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发布时间:2024-12-25 11:46:50 人气:
一、易燃易爆场所电线电缆敷设的基本概念与风险意识
在易燃易爆场所进行电线电缆的敷设需要极为谨慎,因为这些场所一旦发生电线电缆故障引发的明火或电火花,可能会引发爆炸或火灾,造成严重的人员伤亡和财产损失。
(一)易燃易爆场所的定义与类型
易燃易爆场所通常是指存在可燃气体、可燃液体、可燃粉尘等易燃易爆物质,并且这些物质在一定条件下容易与空气混合形成可燃混合气的区域。例如石油化工企业中的生产车间、储存罐区、加油加气站、煤矿矿井以及一些粉尘较多的粮食储存仓库、面粉加工厂等地方。
(二)电线电缆故障引发危险的原理
电线电缆在运行过程中可能由于多种原因发生故障。例如绝缘层损坏可能导致导线之间的短路或者导线与大地之间的漏电。如果绝缘层老化、机械损伤或者受到化学腐蚀等因素,就容易出现这种情况。当短路或漏电发生时,会在瞬间产生较高的电流,进而可能产生电火花。在易燃易爆场所,这些电火花就足以点燃周围的可燃混合气,引发爆炸或火灾。此外,电缆长期过载运行也可能导致电缆发热,过高的温度也是一种危险隐患,有可能间接引发火灾等危险情况。
二、电线电缆敷设标准在易燃易爆场所的要求
(一)敷设位置的要求
距爆炸释放源的距离
在易燃易爆场所敷设电缆,应尽可能使电缆距离爆炸释放源较远,最好敷设在爆炸危险相对较小的场所。例如,如果是在一个存在可燃气体泄漏源的区域,要将电缆敷设在远离气体可能泄漏和聚集的地方。
当易燃气体比空气重时,电缆应埋地或者在较高处架空敷设,而且对于非铠装电缆还要采取穿管或者置于托盘、槽盒中等机械性保护措施;当易燃气体比空气轻时,电缆应敷设在较低处的管、沟内,并且沟内的非铠装电缆要埋砂。
沿输送管道的敷设要求
电缆在空气中沿着输送易燃气体的管道敷设时,要配置在危险程度较低的管道一侧。如果易燃气体比空气重,电缆适宜配置在管道的上方;如果易燃气体比空气轻,电缆适宜配置在管道的下方。
穿墙穿板孔洞的处理
电缆及其管、沟在穿过不同区域之间的墙、板孔洞处时,要采用非燃性材料严密堵塞,这样可以防止可燃气体或粉尘在不同区域之间的窜通,避免一处发生危险蔓延到其他区域,起到有效的分隔作用。
(二)对电缆线路中间接头的特殊要求
在易燃易爆场所的电缆线路中,原则上不应有接头。如果实在要采用接头,必须确保这个接头具有防爆性。例如采用特殊的防爆接线盒等设备来保证接头处的安全性,防止在接头处由于接触不良等原因产生电火花引发危险。
(三)不同区域转换时的电缆密封要求
电缆穿入不同爆炸危险场所时,有不同的密封要求。通常隔离位置为墙体、楼板及电缆沟出入口等。隔离措施可以使用柔性有机堵料、速固密封剂、密封胶、封堵模块等材料。
例如电缆穿越墙体、楼板时,可以使用多种隔离密封方法。如使用有机柔性堵料隔离密封时,要采用耐火隔板对电缆进行固定,在耐火隔板之间填充不燃纤维;使用速固密封剂隔离密封时,在电缆外侧填充柔性有机堵料,堵料与墙体或楼板之间填充速固型密封剂;使用密封胶隔离密封时,利用膨胀型防火密封胶固定电缆,并在密封胶内填充不燃纤维;使用模块隔离密封时,利用多径密封模块固定电缆达到密封效果。对于电缆沟出入口隔离密封,如果电缆沟由室外引入爆炸危险区,要在墙壁至墙壁以外800mm处分别安装轻质耐火砖,在两侧轻质耐火砖内部用细沙填实。
(四)电缆防护材料及形式的选择依据
电缆本身材质选型
在易燃易爆场所,要根据具体的危险物质类型选用具有相应防护性能的电缆。例如如果周围环境存在腐蚀性气体,就要选用抗腐蚀能力强的电缆,像采取特殊的护套防护层的电缆等。同时电缆的阻燃性能和抗静电性能也是考虑的重要因素。具有良好阻燃性能的电缆能够在遇到火情等突发情况时,有效阻止火势沿着电缆蔓延,减少引发更大危险的可能性。而抗静电性能好的电缆可以避免因为静电积累引发放电产生电火花,在易燃易爆环境中这一点极为关键20。
根据敷设环境决定防护形式
如果电缆在敷设过程中可能受到外来机械损伤、腐蚀或化学影响(例如溶剂的影响)以及高温作用时,应当采取保护措施。如使用导管或者对电缆进行选型,可以采用铠装电缆、屏蔽线、无缝铝护套线、矿物绝缘金属护套或半刚性护套电缆等。
在电气线路方面,导线的绝缘耐压强度应为2倍额定电压,并不低于500V。如果是绝缘导线在可能范围必须敷设于导管内。并且配电线路中的接线盒、分线盒、活接头、隔离密封件等连接件的型号、规定,要符合设计要求和相关的规范规定。在易燃易爆场所的配电线路,1区内严禁有中间接头,在2区内不应有中间接头。
对于引入防爆充油型电气设备的线路来说,如果使用的不是耐油的导线或电缆,要有防止绝缘油浸伤线芯绝缘层的防护措施。
三、易燃易爆场所电线电缆敷设的国家标准相关规定
(一)GB50217中的规定细节
根据GB 50217-5.1.10.1规定,在可能范围应使电缆距爆炸释放源较远,敷设在爆炸危险较小的场所。并应符合下列规定:其一,当易燃气体比空气重时,电缆应在较高处架空敷设,且对非铠装电缆采取穿管或置于托盘、槽盒中等机械性保护;其二,当易燃气体比空气轻时,电缆应敷设在较低处的管、沟内,沟内非铠装电缆应埋砂。
同样在GB 50217中规定,电缆沿输送易燃气体的管道敷设时,应配置在危险程度较低的管道一侧,且应符合以下规定:如果易燃气体比空气重时,电缆宜在管道上方;如果易燃气体比空气轻时,电缆宜在管道下方;电缆及其管、沟穿过不同区域之间的墙、板孔洞处,应以非燃性材料严密堵塞;电缆线路中间不应有接头。
对于非铠装电缆用于特殊场所或部位时,也有相应要求。如在非电气人员经常活动场所的地坪以上2m范围、地中引出的地坪下0.3m深电缆区段,以及可能有载重设备移经电缆上面的区段时,应采用具有机械强度的管或罩加以保护。当使用独立于相芯线和中性线以外的电缆作保护地线时,同一回路的这两部分电缆敷设方式应符合相关规定,如在1kV以上电源直接接地且配置独立分开的中性线和保护地线构成的系统中的相关规定等。
(二)防火耐火等方面的国家强制标准
电缆经过易燃易爆场所敷设时,其材料应符合国家标准GB/T 19666-2005的规定。而且按照相关要求,电缆经过易燃易爆及腐蚀性气体场所敷设时应及时进行穿管保护,管口保护。
在有爆炸危险的场所,电缆之间不得直接连接,当必须连接时应在相应的防爆接线盒或分线盒内连接或分路。
四、易燃易爆场所电线电缆敷设规范细则
(一)敷设方式及电缆选型细则
电缆布线与导管布线相关细则
在《AQ3009-2007危险场所电气防爆安全规范》中,规定爆炸性气体环境电气线路的安装方式有电缆布线方式和导管布线方式。如果采用电缆布线方式时,选用的低压电缆或绝缘导线额定电压必须高于线路工作电压,且不得低于500V。电缆布线时,如果没有外来机械损伤、腐蚀、和化学影响的情况下,就无需进行套管或者桥架防护;而绝缘导线是必须要穿管防护的。
在导管布线方面,允许使用的导管有不同类型。如配线导管应采用低压流体输送用镀锌焊接钢管;与隔爆外壳相关的导管应按以下选型:重规螺纹钢管、无缝钢管或符合GB/T14823.1规定的焊缝钢管,或者挠性金属导管或复合材料结构(例如金属导管具有塑料或合成橡胶套且有国家检验机关颁发防爆合格证书的)。导管与导管、导管与导管附件及导管与电气设备间须用螺纹连接,电气管路之间不得采用倒扣连接,导管与电气设备间的连接应满足相应的防爆型式要求。
不同危险等级区域的电缆选型具体细则
在1区场所电压为1kV及以下的塑料护套电缆、1区场所的控制、照明的电缆以及2区、11区场所电压为1kV及以下的电力、控制、照明的电缆,在满足条件时可使用无铠装的电缆。
在有爆炸危险场所的钢管配线方面也有详细要求。一般应采用镀锌焊接钢管,钢管与钢管、钢管与电气设备、钢管与附件(接线盒、灯位盒、隔离密封盒)的连接应采用螺纹连接,螺纹加工应完整、光滑、无滑扣和乱丝,连接处涂导电性防锈脂或磷化膏,不得涂其他油性涂料。且螺纹啮合应紧密,其外露丝扣不应少于2-3扣;钢管啮合有效扣数管径25mm及以下的钢管不应少于5扣;管径32mm及以上的钢管不应少于6扣。
(二)电缆连接与接地细则
电缆连接细则
在有爆炸危险环境内安装电缆时,电缆之间不得直接连接。如果必须连接时要在相应的防爆接线盒或分线盒内连接或分路。
对于防爆电气设备、接线盒的进线口引入电缆后的密封,有严格的细则要求。如压紧螺母、金属垫片、弹性密封圈、及其密封填料,均应符合设计要求。对于进线口有压盘式或压紧螺母式两种情况的使用也有不同细则规定,如装置内每一个弹性密封圈应密封一根电缆,密封圈内孔径与电缆外径的允许偏差值为±1mm,弹性密封垫内孔的切割尺寸必须符合电缆公称外径的要求,其剩余径向厚度不应小于电缆外径的3/10,且不得小于4mm等要求。
接地细则
在爆炸危险场所内的电气设备的金属外壳必须可靠接地。一级爆炸危险场所内的所有电气设备及Q-2级场所内除照明灯具以外的其他电气设备必须使用专门的接地线。同时,电气线路PE(PEN)线绝缘层的额定电压,应与相线电压相同,并应在同一护套或钢管内敷设。例如在一个石油化工储存罐区的电气设备敷设电缆时,就要严格按照这些接地细则来施工,保证接地系统的可靠性,减少电气故障引发危险的可能性。
五、国内外易燃易爆场所电线电缆敷设规范对比
(一)总体框架比较
国内规范的框架特点
国内的相关规范如GB50217等国家标准,在易燃易爆场所电线电缆敷设规范方面有着较为系统和全面的规定。首先从电缆敷设的基本原则,如距离爆炸释放源的远近、在不同危险区域的敷设要求等方面进行规范。然后针对电缆的选型,包括根据易燃气体的比重选择架空或者埋地敷设,区分铠装电缆和非铠装电缆的保护措施等。还对电缆连接、接地、穿管保护等各个环节都有明确的细则规定,整体上是从多个方面建立起一个较为完整的规范体系,确保在易燃易爆场所电线电缆敷设的安全性,涉及到从设计、施工到维护的多个阶段。
国外相关规范的框架重点区别
在国外,不同国家的标准框架可能有所不同。例如美国的相关电气安装标准(如NEC等相关标准的部分内容涉及到易燃易爆场所),可能更注重实际应用场景的针对性。在一些特殊工业场景或者大型化工企业比较集中的地区,其标准往往会基于当地长期的工业实践和事故经验教训不断进行调整。在框架上可能不像国内标准那样对于电缆本身的物理属性(如不同结构电缆的选择等方面)规定得如此细致,但会针对特定行业施工的可行性和安全性提出更高要求。例如在对于运输危险化学品的管道附近电缆敷设可能会结合特殊的溢出风险进行电缆防护等级和敷设方式的设定。
(二)具体规定差异
电缆选型与防护规定的差异
国内:国内规范着重考虑电缆材质在易燃易爆环境下的性能,如对于抗腐蚀、抗静电以及阻燃等性能指标的明确要求。像在化工企业的酸气、碱气较多环境中的电缆要能耐受一定的化学腐蚀。而在防护形式上,根据不同的敷设环境如在可能遭受外来机械损伤等情况下,细致地规定了可以采用的电缆形式如铠装电缆等的不同选择方式。
国外:某些国外标准会更多考虑电缆使用过程中的动态环境因素。比如在地震多发区域,涉及易燃易爆场所的电缆选型会优先考虑电缆的柔性和抗震性,以确保在地震等自然灾害发生时电缆不会因为受损引发危险,而对国内而言可能抗震性在易燃易爆场所电缆选型中的优先级相对较低。同时国外部分标准对电缆的防护可能更多地与周围配套设备的兼容性相联系,例如电缆防护材料要与管道的保温、防腐材料等不产生不良反应等情况的考虑更为深入。
敷设位置及距离要求的不同规定
国内:国内在规定电缆敷设位置时依据易燃气体比重等因素进行严格的规范,如规定易燃气体比空气重时电缆应埋地或在较高处架空敷设,并结合对非铠装电缆的穿管等保护措施一同考虑。在电缆与输送管道的相对位置方面,国内规范明确指出根据易燃气体与空气的比重关系确定电缆在管道的上方或者下方敷设。
国外:国外可能在一些地区会根据当地的地理气候特点对distance(距离)作出更具弹性的规定。例如在一些干燥的沙漠地区,由于空气流通快,对于电缆距爆炸释放源的距离要求可能在满足最低安全标准的前提下相对国内一些同等危险级别的化工区稍宽松一些。同时对于电缆与周围生产设施的相对位置,国外可能基于不同的生产工艺和操作习惯提出特殊要求,如丹麦等部分北欧国家的海上石油平台设施,可能因为平台面积和空间布局的特殊性,电缆的敷设要遵循特殊的立体空间布局要求,以方便海上平台运作期间的维护检修以及保障油气生产的连贯性。
六、易燃易爆场所电线电缆敷设规范的最新修订
(一)国内规范最新修订的相关情况
截至2024年12月,目前在已有的国家标准方面并没有查询到专门针对易燃易爆场所电线电缆敷设规范有大规模的新增修订条文发布。不过随着工业发展和新材料新设备的不断涌现,相关标准可能会对电缆材料性能等方面进行潜在的更新。例如随着新型阻燃材料在电缆制造中的应用,如果未来这些材料在市场中广泛应用并且经过了大量工程实践验证其安全性和有效性后,标准可能会相应地对电缆的阻燃性能等级标准进行调整,以便更好地适应市场上先进的电缆产品情况。同时,随着对雷电等自然灾害研究的深入,如果发现雷电对易燃易爆场所电线电缆安全运行存在新的威胁影响路径,也不排除在接地或者电缆屏蔽等方面进行规范条文的添加或者修订。
(二)国外规范修订趋势变革方向借鉴
在国外部分地区,例如欧洲一些国家正朝着整合不同行业标准的方向发展。随着多种技术融合的不断加强,一些欧洲国家开始尝试将传统的工业电气敷设标准与现代智能化监测维护技术相结合,在易燃易爆场所电线电缆敷设规范中逐渐融入智能化监测等新的要求。例如要求敷设的电缆要便于接入智能化的温度、湿度、腐蚀程度等环境传感器网络,对电缆敷设环境进行实时数据采集和风险预警,这是一种规范修订的新方向。另一方面,国外在环境保护意识增强的背景下,也可能对电缆敷设过程中的环保指标进行更严格的要求,如限制某些可能对土壤和水体造成污染的电缆材料的使用,并且在规范修订中添加这些环保指标的体现和监管方式。未来国内可以借鉴国外这种与时俱进的规范变革趋势,从新技术应用和环境保护等多方面来完善易燃易爆场所电线电缆敷设规范。
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