海洋石油平臺電伴熱漏電保護電路設計探討

李建球

（中國石油集團（青島）海洋工程有限公司，山東青島266555）

海洋石油平臺電伴熱漏電保護電路設計探討

李建球

（中國石油集團（青島）海洋工程有限公司，山東青島266555）

電伴熱在保證海洋石油平臺工藝流程正常運行中起著重要的作用，但其在實際應用中有可能存在漏電風險，給海洋石油平臺的安全生產帶來一定的隱患，因而可靠的供電和保護電路設計是確保電伴熱安全運行的前提之一。文章通過工程實例和對標準規范的分析，對電伴熱漏電保護電路設計進行了探討，對不同的設計方案進行了分析比較，指出現有設計與標準規范存在的差異，并對電伴熱漏電保護設計和國內外標準提出改進建議。

海洋石油平臺；電伴熱；漏電保護

0 引言

海洋石油平臺的管道和設備在環境溫度較低時一般采用電伴熱進行保溫，由于海洋石油平臺處于高濕度、多鹽霧的惡劣環境并工作于1區或2區易燃易爆危險物品的場所，電伴熱出現漏電可能會危及平臺的安全，因此國內外一些標準對海洋石油電伴熱的配電和保護均有較嚴格的安全要求，如要求電伴熱每個回路配備漏電保護裝置等。由于目前海洋石油平臺廣泛應用的自調控電伴熱為近30年來發展的技術，其在我國的推廣應用和相應標準的制訂也較晚，因此在實際工程中出現了對漏電保護不夠重視、部分標準制訂不完善以及對標準理解存在差異情況等，這導致了某些電伴熱配電和漏電保護電路設計上的不規范，給海洋石油平臺的安全生產帶來了一定的隱患。本文將結合實際工程案例，對電伴熱配電和漏電保護電路不同的設計方案逐一進行分析，提出合理的設計方案，并對國內外標準提出相應的修改建議。

1 電伴熱線路需采取漏電保護措施的原因

由于電伴熱與熱水伴熱和蒸汽伴熱相比具有節能、放熱均勻、換熱效率高、無泄漏隱患、溫度控制準確快捷、占用空間小等優點，甚至可對管道和閥門密集、拐彎較多而無法用熱水和蒸汽進行伴熱的區域伴熱，并可實現DCS監控和遙控自動化管理，因此，目前在海洋石油平臺上一般采用電伴熱的方法對管道和設備進行保溫。

一般認為，要保證海洋石油平臺電伴熱安全可靠地工作，對其供電線路除采用常用的過載、短路保護外，還應采用漏電保護措施。但目前在這方面也存在著不同的見解，有觀點認為，電伴熱電纜被保溫層覆蓋而不易受到損害，同時人也不會觸及，不必采取漏電保護措施，萬一出現故障，只要有短路和過載保護就可以了。也有些初次接觸電伴熱的用戶常常會提出為什么電伴熱要采用漏電保護的問題。因此，只有認識到海洋石油平臺電伴熱漏電或單相接地故障產生的原因和危害，并理解國內外主要標準規范對電伴熱配電和保護電路的要求，才能在設計上予以重視，并采取有效的措施予以防范。

1.1 電伴熱在實際應用中存在漏電風險

盡管電伴熱具有其他伴熱不可比擬的優點，但實踐證明這種伴熱方法也存在一定的漏電風險：

（1） 電伴熱電纜敷設完畢后，需用保溫巖棉對管道、設備和容器進行包敷保溫，在保溫巖棉的施工過程中，有可能損傷電伴熱電纜護套和絕緣，留下漏電或接地隱患。

（2） 電伴熱電纜本身為發熱源，即使自調控型電伴熱電纜具有正溫度系數電阻（PTC）特性，從理論上講不會因為過熱而達到防爆場所的溫度極限或燒毀電纜，但在溫度反復變化過程中，電纜絕緣層相對來說會老化得快些，當電伴熱電纜的允許使用期限小于平臺的服役期限而未對電伴熱電纜及時更換時，就可能發生漏電或接地故障。

（3） 伴熱管道的法蘭、閥門等設備連接處在長期工作中可能出現少許液體滲漏現象，如未及時發現或維護不當，滲漏的液體將降低電伴熱電纜的絕緣性能，如侵入其絕緣薄弱處或各接頭處，也可能導致漏電或接地故障。

（4） 伴熱管道保溫層的防水外罩因安裝或維護不當存在雨水進入的可能，浸水處的電伴熱電纜的絕緣性能將被減弱，如電伴熱電纜長期在此狀態下工作就可能發生漏電或接地故障。

因此從實際情況看，電伴熱發生高阻接地（漏電）的情況多于導體直接接地（短路）的情況。當發生高阻接地漏電故障時，普通斷路器就會因為故障電流太低而不能脫扣，漏電處就可能產生電弧或電火花；或溫度會不斷升高，達到防爆場所的溫度極限。特別是當伴熱管道內為可燃性液體時，如輸油管道，電伴熱電纜的漏電或接地故障即使發生在少許液體滲漏處也可能導致火災和爆炸事故的發生。因此，對電伴熱電路的漏電或接地故障保護必須做到在其產生電弧或電火花之前就將其故障電路切斷。而漏電保護裝置正好能滿足這種要求，如30 mA剩余電流動作型漏電保護器在接地電流剛達到30 mA時就動作，確保了電伴熱電路在發生漏電或接地故障時也不會出現安全隱患。需進一步明確說明的是，對電伴熱采取漏電保護措施不是用于防止人體觸電，而是防止漏電可能帶來的火災危險，而火災危險主要來自于高阻接地故障（易產生拉弧和溫升），因此，從海洋石油平臺電伴熱的工作特性和實際應用情況考慮，電伴熱必須采用漏電保護裝置進行保護。

1.2 國內外主要標準對電伴熱配電和漏電保護的要求

正因為電伴熱漏電或接地故障會給海洋石油平臺帶來安全隱患，所以IEEE Std 515、API RP 14F、NFPA 70、《淺海固定平臺建造與檢驗規范》和《海上固定平臺安全規則》等國內外標準均對電伴熱線路提出了漏電保護的要求。

IEEE Std 515標準為國際上應用最廣泛的針對電伴熱試驗、設計、安裝和維護的專用標準，美國石油協會（API）標準對電伴熱的要求也引用IEEE Std 515作為標準依據。《淺海固定平臺建造與檢驗規范》是中國船級社（CCS）編制的標準，為國內海洋石油平臺的設計和檢驗依據之一。這兩個標準均提出：電伴熱負荷采用專用變壓器供電，變壓器二次側應采用接地系統；每個電伴熱電路應具有高阻接地（即漏電）和短路故障保護能力。在其漏電電流超過30 mA時，應能自動斷開該電伴熱線路電源。

《海上固定平臺安全規則》也是國內海洋石油平臺的設計和檢驗依據之一，其中也提出“電伴熱帶及配套使用的控制電氣設備應設有過載、短路及漏電流的檢測、控制和保護裝置”的要求。

上述三個標準均提出了對電伴熱負荷采用漏電保護裝置的要求。其中IEEE Std 515和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》對漏電保護方案提出了較明確的要求，即采用專用變壓器供電的中性點接地（TN-S）供電系統，并配備漏電保護裝置。但《海上固定平臺安全規則》未對設計方案進行具體描述。

根據我們的理解，IEEE Std 515和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》中要求加專用變壓器的作用有兩個：

（1） 無論平臺整體供電系統如何，通過變壓器將電伴熱的供電轉換為中點接地（TN-S）供電系統，保證了漏電保護器在電伴熱發生漏電或單相接地故障時動作。

（2） 使電伴熱負荷與其他負荷隔離，限制故障范圍，不同類負荷的故障彼此不受影響，如當需要對電伴熱二級或三級供電保護進行脫扣時，不會對照明等其他電路產生影響。

2 海洋石油平臺電伴熱供電保護電路實例分析

通過近年建造的海洋石油平臺項目與上述國內外標準要求的對比，我們發現在目前的一部分海洋石油平臺設計的電伴熱漏電保護方案中出現了與標準要求不符的情況，有些甚至存在一定的安全隱患；同時，設計圖紙與標準條文要求的不一致也給海洋石油平臺建造監理方的監督和檢驗工作帶來了一定困難。因此有必要對目前應用的各設計方案加以分析，以明確其利弊和設計可行性。

2.1 TN-S供電系統下電伴熱供電線路實例分析（設計方案一）

圖1是曾為泰國建造的海洋石油平臺上TN-S系統采用的剩余電流型漏電斷路器對電伴熱供電保護的示意圖。電伴熱負荷采用獨立的變壓器供電，所有負荷均采用剩余電流型漏電斷路器進行保護，具有過載、短路和漏電保護功能。為便于電路分析，假設電伴熱負荷3采用不帶漏電保護功能的普通微型斷路器MCB進行保護，僅具有過載、短路保護功能。

在電伴熱負荷3的供電回路中，如發生單相對地短路（R3=0），其短路電流直接通過PE線回到中性點N，因此，短路電流很大，足以使斷路器脫扣。但當發生單相高阻接地漏電故障時，有：

Ie3=U/（R3+RL）

式中Ie3——電伴熱負荷3接地電流有效值；

U——相電壓有效值；

R3——電伴熱負荷3漏電電阻；

RL——接地回路導線電阻（很小，可忽略不計）。

現假設電伴熱電纜的局部絕緣電阻因受損或老化等原因降低至0.001 MΩ，即R3為1 000 Ω，當U=120 V時，有：

Ie3=U/（R3+RL）=120/1000=0.12（A）=120（mA）

由于普通斷路器是通過檢測負荷線路的工作電流來設定其短路和過載保護的脫扣值的，一般其瞬時脫扣值為斷路器額定工作電流的5倍以上；而過載保護采用反時限特性，也要在斷路器額定工作電流的1.05倍以上才能動作。由此可見，這時的接地故障電流太小而不足以使普通斷路器脫扣。因此，普通斷路器不能對高阻接地漏電故障起到保護作用。

而剩余電流型漏電斷路器的工作原理與普通斷路器不同，它通過零序電流互感器可以檢測出回路中存在的微弱流入、流出的不平衡電流差額（即漏電流，毫安級），在交變磁通的作用下，通過中間環節和執行機構切斷故障電路。圖1中電伴熱負荷1和負荷2即采用了這種保護方式。

在電伴熱負荷1的供電回路中，電伴熱回路未發生漏電或其他接地故障，流入和流出零序電流互感器的電流瞬時值大小相等，方向相反，即+=0（為A1相線的電流瞬時值，為N1中性線的電流瞬時值），這時，在互感器鐵心中所產生的磁通互相抵消，即+=0（為A1相線的磁通瞬時值，為N1中性線的磁通瞬時值），零序電流互感器中無漏電磁通，漏電保護器不動作。

當電伴熱回路發生漏電或單相接地故障時（見電伴熱負荷2的供電回路），流入的電流一部分通過PE線回到了中性點N，即接地漏電流Ie2，另一部分通過零序電流互感器流出，即為。這時，流入和流出零序電流互感器的電流的矢量和就不等于零了，即+=≠0（為B2相線的電流瞬時值，為N2中性線的電流瞬時值，為電伴熱負荷2接地漏電流瞬時值），在互感器鐵心中所產生的磁通也就不能互相抵消了，即=≠0（為B2相線的磁通瞬時值，為N2中性線的磁通瞬時值，為電伴熱負荷2漏電磁通瞬時值），零序電流互感器檢測到漏電流引起的漏電磁通，通過中間環節進行比較，當漏電值達到保護的設定值時，使斷路器脫扣，勵磁線圈TL通電，斷路器跳閘，線路得到保護。

由此可見，在TN-S系統下，剩余電流型漏電斷路器可以對每個電伴熱回路起到可靠的保護作用。這就是為什么IEEE Std 515標準和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》都要求電伴熱負荷采用中點接地（TN-S）供電系統的原因，同時該設計方案也滿足《海上固定平臺安全規則》對電伴熱電路的要求。

該設計方案的不足之處是要求對電伴熱的故障電路立即停用，及時修復。但受維修材料供貨周期或海況等因素的影響，實際并不一定能做到迅速修復，因此勢必對生產造成一定的影響。

2.2 IT供電系統下電伴熱供電線路實例分析

2.2.1冀東油田某石油平臺電伴熱電路設計實例（設計方案二）

圖2為冀東油田某石油平臺照明和小功率負荷供電單線圖，IT系統供電、電伴熱負荷無獨立配電盤，其每路電源取自照明配電盤，通過絕緣監測器EFM對整個照明配電盤的負荷回路進行絕緣監測。為方便分析，圖3單獨畫出了3路電伴熱負荷的等效電路圖。

如圖3所示，電伴熱負荷采用剩余電流型漏電斷路器ELB進行保護。當電伴熱負荷2的B相發生絕緣損壞甚至是導體直接接地故障時，由于電源中性點N未接地，與接地點無電氣連接，不能形成故障電流泄放回路，僅存在很小的線路等效分布電容CA1、CB1、CB2、CC2、CC3、CA3產生的泄放電流，零序電流互感器中檢測到的漏電磁通達不到設定動作整定值（30 mA產生的漏電磁通），漏電斷路器不動作。這時，僅絕緣監測器EFM發出報警信號，提示照明配電盤中負荷有單相絕緣或接地故障。

該設計方案的特點如下：

（1） 電伴熱與照明負荷共用一臺變壓器，未采用專用變壓器供電，其伴熱負荷取自照明控制盤，當電伴熱線路或照明線路發生故障時可能互相造成影響，與IEEE Std 515標準和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》的要求不符。

（2） 電伴熱供電未采用中性點接地（TN-S）系統，當發生一次單相絕緣或接地故障時，剩余電流型漏電斷路器ELB似乎形同虛設，不能切斷故障電路，與IEEE Std 515標準和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》的要求不符。

（3） 沒有對每路電伴熱負荷進行漏電流實時檢測監控，不能了解漏電流的暫態過程。而絕緣監測器EFM可在單相絕緣或接地故障時發出報警信號，但不能明確是否為電伴熱負荷故障，也不能明確所在故障回路，需花費一定時間查找故障。

當然，該設計方案中電伴熱供電采用中性點不接地（IT）系統，由于在發生一次單相絕緣或接地故障時無漏電流泄放回路，雖然漏電斷路器不能動作，但該故障也不會產生有害的電弧和電火花，故障電路可暫時繼續工作，不會對生產造成影響。也就是說，上述特點（2）只是與現行標準要求不一致，并不會產生實質性的危害，這也是IT供電系統安全可靠的優點。

2.2.2渤海遼東灣某石油平臺電伴熱電路設計實例（設計方案三）

由于IT系統在單相對地絕緣發生故障時無漏電流泄放回路，因此在一些專著和標準中提出IT系統中不宜安裝漏電保護器，而通過絕緣監視報警器對線路進行監測的觀點，這是發現IT系統單相絕緣和接地故障的一般慣用方法。

為此，國內近年設計的一些海洋石油平臺對IT系統中的電伴熱線路似乎也取消了漏電保護斷路器，甚至連照明和電伴熱共用變壓器都不設置，電伴熱負荷與眾多其他同一電壓等級的負荷無隔離地取自同一配電盤，通過電伴熱供電盤柜上端的配電盤柜安裝的絕緣監測器EFM對整體線路進行絕緣監測，電伴熱的保護電路實際上與照明等其他負荷無任何區別。渤海遼東灣某石油平臺電伴熱供電系統的設計方案即為這種設計方案的典型代表。

圖4為渤海遼東灣某石油平臺照明和電伴熱供電單線圖，IT系統供電，電伴熱負荷雖有獨立配電盤，但每個電伴熱配電盤的總電源仍未設專用變壓器而直接取自照明和小功率配電盤。

該設計方案的特點與2.2.1所述冀東油田某平臺電伴熱電路的最大不同點在于設計中取消了漏電斷路器。因此，有必要就其取消漏電斷路器后的絕緣或接地故障加以分析。

為方便分析，圖5單獨畫出了在不同電伴熱配電盤中的各兩路電伴熱負荷的等效電路圖。電路采用IT系統供電，每個電伴熱負荷回路未配置漏電斷路器，而采用普通微型斷路器MCB對電伴熱提供過載和兩相短路保護，通過采用絕緣監測器EFM對整體線路進行單相絕緣或單相接地故障監測。

當電伴熱負荷2的B相發生絕緣損壞甚至導體直接接地故障時（一次接地故障），如前所述，由于電源中性點與接地點無電氣連接，不能形成故障電流泄放回路，因此該負荷回路保護斷路器不會跳閘，但也不會產生有害的電弧和電火花，這時，電伴熱負荷2可暫不停電繼續工作。但進一步分析就會發現，若在電伴熱負荷2故障回路修復之前，電伴熱負荷3的C相又發生絕緣損壞時（二次接地故障），接地故障電流就由B相→負荷2的B相接地故障點→鋼結構（平臺地）→負荷3的C相接地故障點→C相形成泄放回路，接地泄放電流Ie的大小為：

Ie=U/（R2+R3+RL+RE）

式中Ie——電伴熱負荷2、負荷3接地故障電流有效值；

U——相電壓有效值；

R2——電伴熱負荷2漏電電阻；

R3——電伴熱負荷3漏電電阻；

RL——接地回路導線電阻（很小，可忽略不計）；

RE——兩接地點間導體電阻（由于為鋼結構直接連接，所以很小，可忽略不計）。

假設電伴熱負荷2絕緣電阻因老化等原因降低至0.002 MΩ，即R2=2 000 Ω，電伴熱負荷3為導體直接接地故障，即R3≈0 Ω，當U=230 V時，有：

Ie=U/（R2+R3+RL+RE）=230/2 000=115（mA）

由于電伴熱負荷2和負荷3的供電保護斷路器不具有漏電保護功能，其接地故障電流太小而不足以使斷路器脫扣。這時在電伴熱負荷2和負荷3的漏電處就有可能會產生電弧或電火花。如果它們仍然采用漏電斷路器進行保護，則可對線路進行保護，避免可能存在的安全隱患。

由此可見，該設計方案表面看似乎合理，其實存在著更多的問題。其特點如下：

（1） 電伴熱未采用專用變壓器供電，電伴熱負荷與其他負荷未進行有效隔離，不同控制箱內的各類負荷接地故障都可能彼此互相影響（導致二次接地故障），存在安全隱患，與IEEE Std 515標準和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》的要求不符。

（2） 電伴熱供電未采用中性點接地（TN-S）系統，與IEEE Std 515標準和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》的要求不符。

（3） 電伴熱每路供電回路取消了漏電斷路器，不能滿足IEEE Std 515標準、《淺海固定平臺建造與檢驗規范》和《海上固定平臺安全規則》的要求。

（4） 在電伴熱負荷發生一次單相絕緣或單相接地故障時，若暫不停電繼續工作，則線路不能對二次單相絕緣或單相接地故障進行保護，存在安全隱患。

（5） 電伴熱負荷既未設置專用絕緣監測器EFM，也未對每路負荷進行漏電流實時檢測監控，其保護電路與其他負荷沒有任何區別。EFM在單相絕緣或接地故障時發出報警信號，但不能區分是電伴熱還是照明等線路的故障，也不能明確所在故障回路，由于其監測的負荷太多，需花費大量時間查找故障。

因此，在取消了各路漏電保護裝置的情況下，若要保證平臺無安全隱患，當絕緣監測器EFM監測到系統單相絕緣和單相接地故障時，要求必須對電伴熱的故障電路立即進行修復，這將導致該設計方案不但不能發揮IT系統可連續供電的優點，同時與TN-S系統相比，還增加了查找故障所在負荷回路的時間，勢必對生產造成較大的影響。

受維修材料供貨周期或海況以及施工條件等因素的影響，在需要更換電伴熱電纜等情況下，絕緣故障并不能馬上得到修復。另外，有些電伴熱負荷并不希望在發生一次接地故障時立即停電，比如在不能停產的情況下，從安全角度考慮必須保證消防管道不因電伴熱的單相接地故障停電而導致凍結。但若該設計方案中電伴熱負荷在一次接地故障時不停產繼續工作，則它將工作在無漏電保護的狀態下，存在產生電弧或電火花的安全隱患。特別是在取消了電伴熱專用變壓器的情況下，不同的電伴熱配電盤之間、電伴熱配電盤與照明配電盤之間等均未進行電氣隔離，大大增加了發生二次接地故障的概率。因此，該設計方案在實際生產應用中在一定時期內存在保護盲區。

2.2.3陸豐油田某石油平臺電伴熱設計實例（設計方案四）

圖6為陸豐油田某石油平臺電伴熱供電單線圖，IT系統供電。電伴熱既采用了獨立的變壓器和配電盤，同時每個電伴熱負荷回路又配備了漏電斷路器ELB和獨立的零序電流互感器ZCT。

結合前述其他幾個設計方案的分析，我們不難得出該設計方案具有如下特點：

（1） 電伴熱采用專用變壓器供電，電路發生故障時與照明等其他線路彼此不會影響。

（2） 雖然采用了△/Y專用變壓器供電，但并未從中性點引出中性線，即電伴熱供電未采用中性點接地（TN-S）系統，與IEEE Std 515標準和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》的要求不符。

（3） 絕緣監測裝置EFM可在單相絕緣或接地故障時發出報警信號，配合零序電流互感器ZCT對每個電伴熱負荷回路進行實時漏電流的監控，通過對接地故障瞬態電流進行分析，可幫助判斷故障所在回路。

（4） 電伴熱供電采用中性點不接地（IT）系統，由于在發生一次單相絕緣或接地故障時無漏電流泄放回路，雖然漏電斷路器不能動作，但也不會產生有害的電弧和電火花，故障電路可暫時不斷電繼續工作。在一次單相絕緣或接地故障排除之前，線路對二次單相絕緣或接地故障仍具有保護作用，因此，既不會對生產造成影響，也不會留下任何安全隱患。

3 電伴熱漏電保護設計方案綜合對比評估和建議

以上所列方案基本可覆蓋目前海洋石油平臺電伴熱漏電保護設計方案。為更加直觀對比各設計方案，現將其特點進行綜合對比歸納，見表1。

通過對以上實際工程中出現的電伴熱保護電路的分析，并對比標準規范的要求，我們發現：方案一既滿足標準和規范的要求，同時又不存在安全隱患；方案二和方案三既不滿足標準和規范的要求，同時又存在安全隱患；方案四雖無安全隱患，與方案一相比還具有單相絕緣或接地故障不斷電的優點，然而卻不能完全滿足IEEE Std 515和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》的要求。因此，我們認為就電伴熱漏電保護而言，不僅其中有些設計方案存在問題，而且現行國內外標準和規范也有待于進一步細化和完善，以確保海上石油平臺的高效、安全生產。

為使設計合理規范，監理方在建造和檢驗過程中有據可尋，現對海洋石油平臺電伴熱漏電保護設計方案和現行標準規范提出如下建議，供以后的設計和標準規范修訂參考：

表1 電伴熱配電和漏電保護電路設計方案綜合對比評估

（1） IEEE Std 515和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》目前只認可電伴熱中性點接地系統（TNS）的設計方案，而中性點不接地系統（IT）下的方案四更具優點，建議以后修訂時予以考慮采納。如果IEEE Std 515和《淺海固定平臺建造與檢驗規范》制訂機構有充分理由證明方案四不合理，那么，設計部門就不應再采用。總之，應保證設計和標準規范一致。

（2） 建議IEEE Std 515、《淺海固定平臺建造與檢驗規范》和《海上固定平臺安全規則》在以后的修訂版中能按TN-S和IT供電系統分別對電伴熱的漏電/絕緣保護提出明確要求，如增加在IT供電系統時采用電伴熱專用絕緣監測裝置的要求，明確規定IT系統下每路電伴熱負荷是否還應裝設漏電斷路器的條款等。但我們從生產和安全的角度考慮認為，海上石油平臺的電伴熱在IT供電情況下仍應保留漏電斷路器。

（3） 目前國內設計的海洋石油平臺的整體供電方案一般為IT系統，電伴熱的供電方式通常也就與其一致而采用了IT系統。建議電伴熱負荷的供電和漏電保護方案應按照整個平臺的供電方式、伴熱管道的工藝要求、平臺的維修保養能力和管理水平等多種因素綜合考慮。例如電伴熱負荷發生一次漏電接地故障，希望能立即切斷故障回路時，則應采用專用變壓器將電伴熱的供電電路轉換為中性點接地系統，然后通過每個負荷回路的漏電斷路器進行保護；當電伴熱負荷發生一次漏電接地故障，不希望立即切斷故障回路時，如消防管道或其他工藝流程因生產需要必須保持線路連續工作時，則應采用上述實例分析中設計方案四的設計方法。

（4） IT供電系統雖然具有安全可靠的特點，但對于海洋石油平臺電伴熱工作的實際情況，如果設計考慮不周，仍然存在一定的安全隱患。IT供電系統下，一個完善的電伴熱供電系統應該包括如下部分：

a.獨立的電伴熱專用變壓器供電。

b.每個電伴熱變壓器負荷端應裝設一套絕緣監測報警裝置以實現對各負荷線路的整體絕緣水平的監測。

c.每個獨立電伴熱回路宜裝設零序電流互感器對漏電流進行實時監控，以幫助判斷該回路一次漏電或接地故障。

d.每個獨立電伴熱回路應裝設漏電斷路器以達到對該回路二次漏電或接地故障的保護。

[1] IEEE Std 515-1997，IEEE Standard for the Testing,Design,Installation,and Maintenance of Electrical Resistance Heat Tracing for Industrial Applications[S].

[2] APIRP14F-1999，RecommendedPracticeforDesignand Installation of Electrical Systems for Fixed and Floating Offshore Petroleum Facilities for Unclassified and Class I,Division 1 and Division 2 Locations[S].

[3] NFPA 70-2008，National Electrical Code 2008 Edition[S].

[4] 中國船級社，淺海固定平臺建造與檢驗規范（2004）[S].

[5] 國家經濟貿易委員會，海上固定平臺安全規則（2000）[S].

[6] 顧月英.漏電保護器應用[M].上海：上海科學技術出版社，1993.

Abstract:Electrical heat tracing（EHT）plays an important role in ensuring normal production process ofoffshore oil platform.However there is a possible danger of ground fault in EHT practical application and it brings potential troubles to safe production of platform.The reliable power supply and protection circuit design is one of preconditions to insure EHT safe operation.This paper discusses the design of ground fault protection circuit for EHT by analyzing ever built engineering projects and comparing with relevant criteria,accordingly finds out discrepancies between the present design and the criteria,as well as provides rational relevant suggestions.

Key words:offshore oil platform;electrical heat tracing;ground fault protection

（11）Discussion on Ground Fault Protection Circuit Design of Electrical Heat Tracing for Offshore Platform

LI Jian-qiu（China National Offshore Engineering Co.,Ltd.（Qingdao）,Qingdao 266555,China）

TE951TM92

A

1001－2206（2011）02－0011－09

李建球(1964-)，男，湖南茶陵人，電氣工程師，1984年畢業于中原工學院，現從事海洋石油平臺電氣設計工作。

2010-05-30，

2011-01-14