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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 單相導軌開關電源

涉及儀表外殼接地、排水三通、防爆檢查整改意見這樣做

發(fā)布日期：2022-07-16 點擊率：78

儀表外殼都需要接地嗎？隔爆空外殼符合整體防爆要求嗎？排水三通到底要不要封堵？金屬管道法蘭需要等電位連接嗎？氣體防爆能不能替代粉塵防爆？CCC認證必須要辦理嗎？安全檢查的依據是安全生產的標準規(guī)范和規(guī)定文件，由于對規(guī)范理解不一致，導致很多安全檢查整改建議脫離了現場實際情況，存在過度解讀問題。認真讀完本文，下次遇到儀表外殼接地、排水三通、防爆檢查整改意見，這樣做！

石油化工裝置在生產過程中存在泄漏爆炸混合物的可能性，為保障人身和生產安全，應合理選擇防爆儀表設備，并進行符合要求的工程安裝和使用。安監(jiān)總管三[2017]121號《化工和危險化學品生產經營單位重大生產安全事故隱患判定標準(試行)》將“爆炸危險場所未按國家標準安裝使用防爆電氣設備”列為重大事故隱患判定項，在安全檢查過程中也存在一些不確定的判斷和爭議。本文對儀表防爆安全檢查常見問題進行討論。

安全檢查是近來為工廠安全生產、防止危險事故、消除事故隱患的措施之一，儀表防爆檢查是安全檢查的內容之一。檢查的依據是安全生產的標準規(guī)范和規(guī)定文件，同時也要考慮到現場的實際情況，采取科學的理論和工程實踐判定是否為隱患、怎樣處理和改正。

儀表外殼接地
儀表金屬外殼是否需要接地是大家經常爭論的問題，也是安全檢查中經常遇到的問題，不同標準要求也存在一些差異。以下是幾個具有代表性的標準要求，本文分析標準規(guī)范的條文背景及用意，進行討論并給出工程建議。

1、SH/T3081-2019《石油化工儀表接地設計規(guī)范》正文：
a)與己經接地的金屬盤、臺、箱、柜、架等電氣接觸良好，或與其實施了導電連接的儀表和控制系統(tǒng)的外露導電部分可不另外實施保護接地。
b)非爆炸危險環(huán)境中，供電電壓低于36V的現場儀表金屬外殼、金屬保護箱、金屬接線箱，可不實施保護接地，但對于可能與高于36V電壓設備接觸的應實施保護接地。
c)爆炸危險環(huán)境中，非本質安全系統(tǒng)的現場儀表金屬外殼、金屬保護箱、金屬接線箱應實施保護接地，本質安全系統(tǒng)的現場儀表金屬外殼、金屬保護箱、金屬接線箱可不實施保護接地。
SH/T3081-2019上述摘錄中的a)條認可自然接地；b)條是從人身安全電壓考慮作出的規(guī)定；c)條是從爆炸性環(huán)境考慮，36V是人身安全電壓，并非爆炸性環(huán)境的安全電壓，爆炸性環(huán)境的接地實施可以本安和非本安進行區(qū)分。

2、GB 50257-2014《爆炸和火災危險環(huán)境電氣裝置施工及驗收規(guī)范》正文：
在爆炸危險環(huán)境的電氣設備的金屬外殼、金屬構架、安裝在已接地的金屬結構上的設備、金屬配線管及其配件、電纜保護管、電纜的金屬護套等非帶電的裸露金屬部分，均應接地。

條文說明中進一步說明了正文要求的依據：根據現行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB50058的有關規(guī)定進行修訂，在爆炸危險環(huán)境內的所有電氣設備的金屬外殼，無論是否安裝在已接地的金屬結構上都應接地。為保證人民生命財產安全，將此條列為強制性條文。

從以上要求看出，GB50257-2014不認可自然接地，而大多數的儀表標準認可自然接地。同時，GB50257-2014上述要求沒有區(qū)分電壓等級，也就是說對于所有電壓等級，在爆炸危險環(huán)境的電氣設備的金屬外殼均需接地。無論是從防爆原理和工程實際，該規(guī)范的此項規(guī)定都偏嚴格，有過度防范之嫌。

3、GB/T 3836.15-2017《爆炸性環(huán)境第15部分：電氣裝置的設計、選型和安裝》
在第6章節(jié)“防止危險(易燃)火花”中對安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)有如下要求：安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)應符合GB/T16895.21第414章規(guī)定的要求。任何裸露導電部件可不接地，也可接地。SELV用安全隔離變壓器應符合GB/T19212.7的要求。

安全特低電壓(SELV)的定義是，在下列條件下，電力系統(tǒng)的電壓不超過特低電壓的值：在正常條件下，和在單一故障條件下，包括其他電路中的接地故障。

GB/T16895.21-2020《低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護電擊防護》中定義SELV通常要求電壓不超過交流50V或直流120V(見IEC 61140)。

從以上要求看出，如果儀表屬于安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)，針對防爆要求，不論爆炸性環(huán)境分區(qū)如何以及不論儀表防爆型式如何，儀表金屬外殼可不接地，也可接地。該標準的規(guī)定更科學、準確，也給工程實施留有余地，但敘述略復雜，并有關聯(lián)標準。

4、GB/T16895.21-2020《低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護電擊防護》
GB/T16895.21-2020是以GB/T17045-2020為依據編制的人和家畜的基本電氣安全標準，規(guī)定了電擊防護的基本要求，包括對人體和家畜的基本防護和故障防護。

5、GB/T17045-2020《點擊防護裝置和設備的通用部分》規(guī)定：
電擊防護的基本原則是在正常情況下和在單一故障的情況下危險的帶電部分是不可觸及的，而可觸及的可導電部分是不可以帶危險電位的。

低壓(LV)用基本防護和一般的故障防護來確保電擊防護。當使用特低電壓(ELV)時，不需要故障防護，在某些條件下，基本防護是由限制電壓來提供的。這些條件包括特殊應用定義的接觸面積、濕度、電壓、電流及其他。

根據GB/T16895.21-2020和GB/T17045-2020，安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)不以電氣設備金屬外殼接地作為保護措施，電氣設備金屬外殼可不接地，也可接地。該規(guī)定比較科學、細致，并沒有“一刀切”，便于靈活運用，但不符合某些“統(tǒng)歸劃一”的習慣。

總結和工程建議
從防止信號干擾的角度，儀表金屬外殼不需要接地。從防爆型式有效性的角度，儀表金屬外殼接地并非防爆型式有效性的前提條件。從人身電擊防護的角度，儀表金屬外殼可不接地，也可接地。

儀表供電及電路和儀表金屬外殼之間是絕緣的，絕緣強度和可靠性足夠好時，儀表金屬外殼不需要接地。GB/T3836.15-2017規(guī)定安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)的電氣設備金屬外殼可不接地，也可接地，保護措施之一就是良好的絕緣。

具體工程實施中可以采用以下兩種方式之一：
a)根據工程實際情況和標準適用范圍選擇適用的標準，嚴格執(zhí)行標準要求，不苛求道理。
b)安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)的儀表金屬外殼可不接地，也可接地。非安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)時，儀表金屬外殼應接地。工程實際中也可以對重點管控并且危險性大的場所實施更為嚴格的要求，比如爆炸性環(huán)境0區(qū)和1區(qū)內的儀表金屬外殼接地。

由于標準要求并不一致，通常應遵循某一適用標準，不宜簡單行事，刻意符合所有標準，某些標準之間由于針對的行業(yè)和適用對象不同而有相悖的條款，不能兼顧。具體工程實施中宜和監(jiān)管部門及檢查者協(xié)商溝通。

隔爆空外殼和整體防爆
儀表放入取得防爆合格證的隔爆空外殼，是否需要對整體儀表進行防爆認證，是工程實際中經常遇到的問題。

GB/T3836.15-2017《爆炸性環(huán)境第15部分：電氣裝置的設計、選型和安裝》的10.1條款對隔爆外殼“d”提出了補充要求：僅有Ex元件防爆合格證(帶有符號“U”)的隔爆外殼不得安裝，它們應與設備組裝在一起取得設備防爆合格證。設備不經重新評定不能改變設備的內部元件，因為忽視條件變化會導致壓力重疊、溫度組別變化或其他類似的可能使防爆合格證失效的情況。

從以上要求可以看出，不論儀表是否有防爆合格證，將其放入取得防爆合格證的隔爆空外殼，都需要對整體儀表進行防爆認證。采用實驗驗證法，而不采用實物或資料檢查法是科學、合理、簡便的方法，并且符合驗證科學體系，比某些儀表特性的資料檢查法好得多。

其他防爆型式有類似的考慮和要求，比如，改變設備的內部元件可能導致溫度組別的變化，適用于各種防爆型式，因此Ex元件防爆合格證，可以簡化整體取證程序，但不能替代整體取證。

排水三通
電纜采用保護管敷設時，保護管與檢測元件或現場儀表之間，采用防護軟管連接時，保護管口應低于儀表進線口約250mm，保護管從上向下敷設至儀表時，在管末端應加排水三通，如圖1所示。排水三通是否需要封堵，是工程安裝和安全檢查中常見的問題，有觀點認為從防爆角度排水三通應封堵，也有觀點認為排水三通是排水用的，不應封堵。

圖1 排水三通示意

排水三通是否需要封堵應根據電氣線路布線形式確定，如果是電纜布線，圖1中所示的排水三通不應封堵，如果是鋼管布線，鋼管布線系統(tǒng)內的排水三通應有密封措施。

GB50257-2014《爆炸和火災危險環(huán)境電氣裝置施工及驗收規(guī)范》對鋼管布線的密封要求作出了規(guī)定，爆炸性環(huán)境1區(qū)、2區(qū)、20區(qū)、21區(qū)和22區(qū)的鋼管配線，應做好隔離密封，并應符合下列規(guī)定：
a)電氣設備無密封裝置的進線口應裝設隔離密封件。
b)在正常運行時，所有點燃源外殼的450mm范圍內應做隔離密封。
c)管徑為50mm及以上的管路在距引入的接線箱450mm以內及每距15m處應設隔離密封件。
d)易積結冷凝水的管路，應在其垂直段的下方裝設排水式隔離密封件，排水口應置于下方。

鋼管布線中排水型隔離密封盒示意如圖2所示。

圖2 鋼管布線中排水型隔離密封盒

儀表電氣接口處采用電纜接頭作為電纜引入裝置時，屬于電纜布線，不屬于鋼管布線，圖1所示的排水三通不應封堵，應敞開用于排水。

現場儀表的防水、防潮是南方多雨地區(qū)的大問題，應當采取封堵和流通兩種方式相結合的方法解決。GB 0257-2014的規(guī)定可能沒有、或者不全是根據實驗做出的。可能是在無妨大局的前提下，為便于統(tǒng)一施工驗收。

金屬管道法蘭等電位連接
金屬管道法蘭等電位連接雖然不屬于儀表防爆，由于工程實際中相關要求和實施方案存在較多爭論，本文也討論一下。

金屬管道法蘭連接處的導電連接實現了等電位，目的是靜電防護和雷電防護。

導電連接不同于靜電接地，靜電接地是為了借助于大地釋放靜電，取得物體的靜電平衡，避免物體的靜電積聚。金屬管道法蘭連接處的等電位連接是為了避免金屬管道法蘭面間的電荷不均衡形成電位差，避免因電位差產生靜電間隙放電或雷電間隙放電。金屬管道法蘭連接處的等電位連接應關注兩個方面：連接方式和電荷導通載流能力。

對于配對金屬管道法蘭之間的等電位連接，不同標準要求不盡相同，以下是幾個具有代表性的標準要求。

GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》中4.2.2條款規(guī)定：對于第一類防雷建筑物防閃電感應，當長金屬物的閥門、法蘭盤、彎頭等連接處的連接電阻值大于0.03Ω時，應采用金屬導線跨接。連接螺栓不少于5根的法蘭在非腐蝕環(huán)境下可以不跨接。第二類和第三類防雷建筑物防閃電感應沒有以上要求。

SH/T3097-2017《石油化工靜電接地設計規(guī)范》[2]中5.3.4條款規(guī)定：當金屬法蘭采用金屬螺栓緊固時，通常可不另設靜電跨接連接線，但應保證至少有兩個金屬螺栓具有良好的導電接觸面。

GB50516-2010《加氫站技術規(guī)范(2021年版)》中10.3.3A條款規(guī)定：氫氣、液氫等可燃物管道上的法蘭連接處應采用金屬線跨接。跨接電阻應小于0.03Ω。在正常環(huán)境無銹的情況下，管道法蘭等處的接觸電阻在0.03Ω以下，如果腐蝕生銹，由于接觸電阻增大，將有可能發(fā)生靜電或雷電火花，發(fā)生火災和爆炸事故，為防止管道上法蘭兩端由于連接不良或金屬銹蝕，使接觸電阻增大，作本條規(guī)定。

建議工程上可以采用下述幾種導電跨接方式：
1、通過螺栓或墊片導電跨接
法蘭配套的金屬螺栓及墊片是良好的導體，可實現導電連接。此方式需要考慮環(huán)境對法蘭、螺栓材質的腐蝕影響。對于很多現場環(huán)境都會采取防腐措施，例如：涂刷防銹漆、鍍鋅、表面處理等。應評估防腐措施對于導電的影響。不可采用去除防腐措施的方法提高導電性能。可以采用通過螺栓實現導電連接的場合如下：
a)非腐蝕環(huán)境。例如：干旱地區(qū)、非鹽鹵環(huán)境地區(qū)。
b)耐腐蝕材料的法蘭、螺栓。例如：耐工藝介質腐蝕的不銹鋼。
c)導電的防腐措施。例如：導電的防腐涂層或鍍層。

2、通過螺母壓接接地片實現等電位連接
通過法蘭配套的螺栓螺母壓接金屬連接片，連接片壓接跨接導線實現導電連接。應采用防腐蝕的金屬配伍或與法蘭螺栓材質相同的連接片。

3、設置“接地附件”實現導電跨接
在腐蝕環(huán)境采取防腐措施的法蘭螺栓連接不能實現導電連接時，建議采用設置專用“接地附件”或過渡連接件的方式。

4、使用螺栓防腐膠
對法蘭導電跨接需要關注法蘭螺栓本身的導電，不是所有的法蘭都需要另加導電連接。法蘭連接還應當注意腐蝕問題，需要采取相應的防腐措施。有些標準規(guī)范規(guī)定的0.03Ω連接電阻不是靜電防護、雷電防護導電跨接的必然需要。靜電電荷流通的電阻是103-106量級，雷電流是數kA量級的。非腐蝕環(huán)境，法蘭螺栓連接具有良好導電性時，優(yōu)先采用螺栓連接實現等電位連接。在某些場合可以采用接地附件的方法進行導電跨接。

粉塵防爆和氣體防爆
粉塵防爆級別高還是氣體防爆級別高以及氣體防爆能不能替代粉塵防爆，是工程設計和安全檢查中經常遇到的問題。
粉塵防爆電氣設備和氣體防爆電氣設備的防爆標志不一樣，試驗、型式檢驗等都不一樣，兩者之間不能互相替代，也沒有哪個更高之說。

如果電氣設備所處環(huán)境即是爆炸危險氣體環(huán)境，也是爆炸危險粉塵環(huán)境，電氣設備必須選擇滿足雙重防爆的電氣設備，即需要同時具有爆炸危險氣體環(huán)境防爆合格證和爆炸性粉塵防爆合格證。

GB50058-2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》條文說明5.2.3條款明確指出：對于爆炸性氣體和粉塵同時存在的區(qū)域，其防爆電氣設備的選擇應該即滿足爆炸性氣體的防爆要求，又要滿足爆炸性粉塵的防爆要求，其防爆標志同時包括氣體和粉塵的防爆標識。

防爆強制認證
按照《市場監(jiān)管總局關于防爆電氣等產品由生產許可轉為強制性產品認證管理實施要求的公告》[2019年第34號]要求，“由生產許可轉為強制性認證產品范圍”里的防爆電氣等產品應取得國家授權的防爆認證機構頒發(fā)的防爆電氣類產品國家強制性產品認證(CCC認證)證書，且證書在有效期內。證書不再稱為防爆合格證書。“由生產許可轉為強制性認證產品范圍”包含17個類別的防爆電氣設備，詳見上述公告附件。17個類別以外的防爆電氣設備，在爆炸危險場所使用時，應取得國家授權防爆認證機構頒發(fā)的產品防爆合格證。

自2020年10月1日起，納入CCC認證管理的產品未獲得強制性產品認證證書和未標注強制性認證標志，不得出廠、銷售、進口或在其他經營活動中使用。

目前防爆電氣CCC認證證書取得國家授權的發(fā)證機構有6家，分別是：
1、中國質量認證中心(CQC)
2、方圓標志認證集團有限公司(CQM)
3、南陽防爆電氣研究所有限公司(CNEx)
4、上海儀器儀表自控系統(tǒng)檢驗測試所有限公司(SITIIAS)
5、中創(chuàng)新海(天津)認證服務有限公司(PCEC)
6、佳木斯防爆電機研究所有限公司(JEXM)

總的來說，按照法律、法規(guī)、標準、規(guī)范等要求，對爆炸危險場所內的防爆電氣設備進行正確的選型和安裝使用，是保障人身和生產安全的重要內容。應從防爆原理、法律法規(guī)標準規(guī)范要求、現場環(huán)境、產品情況、工程實際等方面全面考慮，科學合理的進行工程設計和工程實施，防爆檢查也應特別注意法律、法規(guī)、標準、規(guī)范要求的前提條件和適用范圍，即要避免過度設計，也要避免欠缺或不足設計。

范詠峰和葉向東
作者：范詠峰、葉向東