淺談海洋石油工程電氣設備的防漏電技術

易吉梅

（中國海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島 266555）

0 引言

海洋中蘊含著豐富的資源和寶藏，其中，海洋石油資源占全球石油資源總量的34%。近年來，隨著我國對近海石油資源的不斷開采，海洋石油工程不斷增多，由于油氣開采的環(huán)境特殊，海洋石油工程電氣系統對于電氣設備的防漏電技術要求也相對較高。

1 海洋石油工程電氣設備安全環(huán)境分析

與陸地電力網絡相比，海洋石油工程電力系統是一個特殊的電力網絡，因其肩負著為海洋石油生產加工平臺供電的任務，故要充分考慮海上作業(yè)的惡劣環(huán)境。海洋石油工程的電氣設備種類眾多，交錯分布，要探討海洋石油工程電氣設備的防漏電技術，應首先對電氣設備所處的安全環(huán)境有清晰的了解。

1.1 采用中性點不接地系統

海洋石油工程電氣系統屬于中性點不接地系統，運行于工頻交流50 Hz下，采用該接線方式優(yōu)點是安全性較高。按照國家標準，中性點不接地系統在發(fā)生單相接地時，因產生的故障電流相對較小，所以可以繼續(xù)運行2 h再進行處理，這就為漏電保護動作提供了時間。

1.2 采用三相三線供電

海洋石油工程電氣系統的運行電壓等級與陸地系統相區(qū)別，采用三相三線制，主要有交流三相10 500 V、6 300 V、3 300 V、380 V以及交流單相220 V、110 V等電壓等級。不同的電氣設備所采用的電壓等級也不同，發(fā)電機、電動機、海底電纜采用三相系統，而其他一些電氣設備如小動力系統、空間加熱器、電伴熱系統、導航系統、控制和指示系統、不間斷電源等，則采用單相供電，額定電壓也根據需要各自不同。所以，海洋石油工程電氣設備的防漏電系統相對復雜。

1.3 惡劣的自然環(huán)境

與陸地環(huán)境不同，海洋作業(yè)的自然環(huán)境相對惡劣，不僅濕度大，而且海上多風、霧、鹽水，所以海洋電氣設備要面臨鹽霧、油霧、霉菌、凝露、腐蝕性氣體等的長期侵蝕。長期運行在這種環(huán)境下，電氣設備很容易受潮、老化、絕緣損壞。

1.4 漏電事故影響大

海洋石油工程涉及特種作業(yè)，油氣開采和生產過程中，海洋鉆井平臺上可能有易燃易爆氣體、高壓高溫油蒸汽等，一旦電氣系統出現絕緣破壞或漏電導致的事故，不僅可能引燃或引爆這些氣體，引發(fā)火災或爆炸事故，還有可能導致觸電事故，造成人員傷亡。

綜合上述分析可見，面對惡劣的自然環(huán)境，海洋石油工程電氣設備的防漏電工作至關重要。目前，國內外電力標準對海洋石油工程的配用電和漏電保護具有更加嚴格的要求，發(fā)展海洋石油工程電氣設備的防漏電技術任重道遠。

2 海洋石油工程電氣設備的防漏電技術

海洋石油工程電氣設備眾多，主要包括發(fā)電機、變壓器、電動機、配電盤、電池組、導航設備、伴熱設備、照明設備、變頻設備、各類注水泵和電潛泵、壓縮機、控制和指示設備、UPS等。對于經常運行在高溫、高濕、高壓等環(huán)境下的設備，加強防漏電尤其重要。

我國海洋石油工程的規(guī)范化和標準化工作起步較晚，因此，在實踐中，防漏電保護工作還存在重視程度不夠、某些標準不夠完善、對標準的理解程度不深等問題，這就導致漏電保護回路設計不夠規(guī)范，給電氣設備安全運行帶來了隱患。下面筆者將結合自身實踐，對海洋石油工程電氣設備的防漏電技術展開分析。

2.1 加裝漏電保護器

漏電保護器是最常用的防漏電保護裝置，主要用來檢測、減小、最后切斷漏電電流，同時，漏電保護器還具有過載和保護功能。下面以海洋石油平臺中常見的電伴熱設備為例進行分析。

電伴熱設備由于具備節(jié)能、效率高、能夠加熱彎曲管道等優(yōu)點，被廣泛應用于海洋石油工程，用來給管道和設備加溫。在長期運行中，電伴熱設備可能出現電纜護套絕緣受損、伴熱電纜受熱老化、管道閥門處液體滲漏、保溫層被雨水侵蝕等情況，帶來漏電隱患，因此需要加裝漏電保護器。電伴熱回路的漏電保護對控制電弧和電火花要求特別高，側重于考慮不接地系統中最常見的高阻接地故障。由于高阻接地的故障電流相對較小，而系統中的普通斷路器通過檢測線路中的工作電流來設定脫扣值，所以很難切除故障，這就會導致拉弧或電火花，遇到輸油管道或電纜中的可燃液體，可能導致火災或爆炸事故。因此，必須加裝漏電保護裝置，較快地切除故障，避免出現電弧或電火花。應結合系統實際情況，選擇不同的剩余電流動作型漏電保護器。

2.2 加裝絕緣監(jiān)視和告警器

對于中性點不接地或通過電阻接地的IT供電系統來說，當發(fā)生單相故障時，對地電壓升高倍，由于中性點不接地，所以系統中沒有漏電流泄放回路，因此可以考慮在IT供電的海洋石油工程中不加裝漏電保護器，而使用絕緣監(jiān)視和告警裝置，對整體線路進行監(jiān)測來發(fā)現接地故障。仍以電伴熱設備的漏電保護為例，在IT供電系統下，可以采用普通的斷路器為電伴熱設備進行過載和兩相短路的保護，輔以絕緣監(jiān)測裝置對線路的單相接地故障進行定位和監(jiān)測，當監(jiān)測到接地故障時，及時修復故障回路，并通過配電盤公共報警。

2.3 加裝零序電流互感器

對IT供電系統來說，還可以采用加裝零序電流互感器和絕緣監(jiān)測裝置相配合的方法來實現漏電保護。這樣，一旦系統中發(fā)生單相絕緣或接地故障，絕緣監(jiān)測裝置可以及時發(fā)出告警信號，而零序電流互感器則彌補了不接地系統中沒有漏電流泄放回路的缺點，對回路進行實時漏電流監(jiān)控。通過零序電流互感器，可分析接地故障的零序電流，查找故障點的具體位置，準確切除故障。

3 海洋石油工程電氣設備的防漏電措施

除了通過加裝漏電保護器、絕緣監(jiān)測裝置、零序電流互感器等專用技術措施來進行漏電保護外，做好防止漏電的預防措施也十分重要。主要包括以下幾點：

3.1 選擇合理的電氣設備

選擇適應于海洋石油工程的專用設備，例如，在易潮濕區(qū)域采用水密插座，在易燃易爆區(qū)采用防爆插座，在溫度較高的區(qū)域選擇線芯允許長期工作溫度較高的電纜，在有較大失火危險的區(qū)域采用耐火電纜；采用在規(guī)范要求的環(huán)境溫度下能夠持續(xù)工作的電動機，選擇合適的過載系數和絕緣等級等。

3.2 做好防潮和防漏電措施

做好電氣設備的防潮和防漏電措施，定期進行清掃和干燥處理，并進行檢查和修復，對容易出現漏電問題的設備表皮破損、接口處滲漏、保溫層破壞等情況，及時發(fā)現及時處理。此外，合理布置配電盤和配電箱，既要符合相應的標準和規(guī)范，又要方便操作及維修。

3.3 合理規(guī)劃空間

例如，對于工程使用的電纜，應提前規(guī)劃好電纜、地下管線的走向，主干電纜應遠離熱源和各類管線，電纜應盡量避免與各類管線交叉，并分層敷設。當電纜經過區(qū)域有較高的防潮、防爆要求時，應加設電纜保護筒。配電盤和配電箱附近不可有油管、水管和蒸汽管線等可能泄漏的管線或容器。

4 結語

在實際的海洋石油工程中，電氣設備運行環(huán)境是十分惡劣的，因此選擇合適的防漏電措施十分必要。此外，與海洋石油平臺上通風、火警、煙霧、油溫等報警系統的配合使用也十分重要。隨著電氣工程自動化技術的發(fā)展，海洋石油工程電氣設備的防漏電技術也將日益成熟。

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