鉆井井場網(wǎng)電高壓漏電對策與研究

梁傳濤

摘 要：針對近些年箱變、網(wǎng)電使用過程中出現(xiàn)的高壓電纜漏電燒損這一安全隱患及由于缺乏安全監(jiān)測報(bào)警裝置造成的采油區(qū)大面積停電造成工農(nóng)關(guān)系難于協(xié)調(diào)，耽誤生產(chǎn)時(shí)效問題，設(shè)計(jì)了井場網(wǎng)電高壓漏電報(bào)警裝置。通過分析原有網(wǎng)電鉆機(jī)控制方案存在的問題，改造的可行性、具體措施方案，并成功研制高壓漏電報(bào)警裝置在井隊(duì)投入使用，最終提升了井隊(duì)安全本質(zhì)化水平，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步提升。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)電；高壓；漏電報(bào)警；安全

0引言

近年，箱變、網(wǎng)電技術(shù)發(fā)展迅速，由于其良好的節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢，在井隊(duì)已經(jīng)普及，打井優(yōu)先考慮網(wǎng)電鉆機(jī)已經(jīng)成為一種必然趨勢。但在現(xiàn)場使用過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些共性問題，缺高壓線路安全報(bào)警裝置，不能實(shí)現(xiàn)行之有效的安全隱患檢查。

由于井場離供電方高壓線桿的距離不同，一般井隊(duì)配置的井場高壓線在120米-600米，且井隊(duì)負(fù)荷相對周圍站點(diǎn)屬于高負(fù)荷區(qū)，電纜配置較粗，根據(jù)負(fù)荷不同，電纜尺寸一般在3*95mm2-3*240mm2不等，由于電纜較長，較粗，井隊(duì)搬遷較多，在安裝拖曳過程中，不可避免的造成高壓線纜的磨損，在運(yùn)行過程中，會伴隨井次增多，漏電流逐漸增加至超標(biāo)，在達(dá)到供電方設(shè)定的跳閘極限之前，極其危險(xiǎn)，因?yàn)楹芏鄥^(qū)塊不具備深埋的條件，只是繞井場鋪設(shè)，一旦有人靠近或者天氣不好狀態(tài)下，后果不堪。

①從施工現(xiàn)場實(shí)際狀況看，由于鉆井特殊的野外工作環(huán)境，因此高壓電纜的敷設(shè)有時(shí)無法按照規(guī)程要求實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)，即使高壓線路深埋的井隊(duì)，有時(shí)由于挖掘機(jī)施工，難免觸及線路，造成絕緣下降。以及受重型施工機(jī)械的碾壓，致使高壓電纜在使用過程中經(jīng)常會因絕緣受損造成接地故障的發(fā)生，嚴(yán)重影響了人身安全及鉆采設(shè)備安全[1]。

②從安全及生產(chǎn)角度看，由于缺乏安全報(bào)警保護(hù)裝置，出現(xiàn)過血的教訓(xùn)，隨著安全意識的增強(qiáng)，防范措施的完善，近幾年雖然沒有出現(xiàn)過人身傷害事故，但由于沒有提前檢測裝置，高壓電纜報(bào)廢頻繁，采油供電方受線路影響巨大，大面積油區(qū)停電后，造成工農(nóng)關(guān)系協(xié)調(diào)困難。

1主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

我國在6～10kV配電系統(tǒng)中多采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。正常運(yùn)行情況下，三相的相線電壓和負(fù)荷電流對稱，各相對地有相同的電容C0（用集中參數(shù)表示）。此時(shí)在相電壓的作用下，每相都有一超前電壓90°的電容電流流入地中，且三相電容電流之和為零，中性點(diǎn)對地?zé)o電壓。

發(fā)生單相，例如A相金屬性接地時(shí)，若忽略較小的電容電流產(chǎn)生的電壓降，則電網(wǎng)中各處故障相的對地電壓都變?yōu)榱恪Ｓ谑茿相對地電容被短接，只有B相和C相對地電容中還存在電流，此時(shí)中性點(diǎn)對地電壓上升為相電壓，非故障相的對地電壓變?yōu)榫€間電壓（升高 倍）。

因此，當(dāng)電纜因絕緣損壞而發(fā)生接地故障時(shí)，將會在三相電壓互感器的中性點(diǎn)處出現(xiàn)相電壓即零序電壓，然后我們利用這個(gè)零序電壓可以啟動聲光報(bào)警器，警示現(xiàn)場工作人員。

2網(wǎng)鉆配電系統(tǒng)接地故障零序電壓報(bào)警設(shè)計(jì)研究

2.1網(wǎng)鉆配電系統(tǒng)現(xiàn)有情況介紹

原有的網(wǎng)鉆配電系統(tǒng)進(jìn)線電纜柜內(nèi)部采用的2個(gè)單只電壓互感器，一次接線方式上采用“V/V”型接線。每個(gè)單只電壓互感器分別有2個(gè)二次繞組，一是測量繞組，實(shí)現(xiàn)各相間線電壓的測量；二是電源繞組，分別為微機(jī)保護(hù)裝置提供裝置電源及高壓斷路器提供儲能電源。

由于沒有開口三角繞組及缺少第3只電壓互感器，因此無法實(shí)現(xiàn)零序電壓的測量，也就無法實(shí)現(xiàn)電纜接地故障的報(bào)警。

2.2方案設(shè)計(jì)

針對網(wǎng)鉆配電系統(tǒng)現(xiàn)有情況的設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)電纜接地故障報(bào)警功能，在電纜進(jìn)線柜內(nèi)可以增加改進(jìn)型防諧振干式三相電壓互感器。其目的：一是通過其應(yīng)用提供開口三角繞組，實(shí)現(xiàn)零序電壓的測量；二是避免系統(tǒng)諧振燒壞電壓互感器。

其工作原理是當(dāng)網(wǎng)鉆配電系統(tǒng)中的進(jìn)線電纜及高壓設(shè)備因絕緣損壞（傷）造成系統(tǒng)接地故障時(shí)，防諧振電壓互感器開口三角繞組將產(chǎn)生零序電壓，當(dāng)這個(gè)零序電壓大于零序電壓繼電器（YJ）的啟動值時(shí)，零序電壓繼電器（YJ）接點(diǎn)閉合，啟動聲光報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)接地報(bào)警。

2.3系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要包括高壓高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥鳎?0-12KV/0.5A）、改進(jìn)型防諧振干式三相電壓互感器（JSZFG-10G型）、整流電源（AC220/220V）、直流開關(guān)電源（DC220/DC24V）、零序電壓繼電器（YJ-43-41A）以及聲光報(bào)警器六部分組成。

3應(yīng)用情況

跟蹤現(xiàn)場使用情況，該裝置操作安全可靠，能夠針對漏電異常及時(shí)提醒相關(guān)人員進(jìn)行提前處理，避免經(jīng)濟(jì)損失又將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)，同時(shí)又降低了誤工率。在經(jīng)濟(jì)效益方面，能夠避免大面積采油區(qū)停電及降低漏電流過大導(dǎo)致的電纜報(bào)廢現(xiàn)象的發(fā)生；另外避免漏電流過大后，啟用應(yīng)急設(shè)備，發(fā)電機(jī)和柴油機(jī)增加的經(jīng)濟(jì)損失費(fèi)用每年節(jié)約明顯，使得工農(nóng)關(guān)系便于協(xié)調(diào)。

新型井場網(wǎng)電高壓漏電報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用，改變了以往零序電流法的弊端，實(shí)現(xiàn)了：（1）接地報(bào)警靈敏度不受接地電容電流及負(fù)荷電流的影響；（2）增加的元件對原柜體內(nèi)設(shè)計(jì)影響小；（3）對原二次保護(hù)、測量、操作實(shí)現(xiàn)的功能無任何影響；（4）還可分別實(shí)現(xiàn)三相對地電壓即相電壓的測量，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)鉆配電系統(tǒng)絕緣情況的監(jiān)控。

4結(jié)論

基于進(jìn)一步提升設(shè)備本質(zhì)化安全水平，杜絕安全隱患，拓展挖潛空間，優(yōu)化設(shè)備配置模式，提出了該項(xiàng)目，并付諸了改進(jìn)實(shí)施。井場網(wǎng)電高壓漏電報(bào)警裝置能夠創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益：（1）延長設(shè)備使用壽命；（2）提高設(shè)備安全系數(shù)；（3）減少設(shè)備誤工率；（4）避免無報(bào)警情況下大面積采油區(qū)停電導(dǎo)致的重大經(jīng)濟(jì)損失；（5）改變以往漏電過大超標(biāo)著火導(dǎo)致的高壓電纜報(bào)廢問題。

對箱變、網(wǎng)電使用井隊(duì)進(jìn)行高壓漏電全程監(jiān)控報(bào)警優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)，它所帶來的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益，設(shè)備安全管理水平提升作用已日趨明顯。該改進(jìn)實(shí)際、在各大油田鉆井公司具有良好的可復(fù)制性，有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值，能夠極大的提高井隊(duì)降本增效管理水平，為油田鉆井作業(yè)帶來巨大的安全效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林楊.低壓配電網(wǎng)接地型式安全探討[J].科技資訊，2012 （21）：108—111