爆炸区域内仪表是否需要接地?

2026/9/22 20:55:25 人评论 次浏览 分类:调试维修  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/6368.html

在石油化工、油气储运等行业的爆炸危险区域,仪表接地问题一直是安全检查、工程设计和日常维护中的高频争议点。有人说“爆炸区域必须接地”,也有人说“本安仪表不需要接地”,两种说法似乎都有道理。实际上,爆炸区域内仪表是否需要接地的答案并非简单的“是”或“否”,而是需要根据仪表的防爆型式、供电电压、所在防爆分区等多个条件综合判断。

1、爆炸区域内仪表需要接地的核心原因

在爆炸危险环境中,仪表接地的根本目的是消除一切可能引发爆炸的点火源。具体来说,接地承担着三大安全使命:

①防止外壳带电引发电火花

仪表在运行过程中,可能因绝缘老化、线路故障等原因导致金属外壳意外带电。如果外壳未接地,一旦发生漏电,外壳与周围金属物体之间就可能产生电位差,进而引发电火花。在充满可燃气体或粉尘的环境中,一个微小的电火花就足以引发灾难性爆炸。接地系统可以将漏电电流迅速导入大地,使外壳电位始终维持在安全范围内。

②消除静电积聚

仪表在运行过程中,尤其是介质流动、摩擦等工况下,金属外壳和内部部件表面可能积累静电荷。静电电压可达数千伏,一旦放电,能量足以点燃爆炸性混合物。通过接地,静电荷可以被持续导入大地,避免积聚到危险水平。

③保障漏电保护装置有效动作

当仪表发生绝缘故障时,接地系统为故障电流提供低阻抗回路,使过流保护或漏电保护装置能够及时检测并切断电源,从源头上消除危险。

正是基于上述原因,现行规范对爆炸危险区域内设备的接地提出了明确要求。GB 50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》第5.5.2条规定:爆炸性气体环境中应设置等电位联结,所有裸露的装置外部可导电部件应接入等电位系统。第5.5.3条进一步明确:在爆炸危险环境内,设备的外露可导电部分应可靠接地;爆炸性环境1区、20区、21区内的所有设备以及2区、22区内除照明灯具以外的其他设备应采用专用的接地线。GB 50257-2014更是将此条列为强制性条文,要求“在爆炸危险环境内的所有电气设备的金属外壳,无论是否安装在已接地的金属结构上都应接地”;GB 15599-2025《危险化学品企业雷电安全规范》要求储罐区的必须全部接地;
GB 50257-2014‌(强制性条文要求爆炸危险环境的电气设备金属外壳、金属构架、电缆保护管等非带电裸露金属部分,‌均应接地‌,且不认可自然接地;‌GB 50058-2014‌要求爆炸性环境内,即使按常规规范不需要接地的部分(如干燥环境下127V及以下设备外壳),‌仍应接地‌;‌GB/T 3836.15-2017‌要求属于安全特低电压系统(SELV,交流≤50V/直流≤120V)的仪表金属外壳,‌可不接地也可接地‌,不论爆炸分区和防爆型式。

在接地电阻方面,中性点接地系统的接地电阻值不应大于4Ω,中性点不接地系统不应大于10Ω。接地线应选用多股软铜线,铜芯截面积不得小于4mm²。


2、什么情况下爆炸区域内仪表不需要接地?

“爆炸区域内仪表必须接地”并非铁律。在以下几种条件下,爆炸区域内仪表外壳可以不实施保护接地。

①本质安全型(本安)仪表

本质安全型仪表通过限制电路中的能量,使其在正常工作或故障状态下产生的电火花和热效应都不足以点燃爆炸性混合物。由于本安电路本身不会形成危险条件,其金属外壳不需要通过接地来满足防爆要求。

SH/T 3081-2025《石油化工仪表接地设计规范》明确规定:非本质安全系统的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱应实施保护接地,本质安全系统的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱可不实施保护接地。GB 50058-2014第5.5.2条同样指出:本质安全型设备的金属外壳可不与等电位系统连接,制造厂有特殊要求的除外。


②安全特低电压(SELV)系统仪表

安全特低电压系统是指电压在正常条件和单一故障条件下均不超过安全限值的电力系统。根据GB/T 16895.21-2020的定义,SELV系统的电压通常不超过交流50V或直流120V。对于这类系统,GB/T 3836.15-2017《爆炸性环境 第15部分:电气装置的设计、选型和安装》明确规定:任何裸露导电部件可不接地,也可接地。

这一规定“更科学、准确,也给工程实施留有余地”。在实际工程中,大量现场仪表采用24VDC供电,属于安全特低电压范畴,其金属外壳在防爆层面可不强制接地。


③新版标准带来的重要变化

值得特别关注的是,SH/T 3081-2025《石油化工仪表接地设计规范》 已于2025年12月17日发布,将于2026年7月1日正式强制实施,替代SH/T 3081-2019。新版标准对接地要求进行了重要修订,核心变化如下:

安全特低电压的明确界定:新版标准规定,满足以下两大条件的外露导电部分可直接豁免保护接地-回路与强电电源完全电气隔离,且电压限值满足交流≤50V、直流≤120V。全厂标配的24VDC仪表供电,直流电压远低于上限,电源合规隔离即满足特低电压资质。


防爆分区+仪表类型分层接地要求(现场核心利好):

防爆分区+仪表类型分层接地要求

总结:厂区90%以上仪表布置在2区、供电统一24VDC,无论本安、非本安,外壳保护接地均不再强制要求;仅0区、1区高危点位的非本安仪表,规范仅要求“宜接地”,属于优化建议而非硬性考核项。


④自然接地的认可

SH/T 3081-2025认可“自然接地”方式。需要实施保护接地的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱,应就近连接到接地网,或连接到已经接地的金属电缆槽、金属保护管、电缆铠装层、金属支架、框架、平台、围栏、设备等金属构件上。换言之,如果仪表已经通过金属支架、穿线管等与接地系统形成了可靠的电气连接,就不必再单独敷设接地线。

防静电接地的豁免:SH/T 3081-2025第4.5.2条明确规定:对于已经实现保护接地或工作接地的设备,可不进行单独的防静电接地。这意味着防静电接地不再是一项必须独立完成的额外工作。


3、仪表接地需要注意的例外和底线

虽然新版标准SH/T 3081-2025为工程实践提供了更大的灵活性,但以下几个“红线”不可逾越:

①强电磁干扰场景应主动接地。 仪表安装在大功率电机、变频器、高压配电柜等设备附近时,即便满足豁免条件,仍建议实施保护接地,以保证信号稳定和抗干扰能力。


②电缆屏蔽层接地不可豁免。 仪表信号屏蔽电缆的屏蔽层应按规定在控制室侧单端接地,这是抗干扰和防浪涌的强制要求,不属于外壳保护接地豁免范围。


③用于雷电防护的仪表外壳应接地。 SH/T 3081-2019明确规定,用于雷电防护的现场仪表金属外壳、金属保护箱、金属接线箱应实施保护接地。


④接地连接方式有严格要求。 根据SH/T 3081-2019第5.1.1条,每台需要接地的仪表、设备均应采用单独的接地线接到接地汇流排,不应采用任何形式的串联连接方式。


4、结

爆炸区域内仪表是否需要接地,核心判断逻辑可以归纳为:
①看防爆型式:本安仪表通常不需要;非本安仪表需进一步判断。
②看供电电压:属于安全特低电压(交流≤50V/直流≤120V)可不接地;高于此限值通常需要。
③看防爆分区:0区/1区非本安仪表宜接地;2区非本安特低电压仪表可不接地。
④看特殊要求:防雷、强电磁干扰等场景有各自独立的接地要求。

对于一线工程技术人员而言,最务实的做法是:爆炸区域内仪表是否需要接地?新项目设计时严格对照SH/T 3081-2025的最新分级规则执行,老项目在安全检查中遇到接地争议时,先确认仪表的防爆型式和供电电压条件,再对照规范条文逐一判断,既不盲目“一刀切”全部接地,也不因豁免条款而忽视真正需要接地的场景。 安全无小事,科学判断才是对生产安全最好的保障。

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