輸油管道自動化儀表接地形式研究

張士琦　陳速　董文豪

摘 要：隨著科學技術的進步，輸油氣管道的自動化控制程度也越來越高，自動化儀表作為最基礎的自動化控制最重要的組成部分，自動化儀表的成功應用，為輸油管道自動化控制系統的安全、可靠提供了技術保障。自動化儀表接地方式的選擇及連接是保證自動化儀表的重要手段。本文分析了自動化儀表的特性，闡述了在不同條件下的接地防護，給出了接地的理念、接地的詳細方式，以及自動化儀表設備的管理建議。

關鍵詞：輸油管道自動化儀表接地形式研究

輸油管道自動化儀表接地形式的研究對于石油工業發展具有十分重要的意義。我國石油領域對輸油管道自動化儀表接地形式有了一定的研究和經驗，且其在實際的儀表中也取得了很大的成就。然而，隨著我國石油領域的不斷發展壯大，現有的對輸油管道自動化儀表接地形式的研究，已經不能滿足石油領域發展的需求。因此，加強對輸油管道自動化儀表接地形式的重視和研究，對于促進我國石油領域的發展和進步十分重要和必要。

一、輸油管道自動化儀表的特點

石油管線的控制主要有壓力、溫度、流量、液位及成分5大參數，這些參數的測量與控制是由自動化儀表、控制系統及執行器等組成的自動化系統完成的，其作用相當于人的眼、耳、神經系統、大腦及手腳等感知器官。有它的存在我們才能時時準確的掌握整個管道壓力的高低，輸送介質的冷熱，儲油罐是滿是空，以及輸送介質成分是否滿足工藝需求等；有了這些反饋信號的存在，我們才能對實際工況及下一步的操作做出準確判斷，是調壓還是調溫，是開閥還是關閥，是停泵還是啟泵。正是由于自動化儀表本身的重要性，才使得我們對自動化儀表系統的安全性以及可靠性更加重視。滿足自動化儀表在復雜工況下的各種接地要求，是保證其安全的必要手段。

二、自動化儀表具體安裝方式

以其自身多個方面的優勢，輸油管道自動化儀表被廣泛的應用在石油領域中。然而，在實際自動化儀表的具體安裝過程中，卻十分復雜。輸油管道自動化儀表有不同的接地形式，需要根據對其講行具體分析，從而選擇不同的方式。

1.保護接地。我們認為36V供電的現場儀表，可不做保護接地，高于36V電壓的設備或可能與高于36V電壓設備接觸的設備都應當做保護接地。接地線應當為接地分干線，截面積可選擇4～16mm2，而接地系統的導線應采用多股絞合銅芯絕緣電線或電纜，即經常在施工中使用的黃綠接地線。

2.防雷接地。只有安裝了現場雷電浪涌保護器才需要進行防雷接地。而不加裝現場雷電浪涌保護器的儀表則可以不做防雷接地。按照防雷端子的自身特點，現場儀表的雷電浪涌保護器應與電氣專業的現場防雷電感應的接地排相連。雷電浪涌保護器內部除了電源與信號接線外、還有一端需要接到儀表內部的接地端即Ground端。雷電浪涌保護器通過外殼接地即可，不需要單獨設置接地柱。在現場安裝中外殼接地的理念有兩種：一是外殼通過銅線直接與電氣專業露出地面的扁鋼進行連接；二是外殼間接通過防暴密封接頭、撓性管、保護管的接地而達到接地的目的。這兩種連接方式完全能夠滿足防雷接地的要求。

3.防靜電接地。做了保護接地和工作接地的儀表和設備，不必再另做防靜電接地。電氣保護接地線可用作靜電接地線。在已經有保護接地的情況下，就不必再做防靜電接地，但是對于36V以下設備未接保護接地的仍需要防靜電接地。在有防雷接地要求時只需要做防雷接地，如果室內設備或者不需要防雷接地的設備，需根據要求對其進行防靜電接地或保護接地。

三、站場內有區域陰保電流的接地保護

站場內若有區域陰保電流，就要考慮到現場設備及儀表在接地時，是否會對陰保電流造成泄漏、是否會增加陰極保護設備的能耗。目前，電氣專業所作的接地網主要以銅、扁鋼以及鋅包鋼構成。從陰保專業的角度來看，以銅或扁鋼材料為接地體，其電流損失會非常大，那么可能造成陰保電流的泄漏，以至于其它管段得不到保護。就接地體為鋅包鋼而言，在金屬元素活性表中越向前的越活潑，也就是說在發生電化學腐蝕時，首先腐蝕的應當是活性大的金屬，鋅在土壤中的電位為-1.1V而加載陰保電流時的電壓為-1.2V或-l.5V，那么當儀表接地體為鋅包鋼時，通電電流與陰保電流基本上沒有電勢差，因此陰保電流的損失會非常小或者沒有。在以接地體為鋅包鋼的前提下可以說儀表可以以任何一種復合標準及規范的形式去接地，而不必考慮到對于陰保電流的影響。自動化儀表的接地方式與站場內無區域陰保電流的接地方式相一致。如果儀表電氣的接地網不是以鋅包鋼為材料的，那么儀表應當怎樣去接地呢。首先針對現場儀表的種類，來做具體接地的區分：

1.對于所有用法蘭連接的設備來講，從法蘭處做到絕緣，使用絕緣墊片和帶絕緣護套的螺栓，通過這樣的連接，可以使陰保電流直接在法蘭連接處截止。在這樣的安裝方式下儀表的保護接地、防雷接地等均可滿足要求。但是這樣的連接方法也存在一定不足，如在初期投入成本較高，并且在大壓力下，絕緣墊片可能不滿足要求。

2.對于壓力檢測設備，可以采用在引壓管上安裝絕緣接頭的引壓方式安裝，這樣也能夠將儀表與管線隔離開，達到絕緣的效果，防止陰極保護電流的泄漏。

3.對于插入式溫度檢測原件的連接，可以分為兩種方式：螺紋連接的可以在螺紋連接處加裝絕緣接頭，由于此時絕緣接頭安裝在套管上端并不承壓，因此絕緣接頭對壓力等級并無太多要求。

四、自動化儀表設備管理工作

自動化儀表設備的規劃、采購、安裝等階段的管理工作，是自動化儀表設備發揮作用的保證。必須要做好自動化儀表的規劃工作，“什么地方用，干什么用”都要有一個充分的了解，需要采購什么類型的設備，所選類型是否符合安全標準，是否符合經濟合理的原則都要做到心中有數。

自動化儀表在安裝完畢驗收合格后，進入設備的調試使用階段，是自動化儀表設備管理中最重要的階段，要根據使用環境以及功能的不同，對自動化儀表設備進行管理維護。要嚴格按照設備的使用說明進行操作，要使所測量的數據處于量程范圍之內，保證設備的準確性。

對設備每次的故障做好記錄，分析總結故障原因，找出應對的措施，降低設備的故障率。

通過上述分析可知，無論是輸油管道自動化儀表的哪一種接地形式，都是一項比較復雜的研究，其中的步驟很多，每一個步驟都不容有差錯。然而，輸油管道自動化儀表接地形式的研究雖然十分重要，但是也不能忽視了自動化儀表設備的管理工作，筆者對于自動化儀表設備的管理工作進行了一定的探索，希望可以有利于自動化儀設備管理工作的提高

結語：輸油管道自動化儀表接地形式的理論研究和應用，為輸油管道自動化儀表的正常運轉提供了可靠的保證。對輸油管道自動化儀表接地形式的進一步研究，不僅有利于接地形式的進一步提高，更有利于我國石油工業的發展和進步。

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