氯碱工业电气安全,青岛科技大学李进2009.5.,一、概论,,1.1.1氯碱工业的特点,1.1氯碱工业电气安全的概念、要求,随着国民经济的平稳快速增长,我国氯碱产业也保持着快速发展的态势目前我国氯碱企业有200余家,聚氯乙烯企业100余家近年来,国家相继出台多项政策和法规,将节能减排作为当前宏观调控的重点特别是属“双高一资”的氯碱行业更是首当其冲,税收政策的调整,原材料、电价的不断上涨,环保排放标准的不断提高及强化,行业产能过剩,导致内部竞争加剧、行业门槛的提高等,将使氯碱行业在未来相当长的时间内面临巨大压力目前,离子膜法电解槽逐步向自然循环、复极式、高电流密度、低直流电消耗方向发展普通自然循环复极式的电流密度为3.3kA/m2,生产1t烧碱的直流电耗为2145~2200kW.h;高电流密度(5.5-6.0kA/m2)自然循环复极式电解槽生产1t烧碱的直流电耗为2110-2150kW.h而低电耗、高电流密度、高碱浓度、零极距离子膜电解槽的开发和利用,将进一步发挥离子膜法烧碱工艺的优势,直流电耗比普通高电流密度电解槽下降近100kW.h/t随着科技的进步,新的氯碱技术层出不穷,世界各国专家学者都在积极研发电解节能新技术,如SPE(固体聚合物电解法)电解技术、熔融食盐电解法、氧(空气)阴极电解法、光解食盐水法等。
其中,氧(空气)阴极电解法有望近年工业化,将其与离子膜电解槽相结合,可进一步降低电耗30%由于氯碱生产中要大量的使用电力,而生产原料又是易于导电的食盐水,因此对供电的安全必须充分重视氯碱企业的触电事故比较多,这与氯碱行业用电量大有关氯碱行业电气设备多、高低压并存、交直流并存、电流密度大、裸导电铜排多且距地面近,人易接触到这些是氯碱企业易发生触电事故的条件,因此防止发生触电事故是氯碱厂应特别予以重视的一)氯碱工业电气事故的分析,,人数及比例,事故类别统计表,从事故类型分析表来看,氯碱工业中触电事故所造成的人员伤亡人数仅次于化学爆炸,高居第二位二)事故发生的原因分析,表1-3按事故原因统计表,在11类事故原因中,因违反操作规程造成的事故起数占34.88%,死亡人数占39.74%,表1-3按事故原因统计表,按国家统一分类,事故发生的原因归为11种把氯碱行业发生的事故按这11类统计分析见表1-3从表中看出,违章违纪造成的事故最多(368起),占第一位(34.88%);培训教育不够而不懂操作技术,对现场缺乏检查而不能及时发现问题,都是管理上的因素造成的,管理上的因素造成的事故占绝大多数因此,加强企业管理,对工人进行有针对性的教育,纠正各种违章违纪现象,是各企业安全管理第一位的任务。
无论企业转变制度的快与慢,加强企业管理是永恒的主题安全管理是企业管理主要内容之一,属重要的基础管理只有把基础工作搞扎实,才能使企业安全工作有条不紊三)触电事故的预防,触电事故是不属化工行业特点的事故,但在氯碱行业有其特殊性氯碱行业是耗电大户,各种电气设备多、高低压并存、大电流、裸铜排多等特点是发生触电事故多的重要原因但这不等于必然会发生触电事故,只要加强管理是完全可以预防的发生触电事故的有电工,也有操作工、检修工等电工虽然接触电气多,但有完善的规章制度做保障,应该是安全的电工触电往往与违章有关,因此教育电工遵章守纪是最好的安全措施当然也不能忽视一些电气设备质量差、绝缘不好而造成的触电这就要把住设备采购关和检修后的验收关,要保证采购进的设备质量必须合格,要保证检修后的电气设备符合要求非电工触电占的比例比电工大这主要是因为非电工使用电气设备多,而电气安全知识比电工少也有因电气设备漏电而造成非电工触电的要防止发生非电工触电一、要强调非电工不要干电工活,如接线、检修安装电器设备等都必须由电工去做,不要以为接线等简单就自己动手;,防止非电工触电,,二、要强调移动电器设备要安装触电保安器,如手动砂轮、移动式皮带输送机等安装触电保安器是十分必要的,河南某厂曾发生过移动皮带输送机时6人触电,其中3人死亡的事故,这起事故说明安装触电保安器的重要性;,三、要强调加强对临时线的管理,临时线不能永久性使用,需长时间使用的线路必须按正规架设。
临时线外边没有穿线管保护,绝缘层极易受到破坏而漏电,因此只能一用一接,且注意线的走向要合理,不易受到损坏2008年1月,山东省安监局组织济宁中银电化有限公司等单位,制订了《山东省氯碱安全生产技术规范(试行)》其中,与供电安全有关的内容如下:,1.1.2氯碱工业电气安全的要求,第二节电解工序,第一百零三条电槽在运行期间要均衡供电,并控制氯气、氢气压力稳定第一百零八条经常检查和及时消除电槽和与电槽连接管线的泄漏源,避免因泄漏造成绝缘不良而发生接地或短路现象第一百一十条电槽运行期间,作业人员必须穿着绝缘鞋,并禁止“一手接触电槽,一手触及其他接地构件”的行为第一百一十二条电解厂房内应设置氢气、氯气检测报警仪,按规定进行计量检定和定期校验,确保仪表保持完好状态第一百一十三条电解直流电回路两端应设置对地电压测量仪表对地电压偏差应小于端电压的10%,但绝对偏差应小于35V第一百一十四条电解系统的氢气总管应装设压力密封槽(安全水封),在非正常状态下能确保自动排放氢气放空管宜设置两路管线,当一路放空管遭雷击着火时,能切换到另一路放空管道放空氢气放空管必须设置阻火器凡条件允许,放空管道可与蒸汽或惰性气体管道连接。
第一百一十五条电解厂房、氢气处理装置、氢气放空管道,必须采取可靠的防雷电保护措施,并定期检验第一百二十四条电解槽精制盐水、淡盐水和盐酸加入管道以及精制盐水、淡盐水和盐酸总管应当设置防泄漏、防直流电回路接地的声光报警装置和防腐蚀电极第一百二十六条电解系统的阴、阳极液循环泵和盐水供给泵必须配置两路动力电源,并能相互切换第一百二十七条电解厂房内电气设备(包括行车)、照明灯具的设计应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058)的规定第一百二十八条检修电解槽用行车吊钩(或吊具)与电解槽接触的部位必须设置电气绝缘件,以防止电解直流电回路接地而烧坏电解槽等设备第一百二十九条禁止将长度能导致相邻两电槽间搭桥或引起电槽接地的金属丝、棒和物件带入电槽区域电槽支架和导电母排附近的金属件应当实施绝缘,防止作业时发生短路导电母排区域宜设置安全隔离护栏第三节整流工序,第一百三十九条变电所中的变压器在下列情况之一时,应采用有载调压变压器:1.35KV以上电压的变电所中的降压变压器,直接向35KV、10(6)KV电网送电时2.35KV降压变电所的主变压器,在电压偏差不能满足要求时第一百四十条控制各类非线性用电设备所产生的谐波引起的电网电压正弦波形畸变率,宜采取下列措施:对大功率静止整流器,采取下列措施:1.提高整流变压器二次侧的相数和增加整流器的整流脉冲数。
2.多台相数相同的整流装置,使整流变压器的二次侧有适当的相角差3.按谐波次数装设分流滤波器第一百四十一条在控制室、屋内配电装置室、蓄电池室及屋内主要通道等处,应装设事故照明第一百四十二条电缆外护层应根据敷设方式和环境条件选择直埋电缆应采用铠装并有黄麻、聚乙烯或聚氯乙烯外护层的电缆在电缆隧道、电缆沟内以及沿墙壁或楼板下敷设的电缆,不应有黄麻外护层第一百四十三条变电所应根据容量大小及其重要性,对主变压器等各种带油电气设备及建筑物,配备适当数量的手提式及推车式化学灭火器第一百四十四条电气设备必须保证基本绝缘发生故障或出现电弧时,故障接触电压不产生危害电气设备必须有接地保护,或者双重绝缘结构,或安全特低电压供电的防护措施双重绝缘结构和安全特低电压供电的防护措施中不允许有保护接地装置所有由于工作电压、故障电流、泄漏电流或类似作用而会发生危害的部位,必须留有足够的电气间隙和爬电距离第四节电气安全,第二百六十三条架空电力线路的敷设,不应跨越用可燃材料建造的屋顶及生产火灾危险性属于甲、乙类的建筑物、构筑物以及甲、乙、丙类液体和可燃气体贮罐区其布置尚应符合现行国家标准《工业与民用35千伏及以下架空电力线路设计规范》(GBJ61-83)的规定。
第二百六十四条引入厂区内的35kV以上的高压线,应经技术经济比较后确定架设方式如采用高架架空形式时,应减少高压线在厂区内的长度,并应沿厂区边缘布置第二百六十五条有爆炸性气体潜在释放源的危险场所应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间,进行爆炸性气体环境危险区域划分第二百六十六条爆炸危险场所区域的划分应按照释放源级别和通风条件确定,并应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)第2.2.5条的规定第二百六十七条易燃物质重于空气,释放源在封闭建筑物内,通风不良且为第二级释放源的主要生产装置区,其爆炸危险区域的范围划分,宜符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)第2.3.4条的规定本规范所指的可燃气体释放源即可能释放出形成爆炸性混合物的物质所在的位置或点本规范所指的有毒气体释放源即可释放出对人体健康产生危害的物质所在的位置或点可燃气体释放源根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规定,释放源应按易燃物质的释放频繁程度和持续时间长短分级其分为连续释放源、第一级释放源、第二级释放源、多级释放源第一级释放源:预计在正常运转时周期或偶然释放的释放源。
类似下列情况的,可划为第一级释放源:1在正常运行时,会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处;2在正常运行时会向空间释放易燃物质,安装在贮有易燃液体的容器上的排水系统;3在正常运行时会向空间释放易燃物质的取样点第二级释放源,预计在正常情况下不会释放,即使释放也仅是偶尔短时释放源类似下列情况的,可划为第二级释放源:1在正常运行时不可能出现释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处;2在正常运行时不能释放易燃物质的法兰等连接件;3在正常运行时不能向空间释放易燃物质的安全阀,排气孔和其它开口处;4在正常运行时不能向空间释放易燃物质的取样点第二百六十九条铠装电缆引入电气设备时,其接地或接零芯线应与设备内接地螺栓连接;钢带及金属外壳应与设备外接地螺栓连接第二百七十条根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求,应选择相应的电气设备第二百六十八条爆炸危险环境内的电气设备与接地线的连接,宜采用多股软绞线,其铜线最小截面面积不得小于4mm2,易受机械损伤的部位应装设保护管第二百七十一条选用的防爆电气设备的级别和组别,不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别当存在有两种以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物时,应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。
第二百七十二条爆炸危险区域内的电气设备,应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求第二百七十三条正常不带电而事故时可能带电的配电装置及电气设备外露可导电部分,均应设计可靠接地装置第二百七十四条移动式电气设备应采用漏电保护装置第二百七十五条电气装置的下列金属部分均应接地或与PEN线相接:1.电机、变压器、电器、手携式或移动式用电器具等的金属底座和外壳2.电气设备的传动装置3.屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门4.配电、控制、保护用的屏(柜、箱)及操作台等的金属框架和底座PE线俗称保护接地线,英文为ProtectiveEarthingLine,PE线取其前两单词的开头字母;N线称中性线取其NeutralLine第一个字母;PEN线既有PE线功能又有N线功能者为PEN线按GB50054-1995《低压配电设计规范》,PE线的定义为:为防电击,用来与下列任何一部分作电气连接的导线:外露可导电部分;装置外可导电部分;总接地线或总等电位联结端子;接地极;电源接地点或人工接地点。
N线的定义为:与电源的中性点连接,并能传输电能的导体5.交(直)流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层、可触及的电缆金属保护管和穿线的钢管6.电缆桥架、支架和井架7.装有避雷线的电力线路杆塔8.装在配电线路杆下的电力设备9.封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分10.六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体11.电热设备的金属外壳第二百七十六条不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆金属护层作接地线第二百七十七条接地干线应在不同的两点及以上与接地网相连自然接地体应在不同的两点及以上与接地干线或接地网相连接第二百七十八条每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地干线相连接,不得在一个接地线中串接几个需要接地的电气装置第二百八十条接地装置由多个分接地装置部分组成时,应按设计要求设置便于分开的断接卡自然接地体与人工接地体连接处应有便于分断的断接卡断接卡应有保护措施第二百七十九条明敷接地线的表面应涂以用15~100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹在接地线引向建筑物的入口处和在检修用临时接地点处,均应刷白色底漆并标以黑色记号,其代号为“”(接地)第二百八十一条接地体(线)的连接应采用焊接,焊接必须牢固无虚焊。
接至电气设备上的接地线,应用镀锌螺栓连接;有色金属接地线不能采用焊接时,可用螺栓连接第二百八十二条手携式电气设备应用专用芯线接地,严禁利用其他用电设备的PEN线接地;PEN线和接地线应分别与接地装置相连接第二百八十三条由固定的电源或由移动式发电设备供电的移动式机械的金属外壳或底座,应和这些供电电源的接地装置有金属的连接;在中性点不接地的电网中,可在移动式机械附近装设接地装置,以代替敷设接地线,并应首先利用附近的自然接地体第五节防静电,第二百八十四条生产装置在防爆区域内的所有金属设备、管道、储罐等都必须设计静电接地非导体设备、管道、储罐等应设计间接接地,或采用静电屏蔽方法,屏蔽体必须可靠接地第二百八十五条具有火灾爆炸危险的场所、静电对产品质量有影响的生产过程,以及静电危害人身安全的作业区,所有的金属用具及门窗零部件、移动式金属车辆、梯子等均应设计接地第二百八十六条对可能产生静电危害的工作场所,应配置个人防静电防护用品重点防火、防爆作业区的入口处,应设计人体导除静电装置当前,各行各业对电力的依赖性日益增加,工、企业电力安全十分重要工企业的电力安全主要体现在供电安全、用电安全和安全防护(静电防护、雷电防护)三个方面。
工厂供电,就是指工厂所需电能的供应和分配,也称工厂配电工厂供电工作要很好的为工业生产服务,切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,就必须达到以下基本要求:,第2章总变电工段安全技术,①安全在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故②可靠应满足用户对供电可靠性的要求③优质应满足用户对电压和频率等供电质量的要求④经济供电系统的投资要小,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量工厂供电系统概况由发电厂的电气设备、不同电压的电力网和电力用户的用电设备所组成的一个发电、变电、输电、配电和用电的整体,称为电力系统图1-1,一、本工段任务氯碱企业总变电是企业动力的枢纽总变电工段占有特殊而重要的地位它担负着受电、变电和配电任务,把电网送来的较高电源电压(例35KV)变换成适合于甩电设备的几种电压,然后分别送到区域变电所或车间变电站总变电工段不间断地按时、按量、按质供电,从而保证企业均衡地、连续地、有节奏地生产为此,要求总变电工段完成以下任务:,1、硅整流装置输送的直流电应满足电解槽的生产需要;2、将动力电源输送给各变配电所,满足全厂各部门的用电需要;3、为了企业的安全生产,供电系统无论是正常运行或发生事故时,备用电源应保证其连续供电;4、当氯压缩机突因故障停车时,气联锁装置应能立即切断整流装置输出的直流电源,防止氯气外泄。
二、氯碱工业供电系统简述1整流系统进线电源35KV高压电送到隔离开关上,经过油断路器将35KV电源输送到整流变压器,通过整流变压器降压到系统所需的电压将此电压输送到整流器,利用硅二极管的半导体单向导电特性,把交流电变为脉动直流电通过直流闸刀把脉动直流电送入电解槽(见图2-1)图2-1整流系统供电单线图1隔离开关;2油断路器;3整流变压器;4整流器;5直流闸刀,2全厂动力系统进线35KV电源送到隔离开关,经过油断路器送到电力变压器,把35KV电压降至6KV,经高压配电柜把6KV电压分别送至全厂各变配电所,作为全厂动力、照明设备的电源(见图2-2),图2-2动力电供电单线图1隔离开关;2油断路器;3电力变压器;4隔离开关5断路器6电缆,3备用电系统进线10KV电源经过负荷开关送至电力变压器,经电力变压器将其降至400V,分别送到变配电所及车间当常用电停电时它则作为动力设备、照明没备及全厂检修电源见图2-3图2-3备用电供电单线图1负荷开关;2电力变压器;3隔离开关;4空气开关,三、主要设备及作用,1高压隔离开关(符号为QS)隔离开关的主要用途是断开无负荷的电路,并造成可见的空间间隙,保证检修工作。
隔离开关没有专门的灭弧结构,不能用来切断负荷电流和短路电流,因此,隔离开关必须与断路器配合使用,只有在断路器断开后,才能对隔离开关进行分、合操作隔离开关当然也有一定的自然灭弧能力,可按制造厂规定范围单独进行某些空载操作,如拉、合空载小变压器以及空载架空线路和电缆线路2高压负荷开关(符号为QL)高压负荷开关是用来接通和切断负载电流的高压开关,具有明显开断点,保证检修工作的安全但其灭弧能力不足以切断短路电流,因此要与高压熔断器配合使用由高压熔断器切断短路电流,通常用于小功率配电装置,其规格不超过10kv、400A3高压油断路器高压油断路器是变配电所主要的电力控制设备当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护器配合,能迅速切除故障电流,以防止扩大事故范围因此,高压油断路器的工作,直接影响到供电的安全运行,它广泛应用于高压配电系统中,也是供配电系统中最重要的控制电气设备4变压器变压器电力系统是最重要的电气设备之一,是一种变换交流电压的设备为了输电、供电、用电的需要就得用变压器把同一交流电压变换成各种不同等级的电压,以满足不同需要变压器除了用于改变电压之外,还可以用来改变电流(如整流变压器),改变相位(如利用变压器线卷的联接方法来改变变压器的极性或组别)等等。
5硅整流器氯碱企业硅整流器的作用是将交流电源变换成电解装置所需的直流电源硅整流器由许多硅元件组装成三个以上整流臂,每个硅元件串接快速熔丝,作为硅元件的主要保护器件,同时也作为故障支路的隔离器件四、设备巡视检查(一)变压器正常巡视检查项目1检查变压器油枕内和充油套管内的油色和油面的高度应正常,其外壳无渗、漏现象,瓦斯继电器内无气体2检查变压器套管的清洁,无破损、放电痕迹及其它现象3检查变压器声音有无异常及变化4检查变压器的上层油温(一般不高于#$%),并做好记录,其油位高、低应符合标准线5检查防爆管隔膜的完整,玻璃上面无油6检查散热器风扇是否有不正常响声或停转现象,各散热的阀门应全部开启7检查呼吸器内的硅胶是否已吸潮至饱和状态8检查外壳接地是否良好,接地线应无断裂和锈蚀现象引线接头、电缆、母线应无发热征象9对用水冷却变压器油的应检查油冷却器内油压是否大于水压;从旋塞放水检查应无油迹,冷却水池中不应有油二)变压器特殊检查项目1大风时检查变压器高压引线接头有无松动,变压器顶盖及周围有无杂物可能吹上设备2雾天、阴雨天应检查套管、瓷瓶有无电晕、闪络、放电现象3雷雨、暴雨后应检查套管、瓷瓶有无闪络放电痕迹,避雷器及保护间隙的动作情况。
4下雪天应检查套管积雪是否溶化,并检查其溶化速度5夜间应检查套管引线接头有无发红、发热现象6大修及新安装的变压器投运几小时,即应检查散热器排管的散热情况7天气突然变化趋冷时应检查油面下降情况8变压器在瓦斯继电器发出信号时检查瓦斯气等三)断路器巡视检查项目1检查油面是否在油位监督线之间,油色是否正常,接点示温片是否熔化,外壳是否漏油(少油断路器要求不渗油)2检查套管、拉杆瓷瓶、支持瓷瓶等瓷质部分是否脏污,有无破损裂纹及闪络痕迹3检查油箱内部有无“吱吱”的放电声4检查操作机构是否完整,有无锈蚀5检查多油断路器的外壳接地是否良好(少油断路器应检查支架接地情况)6少油断路器操作后,应检查软铜片有无断裂情况四)隔离开关、母线巡视检查项目,1检查三相隔离开关每相接触是否紧密,有无弯曲及烧损现象2检查隔离开关、母线的套管及支持绝缘子是否清洁,有无裂纹及放电声3检查所有联结点的示温片是否熔化,特别是铜铝接头应严格检查在高峰负荷期间或对接点有怀疑时,应进行温度测量4检查母线连接处有无松动、脱落现象5检查接地线是否良好6检查隔离开关的传动机构是否正常五)仪用互感器巡视检查项目1检查油位、油色是否正常2检查油浸式互感器外壳是否渗油、浸油,是否清洁。
3检查接点示温片是否熔化,接点是否变色4检查套管和支持绝缘子是否清洁,有无裂纹及放电六)电缆巡视检查项目1检查电缆终端头是否有油剂渗出2检查接点示温片是否熔化,接头是否变色3检查套管和支持绝缘子是否清洁,有无裂纹及放电声七)控制、保护屏检查项目1检查各表针指示是否正确,有否过负荷、超温的现象,电压是否符合规定的要求2检查监视灯指示是否正确3检查光字牌是否良好4检查继电器盖子及封印是否完整、良好5信号继电器是否掉牌6检查信号灯、警铃是否良好7检查继电器运行是否有异常现象八)硅整流器巡视检查项目1检查整流柜风机声音是否正常2检查硅元件冷却水的压力、温度是否正常水管有否漏水3检查硅元件外壳连线应无发热变色现象4检查母线及接头处应无发热变色现象,各种控制小线接头良好,无断裂现象5检查硅整流柜内瓷瓶、支架无碎裂损缺现象6检查电阻器、电容器是否正常、完好,接线应无断裂现象7检查熔断器熔断指示是否正常,应无发热现象8检查接地线应良好无损2.2本工段生产特点、常见事故及预防,一、生产特点氯碱厂的基本生产工艺是在食盐溶液中通入几万安培或者更大的直流电流进行连续性的电解生产因此和其它行业相比,其电气系统具有易燃易爆危险性大,电气设备易腐蚀和受潮,生产环境易触电,某个环节电气设备的损坏将导致全厂生产系统的停车,突然断电会引起氯气外泄而造成人员中毒伤亡等特点。
从而更要求氯碱厂的人员要严格遵守电气安全工作规程,在提高人员素质,设计选型、安装,设备管理、维修时都要有严格保全措施,要全面全方位的加强科学管理,对电气事故要从根本上进行综合预防,以达到降低乃至杜绝事故发生的目的总变电工段的特点是高低压电并存高压电器,交直流并存大电流,输电线裸露多,其能量的生产和消费不仅在时间上是一致,而且数量上也是相等的,根本不可能有能量贮存,显示了它的连续性因此必须保证供电设备有高度的可靠性和安全性,并把它的安全可靠置于首位二、安全操作要点(一)安全技术措施在全部停电或部分停电的电气设备上工作,必须完成下列安全技术措施1停电将工作范围的各方面电源断开,而且各方面至少有一个明显的断开点,使工作人员处在停电设备的范围内工作,并与带电部分保持规定的安全距离为防止反送电源,应将与停电设备有关的变压器和互感器从高、低两侧断开2验电对拟施工或检修设备的进出线两侧各相进行验电,确认设备无电3装设接地线对于可能送电至停电设备的各方面或停电设备可能产生感应电压的各部位,都应装设接地线,并应装设在距工作地点看得见的地方4悬挂标示牌和装设临时遮栏根据现场工作的实际情况,确定应挂的标示牌种类,并认真执行工作票上规定的悬挂地点和拆除手续。
二)安全组织措施1工作票制度2工作许可制度3工作监护制度4工作间断、转移和终结制度各级运行人员对工作票要认真做好审核、许可、间断、转移、验收、终结各个环节工作,严禁不验电接地的违章作业三)报警联锁1为了防止整流器中整流桥臂部分快熔、硅元件损坏而使其它硅元件过负荷,设置了报警以及停车联锁变压器瓦斯整流器中硅元件冷却水压力、温度以及各类控制电源故障均装设了报警装置2当氯压缩机纳氏泵突然或故障停车时,电气联锁装置应立即切断整流装置所输出的直流电流并报警,防止氯气外泄四)注意负载的变化和温度1密切注意各整流机组的输出负荷,防止线路和整流机组的过负荷2变压器有载开关调压时,应密切注意电压和电流的变化,如发现变换一级而电流和电压都没有变化,就不能继续进行变换,以防止严重故障的发生3电气设备的电线、电焊接头温度应不大于70℃五)总变电工段(整流变电所)的常规操作在整流所内,当电气设备由一种状态转换到另一种状态,或改变系统的运行方式时,需要拉开或合上一些断路器和隔离开关,这就是变电所的倒闸操作1倒闸操作倒闸操作分为正常倒闸操作和事故倒闸操作两种类型正常倒闸操作是预先填写操作工作票,由监护人高声读操作顺序,操作人员逐条进行操作。
由于有预先准备好的操作票为依据,只要认真按照操作步骤去做,一般是不容易发生误操作的工作票是准许在电气设备或线路上工作的书面命令,是明确安全职责、向作业人员进行安全交底、履行工作许可手续、实施安全技术措施的书面依据,是工作间断、转移和终结的手续因此,在电气设备或线路上工作时,应按要求认真使用工作票或按命令执行所谓工作票和操作票制度,是指进行全部停电、部分停电或带电作业时,根据不同任务、不同设备条件,填写工作票和操作票,由操作人和监护人按操作票进行唱票操作,最后对工作票结果进行验收和注销事故倒闸操作情况就不同了,若整流所发生短路故障时,首要的问题是抢时间处理故障,避免故障进一步扩大比如变压器内部故障,继电保护拒绝动作,需要手动尽快断开变压器故在这种情况下,填写操作票是不可能的,往往仅是几秒钟或几十秒钟的时间,故障就会扩展到难以想象的严重程度这时应由整流所的负责人或值班长口头发出命令,进行事故倒闸操作如果说发命令的人对故障的性质没有弄清楚,对整流所的主接线、二次接线及电气设备的联锁关系没有深入了解,就有可能发出错误的命令,扩大事故同样,具体操作人员如果对一次系统和二次接线不熟悉,在事故倒闸操作的紧张时刻,也可能在执行正确命令的时候出现误操作,其结果照样是扩大了故障范围。
无论是正常操作还是事故倒闸操作,都存在误操作的可能性,而事故操作的误操作机会更多一些在整流所可能出现的误操作情况有:(1)运行人员在操作前,由于未检查断路器是否在断开位置,造成带负荷拉隔离开关事故;(2)在检修电气设备完毕,由于忘记拆除临时接地线就送电,即造成带地线合闸事故;(3)由于在户外(或户内)配电装置内跑错间隔位置,误跳断路器或误拉隔离开关造成事故;(4)由于短路电流很大,不正确的强送引起断路器爆炸事故等误操作的结果,轻则使电气设备损坏或对用户停电,重则危及人身安全及造成大面积停电,给国民经济带来重大损失总之,发生误操作,危害非常大,则必须采取有效措施加以防止其具体措施包括组织措施和技术措施两个方面组织措施是指认真执行操作票和监护制度在1KV以上的电气设备上进行倒闸操作时,必须一人监护,一人操作技术措施是在断路器和隔离开关之间设电气闭锁回路这些闭锁回路主要有:1断路器在未断开前,隔离开关拉不开,以防带负荷拉刀闸2在断路器接通后,隔离开关合不上,以防带负荷合闸3线路隔离开关与接地刀闸之间设闭锁,其闭锁条件是它们之间不能同时操作,即接地刀闸合上的时候不能合隔离开关,或隔离开关合上的时候不能操作接地刀闸。
2倒闸操作的原则(1)在拉合闸时,只能用断路器接通或切断负荷电流严禁用隔离开关接通或切断负荷电流2)隔离刀闸合闸时,应先从电源侧进行,先合上母线侧隔离开关,后合负荷侧隔离开关,最后合上断路器3)拉闸与合闸时的顺序正好相反,应先从负荷侧进行,首先跳开断路器,第二步拉开负荷侧隔离开关,最后再拉开电源侧隔离开关4)用隔离开关进行的主要操作有:①拉开或合上没有故障的电压互感器和避雷器;②拉开或合上没有故障母线和直接连在母线设备上的电容电流;③拉开或或合上变压器中性点的接地开关;④拉开或合上励磁电流不超过2A的空载变压器或电容电流小于5A的空载长线3操作断路器和隔离开关的正确方法(1)操作断路器的正确方法在主控室操作断路器时,旋转断路器的控制开关把手,不得用力太猛,用力一定要适度,否则易将把手柠断操作完毕后也不能返回太快,防止断路器合闸后又跳闸,同时要监视合闸电源的电流变化2)操作隔离开关的正确方法:手动拉合隔离开关必须迅速果断,但在合到底时,不能用力太猛,防止合过头损坏支持瓷瓶隔离开关一经操作,不得再拉开如果发现合错了隔离开关,也只能合到底,再靠断路器切断这个回路,之后才允许把误合的隔离开关拉开。
如果带负荷拉隔离开关,则后果严重,损失更大手动拉开隔离开关时,应缓慢而谨慎,当刀片刚离开刀嘴时,如果产生弧光,应立即合上,停止操作,检查原因后再进行操作三、常见事故及预防,(一)电力变压器及其配件的常见故障表2-1列出了电力变压器及其配件的常见事故、原因分析及检查方法表2-1电力变压器及配件的常见故障及检查方法,(二)整流变压器的异常情况及事故处理1整流变压器油箱内有强烈而不均匀的噪音和放电声这可能是由于整流变压器铁芯的穿心螺栓夹得不紧,造成硅钢片之间振动或是变压器线圈引出线对外壳闪络放电,或是铁芯接地线断线,造成铁芯外壳感应而产生电压放电等等当出现上述现象时,如有条件应把变压器停下来进行检查和处理(因为局部放电电弧会损坏变压器的绝缘,使变压器内部故障进一步扩大)如果负荷很重要,又没有备用变压器投入,则应加强检查和巡视,及时向电力调度报告变压器的异常情况,作好把变压器断路器跳闸的准备,以防在情况进一步恶化时能立即切除变压器2整流变压器油枕或防爆管喷油这说明整流变压器内部已有严重损伤,喷油使油面急速下降,这时整流变压器的重瓦斯应该动作,断路器跳闸如果瓦斯保护因故没有动作,而油面已低于整流变压器顶盖时,应迅速手动切除变压器,防止事故进一步扩大,3整流变压器在正常负荷情况下油温不断升高。
这个现象说明变压器内部有故障,可能是线圈匝间短路或铁芯局部过热铁芯局部过热是由涡流引起或夹紧铁芯用的穿心螺栓绝缘损坏造成涡流会使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏、铁损增大、油温升高,致使油的温度逐渐达到着火点,造成故障范围内的铁芯过热、熔化,甚至熔焊在一起这时,应立即使整流变压器的电源侧断路器跳闸,避免变压器爆炸或火灾事故也有可能由于整流柜中有一整流臂断而造成整流变压器负载不平衡运行,造成整流变压器局部过热,应停机检查4在整流变压器的引出套管上有大的裂纹,表面有放电及电弧的闪络痕迹这时,由于表面膨胀不均,可能引起套管爆炸事故5整流变压器的有载开关故障整流变压器在运行的过程中,由于过渡电阻烧坏,选择开关绝缘杆三相短路,以及有载开关相间短路等等,都会造成重瓦斯动作、喷油、断路器跳闸如发现喷油不跳闸,则立即停运,有载开关吊芯检查待完好后,才能送电以上五种类型的故障发生在整流变压器内部或整流变压器本体上,均称为整流变压器内部故障当整流变压器发生内部故障时,由于存在短路电流或瓦斯气体的急剧变化,整流变压器的继电保护装置应该动作,断路器跳闸如果继电保护拒绝动作,应立即手动操作切除整流变压器,然后再检修整流变压器和检查继电保护拒动原因。
以下三种为发生在整流变压器外的故障1当整流变压器在用有载开关作升降电流而发生连号时,则必须立即断开“调档电源开关”,以防止由于连号使本台机组发生过负荷或影响其它台整流机组过负荷2当整流机组冷却水系统故障时(进气、跑水、泵系统故障)则根据具体情况,可以降电流、部分停机或全停处理3为了保证整流机组的正常运行,必须按规程对整流变压器、油开关、套管等高压电气设备进行常规绝保试验及其继保试验,并对其变压器油进行气相色谱分析有载调压变压器,(七)电气事故的综合预防和安全技术要点氯碱厂的电气系统和其它行业相比,具有易燃、易爆,危险性大,设备容易受潮和腐蚀,生产环境容易触电,某个环节电气设备的损坏将导致全厂生产的混乱,突然断电很易引起化工系统设备爆炸等特点这些特点决定了氯碱厂电气安全工作的复杂性和事故的多发性要求氯碱厂按电气安全工作的客观规律,在提高人员素质、设计选型、安装、设备管理、维修、严格保安措施等方面,全方位的加强科学管理,对电气事故从根本上进行综合预防,以达到大幅度的降低以至杜绝事故发生的目的1电气事故的种类和危害从安全角度看,电气事故包括人身触电事故、设备事故、电气引起的火灾爆炸事故、雷电事故以及静电事故等5类。
电气设备事故不但会损坏设备本身,而且会影响生产的正常进行,有时也会伤人和起火爆炸因此,防止设备事故也是电气安全工作的重要任务2人身触电事故的技术预防触电事故是电气事故中最为常见的一种,应作为预防的重点人体直接触及带电体而有一定量的微小电流流过人体时,或因距高电压过近,在带电体与人体之间发生击穿放电,使人肌肉抽搐这就叫电击被电击的人,如果不能立即脱离电源,电流会伤害人体的神经中枢,最后引起呼吸困难,心脏麻痹,以致死亡除电击外,人体触及带电体或离电弧过近,人的表皮还会发生灼伤、电烙印或皮肤金属化影响伤害程度的因素比较多主要有电流的种类、频率、大小和电流通过人体的途径,触电时间的长短,人体电阻的高低,人的健康情况和精神状态等触电事故的类型有单相触电,两相触电和跨步电压触电等预防触电事故的发生和减少触电危害程度的技术措施主要有绝缘、屏护、间隔、接地接零、安全电压、安装触电保安器、触电急救等现根据电气多发事故所暴露出的主要问题,对接零接地、触电保安器、电工作业安全技术、非固定电气设备安全技术、触电急救等作重点介绍1)接零接地接零、接地是防止电气设备意外带电而造成事故的基本安全措施之一,必须认真做好。
图2-4中性点接地系统中设备无接零保护时的人身触电,图2-4中性点接地系统中设备无接零保护时的人身触电,①保护接零(简称接零)在通常采用的380/220V三相四线制,变压器中心点直接接地的系统中,普遍采用保护接零作为防触电的技术措施所谓保护接零,就是把电气设备在正常情况下不带电的金属外壳与电网的零线紧密地连接起来不这样做就会有很大危险当有一相带电体碰连设备金属外壳,若外壳没有接零或接地,就会呈现对地220V的电压假如此时有人触及,事故电流就会由带电壳体→人体→大地→变压器的工作接地装置→变压器的中性点而构成回路,如图2-4所示其电流的大小,一般有200mA以上,足以使人致命假如我们对这台电气设备采用保护接零,情况就不一样了此时,若一相带电部分碰连外壳,则通过设备外壳形成了相线对零线的短路这个较大的短路电流能使这台设备的电气保护装置迅速动作使这台故障设备脱离电源即使此时有人触及设备,也不会受到任何伤害因此,凡因电气设备绝缘损坏而可能呈现对地电压的金属部分,均应采取保护安全措施,即在三相四线制回路中,如电机的外壳、与电器相联的金属构架与机器、穿有电线的金属管、电缆的金属外皮等必须接零②保护接地(简称接地)。
在没有中性线的不接地系统中,为了保证安全,可以采取保护接地的办法所谓保护接地,就是把电气设备在正常情况下不带电的金属部分,用接地装置与大地很好的连接起来不这样做也是危险的如图2-5所示,当有一相带电体碰连设备金属外壳,而外壳没有接地(此种系统无零线可接)时,设备外壳将对地呈现危险电压此时若有人触及,则将有一故障电流经设备外壳→人体→大地,再经大地与相线间的分布电容和绝缘的泄漏电阻而与未碰壳的另外两相构成回路,这对人是致命的图2-5中性点不接地系统中设备未装保护接地时的人身触电,假如把这台电气设备的外壳用接地装置与大地很好的连接起来若此时A相碰壳,则来自A相的电流就经过设备外壳→电机的接地装置→大地,再由大地经分布电容与泄漏电阻而与B、C两相构成回路如果电网不太大,这个电流是不大的,设备外壳电压也在安全电压范围内若此时有人触及此故障设备,就形成了人与接地装置的并联回路由于人的电阻比接地装置的电阻大得多,入地电流的绝大部分不经过人体,一般来说对人没有什么危险当然,并不是说在没有中性线的不接地系统中,单相碰壳接地就没有什么危险了需知,当一相接地时,另外两相的对地电压将升高1.732倍,对人、设备的安全威胁增大了。
假如电网很大,或者在高压系统中,漏电设备的外壳同样要出现不安全电压所以这种系统必须加装单相接地监视装置,在低压系统中还应加装漏电保安器③工作接地工作接地是为了保证电气设备在正常和发生事故情况下可靠地工作而进行的接地需要采取工作接地的地方有变压器、发电机和静电电容器组的中性点,电流互感器和电压互感器的二次线圈,避雷器的底盘和避雷针等④重复接地所谓重复接地,就是在零线的一处或多处,用一接地装置将零线与大地重复相连在保护接零系统中,重复接地是必要的重复接地的好处是防止零线断裂,并更进一步降低零线所呈现的对地电压需要重复接地的地方有:户外架空线路的终端;超过200m的架空分支线的分支处;作为零线的低压电缆的金属(铅或铝)外皮;架空线每隔一公里的地方;高低压同杆架设,共同敷设段的两端,进户线入口附近;车间周边长超过400M者,每200M应有一处重复接地车间内可以采用环形重复接地的方式⑤接零接地的技术要求接地接零线的截面应按各相最大允许持续负荷电流来确定,接地接零线的载流量一般不应小于相线载流量的50%,个别大电流电气设备的接地接零支线的载流量不应小于相线载流量的1/3为了保证必要的机械强度和防腐的需要,接地接零线的最小截面应符合有关电气规程要求。
接地装置的接地电阻,在一年内的任何期间都应符合有关规定:电压1000V以下的装置,保护接地及工作接地的接地电阻不大于4Ω;零线的重复接地电阻不大于100;电压1000V以上的大接地短路电流装置,保护接地电阻不大于0.5Ω,小接地短路电流装置的保护接地电阻不大于10Ω,与发电机变压器中性点连接的接地装置的接地电阻不大于4Ω等在同一低压电网中,不允许将一部分设备接零,一部分设备接地否则接地的设备发生碰壳故障时,将使零线电位升高至接近220V,从而使接零设备的外壳都呈现危险电压,大大增加了触电的危险性接地与接零的电气设备应用专用导线分别与接地干线或接零干线相连接,不准把工作零线的支线用作保护接零,更不准采用几台设备串联的方法接地或接零在干燥场所,36V及以下的电气设备不用接地接零,但在爆炸危险场所,包括行灯变压器二次线圈均应接零或接地做好接地接零,可以大量减少电气触电事故的发生国标GB-J232-82《电气装置安装工程施工及验收规范》、水电部SDJ8-79《电气设备接地设计技术规程》对接地装置的技术要求都作了明确的规定,应遵照执行2)安装触电保安器触电保安器的作用主要是防止由于漏电而引起的触电事故和防止单相触电事故,其次是防止由于漏电而引起火灾爆炸事故。
也可用来监视或切断一相接地故障推广使用触电保安器,可以使触电伤亡人数大大减少化工部要求对超过安全电压(42V)的各种手持电动工具及额定电流小于62A的用电设备都安装触电保安器①触电保安器的简单原理使用中的用电设备,当由于绝缘不良或带电体碰壳时,必然出现两种异常现象:一是电流的平衡遭到破坏,出现零序电流;二是正常时不带电的金属部分出现对地电压另外,供电线路绝缘不良,人体单相触电时同样会出现零序电流的情况触电保安器就是通过检测机构取得这两种异常讯号,经过中间环节切断电源开关②触电保安器的种类触电保安器可按检测方法、动作时间和动作电流进行分类千万不能认为安装了触保器就万事大吉,应该清楚认识到,安装触保器仅仅是防止触电事故的一种措施,思想上不应有丝毫麻痹3)停电工作中触电事故的预防在电气设备上工作,一般情况下,均应停电后进行停电工作前,必须做好下列准备工作①断开电源在检修设备前,把从各方面可能来的电源都断开,且应有明显的断开点对于多回路的线路,特别要注意防止从低压侧向被检修设备反送电在断开电源的同时,还要断开开关的操作电源,拔下有关保险,刀闸的操作把手也必须锁住工作前,必须用电压等级合适的验电器,对检修设备的进出线两侧各相分别验电。
明确无误后,方可开始工作验电器事先应在带电设备上进行试验,以证明其性能正常良好③装设接地线装设接地线是防止突然来电的唯一可靠的安全措施对于可能送电到检修设备的各电源侧及可能产生感应电压的地方,都要装设接地线装设接地线时,必须先接接地端,后接导体端,接触必须良好拆接地线的顺序与此相反,先拆导体端,后拆接地端装拆接地线均应使用绝缘杆或戴绝缘手套接地线的截面积,不可小于25mm2严禁使用不符合规定的导线作接地和短路之用接地线应尽量装设在工作时看得见的地方④悬挂标示牌和装设遮栏在断开的开关手柄上和闸刀的操作手把上悬挂“禁止合闸,有人工作”的标示牌,必要时加锁固定在工作中距其它带电设备的距离,电压为10kV以下时,不得小于0.7m,电压为20~30kV时,不得小于1m,否则应加装临时遮栏或护罩临时遮栏和护罩距带电设备的距离,10kV以下不得小于0.35m,20~50kV不得小于0.6m低压设备上的停电工作,也应按上述要求进行氯碱厂就发生过有两路电源的低压配电盘,只切断一路就开始工作而导致触电死亡的事故也有拉掉闸刀不取下保险,工作中其他人误送闸刀而发生触电死亡的事故这些血的教训,应该认真汲取4)带电工作中触电事故的预防如因特殊情况必须带电工作时,须经有关领导批准,按照带电工作的安全要求进行。
对未经证明是无电的电气设备和导体,均应视作带电体①在低压电气设备上工作时的注意事项主要有以下几点:a.应由经过训练的人员担任,并派有经验的电气人员监护;b.工作人员应穿长袖衣服,戴手套和工作帽,并站在绝缘垫上,严禁只穿背心或短裤进行带电工作;c.应使用合格的,有绝缘手柄的钳子、螺丝刀、活扳手等工具,严禁使用锉刀和金属尺;d.将可能碰触的其它带电体及接地体,用绝缘物隔离开来,防止误碰、相短短路和接地短路②在低压线路上工作主要应注意下列各点:a.在带电的低压线路上工作时,应设专人监护,使用合格的:有绝缘手柄的工具,穿绝缘鞋或站在干燥的绝缘物上;b.高低压线同杆架设时,应先检查工作人员与高压线可能接近的距离是否符合规定若不符合规定时,要采取防止误碰或接近高压线的措施,或将高压线停电;c.同一杆上,不准二人同时在不同相上工作工作人员穿越线档,必须先用绝缘物将导线盖好;d.上杆前应分清火线(相线)与零线,选好工作位置断开导线时,应先断开火线,后断开地线搭接导线时,应先接地线后接火线接火线时,应先将两个线头搭实后再行缠接,切不可使人体同时接触两根导线③高压设备和高压线路上带电工作的难度较大,而且必须有专门的工具设备。
目前,一般小氮肥厂没有开展如高压线路或设备上确实需要带电工作,建议请当地供电部门经过专业培训并有实践经验的人员进行5)非固定电器和线路触电事故的预防非固定电器的线路主要是指可移动电力设备、手持电动工具、行灯和临时线路由于它们经常被移动,电源线和设备本体很容易受到磨损、压伤、也容易受到潮湿,高温和腐蚀性物质的损害特别是人们经常与它们直接接触,因此,触电事故容易发生要防止这类事故的发生,首先要思想重视,加强教育,完善管理在技术上,应针对它们的特点和容易发生问题的地方,采取必要的措施触电急救触电急救的要点是动作迅速,救护得法人触电以后,会出现神经麻痹,呼吸中断,心脏停止跳动的征象外表上呈现昏迷不醒的状态但不应该认为是死亡,而应该看作是假死,要立即进行耐心的抢救资料记载,从触电后1分钟开始救治者,90%有良好效果,从触电后6分钟开始救治者,10%有良好效果,触电后12分钟开始救治者,救活的可能性很小触电急救首先是使触电者脱离电源立即断开近处的电源开关或拔去电源插头如果事故地点离开电源开关太远,救护人员可用绝缘物作为工具,拉开触电者或挑开电线,使之脱离电源如果事故发生在高压设备上,应戴上绝缘手套拉开开关或采取其它安全有效的办法。
触电者脱离电源后,应尽量在现场抢救a.如果触电者未失去知觉,仅在触电过程中曾一度昏迷过,则应保持安静,继续观察,并请医生前来诊治或送医院;b.如果触电者已失去知觉,但心脏跳动和呼吸还存在,应使触电者舒适安静地平卧,解开衣服,以利呼吸,同时速清医生诊治,如果发现触电者呼吸困难,不时发生抽筋现象,应准备心脏跳动或呼吸停止后立即进行人工氧合;c.如果触电者呼吸、脉搏、心脏跳动均已停止,必须立即施行人工氧合,进行紧急救护,否则,触电者必将死去所谓人工氧合,就是用人工的方法恢复心脏跳动和呼吸人工氧合是触电急救行之有效的科学方法,包括人工呼吸和心脏挤压两种方法根据触电者的具体情况,这两种方法可以单独使用,也可以配合使用人工氧合法应清医生或有经验的人进行,平时工厂应有计划地安排培训,凡电工专业人员和生产骨干都应学会进行人工氧合施救还贵在坚持,要尽最大努力对触电者进行抢救,切不可轻率中止即使在送医院的途中,也必须作人工氧合,直到医生接收或触电者开始呼吸。