Электробезопасность и молниезащита

8.1.3 Электробезопасность и молниезащита

На предприятиях нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности широко применяют различные электрические установки. Электроустановки эксплуатируются как на открытых площадках, так и в помещениях с большой влажностью и повышенной температурой воздуха. Для защиты людей от поражения электрическим током в производственных условиях, из-за повреждения (пробоя) изоляции токоведущих проводников, принимают следующие защитные меры: заземление, пониженное напряжение, защитное разделение сети, зануление, контроль и профилактику повреждений изоляции и индивидуальные средства защиты.

8.1.3.1 Электроснабжение

По обеспечению надёжности электроснабжения, к I категории относятся:

- насосы системы ППД;

- насосы внешнего транспорта нефти;

- щитовые КИПиА;

- вентсистема подпора воздуха операторной;

- охранное освещение.

К II категории по надёжности электроснабжения относятся:

- водозаборные сооружения;

- электрообогрев бытовых помещений.

Остальные потребители относятся к III категории.

Надёжность электроснабжения обеспечивается:

- наличием двух независимых источников питания (двух секций 35 кВ на ПС 35/6кВ);

- питанием высоковольтных насосов внешнего транспорта от разных секций 6 кВ двух трансформаторных подстанций 35/6 кВ;

- питанием потребителей 0,4 кВ от разных секций 0,4 кВ двух трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ, запитанных от разных секций 6 кВ двух трансформаторной подстанции 35/6 кВ.

8.1.3.2 Молниезащита и заземление

Здания и сооружения, относящиеся ко II категории, защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала через наземные и подземные коммуникации.

Наружные установки, относящиеся к III категории, защищены от прямых ударов молнии и вторичных проявлений молнии.

Защита от прямых ударов молнии на проектируемом объекте осуществляется:

- использованием в качестве молниеприёмника металлической кровли здания;

- установкой стержневых молниеотводов на газоотводных и дыхательных трубах.

Защита от вторичных проявлений молнии на проектируемой УПСВ осуществляется:

- присоединением металлических корпусов всего оборудования и аппаратов к заземляющему устройству;

- соединением перемычками через каждые 30 м трубопроводов и других металлических конструкций в местах их сближения на расстояние не менее 10см.;

- во фланцевых соединениях должна быть обеспечена нормальная затяжка не менее 4 болтов на каждый фланец.

Защита от заносов высокого потенциала осуществляется путём присоединения ближайшей опоры коммуникаций, а так же всех коммуникаций на вводе в здание или сооружение к заземляющему устройству.

В качестве заземляющих устройств используются как естественные, так и искусственные заземлители:

- естественные заземлители - металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящихся в соприкосновении с землёй;

- искусственные заземлители — вертикальный (сталь уголок 35x35x4, длина 3м) и горизонтальный (сталь сечением 4x40 мм²).

8.1.3.3 Расчёт зоны защиты молниеотвода

Зона защиты молниеотвода - это часть пространства, внутри которого здание, сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надёжности. Зона защиты типа А обеспечивает надёжность 99,5%, зона защиты типа Б - 95%.

Тип зоны защиты определяется исходя из ожидаемого количества (N) поражений молний в год зданий и сооружений. Подсчёт ожидаемого количества N поражений молний в год производится по формулам:

для сосредоточенных зданий и сооружений (дымовые трубы, вышки, башни)

N = 9 π h ² n 10^-6

для зданий и сооружений прямоугольной формы

N = ( ( S + 6h) (L + 6h) -7,7 h ²) n 10^-6 ,

где h-наиболыпая высота здания или сооружения, м;

S, L-соответственно ширина и длина здания или сооружения, м;

n-среднегодовое число ударов молнии в 1 км. земной поверхности (удельная плотность ударов молнии в землю) в месте нахождения здания или сооружения.

Для зданий и сооружений сложной конфигурации в качестве S и L принимаются ширина и длина наименьшего прямоугольника, в который может быть вписано здание или сооружение в плане.

Для произвольного пункта на территории РФ удельная плотность ударов молнии в землю и определяется исходя из среднегодовой продолжительности гроз в часах;

Для Тюмени среднегодовая продолжительность гроз, от 40 до 60 ч., удельная плотность ударов молнии п = 4 в год на 1 км².

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой h представляет собой круговой конус, вершина которого находится на высоте h₀< h на уровне земли зона защиты образует круг радиусом г₀. Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте защищаемого сооружения h_x представляет собой круг радиусом г_х.

Зона защиты одиночных стержневых молниеотводов высотой h<150 м имеют следующие габаритные размеры.

Зона А: h₀=0,85*h; r₀=(1,1-0,00222*h)*h;

r_x=(1,1-0,002*h)(h-h_х /0,85).

Зона Б: h₀=0,92*h; r₀=l,5*h;

r_x=l,5(h-h_x/0,85).

Для зоны Б высота одиночного стержневого молниеотвода при известных значениях h_x и h_r может быть определена по формуле:

h=(r_x+l,63h_x)/l,5

Резервуарные парки с ЛВЖ по устройству молниезащиты относятся ко II категории и подлежат защите на всей территории РФ, а молниеотводы предусматриваются с зонами защиты типа Б.

Для отдельных резервуаров, их групп или резервуарного парка за величину S и L следует принимать стороны прямоугольника, в котором могут быть вписаны все резервуары. Величина защитного уровня h_x для резервуарных парков принимается с учётом, а высота зоны взрывоопасности над крышей -5м (h_x=H+5).

Исходные данные:

Рассчитать необходимую высоту одиночного стержневого молниеотвода для защиты резервуара вертикального стального (РВС) ёмкостью 2000м³, L=S=15,18м.,

h_х=15+5=20м..

Расчёт: как, указывалось выше РВС-2000 по устройству молниезащиты, относится ко II категории.

Число возможных воздействий молний по формуле (14):

N=((15,18+6*20)(15.18+6*20)-7,7*20)*4*10^-6 = 0,000465<1

Принимаем зону типа Б и определяем высоту молниеотвода по формуле (15):

h = (8,93+1,63*20)/1,5 = 27,69м

где г_х-радиус зоны защиты на высоте h_х=20м

г_х = 0,5 + ((S+l)² + (L/2)²)^1/2 = 0,5((15,18 +1)² + (15,18/2)²)^1/2=8,93 м

Вывод: необходимая высота молниеотвода 27,69 м /18,19 /.