關于鉆井平臺電氣設備安全問題探討

鄭國輝

摘要：對于處于特殊的環境下的油氣設施，無論是從其電氣系統的設計出發，還是從整套電器設備的選型以及施工調試來看均相較于陸地上有著較高的要求。由于整個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備安全相關問題進行了簡要分析。

關鍵詞：工程；石油鉆井；電氣設備

引言：

平臺電氣部分是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，直接關系到平臺生產、運行以及人員的安全。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，首先要確定好主干電纜的走向及通道，使之遠離熱源及油管線，如發電機排煙管、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，高壓電力電纜與低壓電力電纜分層敷設，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：高壓電纜不可經過起居室；與通信設備無關的電力電纜盡量不要 通過通信室；應急電源電纜的走向，盡量與主電源電纜分開敷設；電纜束穿艙壁視情況選用電纜筒或電纜框，在 電纜經過處有防水、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。

2、電氣設備預設位置的布置

電氣設備可以分為室內與室外兩大部分，配電室及主控室設備屬于室內部分，也是電氣設備布置時設計 的重點。配電盤柜及配電箱的布置一定要合理，既要符合施工標準規范，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區內電氣設備的布置也要作為 重點考慮。危險區內應盡量避免布置電氣設備及敷設電纜，不可避免時，所選電氣設備的防爆等級要符合所 在危險區的防爆要求。在危險區內敷設電纜要考慮配保護管或敷設在密封橋架內，進接線盒前應穿防爆撓形 管進行保護。

3、電纜敷設注意事項

電纜敷設時，根據電纜的走向，安裝電纜橋架、導線板，割焊電纜筒和電纜框。安裝電纜橋架時，注意其 規格、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，不能對結構造成損傷，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，且小設備也基本安 裝完畢的情況下，才可以進行電纜的敷設，電力電纜、主電源電纜、高壓電纜與低壓電纜要分層敷設，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、平臺電氣設備的選用

1、震動和沖擊的條件

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

2、潮濕與腐蝕性環境、

海上平臺在作業時，環境空氣的潮濕、鹽霧、油霧和霉菌使電氣設備絕緣材料的絕緣性能下降，使金屬部件 產生銹蝕和腐蝕，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 了電氣設備表面的潮濕性。油霧和灰塵粘附于電氣設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孔中，從而導致絕緣電阻的下降。在構成電氣設備的材料中絕緣材料是耐熱最薄弱的環節，許多電氣設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，船用電氣設備絕緣材料不僅不能按額 定電流決定耐熱等級，還應考慮特殊的環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為阻燃型的；其導體材料應是機 械強度好、韌性好和耐腐蝕的材料，所以平臺上絕不應采用普通鋁芯電纜和電線。

3、平臺電網電壓和頻率的變化

鉆井平臺電力系統是一個獨立的有限電網，電壓和頻率均受負載變化的影響，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備應在規定的電壓、頻率的變化范圍內能有效地工作。

4、電氣的類型

（1）隔爆型 d：設備在正常運行時，外殼能夠承受內部的爆炸性的混合物在內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境轉移，并能保證內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生的高溫、以及電弧或火花的設備上，對其結構進一步采取保護措 施，提高設備的安全性和可靠性。

（3）本質安全型 i：設備內部的電路在規定的條件下，正常工作狀態或故障狀態下產生的火花或熱能均不能 點燃爆炸性混合物。其中，正常工作、發生一個故障及發生兩個故障時不能點燃爆炸性混合物的電氣設備為 ia 級 本質安全型設備；正常工作及發生一個故障時不能點燃爆炸性混合物的電氣設備為 ib 級本質安全型設備。

（4）正壓型 p：是向外殼內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，或連續通入足 量的保護氣體，使內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，或其他非可燃氣 體。

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

（作者單位：中國石化勝利工程公司海洋鉆井公司九號平臺）