能源監(jiān)控施工問題詳解

    在探討安防監(jiān)控工程在每一類能源項目的施工問題之前，我們必須先了解能源項目本身的共同特性，了解及掌握這些特性之后，才能知道能源行業(yè)的安防監(jiān)控系統(tǒng)可能面臨的問題，而知道問題所在，才能有完善的施工解決方案來克服。

    能源項目的共同特性大致上都與所處地理環(huán)境有直接關系，首先我們看：

    1.能源項目通常都處在偏僻或人煙較少的地方，例如海邊、河流上游、山區(qū)或沙漠等遠離城鎮(zhèn)的區(qū)域，這意味著安防監(jiān)控系統(tǒng)使用的環(huán)境不是常態(tài)環(huán)境，環(huán)境極端惡劣或良好都有可能，這是能源行業(yè)在建設方面的通性，更是任何能源項目工程都不可忽視的第一個問題。

    2.能源項目通常會面臨著不同于一般安防監(jiān)控項目的特殊施工要求，例如開挖/埋管道或管線，架空管線、立桿固定或是焊接管路等，這也意味著成本方面較高。

    3.能源項目通常存在對環(huán)境的污染以及對信號的干擾問題，例如石化廠的化學物質可能會腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)，又如電廠本身就是一個電磁場，對于監(jiān)控系統(tǒng)的信號存在一定干擾，這表明能源項目本身的特性通常給安防監(jiān)控帶來一些意想不到的阻礙，意味著要做能源項目的監(jiān)控系統(tǒng)必須要加強對系統(tǒng)防護的認知。

    4.能源項目的覆蓋范圍大，通常大到整個山區(qū)、海岸范圍，監(jiān)控系統(tǒng)傳輸信號的方式與距離有其特色。

    以上四個問題表明：雖然水電、風電、火電、石化等能源項目以不同的形式存在，很多施工細節(jié)都是相同的。本文以能源行業(yè)均會面臨的避雷與防爆問題談談其解決方案。

    如何做好避雷工作

    不管是在水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠或是風電廠，甚至是石化或是核能發(fā)電廠，監(jiān)控系統(tǒng)為了滿足監(jiān)控覆蓋范圍大的需求，都會在某些制高點，或在空曠的區(qū)域架設攝像機，如此一來雷擊就形成無法避免的風險。

    在能源行業(yè)安防監(jiān)控系統(tǒng)中一般有兩種避雷方式，一是接地，二是避雷。接地是用來保護人身、設備及供電安全的重要措施，是不可或缺的安保手段。而避雷則是依據視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝的環(huán)境與需求來決定，雖非絕對必要，但因接地與避雷本就是相互協(xié)作的機制，因此在能源行業(yè)安防監(jiān)控系統(tǒng)中的重要性不容忽視。

    監(jiān)控前端接地與避雷措施

    1.室外的攝像機應架設避雷針，采用獨立接地管線以隔離監(jiān)控設備的電力與圖像信號，避免干擾電流、損傷線路。避雷針架設應高于攝像機，由避雷針尖往下45-60度的虛擬立體圓椎體范圍內，是攝像機的安全范圍，避雷針在安裝時，應與固定攝像機的鋼構絕緣隔離。

    2.攝像機前端設備的接地在終端部分要集中在一個接地總線上，使整個監(jiān)控前端設備的接地達到無對地電位差的要求，否則可能使對地環(huán)路產生電位差而令設備燒毀。

    3.室內前端攝像機應接地線到共享端的接地端子上，在前端設備的電源端加裝容量適合的無熔絲斷路器及漏電斷路開關，同時在經費許可下加裝可耐3000KV的避雷子以避免被感應雷或傳導雷損傷設備。

    4.室外攝像機接地完工后，測試接地電阻小于10Ω以內，接地棒安裝應按標準進行三點式阻抗測試。

    傳輸部分的接地與避雷

    1.由于能源行業(yè)某些監(jiān)控信號傳輸距離很長，耐電壓性低，容易被感應雷及傳導雷電流入侵而損壞設備，為了將雷電流從信號傳輸線傳導入地，電纜都應該加裝突波保護器，在設計圖像信號傳輸線纜時必須考慮信號的傳輸速率及電壓的平衡與接地，避免感應雷入侵。

    2.室外傳輸及纜線應有良好的接地，接地電阻必須小于10Ω。

    3.架空自持信號或電力纜線應該將自持鋼纜在固定段以接地線接入大地。

    4.控制信號傳輸線采用具有隔離遮蔽功能的纜線。

    5.傳輸部分的纜線在線路架設盡量采用埋敷方式。環(huán)境條件不許可時，可采用最短間距架設方式以免耐壓性降低而導致感應雷入侵。

    監(jiān)控終端的接地與避雷

    1.在安防監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控端的避雷措施應慎重，要考慮各種可能類型的雷擊入侵、對地環(huán)路電位差現象及電力供應突波等保護措施。

    2.監(jiān)控終端所在建筑物內應有避雷系統(tǒng)、接地網及接地端子等配置。

    3.監(jiān)控終端的各種金屬管線應做管線接地處理并共同接到接地裝置上。電纜線進入終端機房時，應將線纜金屬外護層及自持電纜鋼纜部分接到接地端子上。

    4.室內終端傳輸及纜線應有更好的接地，接地電阻必須小于10Ω，但對地阻抗值越低越好。

    以上是能源行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)在接地與避雷的基本有效做法，雖不會像國家規(guī)范或標準嚴苛，但若謹慎的處理接地與避雷的施工細節(jié)，應該算是一種有效的避雷方式。
  安防系統(tǒng)在能源行業(yè)的防爆問題

    要做好石化能源行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的防爆施工，首先要了解其防爆需求、工程規(guī)定及等級內容，在中國石油石化煉制廠中經?？梢钥吹讲煌姆辣瑑x控設備及管路，但以監(jiān)控系統(tǒng)而言，是否要完整的依循所有防爆規(guī)范及規(guī)定內容關鍵在于系統(tǒng)設備及環(huán)境因素。但若以工程安全的角度及施工規(guī)定來說，施工人員必須了解全部規(guī)范才能預防事故發(fā)生。有關電氣防爆規(guī)定與規(guī)范非常多，礙于篇幅我們僅就與安防監(jiān)控有關的電氣類防爆規(guī)定在表1中說明。

    石化行業(yè)防爆對安防監(jiān)控的施工要求

    1.防爆監(jiān)控設備選用與區(qū)域分類等級是否符合、是否適合周圍環(huán)境氣體分類防護；防爆監(jiān)控及電源控制設備選用溫度等級是否適合周圍燃性氣體自燃點；合格防爆電氣防爆設備應標示：制造商名稱，認證單位，認證號碼，防爆構造適用氣體族群，溫度等級。

    2.防爆攝像機設備之線路標示資料是否完整，攝像機外殼護罩與功能是否有損壞，監(jiān)控設備保護罩與密封墊片能否完全密閉。

    3.螺絲、電纜接口設備(直接或間接)和間隔組件的型號是否正確，管線的螺絲或接頭不可松動，接面是否干凈且無損傷，監(jiān)控電纜接頭需為防爆接頭且有防爆認證標記。

    4.耐壓防爆型設備接面如有墊片應確認其是否純?yōu)榉浪猛尽?/p>

    5..現場信號傳輸防爆箱電氣設備外殼之墊片情況是否正常螺絲是否都鎖到定位。

    6.防爆監(jiān)控設備密封墊片應為硅膠類不易老化、不易變型的材質。

    7.應使用防爆填充劑于防爆箱及攝像機之聯結防爆接頭處以阻絕設備內部的電氣火花。

    8.監(jiān)控設備與防爆箱等設備安裝是否依據要求且正確接地？

    9.耐壓防爆箱是否具有安全鎖，或必須使用特殊工具才可以開啟？
能源石化監(jiān)控的防爆施工技巧

    在了解施工電氣防爆規(guī)定后，我們探討本文的重點——防爆施工技巧。安全監(jiān)控系統(tǒng)在防爆施工上沒有什么特殊的技巧，圖像設備與主機、傳輸及儲存監(jiān)看設備在安裝上，防爆與非防爆的監(jiān)控施工內容及項目都一樣，唯獨必須注意的是在防爆上的保護罩與接頭及管線或設備安裝上的防爆規(guī)定部分。此外，在化學石化廠，由于環(huán)保因素，大都處于鄉(xiāng)村偏僻處或濱海地區(qū)，因此除了本身化學反應容易產生一些腐蝕性的氣體或是液體外，所處環(huán)境造成硫氣的破壞性也是必須注意的。接下來將監(jiān)控防爆施工技巧事項逐一說明。

    1.監(jiān)控系統(tǒng)所用電纜型號是否合適？因為施工管線一旦完工不宜再抽換。

    2.防爆管線電纜配管信號應合適，必須采用RSG管，不應采用EMT管，這是最多廠商犯的錯誤及故意模糊成本的做法；材質應使用鍍鋅厚管的鋼鐵管施工；防爆管線在進入防爆箱或設備箱終端電纜應接于端子臺上，銅線不能對接，以免產生火花。

    3.若采用金屬軟管或防爆軟管，在有撞擊可能處使用鎧裝材質配置。

    4.防爆管線的電纜使用需考慮其耐電壓值，以避免耐壓不足產生熱效應或短路燃爆。

    5.管線中不可有接續(xù)處，若有，則線路中繼處與防爆接線盒的處理不能直接在管路中進行纜線接續(xù)。

    6.電纜外表不能有明顯損壞，外皮應無損壞情況才可以使用。

    7.防爆管路系統(tǒng)施工應將電纜完全置于管路內，跨越不同防爆規(guī)定危險區(qū)時應有埋地密封或凹槽密閉連結處理。防爆箱體、導管、金屬軟管的管線密閉性必須考慮，在進入末端處應以防爆接頭接續(xù)管線，并填充灌入防爆粉或防爆膏以阻絕管路與設備之間的線路接頭。防爆管路接合處應緊密不可有松脫情形，管路于設備本體出、入口約30-45cm處應使用防爆阻止盒(sealer)填充防爆粉密封以阻絕電氣火花。管路上防爆接續(xù)及阻止盒上之泄水孔位置應在于管路最低處為佳。防爆電纜或管線接續(xù)的設備出入口應使用耐壓防爆接頭或安全接頭。

    8.所有防爆管路與監(jiān)控系統(tǒng)的防爆設備終箱及阻止盒都必須做接地處理，同時注意接地之接線徑及接地端子是否皆符合規(guī)定及耐腐蝕處理。

    9.防爆設備之接地需符合一般之接地要求，接電電阻必須符合電工法規(guī)規(guī)定。

    10.防爆監(jiān)控設備要求嚴格按照等電位接地，因此只采一點接地為宜。

    11.防爆監(jiān)控終端應采用電子突波保護及斷路保護設備以確保設備安全。

    12.設備接地和線路安全在防爆箱或配電箱中應保持距離或用金屬隔板隔開。監(jiān)控耐壓防爆箱與周邊制程物體間距應保持一定距離，如IIA規(guī)定防爆設備至少保持10mm，到較高的IIB規(guī)定，則防爆設備至少保持30mm以上，到IIC則防爆設備至少要與其它設備保持40mm以上距離。

    13.防爆電氣管路施工配管、電氣設備金屬器殼及電纜屏蔽應接地，金屬配管間接續(xù)處(Bonding)應做管路接地線連接二段管路。高電壓與低電壓線路在管路配置上應于配置于不同之電纜管或線槽內為原則，否則必須有隔離板隔開較好。

    14.防爆管路配管螺牙接頭接合，必須至少有5個牙距以上。

    15.防爆監(jiān)控管線電纜容許彎曲半徑須至少大于8倍之電纜半徑以上。

    16.防爆監(jiān)控攝像機應先做好保護罩與攝像機鏡頭等預置作業(yè)，不能于禁止動火區(qū)進行攝像機組裝作業(yè)。

    19.所有防爆設備的固定金屬螺絲必須采用不銹鋼#SuS316材質以免生銹卡死。

    20.管路切割必須也采防爆區(qū)外切割，預置作業(yè)不得進止動火區(qū)進行管路裁切。

    21.防爆區(qū)施工人員最好穿著純棉工作服及棉部褲帶，以避免產一般衣服磨擦產生靜電燃爆危險。

    22.攝像機等設備在防爆區(qū)安裝固定部分，能夠用金屬鍍鋅夾具就用夾具，盡量在化學安裝防報監(jiān)控系統(tǒng)不用焊接或鉆墻螺栓固定方式。

    23.PTZ攝像機盡量采用一體型較好，因為過多的線路接點使爆炸危險性增高。

    24.紅外線投射燈不適合于防爆區(qū)監(jiān)控使用，只能用于非防爆區(qū)，千萬勿犯此類錯誤。

    結語

    以上是筆者根據過去承攬國內外各種水力/火力/核電/石化等監(jiān)控工程經驗所整理的報告，監(jiān)控系統(tǒng)在設備選型上固然重要，但對工程施工要求及避雷與防爆的規(guī)定認知更為重要，大部分錯誤與失敗的能源項目監(jiān)控案例都是在施工實務上未按規(guī)定避雷與防爆。希望透過本文，能引起廣大同行的重視，讓能源監(jiān)控工程的施工更加專業(yè)。