浅谈接地在LNG接收站的应用

浅谈接地在 LNG 接收站的应用

朱国庆

中石油江苏液化天然气有限公司 江苏 南通 226400

摘要：LNG接收站是储存、转运天然气的场所，供配电系统作为保障LNG接收站正常生产活动的关键系统，其接地保护的安全应用，在确保人身安全、电气系统稳定运行等方面具有十分重要的作用。本文对接地的概念进行了分析，对LNG接收站接地保护作了简要探讨。

关键词：LNG接收站；接地保护；安全

引言

LNG接收站即液化天然气接收站，是指储存液化天然气然后往外输送天然气的装置，LNG接收站因储存介质易燃易爆特点，及其周围环境复杂性，它的安全显得更加关键。雷电、静电、电气设备等均可能因高能量电压电流产生火花进而引起天然气爆炸的危险。接地保护的安全应用是保证电气设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施，本文将详细阐述LNG接收站接地保护措施，以确保其安全生产和运行。

1 接地概述

1.1 接地的概念

接地是在系统、装置或设备的给定点与局部地之间做电连接。在LNG接收站，接地主要是指利用接地线将电力系统及建筑物内的带电设备及不带电设备设施金属外壳等通过接地装置与土壤做电连接，接地装置将电气设备及其它不带电金属设备外壳上可能产生的漏电流、静电荷及雷电电流引入土壤，从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸事故。

接地装置一般指接地线和接地极，其中，埋入大地与大地连接的导体称为接地极，接地极作为与大地土壤密切接触并提供与大地之间电气连接的导体，安全散流雷能量使其泄入大地；接地线是指电力系统或建筑物中的电气装置和设备的接地端与接地极相连接用的金属导电导体。

1.2 接地分类

接地按照其用途分为工作接地和保护接地。

工作接地，主要是电力系统根据系统运行的需要进行的接地，其作用是给配电系统提供一个参考电位并使配电系统正常和安全地运行。在LNG接收站的配电系统中，主要是交流电力系统的中性点接地等。

保护接地包括电气装置保护接地，作业接地，防雷接地，防静电接地，阴极保护接地，其作用是降低电气装置的外漏导电部分在故障时的对地电压或接触电压。保护接地对电气及人身安全十分重要，电气装置的外露导电部分必须做保护接地，并且必须保证保护接地的导通，在PE线上不允许串接开关或熔断器以杜绝PE线开断。

2 LNG接收站接地保护的设置

LNG接收站包括配电变电站，工艺装置及与其配套的公用工程设施。因此，接地保护包括配电变电站的接地保护，高压低压电缆线路的接地保护，工艺设备的静电接地保护、建筑物的防雷接地保护等。

2.1 6/0.4kV配电变电站的接地保护

6/0.4kV配电变电站既是低压配电系统的电源端，也是6kV高压配电系统的负荷端。因此它既有配电变压器低压侧中性点的系统接地，也有电气设备外露导电部分的保护接地。若厂内6kV用电设备较多，6kV网络的配电电缆线路增加，接地故障电容电流就会大幅度增加，会导致6kV电网接地方式的改变。所以在配电变电站的设计中，应将系统接地和保护接地分开设置，使它们在电气上互不影响。同时，为避免同一变电站的外露可导电部分出现不同电位危及人身安全，站内高压和低压配电装置应共用保护接地装置。另外，配电变电站若有信息技术系统，其应与配电系统采用共用接地。因建筑物内各电气系统若单独接地，发生故障时，各电气系统间将出现电位差而引起人被电击的危险。

6/0.4kV配电变电站内为6kV高压电动机供电的中压电气设备，为提高供电的可靠性一般采用中性点不接地系统。6kV不接地系统发生故障时，故障回路电源侧的断路器不必切断电源，只发出故障信号，以便在尽可能短的时间内排除故障，从而避免因在发生异相接地故障导致断路器跳闸而导致的大面积停电。但不接地系统在发生接地故障时，如因各种原因短时间不能排除故障，另外两相非故障相的对地绝缘将长时间承受过电压，为此需提高6kV系统供电元件的对地绝缘水平。

LNG接收站属于爆炸危险场所，为避免电火花的发生，所以其低压系统的接地保护宜采用TN-S系统。TN-S系统，PE线和N线被分为两根线，除不大的对地泄露电流外，PE线基本不通过电流，也不带电位，只是在发生接地故障时通过故障电流，因此电气装置的外露导电部分对地平时几乎不带电位，比较安全。

另外，配电变电站需进行工作接地的设备包括发电机，变压器，电容器组的中性点，电流互感器，电压互感器的二次线圈等。需进行保护接地的包括设备金属外壳，如变压器，电容器，电气设备的金属外壳，电气设备的传动装置，配电柜，控制柜的金属框架，动力配电箱和照明配电箱的金属外壳等。

2.2 工艺装置接地保护

LNG接收站工厂内有易燃性气体、液体的设备，冷凝器，汽化器等工艺设备需要进行有效的接地保护措施。

2.2.1 防静电接地措施

接地是消除静电危害最常见的办法，接地措施可消除导体上的静电。LNG接收站有易燃易爆危险介质，当导体上发生火花放电时，能量集中释放，可由静电放电火花引起爆炸，危及人身安全。因此，在静电危险场所，不仅应将易产生静电的金属部分接地，为了防止感应静电的危险，其它不相连但临近的金属管道等也应接地，并且金属以外的静电导体及亚导体应做间接静电接地保护措施。

在LNG接收站工厂中，以下场所及工艺设备应采取静电接地保护措施：储存、运输液化天然气的金属工艺设备、容器和管道、储罐、槽车、电缆桥架等。

2.2.2 雷电防护接地

LNG接收站因为存储液化天然气，属于易燃易爆危险物品，为防止雷击造成危害，液化天然气存储、气化的储罐、BOG压缩机棚、汽化器等建筑物或设备应装设避雷线、避雷器、接闪器等防雷措施，变电所是整个接收站的动力中心，为保障整个接收站的正常运行，变电所等建筑物也应装设防雷措施。在屋面接闪器的保护范围之外的非金属物体要根据相应的实际情况装设接闪器，并且与作为引下线的柱内钢筋或专设引下线进行可靠联结。

2.3 阴极保护接地

LNG外输管道有很长埋地管道，地下管道在长年运行后，金属便会被土壤等腐蚀，造成整个地下金属管网的损坏，甚至会发生危险事故。LNG接收站大多数建在沿海地区，因环境因素影响，码头及栈桥金属结构等极易腐蚀，为有效保护地下管网及码头栈桥，般采取电化学保护技术防止地下管网及栈桥腐蚀，其中阴极保护是最常用的一种防止腐蚀的保护措施。

3 接地材料的选择及采取降低接地电阻的措施

接地材料的选择应根据有无腐蚀影响，周围土壤的性质，接地材料自身的使用寿命及安全性综合考虑。配电室内一般对接地网要求高，通常采用铜质材料的接地导体，铜质材料接地导体导电能力强，稳定性高，能更好的满足系统需求。在沿海地区，因为海水附近土壤腐蚀性高，所以接地材料需要采取特殊的措施，比如加大截面，接地材料增加防腐涂料等有效提高接地网的接地保护能力。

4 结语：

可靠的接地系统在LNG接收站的电气系统安全方面有至关重要的作用，是保护生产装置、生产设备以及人身生命安全的重要保障措施，应加强接地系统的检查及设置，使其形成一个更加完善的接地保护体系，为接收站安全生产运行提供重要的保障。

参考文献：

1. 工业与民用配电设计手册.中国电力出版社.2016

2. 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范

3. 化工企业静电接地设计规程