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摘要:电气设备的绝缘性能取决于绝缘材料的性能,一旦绝缘材料性能降低,极易发生漏电事故。海上采油平台温差变化较大,湿度较高,盐碱含量大,在进行油田开发过程中还会有油雾、凝露、以及酸性气体,这种恶劣的环境条件对绝缘材料的破坏性较大,因此海上采油平台发生漏电的可能性也较大。一旦设备漏电,将对平台工作人员的人身安全造成威胁,由于海洋平台环境的特殊性,发生安全事故后,施救比陆地困难。本文将通过分析海上采油平台电气设备漏电原因,研究相应对策,为以后的安全生产运行提供有力的保障。
关键词:海上采油平台;电气设备漏电;预防措施
1海上采油平台电气设备漏电保护基本原理
电气设备一旦漏电,可能发生:
1)三相电流不平衡,出现较大零序电流;
2)正常情况下不带电的金属外壳,出现对地电压,危及人生安全。
基于以上原理,对零序电流进行检测,便知电气设备漏电与否。海上采油平台电气设备漏电保护也是基于该原理。
IT系统中,中性点不接地系统运行比较可靠,使用比较安全,所以我国在相关的规程中规定,对中性点不接地电力系统,发生单相接地故障,不能带故障持续运行超过一天。但是在单相接地出现故障时,为了快速处理就可以通过定位回路中的故障而进行解决。
中性点不接地系统在一般海上采油平台经常被采用。在对总体绝缘性进行检查时,基于平台设计以及在投资成本的考虑,一般使用的方式是分段设置,由此也带来一些问题。在海洋平台的配电盘,虽然有公共报警设备主要用于解决电气设备单向接地出现的故障,但是在定位的过程中不能准确地找出具体的位置所在。所以一旦出现故障就要在故障的回路寻找中浪费更多的时间,而且为了可以更为精确地检查,不得不对平台中的机械设备进行停止运行,所以对于整个平台来说,出现接地故障就会对正常生产造成一定影响。
2 海上采油平台配电系统特点
2.1 海上采油平台电气设备工作特点
海上采油平台经常会出现较大温差,且常常会有持续的低温。如渤海地区低温会低于在零下20摄氏度。另外,海上湿度也较高,同时有盐雾现象产生,可能还伴随油雾、霉菌以及凝露等出现。
受恶劣天气的影响,运行中的电气设备容易出现问题,如出现因腐蚀而导致的绝缘材料性能降低,最终发展为接地故障,更严重的是发生三相短路故障。这些故障可能导致人员触电,也可能导致油蒸汽产生爆炸。
2.2 海上采油平台电气配电系统的特点
前文已分析过海上采油平台的恶劣工作环境对电力系统的危害。另一方面,海上采油平台的主要任务是采掘原油,平台上的设备昼夜不间断运行,这就对电力系统提出另外一个要求:供电在安全的情况下还必须连续可靠。除此以外,还有一个显著特点就是,海上采油平台造价较大,为节约成本,往往建造体积不大,供电距离较小。
综合考虑上述特点,海上采油平台一般采用IT系统,即电源中性点不接地(或经高阻抗接地),用电设备外露可导电部分直接接地的系统。一般不设置中性线。由于IT系统出现第一次故障时故障电流小,电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压,因此可以不切断电源,使电气设备继续运行,并可通过报警装置及检查消除故障。
2.3 IT供电系统的特点
如下图所示,为IT系统典型接线图。
图1 IT系统
图中,系统没有设置中性线N(系统可以设置N线,但并不推荐),中性点没有接地(也可经高阻抗接地),电气设备外壳则直接接地。该系统在供电距离相对较近时,供电可靠性较高,可用于不允许停电或要求连续供电的场所,该特点切合海上采油平台对电力系统的特殊要求。
试分析:假设L1发生接地故障(如图所示),由于中性点不接地或经高阻抗接地,所以并未形成小电阻短路回路,回路中实际的故障电流很小。故,发生单相接地故障时,允许系统带故障运行一定时间,在此期间,电气运行人员可以进行故障排查处理。
3影响海上采油平台电气设备安全因素
3.1环境因素
海洋环境中,对平台电气设备影响最主要的因素就是气候及空气。变化多端的气候,加上高浓度的盐类、潮湿环境、极端低温或高温,都是电气设备安全运行的克星。这些会导致在运行中的电气设备因发生了化学反应遭受腐蚀,从而降低设备的绝缘电阻,导致漏电发生的概率大大增加。
针对恶劣的天气,应该采取相应的预防措施,以减小电气设备发生漏电的概率,比如电气设备室做好隔绝措施,配置一定数量的空调进行除湿降温等。
3.2设备因素
电气设备是海上采油平台电力系统的主体,设备质量好坏,直接影响故障发生的概率。因此,在选择海上采油平台电气设备时,必须充分考虑恶劣的气候条件,选择绝缘等级高、耐腐蚀的设备,最大限度满足生产需要。
4海上采油平台电气设备漏电对策
4.1使用漏电保护器
电力系统分为三种基本模式:IT系统、TT系统及TN系统。针对不同模式,漏电保护器接法有所区别。系统设置漏电保护器时,因严格按照对应系统的要求进行接线。
系统中接入漏电保护器后,设备发生故障能有效进行检测,以便于运行人员及时消除系统故障。
4.2加强有针对性的防护
如前文所述,恶劣的环境条件会对电气系统造成极大不良影响。为了降低这种影响,可以才取有效措施,尽可能降低环境的恶劣程度,给电气设备提供一个良好的运行环境。比如在电气设备室安装空调,保持室内温度和湿度处于良好状态。
4.3加强巡检
无论是陆地还是海上,常规巡检都是电力系统运行必不可少的环节。考虑到海上环境的恶劣程度,电气设备发生故障的概率远远大于陆地,因此,需要加强巡检,及时发现潜在隐患,做好设备的维护保养工作,对处于不良环境中的设备进行处理。
4.3提高电工专业素质
影响电气设备的安全因素中除了有外界环境的影响,电气设备本身质量的好坏,人也是一个重要的影响因素。电工在进行电气设备维护使用过程中,如果操作不当,维护保养不及时,就会为电力系统的稳定运行带来潜在隐患。所以对于专业电工应该加强相关的培训,在人员选用的过程中,应该按照相关的标准进行严格选择。
5结束语
海上采油平台电气设备面临恶劣的外界环境,漏电风险较高,造成漏电事故的原因也是多种多样。但究其根本,还是因为电气设备的绝缘性能降低导致的。在实际工作中,需要尽可能的弱化影响电气设备绝缘性能的因素,加强平时的运行维护保养,做好事前控制能起到事半功倍的效果。
参考文献
[1]张旭,郭伟.浅谈海洋平台电气设备漏电保护对策[J].石化技术,2017,24(07):66.
[2]李文年.浅谈海上采油平台电气设备漏电保护措施[J].中国石油和化工标准与质量,2013,33(12):226-227.
论文作者:龙钦松1 张攀1,张婷2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/7
标签:电气设备论文; 海上论文; 平台论文; 故障论文; 系统论文; 发生论文; 环境论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;