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發(fā)布時間:2024-12-25 11:46:50 人氣:
一、易燃易爆場所電線電纜敷設的基本概念與風險意識
在易燃易爆場所進行電線電纜的敷設需要極為謹慎,因為這些場所一旦發(fā)生電線電纜故障引發(fā)的明火或電火花,可能會引發(fā)爆炸或火災,造成嚴重的人員傷亡和財產損失。
(一)易燃易爆場所的定義與類型
易燃易爆場所通常是指存在可燃氣體、可燃液體、可燃粉塵等易燃易爆物質,并且這些物質在一定條件下容易與空氣混合形成可燃混合氣的區(qū)域。例如石油化工企業(yè)中的生產車間、儲存罐區(qū)、加油加氣站、煤礦礦井以及一些粉塵較多的糧食儲存?zhèn)}庫、面粉加工廠等地方。
(二)電線電纜故障引發(fā)危險的原理
電線電纜在運行過程中可能由于多種原因發(fā)生故障。例如絕緣層損壞可能導致導線之間的短路或者導線與大地之間的漏電。如果絕緣層老化、機械損傷或者受到化學腐蝕等因素,就容易出現(xiàn)這種情況。當短路或漏電發(fā)生時,會在瞬間產生較高的電流,進而可能產生電火花。在易燃易爆場所,這些電火花就足以點燃周圍的可燃混合氣,引發(fā)爆炸或火災。此外,電纜長期過載運行也可能導致電纜發(fā)熱,過高的溫度也是一種危險隱患,有可能間接引發(fā)火災等危險情況。
二、電線電纜敷設標準在易燃易爆場所的要求
(一)敷設位置的要求
距爆炸釋放源的距離
在易燃易爆場所敷設電纜,應盡可能使電纜距離爆炸釋放源較遠,最好敷設在爆炸危險相對較小的場所。例如,如果是在一個存在可燃氣體泄漏源的區(qū)域,要將電纜敷設在遠離氣體可能泄漏和聚集的地方。
當易燃氣體比空氣重時,電纜應埋地或者在較高處架空敷設,而且對于非鎧裝電纜還要采取穿管或者置于托盤、槽盒中等機械性保護措施;當易燃氣體比空氣輕時,電纜應敷設在較低處的管、溝內,并且溝內的非鎧裝電纜要埋砂。
沿輸送管道的敷設要求
電纜在空氣中沿著輸送易燃氣體的管道敷設時,要配置在危險程度較低的管道一側。如果易燃氣體比空氣重,電纜適宜配置在管道的上方;如果易燃氣體比空氣輕,電纜適宜配置在管道的下方。
穿墻穿板孔洞的處理
電纜及其管、溝在穿過不同區(qū)域之間的墻、板孔洞處時,要采用非燃性材料嚴密堵塞,這樣可以防止可燃氣體或粉塵在不同區(qū)域之間的竄通,避免一處發(fā)生危險蔓延到其他區(qū)域,起到有效的分隔作用。
(二)對電纜線路中間接頭的特殊要求
在易燃易爆場所的電纜線路中,原則上不應有接頭。如果實在要采用接頭,必須確保這個接頭具有防爆性。例如采用特殊的防爆接線盒等設備來保證接頭處的安全性,防止在接頭處由于接觸不良等原因產生電火花引發(fā)危險。
(三)不同區(qū)域轉換時的電纜密封要求
電纜穿入不同爆炸危險場所時,有不同的密封要求。通常隔離位置為墻體、樓板及電纜溝出入口等。隔離措施可以使用柔性有機堵料、速固密封劑、密封膠、封堵模塊等材料。
例如電纜穿越墻體、樓板時,可以使用多種隔離密封方法。如使用有機柔性堵料隔離密封時,要采用耐火隔板對電纜進行固定,在耐火隔板之間填充不燃纖維;使用速固密封劑隔離密封時,在電纜外側填充柔性有機堵料,堵料與墻體或樓板之間填充速固型密封劑;使用密封膠隔離密封時,利用膨脹型防火密封膠固定電纜,并在密封膠內填充不燃纖維;使用模塊隔離密封時,利用多徑密封模塊固定電纜達到密封效果。對于電纜溝出入口隔離密封,如果電纜溝由室外引入爆炸危險區(qū),要在墻壁至墻壁以外800mm處分別安裝輕質耐火磚,在兩側輕質耐火磚內部用細沙填實。
(四)電纜防護材料及形式的選擇依據
電纜本身材質選型
在易燃易爆場所,要根據具體的危險物質類型選用具有相應防護性能的電纜。例如如果周圍環(huán)境存在腐蝕性氣體,就要選用抗腐蝕能力強的電纜,像采取特殊的護套防護層的電纜等。同時電纜的阻燃性能和抗靜電性能也是考慮的重要因素。具有良好阻燃性能的電纜能夠在遇到火情等突發(fā)情況時,有效阻止火勢沿著電纜蔓延,減少引發(fā)更大危險的可能性。而抗靜電性能好的電纜可以避免因為靜電積累引發(fā)放電產生電火花,在易燃易爆環(huán)境中這一點極為關鍵20。
根據敷設環(huán)境決定防護形式
如果電纜在敷設過程中可能受到外來機械損傷、腐蝕或化學影響(例如溶劑的影響)以及高溫作用時,應當采取保護措施。如使用導管或者對電纜進行選型,可以采用鎧裝電纜、屏蔽線、無縫鋁護套線、礦物絕緣金屬護套或半剛性護套電纜等。
在電氣線路方面,導線的絕緣耐壓強度應為2倍額定電壓,并不低于500V。如果是絕緣導線在可能范圍必須敷設于導管內。并且配電線路中的接線盒、分線盒、活接頭、隔離密封件等連接件的型號、規(guī)定,要符合設計要求和相關的規(guī)范規(guī)定。在易燃易爆場所的配電線路,1區(qū)內嚴禁有中間接頭,在2區(qū)內不應有中間接頭。
對于引入防爆充油型電氣設備的線路來說,如果使用的不是耐油的導線或電纜,要有防止絕緣油浸傷線芯絕緣層的防護措施。
三、易燃易爆場所電線電纜敷設的國家標準相關規(guī)定
(一)GB50217中的規(guī)定細節(jié)
根據GB 50217-5.1.10.1規(guī)定,在可能范圍應使電纜距爆炸釋放源較遠,敷設在爆炸危險較小的場所。并應符合下列規(guī)定:其一,當易燃氣體比空氣重時,電纜應在較高處架空敷設,且對非鎧裝電纜采取穿管或置于托盤、槽盒中等機械性保護;其二,當易燃氣體比空氣輕時,電纜應敷設在較低處的管、溝內,溝內非鎧裝電纜應埋砂。
同樣在GB 50217中規(guī)定,電纜沿輸送易燃氣體的管道敷設時,應配置在危險程度較低的管道一側,且應符合以下規(guī)定:如果易燃氣體比空氣重時,電纜宜在管道上方;如果易燃氣體比空氣輕時,電纜宜在管道下方;電纜及其管、溝穿過不同區(qū)域之間的墻、板孔洞處,應以非燃性材料嚴密堵塞;電纜線路中間不應有接頭。
對于非鎧裝電纜用于特殊場所或部位時,也有相應要求。如在非電氣人員經常活動場所的地坪以上2m范圍、地中引出的地坪下0.3m深電纜區(qū)段,以及可能有載重設備移經電纜上面的區(qū)段時,應采用具有機械強度的管或罩加以保護。當使用獨立于相芯線和中性線以外的電纜作保護地線時,同一回路的這兩部分電纜敷設方式應符合相關規(guī)定,如在1kV以上電源直接接地且配置獨立分開的中性線和保護地線構成的系統(tǒng)中的相關規(guī)定等。
(二)防火耐火等方面的國家強制標準
電纜經過易燃易爆場所敷設時,其材料應符合國家標準GB/T 19666-2005的規(guī)定。而且按照相關要求,電纜經過易燃易爆及腐蝕性氣體場所敷設時應及時進行穿管保護,管口保護。
在有爆炸危險的場所,電纜之間不得直接連接,當必須連接時應在相應的防爆接線盒或分線盒內連接或分路。
四、易燃易爆場所電線電纜敷設規(guī)范細則
(一)敷設方式及電纜選型細則
電纜布線與導管布線相關細則
在《AQ3009-2007危險場所電氣防爆安全規(guī)范》中,規(guī)定爆炸性氣體環(huán)境電氣線路的安裝方式有電纜布線方式和導管布線方式。如果采用電纜布線方式時,選用的低壓電纜或絕緣導線額定電壓必須高于線路工作電壓,且不得低于500V。電纜布線時,如果沒有外來機械損傷、腐蝕、和化學影響的情況下,就無需進行套管或者橋架防護;而絕緣導線是必須要穿管防護的。
在導管布線方面,允許使用的導管有不同類型。如配線導管應采用低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管;與隔爆外殼相關的導管應按以下選型:重規(guī)螺紋鋼管、無縫鋼管或符合GB/T14823.1規(guī)定的焊縫鋼管,或者撓性金屬導管或復合材料結構(例如金屬導管具有塑料或合成橡膠套且有國家檢驗機關頒發(fā)防爆合格證書的)。導管與導管、導管與導管附件及導管與電氣設備間須用螺紋連接,電氣管路之間不得采用倒扣連接,導管與電氣設備間的連接應滿足相應的防爆型式要求。
不同危險等級區(qū)域的電纜選型具體細則
在1區(qū)場所電壓為1kV及以下的塑料護套電纜、1區(qū)場所的控制、照明的電纜以及2區(qū)、11區(qū)場所電壓為1kV及以下的電力、控制、照明的電纜,在滿足條件時可使用無鎧裝的電纜。
在有爆炸危險場所的鋼管配線方面也有詳細要求。一般應采用鍍鋅焊接鋼管,鋼管與鋼管、鋼管與電氣設備、鋼管與附件(接線盒、燈位盒、隔離密封盒)的連接應采用螺紋連接,螺紋加工應完整、光滑、無滑扣和亂絲,連接處涂導電性防銹脂或磷化膏,不得涂其他油性涂料。且螺紋嚙合應緊密,其外露絲扣不應少于2-3扣;鋼管嚙合有效扣數管徑25mm及以下的鋼管不應少于5扣;管徑32mm及以上的鋼管不應少于6扣。
(二)電纜連接與接地細則
電纜連接細則
在有爆炸危險環(huán)境內安裝電纜時,電纜之間不得直接連接。如果必須連接時要在相應的防爆接線盒或分線盒內連接或分路。
對于防爆電氣設備、接線盒的進線口引入電纜后的密封,有嚴格的細則要求。如壓緊螺母、金屬墊片、彈性密封圈、及其密封填料,均應符合設計要求。對于進線口有壓盤式或壓緊螺母式兩種情況的使用也有不同細則規(guī)定,如裝置內每一個彈性密封圈應密封一根電纜,密封圈內孔徑與電纜外徑的允許偏差值為±1mm,彈性密封墊內孔的切割尺寸必須符合電纜公稱外徑的要求,其剩余徑向厚度不應小于電纜外徑的3/10,且不得小于4mm等要求。
接地細則
在爆炸危險場所內的電氣設備的金屬外殼必須可靠接地。一級爆炸危險場所內的所有電氣設備及Q-2級場所內除照明燈具以外的其他電氣設備必須使用專門的接地線。同時,電氣線路PE(PEN)線絕緣層的額定電壓,應與相線電壓相同,并應在同一護套或鋼管內敷設。例如在一個石油化工儲存罐區(qū)的電氣設備敷設電纜時,就要嚴格按照這些接地細則來施工,保證接地系統(tǒng)的可靠性,減少電氣故障引發(fā)危險的可能性。
五、國內外易燃易爆場所電線電纜敷設規(guī)范對比
(一)總體框架比較
國內規(guī)范的框架特點
國內的相關規(guī)范如GB50217等國家標準,在易燃易爆場所電線電纜敷設規(guī)范方面有著較為系統(tǒng)和全面的規(guī)定。首先從電纜敷設的基本原則,如距離爆炸釋放源的遠近、在不同危險區(qū)域的敷設要求等方面進行規(guī)范。然后針對電纜的選型,包括根據易燃氣體的比重選擇架空或者埋地敷設,區(qū)分鎧裝電纜和非鎧裝電纜的保護措施等。還對電纜連接、接地、穿管保護等各個環(huán)節(jié)都有明確的細則規(guī)定,整體上是從多個方面建立起一個較為完整的規(guī)范體系,確保在易燃易爆場所電線電纜敷設的安全性,涉及到從設計、施工到維護的多個階段。
國外相關規(guī)范的框架重點區(qū)別
在國外,不同國家的標準框架可能有所不同。例如美國的相關電氣安裝標準(如NEC等相關標準的部分內容涉及到易燃易爆場所),可能更注重實際應用場景的針對性。在一些特殊工業(yè)場景或者大型化工企業(yè)比較集中的地區(qū),其標準往往會基于當地長期的工業(yè)實踐和事故經驗教訓不斷進行調整。在框架上可能不像國內標準那樣對于電纜本身的物理屬性(如不同結構電纜的選擇等方面)規(guī)定得如此細致,但會針對特定行業(yè)施工的可行性和安全性提出更高要求。例如在對于運輸危險化學品的管道附近電纜敷設可能會結合特殊的溢出風險進行電纜防護等級和敷設方式的設定。
(二)具體規(guī)定差異
電纜選型與防護規(guī)定的差異
國內:國內規(guī)范著重考慮電纜材質在易燃易爆環(huán)境下的性能,如對于抗腐蝕、抗靜電以及阻燃等性能指標的明確要求。像在化工企業(yè)的酸氣、堿氣較多環(huán)境中的電纜要能耐受一定的化學腐蝕。而在防護形式上,根據不同的敷設環(huán)境如在可能遭受外來機械損傷等情況下,細致地規(guī)定了可以采用的電纜形式如鎧裝電纜等的不同選擇方式。
國外:某些國外標準會更多考慮電纜使用過程中的動態(tài)環(huán)境因素。比如在地震多發(fā)區(qū)域,涉及易燃易爆場所的電纜選型會優(yōu)先考慮電纜的柔性和抗震性,以確保在地震等自然災害發(fā)生時電纜不會因為受損引發(fā)危險,而對國內而言可能抗震性在易燃易爆場所電纜選型中的優(yōu)先級相對較低。同時國外部分標準對電纜的防護可能更多地與周圍配套設備的兼容性相聯(lián)系,例如電纜防護材料要與管道的保溫、防腐材料等不產生不良反應等情況的考慮更為深入。
敷設位置及距離要求的不同規(guī)定
國內:國內在規(guī)定電纜敷設位置時依據易燃氣體比重等因素進行嚴格的規(guī)范,如規(guī)定易燃氣體比空氣重時電纜應埋地或在較高處架空敷設,并結合對非鎧裝電纜的穿管等保護措施一同考慮。在電纜與輸送管道的相對位置方面,國內規(guī)范明確指出根據易燃氣體與空氣的比重關系確定電纜在管道的上方或者下方敷設。
國外:國外可能在一些地區(qū)會根據當地的地理氣候特點對distance(距離)作出更具彈性的規(guī)定。例如在一些干燥的沙漠地區(qū),由于空氣流通快,對于電纜距爆炸釋放源的距離要求可能在滿足最低安全標準的前提下相對國內一些同等危險級別的化工區(qū)稍寬松一些。同時對于電纜與周圍生產設施的相對位置,國外可能基于不同的生產工藝和操作習慣提出特殊要求,如丹麥等部分北歐國家的海上石油平臺設施,可能因為平臺面積和空間布局的特殊性,電纜的敷設要遵循特殊的立體空間布局要求,以方便海上平臺運作期間的維護檢修以及保障油氣生產的連貫性。
六、易燃易爆場所電線電纜敷設規(guī)范的最新修訂
(一)國內規(guī)范最新修訂的相關情況
截至2024年12月,目前在已有的國家標準方面并沒有查詢到專門針對易燃易爆場所電線電纜敷設規(guī)范有大規(guī)模的新增修訂條文發(fā)布。不過隨著工業(yè)發(fā)展和新材料新設備的不斷涌現(xiàn),相關標準可能會對電纜材料性能等方面進行潛在的更新。例如隨著新型阻燃材料在電纜制造中的應用,如果未來這些材料在市場中廣泛應用并且經過了大量工程實踐驗證其安全性和有效性后,標準可能會相應地對電纜的阻燃性能等級標準進行調整,以便更好地適應市場上先進的電纜產品情況。同時,隨著對雷電等自然災害研究的深入,如果發(fā)現(xiàn)雷電對易燃易爆場所電線電纜安全運行存在新的威脅影響路徑,也不排除在接地或者電纜屏蔽等方面進行規(guī)范條文的添加或者修訂。
(二)國外規(guī)范修訂趨勢變革方向借鑒
在國外部分地區(qū),例如歐洲一些國家正朝著整合不同行業(yè)標準的方向發(fā)展。隨著多種技術融合的不斷加強,一些歐洲國家開始嘗試將傳統(tǒng)的工業(yè)電氣敷設標準與現(xiàn)代智能化監(jiān)測維護技術相結合,在易燃易爆場所電線電纜敷設規(guī)范中逐漸融入智能化監(jiān)測等新的要求。例如要求敷設的電纜要便于接入智能化的溫度、濕度、腐蝕程度等環(huán)境傳感器網絡,對電纜敷設環(huán)境進行實時數據采集和風險預警,這是一種規(guī)范修訂的新方向。另一方面,國外在環(huán)境保護意識增強的背景下,也可能對電纜敷設過程中的環(huán)保指標進行更嚴格的要求,如限制某些可能對土壤和水體造成污染的電纜材料的使用,并且在規(guī)范修訂中添加這些環(huán)保指標的體現(xiàn)和監(jiān)管方式。未來國內可以借鑒國外這種與時俱進的規(guī)范變革趨勢,從新技術應用和環(huán)境保護等多方面來完善易燃易爆場所電線電纜敷設規(guī)范。
技術文獻
產品知識