探討海洋石油鉆井平臺電氣設(shè)備安全問題

摘 要：隨著社會的發(fā)展，國民經(jīng)濟水平和人們的生活質(zhì)量大幅提高，海洋石油開采方面存在的問題也受到了人們的高度關(guān)注。海洋環(huán)境與陸地環(huán)境不同，有其特殊性，而石油開采設(shè)備有別于普通開采設(shè)備，有其一定的使用要求。本文針對海洋石油鉆井平臺這一作業(yè)設(shè)施，考慮其作業(yè)環(huán)境的特珠性，探討了如何有效的保證平臺電氣安全，避免電氣事故發(fā)生，保證鉆井平臺正常的生產(chǎn)生活，具有很強的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：鉆井平臺；電氣；安全

海洋平臺電氣部分是海洋鉆井平臺的一個重要組成部分，是整個平臺的“心臟和動脈”。電氣部分能否安全運行，直接關(guān)系到平臺生產(chǎn)、運行以及人員的安全。海洋鉆井平臺是一種近海移動鉆井裝置，具有船舶電氣的一些共同特性，但又不完全等同于航行船舶。本文從平臺電氣施工、電氣設(shè)備選用及安全用電三個方面，詳細(xì)介紹了如何做到保證平臺電氣部分安全運行。

一、海洋平臺電氣施工

電氣施工是整個海洋平臺電氣部分的第一步，也是最為重要的基礎(chǔ)的一步。施工質(zhì)量的好壞，直接決定了將來電氣部分的安全可靠性和運行維修的方便與否。電氣施工有三個方面是必須給予高度注意的，即電纜通道的選擇、電氣設(shè)備的預(yù)設(shè)位置和電纜的敷設(shè)。

（一）電纜通道的選擇。確定電纜通道時，首先要確定好主干電纜的走向及通道，使之遠(yuǎn)離熱源及油管線，如發(fā)電機排煙管、水蒸氣管線、電阻器及燃油管線等；電纜也不可以與熱管線交叉，實在不可避免時，兩者要保持一定的安全距離并采取一定的防護措施。電力、自控及通信電纜的分層敷設(shè)，高壓電力電纜與低壓電力電纜分層敷設(shè)，因此考慮到電纜橋架的分層布置。還特別要注意以下幾個方面：高壓電纜不可經(jīng)過起居室；與通信設(shè)備無關(guān)的電力電纜盡量不要通過通信室；應(yīng)急電源電纜的走向，盡量與主電源電纜分開敷設(shè)；電纜束穿艙壁視情況選用電纜筒或電纜框，在電纜經(jīng)過處有防水、防爆要求時，要選用電纜筒保護電纜穿過艙壁，其他情況可用電纜框保護電纜穿過艙壁。

（二）電氣設(shè)備預(yù)設(shè)位置的布置。電氣設(shè)備可以分為室內(nèi)與室外兩大部分，配電室及主控室設(shè)備屬于室內(nèi)部分，也是電氣設(shè)備布置時設(shè)計的重點。配電盤柜及配電箱的布置一定要合理，既要符合施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，又要方便操作及維修。在其上方和后面不可有油管、水管及蒸氣管線等可能泄漏的管線或容器。另外，室外危險區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備的布置也要作為重點考慮。危險區(qū)內(nèi)應(yīng)盡量避免布置電氣設(shè)備及敷設(shè)電纜，不可避免時，所選電氣設(shè)備的防爆等級要符合所在危險區(qū)的防爆要求。在危險區(qū)內(nèi)敷設(shè)電纜要考慮配保護管或敷設(shè)在密封橋架內(nèi)，進接線盒前應(yīng)穿防爆撓形管進行保護。

（三）電纜敷設(shè)注意事項。電纜敷設(shè)時，根據(jù)電纜的走向，安裝電纜橋架、導(dǎo)線板，割焊電纜筒和電纜框。安裝電纜橋架時，注意其規(guī)格、型號要符合施工圖紙要求。在割電纜穿艙壁或甲板的孔洞時，不能對結(jié)構(gòu)造成損傷，大小和位置一定要合適，該用電纜筒的地方不能用電纜框，以達到防水、防爆的要求。在進行艙室頂壁部分的工作時，特別是需要在艙室頂壁部分動用電焊、氣割的工作，如橋架、導(dǎo)線板、電纜筒和電纜框等的焊接，必須對配電盤、集控臺、變壓器等已安裝的設(shè)備進行保護。在主電纜通道上所有需要動用電焊、氣割的工作都基本完成，且小設(shè)備也基本安裝完畢的情況下，才可以進行電纜的敷設(shè)，電力電纜、主電源電纜、高壓電纜與低壓電纜要分層敷設(shè)，自控通信電纜與電力電纜也要分層。另外需要注意的是電力電纜、儀表通信電纜的接地要求是不一樣的。

二、平臺電氣設(shè)備的選用

鉆井平臺電氣設(shè)備屬于船用設(shè)備范疇，它的選用不同于陸地電氣設(shè)備，必須考慮到海上潮濕、腐蝕性強的特點，所有平臺電氣設(shè)備必須符合船用環(huán)境技術(shù)條件要求，也必須具有所在國船級社頒發(fā)的證書才可使用。

（一） 適應(yīng)震動和沖擊的條件。由于震動可使電氣設(shè)備的固定或連接部件松脫，使結(jié)構(gòu)部件損壞或失靈，因此這些部件要有防松脫的措施；對受震動影響較大的設(shè)備應(yīng)有減震或隔震措施，并且具有堅固的耐震動和沖擊的機械結(jié)構(gòu)。也就是說，要求電氣設(shè)備應(yīng)能承受船舶正常運營所產(chǎn)生的震動和沖擊。

（二）適應(yīng)潮濕與腐蝕性環(huán)境。海上平臺在作業(yè)時，環(huán)境空氣的潮濕、鹽霧、油霧和霉菌使電氣設(shè)備絕緣材料的絕緣性能下降，使金屬部件產(chǎn)生銹蝕和腐蝕，因為潮濕和鹽霧在絕緣材料的表面形成潮濕的漏電薄膜，在濕熱條件下霉菌分泌有機酸，加劇了電氣設(shè)備表面的潮濕性。油霧和灰塵粘附于電氣設(shè)備的表面也增加了其表面的漏電的可能性，而且阻礙散熱使溫度升高。潮濕的水分子滲人絕緣材料的裂縫和毛細(xì)孔中，從而導(dǎo)致絕緣電阻的下降。

在構(gòu)成電氣設(shè)備的材料中絕緣材料是耐熱最薄弱的環(huán)節(jié)，許多電氣設(shè)備的損壞往往是由于絕緣材料的熱擊穿而引起的，因為溫度超過一定極限將加速絕緣材料的老化，失去絕緣性能，船用電氣設(shè)備絕緣材料不僅不能按額定電流決定耐熱等級，還應(yīng)考慮特殊的環(huán)境條件對其溫升的影響，因此船用電纜、電線、繞組等要用較高耐熱等級的耐潮濕、抗鹽霧、防霉菌的絕緣材料。船用電纜電線的絕緣和防護材料均應(yīng)為阻燃型的；其導(dǎo)體材料應(yīng)是機械強度好、韌性好和耐腐蝕的材料，所以平臺上絕不應(yīng)采用普通鋁芯電纜和電線。

（三）適應(yīng)平臺電網(wǎng)電壓和頻率的變化。鉆井平臺電力系統(tǒng)是一個獨立的有限電網(wǎng)，電壓和頻率均受負(fù)載變化的影響，特別是頻率的變化與陸上差別較大。因此要求平臺用電氣設(shè)備應(yīng)在規(guī)定的電壓、頻率的變化范圍內(nèi)能有效地工作。

（四）防爆電氣的類型。海上常用電氣設(shè)備的防爆類型主要有：隔爆型、增安型、本質(zhì)安全型、正壓型、油浸型、充砂型、無火花型、澆封型。各防爆類型的簡要規(guī)定：

1.隔爆型d：設(shè)備在正常運行時，外殼能夠承受內(nèi)部的爆炸性的混合物在內(nèi)部爆炸而不致受到損壞，防止爆炸向外殼周圍的爆炸性大氣環(huán)境轉(zhuǎn)移，并能保證內(nèi)部的火焰氣體通過間隙傳播時降低能量，不足以引爆殼外的氣體。

2.增安型e：在正常工況條件下不會產(chǎn)生的高溫、以及電弧或火花的設(shè)備上，對其結(jié)構(gòu)進一步采取保護措施，提高設(shè)備的安全性和可靠性。

3.本質(zhì)安全型i：設(shè)備內(nèi)部的電路在規(guī)定的條件下，正常工作狀態(tài)或故障狀態(tài)下產(chǎn)生的火花或熱能均不能點燃爆炸性混合物。其中，正常工作、發(fā)生一個故障及發(fā)生兩個故障時不能點燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備為ia級本質(zhì)安全型設(shè)備；正常工作及發(fā)生一個故障時不能點燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備為ib級本質(zhì)安全型設(shè)備。

4.正壓型p：是向外殼內(nèi)充入帶正壓的清潔空氣、惰性氣體，以免爆炸性混合物進入外殼，或連續(xù)通入足量的保護氣體，使內(nèi)部爆炸性混合物的濃度降至爆炸下限以下。保護氣體可以是空氣、氮氣，或其他非可燃?xì)怏w。

5.油浸型o：將電氣設(shè)備的部件整個浸在保護液中，使設(shè)備不能點燃液面上或外殼外面的爆炸性氣體。該型設(shè)備外殼上應(yīng)有排氣孔，孔內(nèi)不得有雜物，且保護液應(yīng)充足。

6.充砂型q：將能點燃爆炸性氣體的被固定導(dǎo)電部件完全埋入細(xì)粒狀填充材料中，使殼內(nèi)出現(xiàn)的電弧、火花、殼壁溫度或顆粒狀材料表面溫度不能點燃外部爆炸性混合物的電氣設(shè)備。

7.無火花型n：是在防止危險溫度、外殼防護等級、防沖擊、防機械火花、防電纜事故等方面采取措施，以提高安全程度的電氣設(shè)備。

8.澆封型m：將可能產(chǎn)生點燃爆炸性混合物的電弧，火花或高溫的部分進行澆封，使它不能點燃周圍的爆炸性混合物。

三、平臺安全用電

平臺安全用電，最主要的是指防止人員觸電事故的發(fā)生。正如前文所說，平臺所處的潮濕、鹽霧、油霧和霉菌的環(huán)境使電氣設(shè)備絕緣材料的絕緣性能下降，很有可能造成絕緣擊穿使設(shè)備帶電。如果缺乏必要的安全用電常識與保護措施，那么觸電事故肯定會發(fā)生。

（一）預(yù)防觸電措施

1.經(jīng)常檢查、維護電氣設(shè)備的絕緣和殼體的安全接地，以消除觸電隱患；

2.禁止帶電檢修設(shè)備，特殊情況下須使用絕緣合格的工具和護具進行帶電操作；

3.必須按照操作規(guī)程及正確的操作方法對電氣設(shè)備進行操作；

4.由于非安全電壓便攜式電氣設(shè)備及其電纜、插頭等的絕緣容易損壞，安全接地芯線容易折斷而不易覺察，使用前必須仔細(xì)檢查；

5.若電氣設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時，不能直接用消防水滅火，以避免觸電。對電氣設(shè)備最好用情性氣體（二氧化碳）滅火器滅火，既避免觸電或產(chǎn)生有毒氣體，又對電氣設(shè)備無有害的腐蝕作用。

（二）安全保護措施。1.保護接地：保護接地是將電氣設(shè)備在正常情況下用不帶電的金屬殼翠或構(gòu)架等，與地做良好可靠的金屬連接，一旦發(fā)生這些部件帶電時，使站在地上的人體的接觸電壓和人體電流近于零。中性點對地絕緣的低壓電力系統(tǒng)宜采用這種保護接地。

2.工作接地及保護接零：電力系統(tǒng)的中性點接地就是工作接地，在低壓電力系統(tǒng)為防觸電，電氣設(shè)備的笨殼等與系統(tǒng)的零線連接，即保護接零。當(dāng)電氣設(shè)備某相絕緣損壞碰殼時，通過零線構(gòu)成單相短路。因這種單相短路電流較大，可使電氣設(shè)備的繼電保護開關(guān)或熔斷器斷開。從而既避免了人身觸電，又迅速切除了故障設(shè)備，保證了其它電氣設(shè)備的正常運行。即使在保護電器斷開之前觸及外殼時，也由于人體電阻遠(yuǎn)大于回路電阻而使人體電流極小。

四、結(jié)束語

通過認(rèn)真執(zhí)行本文以上三個方面的建議與措施，即可有效的避免平臺電氣事故的發(fā)生，保證平臺電氣部分的安全運行，從而使平臺的正常生產(chǎn)與生活得以進行。對于從事平臺電氣工作的技術(shù)人員，本文也具有很好的借鑒意義。

參考文獻：

[1] 王澤浩，王豐全.海上平臺電統(tǒng)貫穿結(jié)構(gòu)的施工處理方法[J].石油工程建設(shè)，1998，（4）.