油田工業廠房配電設計中應注意的問題

鐘欣 中國石化集團中原石油勘探局勘察設計研究院

油田工業廠房配電設計中應注意的問題

鐘欣 中國石化集團中原石油勘探局勘察設計研究院

石油工程行業尤其是鉆井、測井、管具、固井、工程建設等部門，為了滿足維護設備、新修管件、存放管具等生產運行的要求，需要新建大量的工業廠房。針對油田工業廠房配電設計中應注意的問題進行了探討：在照明設計時，高壓電源工業廠房的跨度和高度是需主要考慮的因素；以不影響吊車的正常運行也是照明設計中應考慮的問題；在設計中，一般只需考慮配電源開關及熔斷器、導線和滑觸線等，其中滑觸線或軟導線的設計是應注意的問題。

油田；工業廠房；電源；照明；吊車；安全

石油工程行業尤其是鉆井、測井、管具、固井、工程建設等部門，為了滿足維護設備、新修管件、存放管具等生產運行的要求，需要新建大量的工業廠房。針對油田工業廠房配電設計中應注意的問題進行了探討。

1 供電電源的要求

對于供電電源，通常可以選擇將其與公用電源的高壓電網或者低壓電網相聯。但在實際工程設計時，常采用高壓電源，下面列舉了幾種采用高壓電源的情況。

（1）油田工業廠房內安裝的機電設備多，一般需三相電源，用電設備功率大。當負載超過250 kVA時，或者如果所需的供電質量高于正常情況下從低壓電網可以獲得的供電質量時，優先考慮采用高壓電源。

（2）油田工業廠房內多為大功率用電設備或具有諧波污染的用電設備（例如摩擦焊機、淬火、退火裝置等），與低壓電網相聯時，設備可能會引發對周邊用電設備的干擾，當地供電部門往往也會要求使用高壓供電。高壓供電與低壓供電相比，具有一定的優點，主要體現在以下幾方面：①不會像在低壓電網中一樣受到其他用電設備的干擾；②可自由選用任何形式的低壓接地系統；③經濟上有廣泛的選擇空間；④可以容納大量增加的負載；⑤方便管理及生產維修。

2 照明系統

工業廠房的跨度和高度是照明設計中需主要考慮的因素，若廠房內設有吊車，那么以不影響吊車的正常運行是照明設計中應考慮的問題。

廠房的跨度一般為6、9、12、15、18、21、24、27、30、36 m……；長度少則幾十米，多則數百米；高度低的有5～6 m，高的可達30～40 m。一般在廠房上懸掛的燈具按室形指數選取不同的配光燈具，具體選用原則見表1。

表1 配光燈具選擇

一般廠房顯色性要求較高的，光源采用金屬鹵化燈；若無顯色性要求的，可選用高壓鈉燈。照明燈具按環境條件、滿足工作和生產條件來選擇，并適當注意外形美觀、安裝方便和與建筑物的協調，以做到技術經濟合理。照明線路一般采用銅芯絕緣導線或電纜穿鋼管沿墻或屋頂敷設。應考慮到廠房內部是否是爆炸和火災危險區域、是否受化學性（酸、堿、煙霧）腐蝕物質影響等，可針對具體情況，分別采用水煤氣鋼管、硬塑料管、線槽等不同材料對照明線路進行防護。

3 吊車系統

油田工業廠房內，多數裝有車床、銑床、鉆床、鋸床、焊機、試壓裝置、油管、管具等，機械設備重、油氣管線長。為了滿足生產連續性，設備、管具的運輸和檢修的需要，多數廠房內設有吊車。吊車起重量輕的有1～3 t，重的可達數十噸；數量少的有1臺，多的有數臺。這些吊車常見的種類有電動葫蘆、懸掛梁式起重機、橋式起重機等，這些起重機的電氣控制設備均由制造廠成套供應。在設計中，一般只需考慮配電源開關及熔斷器、導線和滑觸線等，其中滑觸線或軟導線的設計是應注意的問題。

一般情況下，可采用絕緣式安全滑觸線供電；對金屬有強烈侵蝕作用的環境中或小型電動葫蘆，可采用軟導線供電。

設計時往往僅考慮導體的載流量不低于計算電流，而忽略了電壓損失的要求。一般規定，自供電變壓器的低壓母線至起重機電動機端子的電壓損失，在尖峰電流時，不宜超過額定電壓的15%。總的電壓損失為起重機內部電壓損失、電源線電壓損失和滑觸線電壓損失三者之和。一般起重機內部電壓損失為2%～3%，但現在起重機設計規范中規定，一般用途電動橋式起重機（吊鉤式、抓斗式）當額定起重量為32 t及以下時，其內部電壓損失為5%；當額定起重量大于32 t但不超過100 t時，其內部電壓損失為4%。但不同廠家的設備又千差萬別，所以在做設計時，需與起重機廠家及時溝通，明確設備內部的實際電壓損失。

4 安全防火措施及其他

工業廠房內安裝的機電設備多、廠房面積大、技術要求高、操作人員多、設備噪音大，再加上平時多為油氣設備的維修及試壓，有的還為爆炸和火災危險區域，事故發生率比較高，因此其安全性就顯得尤為重要。僅從電氣設計方面，在技術角度提出幾點需重點考慮的安全措施及防火措施。

（1）裸滑觸線距離地面的高度不低于3.5 m；對操作人員可能觸及的裸滑觸線段，設置遮攔保護；在裸滑觸線的適當地點，設置燈光信號。

（2）在裝有鍛錘、大型橋式起重機等振動較大的場所的燈具采用防震型燈具，采用普通燈具時采取防震措施，對擺動較大場所使用的燈具采取防脫落措施。

（3）安裝在電源進線處的電氣設備，選用耐沖擊型的剩余電流保護器；在強烈振動的場所，優先選用電子型剩余電流保護器。為防止接地故障而引起火災，設置漏電保護器，其動作電流宜為0.3～0.5 A，動作時間為0.15～0.5 s，并且為現場可調型。

（4）部分低壓回路設分勵脫扣器，這樣既可以在自動互投時卸載部分負荷，防止變壓器過載，又可以在火災時切斷火災場所非消防設備電源。

（5）按相關規定設置應急照明。

（6）自動化要求水平較高的設備，可采用建筑設備管理系統對各種機電設備進行測量、監控，這樣既可以達到最優運行的方式，又可以獲得節約電能的效果。

5 結語

（1）電氣設計要根據不同的工作環境，不同的工作、生產工藝，用電設備的具體要求，進行有針對性的設計。尤其是石油化工行業，要針對行業特點區別對待，完善設計。

（2）在設計前期，一定要與業主和眾多廠家密切交流配合，做到優化設計，避免因二次改動而增加預算投資。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.029