關(guān)于鉆井平臺電氣設(shè)備安全問題探討

鄭國輝

摘要：對于處于特殊的環(huán)境下的油氣設(shè)施，無論是從其電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出發(fā)，還是從整套電器設(shè)備的選型以及施工調(diào)試來看均相較于陸地上有著較高的要求。由于整個(gè)平臺的施工地域十分有限，本文就主要對石油鉆井平臺電氣設(shè)備安全相關(guān)問題進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：工程；石油鉆井；電氣設(shè)備

引言：

平臺電氣部分是鉆井平臺的一個(gè)重要組成部分，是整個(gè)平臺的“心臟和動脈”。電氣部分能否安全 運(yùn)行，直接關(guān)系到平臺生產(chǎn)、運(yùn)行以及人員的安全。鉆井平臺是一種移動鉆井裝置，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。

一、平臺電氣施工

1、電纜通道的選擇

確定電纜通道時(shí)，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(jī)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(shí)在不可避免時(shí)，兩者要保持一定的安全距離并采取 一定的防護(hù)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(gè)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(shí)，要選用電纜筒保護(hù)電纜穿過艙壁，其他情況可用電纜框保護(hù)電纜穿過艙壁。

2、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(shí)設(shè)計(jì) 的重點(diǎn)。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室外危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備的布置也要作為 重點(diǎn)考慮。危險(xiǎn)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(shí)，所選電氣設(shè)備的防爆等級要符合所 在危險(xiǎn)區(qū)的防爆要求。在危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)敷設(shè)電纜要考慮配保護(hù)管或敷設(shè)在密封橋架內(nèi)，進(jìn)接線盒前應(yīng)穿防爆撓形 管進(jìn)行保護(hù)。

3、電纜敷設(shè)注意事項(xiàng)

電纜敷設(shè)時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(dá)到防水、防爆的要求。在進(jìn)行艙室頂壁部分的工作時(shí)，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(jìn)行保護(hù)。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(jìn)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

1、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(jiān)固的耐震動和沖擊的機(jī)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(yùn)營所產(chǎn)生的震動和沖擊。

2、潮濕與腐蝕性環(huán)境、

海上平臺在作業(yè)時(shí)，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?yàn)槌睗窈望}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(jī)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?yàn)闇囟瘸^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(hù)材料均應(yīng)為阻燃型的；其導(dǎo)體材料應(yīng)是機(jī) 械強(qiáng)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。

3、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(gè)獨(dú)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。

4、電氣的類型

（1）隔爆型 d：設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，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(shí)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(jìn)一步采取保護(hù)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(diǎn)燃爆炸性混合物。其中，正常工作、發(fā)生一個(gè)故障及發(fā)生兩個(gè)故障時(shí)不能點(diǎn)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(gè)故障時(shí)不能點(diǎn)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(jìn)入外殼，或連續(xù)通入足 量的保護(hù)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(hù)氣體可以是空氣、氮?dú)?，或其他非可燃?xì)?體。

（5）油浸型 o：將電氣設(shè)備的部件整個(gè)浸在保護(hù)液中，使設(shè)備不能點(diǎn)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(hù)液應(yīng)充足。

（作者單位：中國石化勝利工程公司海洋鉆井公司九號平臺）