淺談海洋石油平臺中控系統接地保護故障研究

趙紅濤

摘要：在改革開放的新時期，我國的科技在不斷的發展，社會在不斷的進步，本文通過介紹海洋石油中控系統以及接地類型來說明海洋石油中控系統接地保護的基本工作原理，并舉例說明在實際工作當中遇到的海洋石油平臺儀表接地故障及具體的調試解決方法，為海洋石油平臺中控系統接地保護提供了問題解決的思路。

關鍵詞：海洋石油平臺;中控系統;接地保護;故障探究

引言

隨著自動儀表控制系統在海洋平臺上的不斷應用，極大提升了海洋平臺儀表系統的運行效率，降低了勞動強度，提高了海洋平臺的效益。隨著自控儀表控制裝置應用數量的不斷增多，自控儀表系統的安全性問題已經越來越突出。通過分析海洋平臺自控儀表系統的設計現狀，綜合油田自動化儀表系統的應用情況，得到在進行海洋平臺自控儀表系統設計時，首先要制定科學合理的控制措施，控制功能要可靠，自控儀表裝置的選擇要合理，在滿足以上條件的基礎上，要重視海洋平臺自控儀表系統的安全設計，由于海洋平臺的工作環境惡劣，平臺的空間小，運行危險性較高，因此需要重點提升海洋平臺自控儀表系統的安全性。進行海洋平臺自控儀表系統的防爆設計，同時選擇合理的接地方式。通過設計穩定科學的海洋平臺自控儀表系統，可以有效提高海洋平臺自控儀表系統以及平臺整體的安全性能。

1概述

隨著國內石油資源需求日益增長，國內原油開采早已無法滿足市場的需求，為保證安全、高效地實現海洋石油的高產穩產，需要利用高度自動化的中控系統進行監控。這樣就對海洋石油平臺中控系統的可靠性提出了更高的要求。本文將分析如何通過良好接地保護提高中控系統可靠性以及減少出現接地故障后對中控系統的影響。

2海洋石油平臺中控系統的接地種類

2.1中控系統的本安系統接地

中控系統的本安接地，是指中控系統安全柵或本安儀表的接地。這種接地不僅可以抑制干擾信號，還可以使儀表和中控系統具有本質安全性質。不同的本安措施，其本安接地形式也不盡相同：例如采用隔離式安全柵的本質安全系統，這種系統不需要專門接地，而采用齊納式安全柵的本質安全系統，應設置專門接地系統，并且齊納式安全柵的本安系統接地與儀表信號回路接地應合并在一起。

2.2中控系統的保護接地

中控系統的保護接地，是為了防止中控系統的電氣裝置的金屬外殼、配電裝置等帶電危及人身和設備安全而進行的接地。所謂保護接地就是將正常情況下金屬外殼等金屬體不帶電，而在電氣絕緣材料被損壞后或其他特殊情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結構部分）用導線與接地體可靠連接起來的一種保護接線方式。海洋石油平臺上工作環境較惡劣，例如我國渤海地區，冬季溫度甚至會達到-20℃，同時電氣設備工作過程中海洋環境相對濕度較大，經常會有鹽霧、霉菌、油霧、凝露或是腐蝕性氣體對電氣設備造成破壞或侵蝕。這些不利環境很容易造成電氣設備絕緣被破壞，一旦電氣設備的絕緣材料出現老化甚至破壞，極容易發生漏電事故。同時海洋石油平臺上的電氣漏電不同于陸地電氣漏電，如果出現電氣漏電不僅會造成相關人員發生觸電事故，同時由于漏電可能會產生電火花，電火花極有可能會引燃石油平臺上的油氣及易燃氣體，會造成嚴重的火災事故甚至爆炸事故，危及作業人員以及海洋石油平臺中控設備安全。因此海洋石油平臺中控系統必須做保護接地處理。

2.3防雷接地

當儀表及控制系統的信號線路從室外進入室內后，需要設置防雷接地連接的場合，應實施防雷接地連接。儀表及控制系統防雷接地應與電氣專業防雷接地系統共用，但不得與獨立避雷裝置共用接地裝置。

3海洋石油中控系統接地故障及解析

3.1接地故障造成現場儀表變送器信號故障

針對接地故障造成現場儀表變送器信號故障的情況，例如海洋石油平臺電氣間的壓力變送器經常無法工作，其中絕大部分原因是該傳感器的電纜屏蔽線未做絕緣處理或者絕緣遭到破壞，電纜搭接在變送器外殼，這樣形成了接地現象，因為電纜屏蔽線已經做接地處理，這樣便形成了接地故障，變送器發出報警，造成其無法正常工作，所以在中控系統中探頭電纜要單點接地，避免形成干擾信號，低頻功率在頻譜劃分上，要遠遠高于高頻功率。尤其是工頻干擾，有著較強的功率以及廣泛的分布。針對傳輸低頻信號的儀表系統，因為它的頻率和干擾信號有著較為接近的頻率，因此很難真正意義上借助濾波器濾除其所產生的干擾，基于此，對于低頻所產生的一些干擾渠道，一定要盡可能的消除掉。針對屏蔽層上的干擾電流，可借助信號源內阻交接，從而形成干擾。影響海洋石油平臺中控系統正常工作。在海洋石油中，對于接地故障造成現場儀表變送器信號故障情況，需要給予充分的重視，只有加強這方面的重視工作，才可以避免故障情況的再次發生。

3.2儀表系統回路接地造成直流配電盤接地故障指示

某項目采油平臺的直流配電盤調試期間始終發出接地故障報警，經過調試人員現場排查，發現含沙測試儀設備控制盤內的直流輸入端負極接地，而作為該設備供電端的直流配電盤的直流電源負極也接地，這違反了信號回路應建立一個統一的信號參考點的原則。經過調試人員現場斷開含沙測試儀設備控制盤的負極和地線，直流配電盤接地故障報警消失。故障解析：在非隔離系統中，儀表回路接地的目的是為控制系統提供一個基準電壓，從而建立統一的信號參考點。而接地操作應以電源側或控制室側作為接地終端設置接地極，不應再在現場設備進行回路接地。這樣才能防止回路接地故障的產生。

3.3海洋平臺自控儀表系統的接地安全分析

在海洋平臺的運行過程中，使用了各種各樣的電子儀表，儀表的數量多，而且儀表的安全性要求較高，所以需要進行海洋平臺自控儀表系統的接地安全設計，實現各種電子儀表的高效安全接地，保證各種電子儀表安全運行，同時還能夠提高儀表的精確度。如果電子儀表的接地設計不科學，將會導致電子儀表的精度不高，測量得到數據容易受到其他信號的干擾，而且接地不合理，容易導致設備的起火甚至爆炸，嚴重影響到海洋平臺的安全性，造成設備和人員的安全事故。海洋平臺自控儀表系統的保護接地，是為了防止儀表帶電而發生事故。進而保證自控儀表系統穩定運行，避免發生設備和人員的安全事故。海洋平臺自控儀表系統的工作接地，是為了保證設備的正常運行，在自控儀表系統運行時，會受到其他信號的干擾，通過采用合理的接地保護，可以有效的防止其他信號的干擾，保證測量的精度和準確性，為平臺的運行控制提供更準確的數據支持。海洋平臺儀表自控系統屏蔽接過程中，應當對電纜、儀表外殼等部分進行相應的屏蔽設計。

3.4中控系統24VDC供電網絡接地故障

針對中控系統24VDC供電網絡接地的故障情況，例如某半潛式海洋平臺中控系統PLC時不時自停，而且報急停故障，而且這樣的情況已經出現了多次，經過技術人員的排查發現推進艙其中一個接近開關24VDC線絕緣層被破壞，造成24VDC供電網絡接地造成故障。

結語

本文介紹海洋石油平臺中控系統以及其接地形式，同時對海洋石油平臺中控系統常見的接地故障進行簡單分析，維護中控系統穩定可靠地運行必須防備接地故障對其影響，希望此文能對海洋石油平臺中控系統維護人員有所啟迪。

參考文獻

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