計(jì)算可知：當(dāng)土壤電阻率ρ= 250 Ω·m時(shí)，接地電阻要求R=4 Ω，則需要接地體6根；當(dāng)土壤電阻率ρ=250 Ω·m時(shí)，接地電阻要求R=10 Ω，則需要接地體3根；當(dāng)土壤電阻率ρ=200 Ω·m時(shí)，接地電阻要求R=4 Ω，則需要接地體5根；當(dāng)土壤電阻率ρ=200 Ω·m時(shí)，接地電阻要求R=10 Ω，則需要接地體3根；當(dāng)土壤電阻率ρ=150 Ω·m時(shí)，接地電阻要求R=4 Ω，則需要接地體4根；當(dāng)土壤電阻率ρ=100 Ω·m時(shí)，接地電阻要求R=4 Ω，則需要接地體3根。

3.2 接地極型號選擇

根據(jù)接地極的數(shù)量，F(xiàn)LD防腐型電解離子接地裝置可分為4種型號，即Ⅰ型接地裝置、Ⅱ型接地裝置、Ⅲ型接地裝置和Ⅳ型接地裝置。接地裝置布置如圖2所示。

輸油站庫舊泵房土壤電阻率為100～150 Ω·m，根據(jù)計(jì)算該區(qū)域的接地裝置選用Ⅲ型；其余區(qū)域土壤電阻率在100 Ω·m以內(nèi)，接地裝置選用Ⅳ型。

4 應(yīng)用

圖2 電解離子接地裝置布置

由于該站場較大，接地線較長，為此在本次靜電接地系統(tǒng)改造中的站場各區(qū)域四周設(shè)接地主干線，以便于不滿足規(guī)范要求的設(shè)備接地，同時(shí)按區(qū)域布置Ⅲ型接地裝置2套，Ⅳ型接地裝置4套。改造后各接地點(diǎn)的電阻值測試全部滿足規(guī)范要求，改造前后部分區(qū)域接地電阻值對比見表2。

表2 改造前后部分區(qū)域接地電阻值對比

5 結(jié)語

FLD型電解離子接地極是一種性能優(yōu)越的高效接地材料，使用電解離子接地極構(gòu)建地網(wǎng)，不僅施工方便，周期短，降阻效果好，而且使用壽命長，抗腐蝕能力強(qiáng)，免維護(hù)，是一種值得推廣應(yīng)用的接地技術(shù)。

[1]李輝，常娟．防腐接地裝置在石化工程建設(shè)中的應(yīng)用[J]．電器應(yīng)用，2008（6）：10-11.

[2]李景祿．接地裝置的運(yùn)行與改造[M]．北京：中國水利水電出版社，2005：160-175.

[3]陳家斌．接地技術(shù)與接地裝置[M]．北京：中國電力出版社，2003：210-255.

[4]陳先祿，劉黎，劉渝根，等．用垂直接地極降低地網(wǎng)接地電阻的若干問題[J]．電工技術(shù)雜志，2002（11）：56-58.

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.10.041

王國新：高級工程師，2004年畢業(yè)于北京石油化工學(xué)院機(jī)械專業(yè)，主要從事油氣儲運(yùn)站庫管理工作。

2015-05-06

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