油田鉆井電氣安裝的標(biāo)準(zhǔn)化探析

1、油田鉆井電氣安裝的標(biāo)準(zhǔn)化探析 油田鉆井電氣安裝的標(biāo)準(zhǔn)化探析 摘 要：油田鉆井的現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)復(fù)雜，如果安裝時(shí)不標(biāo)準(zhǔn)、不標(biāo)準(zhǔn)，輕者會(huì)對(duì)油田鉆井工作的開展產(chǎn)生阻礙，重者會(huì)出現(xiàn)平安事故。因此，不容小視。筆者本文圍繞著油田鉆井過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)的布置與安裝談如何做到標(biāo)準(zhǔn)合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。 關(guān)鍵詞：鉆井電氣 標(biāo)準(zhǔn)化 油田 油田鉆井的現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)復(fù)雜，如果安裝時(shí)不標(biāo)準(zhǔn)、不標(biāo)準(zhǔn)，輕者會(huì)對(duì)油田鉆井工作的開展產(chǎn)生阻礙，重者會(huì)出現(xiàn)平安事故。因此，不容小視。筆者本文圍繞著油田鉆井過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)的布置與安裝談如何做到標(biāo)準(zhǔn)合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。 一、油田鉆井的現(xiàn)場(chǎng)電氣防爆標(biāo)準(zhǔn)和電氣設(shè)備、防爆形式的關(guān)系概述 油田鉆井現(xiàn)場(chǎng)電氣防

2、爆標(biāo)準(zhǔn)主要有API和IEC兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。API主要針對(duì)石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)，并將其防爆區(qū)域劃分為一級(jí)一類和一級(jí)二類。IEC標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)所有的爆炸性氣體環(huán)境，并將氣體防爆環(huán)境區(qū)域劃分為零、一和二區(qū)。IEC標(biāo)準(zhǔn)還包括電氣設(shè)備的防爆形式，IEC標(biāo)準(zhǔn)的防爆形式與IEC標(biāo)準(zhǔn)的防爆區(qū)域劃分有比擬成熟的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 因?yàn)橐玫膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)不同，導(dǎo)致API標(biāo)準(zhǔn)中石油設(shè)施不同等級(jí)的防爆區(qū)域與IEC標(biāo)準(zhǔn)中電氣設(shè)備防爆形式的關(guān)系不確定，從而使電器設(shè)備防爆形式選用混亂，局部電氣設(shè)備達(dá)不到防爆要求。按照API鉆井區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)，參考國(guó)際上的作法，建立防爆區(qū)域與防爆設(shè)備防爆形式的對(duì)應(yīng)關(guān)系，規(guī)定API的一級(jí)一類防爆區(qū)域，選用本質(zhì)平安和隔爆形式

3、，在API的一級(jí)二類防爆區(qū)域，選用增安或更高的防爆形式，增安形式為復(fù)合防爆，內(nèi)部元件防爆形式為隔爆、本質(zhì)平安或澆封防爆形式。 二、油田鉆井的現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)接地形式及平安技術(shù)要求 建立油田鉆井的現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)接地形式平安技術(shù)要求的目的是保障人和設(shè)備的平安。系統(tǒng)接地的形式主要有TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。TN系統(tǒng)是指電源端有一點(diǎn)接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電局部通過(guò)保護(hù)中性導(dǎo)體或保護(hù)導(dǎo)體連接到此接地點(diǎn)。根據(jù)中性導(dǎo)體與PE的組合情況，TN系統(tǒng)的形式有TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)中的N和PE是分開的，TN-C系統(tǒng)中的N和PE是合一的，TN-C-S系統(tǒng)中一局部線路的N和PE是合一

4、的。TT系統(tǒng)電源端有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電局部直接接地，此接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)。IT系統(tǒng)電源端的帶電局部不接地或有一點(diǎn)通過(guò)阻抗接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電局部直接接地。 油田鉆井的現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)接地的平安技術(shù)要求包括根本要求和TN、TT、IT系統(tǒng)的要求。其中，根本要求主要包括系統(tǒng)接地為采用自動(dòng)切斷供電這一間接接觸防護(hù)措施提供必要的條件、系統(tǒng)中盡量實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)，PE回路連接點(diǎn)斷開的限制、要求、串連過(guò)渡接點(diǎn)的要求及截面的要求，連接PEN的要求、保護(hù)電器的特性及回路阻抗的要求，TN系統(tǒng)電擊防護(hù)的要求，TN-C和TN-C-S系統(tǒng)中PEN的要求。根據(jù)石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)及電控系統(tǒng)的特點(diǎn)，

5、規(guī)定600伏/690伏發(fā)電機(jī)組采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，380伏發(fā)電機(jī)組及380伏低壓電網(wǎng)全面采取TN-S供電系統(tǒng)。 1.機(jī)械鉆機(jī)及轉(zhuǎn)盤電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的供電系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)化 現(xiàn)階段，某些油氣田采用TN-C-S供電系統(tǒng)，因?yàn)槿嗨木€和三相五線混用會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，筆者在油田鉆井電氣現(xiàn)場(chǎng)全面推廣三相五線系統(tǒng)即TN-S系統(tǒng)，采用TN-S供電系統(tǒng)后，發(fā)電房并車柜上輸出的PE電纜，現(xiàn)場(chǎng)、宿舍、聯(lián)絡(luò)、供水、排污、電臺(tái)、井控、發(fā)電房用電、充電機(jī)用電及備用等回路都要采取TN-S供電系統(tǒng)，即要通過(guò)相線、N線和PE線供電，雖然與三相四線系統(tǒng)相比，電氣安裝工程要增加一些工作量，但其優(yōu)點(diǎn)是可以防止斷N或N線阻抗過(guò)大造成單相設(shè)備大

6、面積燒壞事故。 采用TN-S系統(tǒng)后，當(dāng)電氣裝置中發(fā)生帶電局部與外露可導(dǎo)電局部之間的故障時(shí)，如“相碰殼時(shí)，相線通過(guò)PE返回電源形成回路，所配置的保護(hù)電器能自動(dòng)切斷發(fā)生故障局部的供電，確保人身平安。同時(shí)電氣裝置的外露可導(dǎo)電局部，當(dāng)發(fā)生斷N或斷PE時(shí)，通過(guò)N或PE返回電源，形成故障回路，確保系統(tǒng)可以自動(dòng)切斷供電。 發(fā)電房PEN導(dǎo)線不得裝設(shè)保護(hù)裝置和開關(guān)，但允許設(shè)置只有用工具才能斷開的連接點(diǎn)。電氣裝置的外露可導(dǎo)電局部不能用作PE導(dǎo)體的串聯(lián)過(guò)渡接點(diǎn)。 PE導(dǎo)體截面可用計(jì)算法或查表法確定以保證在電氣裝置內(nèi)的任何地方發(fā)生相導(dǎo)體與PE導(dǎo)體之間的阻抗可以忽略不計(jì)的故障時(shí)，保護(hù)電器能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)切斷其供電。 2

7、.電動(dòng)鉆機(jī)TN-S供電系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)化 電動(dòng)鉆機(jī)600伏/690伏柴油發(fā)電機(jī)組通常為三相三線制的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，按照柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速調(diào)壓柜的位置或按并車柜的位置，電動(dòng)鉆機(jī)的供電系統(tǒng)有兩種方式。為實(shí)現(xiàn)TN-S系統(tǒng)，需要在電控房出線柜處設(shè)置公共PE母排，便于PE電纜的連接。等電位聯(lián)結(jié)標(biāo)準(zhǔn)化GB140501993中對(duì)系統(tǒng)接地的平安技術(shù)要求規(guī)定，系統(tǒng)中盡量實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)，根據(jù)石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，把通常意義的總等電位聯(lián)結(jié)母排，“延伸為一根很長(zhǎng)的總等電位聯(lián)結(jié)母線，它是集工頻接地、防雷接地、防靜電接地于一體的總等電位聯(lián)結(jié)。 現(xiàn)場(chǎng)等電位聯(lián)結(jié)分為400伏、600伏/690伏總等電位聯(lián)結(jié)母線和輔助等電位聯(lián)結(jié)兩種

8、。 其一，400伏總等電位聯(lián)結(jié)。 400伏總等電位是將沿鉆機(jī)底座、機(jī)房、泵房、伏FD房、頂驅(qū)房、固控系統(tǒng)、發(fā)電房以及綜合錄井房等主要金屬構(gòu)件的等電位聯(lián)結(jié)，定義為石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)400伏總等電位聯(lián)結(jié)，它將現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)所有400伏電氣區(qū)域的PE線、金屬構(gòu)件、以及局部活動(dòng)房?jī)?nèi)的局部等電位聯(lián)結(jié)箱聯(lián)結(jié)起來(lái)，以防范雷電危害及滿足弱電設(shè)備抗干擾要求。同樣，將沿生活區(qū)營(yíng)房、鍋爐房等金屬構(gòu)件等的等電位聯(lián)結(jié)電纜定義為生活區(qū)400伏總等電位聯(lián)結(jié)母線，將營(yíng)房及其房?jī)?nèi)的局部等電位聯(lián)結(jié)箱聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成生活區(qū)總等電位聯(lián)結(jié)。 當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，等電位聯(lián)結(jié)可降低由此引起的接觸電壓。當(dāng)金屬構(gòu)件引入的電源線路發(fā)生接地故障時(shí)，可消除沿PE線導(dǎo)

9、入的對(duì)地電壓在金屬構(gòu)件內(nèi)形成的電位差而引起的電氣事故。進(jìn)行總等電位聯(lián)結(jié)后，電氣裝置接地系統(tǒng)的接地電阻包括PE的重復(fù)接地的接地電阻阻值大小意義不大，人體接觸電壓只與接地故障電流和PE線阻抗有關(guān)，而與電氣裝置的接地電阻無(wú)關(guān)。 其二，600伏/690伏總等電位聯(lián)結(jié) 將600伏/690伏發(fā)電機(jī)房、電控房?jī)?nèi)600伏/690伏電氣設(shè)備外殼、連接用等電位電纜定義為600伏/690伏總等電位聯(lián)結(jié)。將轉(zhuǎn)盤電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)頂驅(qū)、轉(zhuǎn)盤的600伏/690伏升壓變壓器負(fù)載側(cè)后的總等電位聯(lián)結(jié)電纜定義為600伏/690伏總等電位聯(lián)結(jié)。按定義區(qū)分等電位聯(lián)結(jié)類型，正確連接，對(duì)設(shè)備平安使用和人身平安至關(guān)重要。 3.油田鉆井現(xiàn)場(chǎng)電氣輔助等電位聯(lián)結(jié) 在所有房體內(nèi)采取400伏輔助等電位聯(lián)結(jié)，其方法是通過(guò)輔助等電位箱與400伏總等電位聯(lián)結(jié)母線相連，然后將室內(nèi)固定設(shè)備的所有能同時(shí)觸及的外露可導(dǎo)電局部、PE以及裝置外的可導(dǎo)電局部進(jìn)行互連。鉆機(jī)輔助等電位的聯(lián)結(jié)還包括鉆機(jī)井架與鉆臺(tái)、偏房、司控房、底座、梯子之間的互連，電纜槽之間的互連、外側(cè)鉆井液罐與內(nèi)側(cè)鉆井液罐之間的互連等等。 現(xiàn)場(chǎng)供電接口的標(biāo)準(zhǔn)化 三、結(jié)束語(yǔ) 綜上，筆者圍繞著油田鉆井過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)的布置與安裝談了如何做到標(biāo)準(zhǔn)合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。油田鉆井的現(xiàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)復(fù)雜，只有安裝時(shí)做到標(biāo)準(zhǔn)合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，才會(huì)對(duì)油田鉆井工作的開展提供保證，才會(huì)防止出現(xiàn)平安事故。 參考文獻(xiàn) 【1】