淺談海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電技術(shù)

易吉梅

（中國海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島 266555）

0 引言

海洋中蘊(yùn)含著豐富的資源和寶藏，其中，海洋石油資源占全球石油資源總量的34%。近年來，隨著我國對近海石油資源的不斷開采，海洋石油工程不斷增多，由于油氣開采的環(huán)境特殊，海洋石油工程電氣系統(tǒng)對于電氣設(shè)備的防漏電技術(shù)要求也相對較高。

1 海洋石油工程電氣設(shè)備安全環(huán)境分析

與陸地電力網(wǎng)絡(luò)相比，海洋石油工程電力系統(tǒng)是一個特殊的電力網(wǎng)絡(luò)，因其肩負(fù)著為海洋石油生產(chǎn)加工平臺供電的任務(wù)，故要充分考慮海上作業(yè)的惡劣環(huán)境。海洋石油工程的電氣設(shè)備種類眾多，交錯分布，要探討海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電技術(shù)，應(yīng)首先對電氣設(shè)備所處的安全環(huán)境有清晰的了解。

1.1 采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

海洋石油工程電氣系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，運(yùn)行于工頻交流50 Hz下，采用該接線方式優(yōu)點(diǎn)是安全性較高。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時，因產(chǎn)生的故障電流相對較小，所以可以繼續(xù)運(yùn)行2 h再進(jìn)行處理，這就為漏電保護(hù)動作提供了時間。

1.2 采用三相三線供電

海洋石油工程電氣系統(tǒng)的運(yùn)行電壓等級與陸地系統(tǒng)相區(qū)別，采用三相三線制，主要有交流三相10 500 V、6 300 V、3 300 V、380 V以及交流單相220 V、110 V等電壓等級。不同的電氣設(shè)備所采用的電壓等級也不同，發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、海底電纜采用三相系統(tǒng)，而其他一些電氣設(shè)備如小動力系統(tǒng)、空間加熱器、電伴熱系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、控制和指示系統(tǒng)、不間斷電源等，則采用單相供電，額定電壓也根據(jù)需要各自不同。所以，海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電系統(tǒng)相對復(fù)雜。

1.3 惡劣的自然環(huán)境

與陸地環(huán)境不同，海洋作業(yè)的自然環(huán)境相對惡劣，不僅濕度大，而且海上多風(fēng)、霧、鹽水，所以海洋電氣設(shè)備要面臨鹽霧、油霧、霉菌、凝露、腐蝕性氣體等的長期侵蝕。長期運(yùn)行在這種環(huán)境下，電氣設(shè)備很容易受潮、老化、絕緣損壞。

1.4 漏電事故影響大

海洋石油工程涉及特種作業(yè)，油氣開采和生產(chǎn)過程中，海洋鉆井平臺上可能有易燃易爆氣體、高壓高溫油蒸汽等，一旦電氣系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣破壞或漏電導(dǎo)致的事故，不僅可能引燃或引爆這些氣體，引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故，還有可能導(dǎo)致觸電事故，造成人員傷亡。

綜合上述分析可見，面對惡劣的自然環(huán)境，海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電工作至關(guān)重要。目前，國內(nèi)外電力標(biāo)準(zhǔn)對海洋石油工程的配用電和漏電保護(hù)具有更加嚴(yán)格的要求，發(fā)展海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電技術(shù)任重道遠(yuǎn)。

2 海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電技術(shù)

海洋石油工程電氣設(shè)備眾多，主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)、配電盤、電池組、導(dǎo)航設(shè)備、伴熱設(shè)備、照明設(shè)備、變頻設(shè)備、各類注水泵和電潛泵、壓縮機(jī)、控制和指示設(shè)備、UPS等。對于經(jīng)常運(yùn)行在高溫、高濕、高壓等環(huán)境下的設(shè)備，加強(qiáng)防漏電尤其重要。

我國海洋石油工程的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，因此，在實(shí)踐中，防漏電保護(hù)工作還存在重視程度不夠、某些標(biāo)準(zhǔn)不夠完善、對標(biāo)準(zhǔn)的理解程度不深等問題，這就導(dǎo)致漏電保護(hù)回路設(shè)計(jì)不夠規(guī)范，給電氣設(shè)備安全運(yùn)行帶來了隱患。下面筆者將結(jié)合自身實(shí)踐，對海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電技術(shù)展開分析。

2.1 加裝漏電保護(hù)器

漏電保護(hù)器是最常用的防漏電保護(hù)裝置，主要用來檢測、減小、最后切斷漏電電流，同時，漏電保護(hù)器還具有過載和保護(hù)功能。下面以海洋石油平臺中常見的電伴熱設(shè)備為例進(jìn)行分析。

電伴熱設(shè)備由于具備節(jié)能、效率高、能夠加熱彎曲管道等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于海洋石油工程，用來給管道和設(shè)備加溫。在長期運(yùn)行中，電伴熱設(shè)備可能出現(xiàn)電纜護(hù)套絕緣受損、伴熱電纜受熱老化、管道閥門處液體滲漏、保溫層被雨水侵蝕等情況，帶來漏電隱患，因此需要加裝漏電保護(hù)器。電伴熱回路的漏電保護(hù)對控制電弧和電火花要求特別高，側(cè)重于考慮不接地系統(tǒng)中最常見的高阻接地故障。由于高阻接地的故障電流相對較小，而系統(tǒng)中的普通斷路器通過檢測線路中的工作電流來設(shè)定脫扣值，所以很難切除故障，這就會導(dǎo)致拉弧或電火花，遇到輸油管道或電纜中的可燃液體，可能導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故。因此，必須加裝漏電保護(hù)裝置，較快地切除故障，避免出現(xiàn)電弧或電火花。應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際情況，選擇不同的剩余電流動作型漏電保護(hù)器。

2.2 加裝絕緣監(jiān)視和告警器

對于中性點(diǎn)不接地或通過電阻接地的IT供電系統(tǒng)來說，當(dāng)發(fā)生單相故障時，對地電壓升高倍，由于中性點(diǎn)不接地，所以系統(tǒng)中沒有漏電流泄放回路，因此可以考慮在IT供電的海洋石油工程中不加裝漏電保護(hù)器，而使用絕緣監(jiān)視和告警裝置，對整體線路進(jìn)行監(jiān)測來發(fā)現(xiàn)接地故障。仍以電伴熱設(shè)備的漏電保護(hù)為例，在IT供電系統(tǒng)下，可以采用普通的斷路器為電伴熱設(shè)備進(jìn)行過載和兩相短路的保護(hù)，輔以絕緣監(jiān)測裝置對線路的單相接地故障進(jìn)行定位和監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到接地故障時，及時修復(fù)故障回路，并通過配電盤公共報(bào)警。

2.3 加裝零序電流互感器

對IT供電系統(tǒng)來說，還可以采用加裝零序電流互感器和絕緣監(jiān)測裝置相配合的方法來實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。這樣，一旦系統(tǒng)中發(fā)生單相絕緣或接地故障，絕緣監(jiān)測裝置可以及時發(fā)出告警信號，而零序電流互感器則彌補(bǔ)了不接地系統(tǒng)中沒有漏電流泄放回路的缺點(diǎn)，對回路進(jìn)行實(shí)時漏電流監(jiān)控。通過零序電流互感器，可分析接地故障的零序電流，查找故障點(diǎn)的具體位置，準(zhǔn)確切除故障。

3 海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電措施

除了通過加裝漏電保護(hù)器、絕緣監(jiān)測裝置、零序電流互感器等專用技術(shù)措施來進(jìn)行漏電保護(hù)外，做好防止漏電的預(yù)防措施也十分重要。主要包括以下幾點(diǎn)：

3.1 選擇合理的電氣設(shè)備

選擇適應(yīng)于海洋石油工程的專用設(shè)備，例如，在易潮濕區(qū)域采用水密插座，在易燃易爆區(qū)采用防爆插座，在溫度較高的區(qū)域選擇線芯允許長期工作溫度較高的電纜，在有較大失火危險(xiǎn)的區(qū)域采用耐火電纜；采用在規(guī)范要求的環(huán)境溫度下能夠持續(xù)工作的電動機(jī)，選擇合適的過載系數(shù)和絕緣等級等。

3.2 做好防潮和防漏電措施

做好電氣設(shè)備的防潮和防漏電措施，定期進(jìn)行清掃和干燥處理，并進(jìn)行檢查和修復(fù)，對容易出現(xiàn)漏電問題的設(shè)備表皮破損、接口處滲漏、保溫層破壞等情況，及時發(fā)現(xiàn)及時處理。此外，合理布置配電盤和配電箱，既要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，又要方便操作及維修。

3.3 合理規(guī)劃空間

例如，對于工程使用的電纜，應(yīng)提前規(guī)劃好電纜、地下管線的走向，主干電纜應(yīng)遠(yuǎn)離熱源和各類管線，電纜應(yīng)盡量避免與各類管線交叉，并分層敷設(shè)。當(dāng)電纜經(jīng)過區(qū)域有較高的防潮、防爆要求時，應(yīng)加設(shè)電纜保護(hù)筒。配電盤和配電箱附近不可有油管、水管和蒸汽管線等可能泄漏的管線或容器。

4 結(jié)語

在實(shí)際的海洋石油工程中，電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境是十分惡劣的，因此選擇合適的防漏電措施十分必要。此外，與海洋石油平臺上通風(fēng)、火警、煙霧、油溫等報(bào)警系統(tǒng)的配合使用也十分重要。隨著電氣工程自動化技術(shù)的發(fā)展，海洋石油工程電氣設(shè)備的防漏電技術(shù)也將日益成熟。

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