CNG加气站的安全接地

CNG加气站的安全接地

刘锡麟

原发表于《安全》杂志2002年第六期

百度《秋林红似火》

摘要：为了保证CNG加气站的安全运行，本文就加气站中的安全防护措施中的重要环节——安全接地，即防电击接地、防雷接地和防静电接地技术进行了详尽的论述。在借鉴其它危险环境条件下的安全接地技术的基础上，结合作者多年来的实践经验，提出了一些有价值的见解，以及在对加气站设备实施安全接地时值得注意的事项，可供从事CNG加气站的工程建设和运营的工作人员参考。

关键词：CNG 加气站安全接地

一、概述

众所周知，CNG加气站属于爆炸危险场所。加气站中所采用的大量电气元器件不但要选用防爆产品，而且还应采取一系列的防爆措施，其中，电气设备的安全接地则是极其重要的一项。加气站既有动力装置、自动控制系统，还有远程通讯系统，因此加气站的安全接地，既要防电击保证人身和设备的安全，也要抗干扰保证自动控制和通讯系统的正常工作。主要应包含三方面的内容，防电击接地、防雷接地和防静电接地。

二、防电击保护接地

CNG加气站里含有许多大容量的电力设备，如供电变压器、高低压配电柜、电机启动器、压缩机防爆电机、带电加热器的可再生脱水干燥器以及售气机等。在这样一个爆炸危险场所，可靠的防电击保护接地就显得非常重要。既包括人身安全，也包括设备的运行安全。因为这些设备，基本都属于1类设备，即设备的防触电保护不仅靠基本绝缘，还需将能触及的可导电部分与设施固定布线中的保护（接地）线相连接。这样，一旦基本绝缘失效，由于能触及的可导电部分已与接地线连接，因而操作人员的安全就有了保证。

1.防电击保护的重要环节是安全接地

CNG加气站无论在正常运行时，还是在故障情况下，其中的电气设备和电气装置的易触及的可导电部分（如外壳、底座、线管等）均应是无危险的。因此，为防

止危险的电击，应当使危险的带电部分不会被有意或无意触及，或者将带电部分的电压值或接触电流值限制到没有危险的程度。为达此目的，除了正常的绝缘和外壳等直接接触防护措施外，两种主要的间接接触防护措施，即自动切断供电的防护和等电位连接（主等电位联接及附加等电位联接），其关键环节还是可靠的安全接地。

2.防电击保护接地的基本类型

⑴配电系统的接地型式

配电系统的接地型式主要有TN系统、TT系统和IT系统三种。

①TN系统，即保护导体和中性导体分离接地系统。该接地系统的电源系统有一点（如保护导体、中性点或一相线）直接接地，设备外露可导电部分通过保护导体于该点连接。按照保护导体（PE导体）和中性导体（N导体）的组合情况，TN 系统又可分为TN－S系统、TN－C－S系统和TN－C系统三种。在CNG加气站常用的是中性点接地的TN－S系统。其中的设备可以是带有中性导体，也可是不带中性导体的。如下图所示：

由于保护中性导体（PEN导体）的绝缘很难在全线尽善尽美，在三相负载不平衡而带电时，有可能同大地之间产生电弧或火花，所以TN—C系统不能用在CNG 加气站。

②TT系统，即电源系统接地，保护导体就近接地系统。该接地系统的电源系统有一个直接接地点（如中性点或一相线），电气装置的外露可导电部分接至在电气上与电源系统接地点无关的独立的接地极上。这种接地系统也常用在CNG加气站上

。

③IT系统，该接地系统的电源系统，可接地点不接地或通过阻抗（电阻器或阻抗器）接地，电气装置的外露可导电部分单独直接接地。由于IT系统允许在单一故障条件下持续运行，而故障条件下变为带电的部分与大地之间可能产生的电弧和火花是电气火灾和爆炸的危险隐患，因此这种接地方式不宜用在CNG加气站上。

⑵自动切断供电的防护接地

自动切断供电的基本方法，是在保护装置中为故障电流设置一个包括装置中的保护导体和设备的保护联接在内的返回路；配置一个可以在故障情况下按规定时间切断供电的保护电器。其接地要求具体讲：

① TN系统的接地

外露可导电部分都必须通过保护导体与电力系统的接地点连接。为了降低接地电阻值，保证在故障情况下的保护导体上的电位尽可能的接近地电位，如果存在其它有效接地体，应当将保护导体与其连接，同时应增加附加接地点并应均匀分布。

② TT系统的接地

在TT系统中，电力系统的可接地点（通常为中性点）直接接地；外露可导电部分通过保护导体单个地、成组地或集中地接到独立于电力系统接地极的一个或多个接地极上。系统中同时可触及的外露可导电部分必须接到同一个接地极上，目的是降低故障条件下的同时可触及的外露可导电部分之间的接触电压值。

⑶主等电位联结和附加等电位联结

主等电位联结和附加等电位联结，是引入我国的一项电击防护新技术，主要用于自动切断供电的防护措施。

①主等电位联结

主等电位联结就是用保护导体（或称主等电位联结导体）将系统中的主保护导体、主接地导体及电气装置以外的外部可导电部分（如主金属水管、主金属构架、基础内的钢筋等）全部在电气上连接在一起，形成一个等电位区域。

主等电位联结的主要作用是使处于等电位联结影响区域内的预期接触电压明显降低。当实行传统的自动切断供电的防护措施，又难以满足对保护电器总切断时间所提要求时，往往采用外露可导电部分多点均匀接地的措施，这样可以减小预期电压值，从而降低对保护电器总切断时间的要求。然而重复接地使预期接触电压降低的效果远不如主等电位联结。计算说明，实行了主等电位联结后，其预期接触电压值仅有重复接地，和既无重复接地又无主等电位联结时的0.093和

0.067倍，预期接触电压下降的效果十分显著。

②附加等电位联结

附加等电位联结，是TN、TT、IT系统电击防护措施的补充。如前所述，上述系统各有其保护条件，如果系统的保护条件不易满足，可以采用附加等电位联结，以达到降低同时可触及的外露可导电部分之间，或外露可导电部分与外部可导电部分之间可能出现的较高的电位差。这是一种局部等电位联结。主要做法就是用保护导体（或称附加等电位联结导体）将同时可触及的外露可导电部分，例如设备的框架、外罩、外露电缆铠装层等，如果可能，还包括钢筋混凝土中的主钢筋在内的外部可导电部分在电气上联结在一起。

3.接地配置和保护导体