一體化集成裝置標準化電氣安裝與調試方法研究

李保全，莊磊，周紅杰

（長慶油田分公司機械制造總廠，陜西 西安 710201）

一體化集成裝置是指有機結合機械、電子、自控、信息等技術，對常規中小型站場或大型站場中工藝單元的全部或部分功能進行高度集成、優化設備配置與布局，各功能單元自成系統的一類裝置。因各類一體化集成裝置的功能多樣、自動化程度高、使用便捷和調撥靈活，所以在油氣田生產和管理中廣泛使用。電氣安裝、調試作為一體化集成裝置制造過程中的重要工序，其施工標準和質量決定了裝置電控系統的運行效果，影響了機械系統的功能實現。根據在一體化集成裝置電氣安裝、調試、運行和售后服務中發現的問題，結合各類一體化集成裝置的功能特性，從一體化集成裝置電氣安裝工序、工藝標準和檢驗規則等方面進行了詳細的闡述，提出一體化集成裝置的電氣安裝、調試相關技術建議。

1 一體化集成裝置電氣安裝與調試的重要性

在一體化集成裝置投運前，必須做好電氣安裝、電氣調試和相應的檢驗工作，才能實現整個裝置的功能。在外購材料進入生產環節前必須進行復驗，防止不合格產品或轉運中損壞的產品流入。在電器安裝和電氣調試時嚴格執行安全技術操作規程，保障施工人員安全。電氣安裝和電氣調試應該按照合理的工序進行，避免因工序的交叉造成施工等待過長，以及因應檢驗不及時、不到位造成返工。針對不同電氣儀表和電氣設備的特性，應選擇合適的安裝和調試方法，滿足數據采集和電氣控制要求。加強電氣電氣安裝、調試和檢驗過程的質量控制，通過質量管理工具進行生產質量記錄，便于對質量問題進行溯源分析。

2 電氣安裝方法

2.1 安裝前的準備

從事電氣作業人員應持電工特種作業操作證。從事焊接作業人員應持焊接與熱切割特種作業操作證。安裝前準備好施工技術文件，確認電氣元件的相互連接關系、作用以及安裝的技術要求。選擇適當的裝配工作地點，準備好必要的設備、儀表、工具和裝配時所需的電氣元件、電纜、接線端子及線號管等。在選擇工作場地時，應注意設備對環境的特殊要求，如防塵、防磁、防輻射和防靜電等。安裝的電氣元件及配件均應具有產品合格證。應對易損元件進行仔細檢查測試，確定各功能完好后再進行安裝。編制電氣安裝調試記錄表，表中應包含裝置的名稱、型號、編號、工序名稱、工序內容、施工要求、檢驗人員、檢驗結論和檢驗日期等信息。

2.2 安裝儀表設備

安裝儀表設備時應按設計文件核對其位號、型號、規格、材質和附件，安裝位置和流程方向符合工藝技術要求。按照設計文件安裝跨接線，先將法蘭的電氣接觸面打磨平整，除去金屬氧化膜，清除毛刺和臟物，然后在接觸面上均勻地涂上一層0.1～0.2mm厚的導電膏，最后緊固好螺栓。按照設計文件安裝接地線，接地線兩端應安裝接線端子后與螺栓連接，其中一端連接儀表接地螺栓，另一端連接接地排，先將接地排的電氣接觸面打磨平整，除去金屬氧化膜，清除毛刺和臟物，然后在接觸面上均勻地涂上一層0.1～0.2mm厚的導電膏，最后緊固好螺栓。

2.3 敷設電伴熱帶

電伴熱帶施工環境溫度不宜低于-10℃。施工前應檢測電伴熱帶的絕緣電阻，電伴熱帶的導體與金屬護套及屏蔽層之間的絕緣電阻不應小于500MΩ。然后按照設計文件布置電伴熱帶。固定電伴熱帶時，應將電伴熱帶安裝在管道、閥門、三通、引壓管、孔板、泵、水位器、法蘭、彎頭和過濾器等，安裝方法應符合16S401的有關規定；使用玻璃纖維膠帶將電伴熱帶固定在管道和設備上；安裝電伴熱帶要充分考慮管道附件和設備拆卸的可能性，確保電伴熱帶不被損壞；電伴熱帶安裝時均有最小彎曲半徑要求，一般彎曲半徑不應小于其厚度的5倍。電伴熱帶起始端接入防爆電源接線盒，其導線在接線盒內與電源線相連接，金屬保護層與接地端子連接。電伴熱帶之間的連接應通過專用的直通（二通）接線盒、T型（三通）接線盒。電伴熱帶末端使用防爆終端接線盒密封。截口按產品使用說明制作，并用704硅橡膠加固密封。檢查電伴熱帶無破損、過度彎折、纏繞錯誤等現象，檢測電伴熱帶絕緣電阻合格。檢查合格后用鋁箔壓敏膠帶沿著電伴熱帶走向進行全面粘貼覆蓋。保溫制作完畢后，再次測試電伴熱帶的絕緣電阻，確保電伴熱帶完好。按照設計文件安裝接地線。在電伴熱帶敷設區域的保溫層外面粘貼安全警示標識。

2.4 安裝配電箱、接線箱

根據配電箱、接線箱的外形尺寸制作支架，根據其螺栓孔形位尺寸鉆支架孔。對支架外表面除銹達Sa2.5級，其防腐涂層干膜總厚度不小于200μm。對支架進行除銹、噴漆。將支架焊接至一體化集成裝置橇座上的指定位置，用螺栓把防爆接線箱固定在支架上。按照設計文件安裝接地線，接地線一端連接配電箱、接線箱的接地螺栓，另一端連接接地排，先將接地排的電氣接觸面打磨平整，除去金屬氧化膜，清除毛刺和臟物，然后在接觸面上均勻地涂上一層0.1～0.2mm厚的導電膏，最后緊固好螺栓。

2.5 布置電纜護管

布置電纜護管應將動力電纜和信號電纜隔離開。根據所用儀表或電器的安裝位置測量長度，并截取所需鋼管。將鋼管加工螺紋，并除去鋼管截口處內壁的毛刺。用防爆穿線盒將加工好螺紋的鋼管（除立管）依次連接好，連接好的鋼管應布置在一體化集成裝置橇座上指定的位置。護管的排布應遵循不與容器、管線、機械活動部件發生干涉的原則，且不應干擾保溫層、機械部件的拆卸更換。電纜護管與接線盒、穿線盒應采用螺紋連接，螺紋有效嚙合部分不應少于5扣，螺紋連接處應涂導電膏。將確定好位置的鋼管用U型卡座固定在一體化集成裝置橇座上，卡座擺放整齊，且保證U型螺栓與鋼管徑向垂直，其數量宜足夠穩固鋼管。焊接U型卡座，除去焊渣。用U型螺栓將鋼管固定在U型卡座上。制作立管，根據防爆穿線盒的位置焊接立桿和U型卡座，立桿和U型卡座的位置要確保立管垂直于一體化集成裝置橇座。焊接完畢后除去焊渣。用U型螺栓將立管固定在U型卡座上。當電纜護管進入配電箱、接線箱時，應安裝防爆密封管件，并應充填密封。

2.6 敷設電纜

敷設電纜時的環境溫度不應低于下列溫度值：塑料絕緣電纜0℃，橡皮絕緣電纜-15℃。敷設時應將動力電纜和信號電纜隔離開。根據電氣儀表、設備所用的電纜規格、數量及長度截取電纜，電纜中間不應有接頭，但可根據需要設置接線箱或接線柜。先檢測截取電纜的質量，絕緣電阻不應小于5MΩ，每根獨立的電纜不得斷路。再將電纜穿入電纜護管，引至對應的電氣儀表、設備端的出口處。最后檢測穿出電纜的質量，絕緣電阻不應小于5MΩ，每根獨立的電纜不得斷路。將電纜穿入防爆撓性連接管，再將防爆撓性連接管一端緊固至電纜護管出口處，另一端通過防爆電纜密封夾緊接頭與電氣儀表、設備連接，并夾緊電纜。按設計圖紙制作線纜標識，標識應正確、字跡清晰且不易褪色。接線前再次檢測待接線纜的質量，合格后方可接線。

對電氣儀表、設備進行接線的方法及要求：線纜與端子排或螺栓連接因均勻牢固、導電良好；接線盒、接線箱或接線柜內的線纜排布整齊；多股芯線端頭宜采用接線端子，線纜與接線端子的連接應壓接。

3 電氣調試方法

3.1 調試前的準備

調試人員要掌握急救觸電人員的方法，并能進行實際操作。調試人員應使用絕緣良好的電工專用工具。進行調試工作應勞保上崗，要求2人及以上共同配合作業。清除電動機和泵周圍妨礙運轉的物體，泵應提前盤活。與調試工作有關的設備上，應掛上警告指示牌，如“當心觸電”“禁止合閘”等。先連接電機和啟動柜間的電纜（U、V、W及GND），連接軸流風機和啟動柜間的電纜（U、V、W及GND），再將配電柜的電源（U、V、W及N）接入啟動柜，然后連接控制機柜和一體化集成裝置防爆接線箱之間的電纜，最后將配電柜的電源（220V）接入控制機柜斷路器。檢查所有回路和電氣設備的絕緣完好，絕緣電阻符合設計文件和產品技術文件的要求，檢查供電電壓平穩。準備好調試電腦和程序。送電前由調試負責人對所有接線、儀表、工具、被調試設備、安全用具及措施進行全面復查。調試過程中各個崗位聯系暢通，操作人員應堅守崗位，準備隨時緊急停車。

3.2 調試電氣儀表

在送電時，應先送主電源，然后送操作電源。在斷電時，應先斷開操作電源，然后斷開主電源。數字式顯示儀表的示值應清晰、穩定，在測量范圍內的誤差應符合儀表準確度的規定。用控制器或上位機等調試裝置讀取電氣儀表的數值或狀態的方法及要求：溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器和可燃氣體探測器等的數值穩定，在測量范圍內的誤差應符合儀表準確度的規定；電熱液位計、磁致伸縮液位變送器、靜壓液位計、雷達液位計和流量計等的數值穩定，在測量范圍內的誤差應符合儀表準確度的規定；自動液位浮球控制器、音叉限位開關和火焰探測器等的狀態正確、穩定。

3.3 調試泵

在送電時，應先送主電源，然后送操作電源。在斷電時，應先斷開操作電源，然后斷開主電源。調試人員應避開動部件的運動方向。利用啟動柜啟動泵，查看電機、軸流風機和泵是否啟動，且保證轉向正確，無異常響聲。當電機達到正常轉速時即可停泵，泵運行時間不得超過15s。

通過變頻器驅動的泵進行調試的方法：若工頻狀態下泵正轉，變頻狀態下泵反轉，則需要將啟動柜的進線（U、V、W）中的任意兩相交換，還需要將電機出線（U、V、W）中的任意兩相交換，交換后再次測試。若工頻狀態下泵反轉，變頻狀態下泵正轉，則需要將啟動柜的進線（U、V、W）中的任意兩相交換，還需要將電機出線（U、V、W）中的任意兩相交換，交換后再次測試。若工頻狀態下、變頻狀態下泵均反轉，則需要將電機出線（U、V、W）中的任意兩相交換，交換后再次測試。

3.4 調試電動控制閥

在送電時，應先送主電源，然后送操作電源。在斷電時，應先斷開操作電源，然后斷開主電源。將所有電動控制閥的工作模式設置為“本地”，分別手動控制開關型電動控制閥的開和關，以及手動控制調節型電動控制閥的開度，各功能均應實現。將所有電動控制閥的工作模式設置為“遠程”，用上位機等調試裝置給定PLC或RTU指令，分別控制開關型電動控制閥的開和關，以及控制調節型電動控制閥的開度，各功能均應實現。執行機構的機械傳動靈活，應無松動和卡澀現象。用上位機等調試裝置讀電動控制閥的狀態，開、關位置狀態正確。

3.5 調試其他電氣設備

在送電時，應先送主電源，然后送操作電源。在斷電時，應先斷開操作電源，然后斷開主電源。用控制器或上位機等調試裝置控制電磁閥的開閉功能。用自動燃燒器控制加熱爐水溫，水溫應保持在設定范圍內。在協議箱或上位機設置控制參數，遠程控制流量計并讀取數值。用配電箱上的開關或按鈕控制一體化集成裝置上的電氣設備,開關或旋鈕應靈活、可靠、無卡阻，配電箱上的電壓表、電流表和指示燈等顯示正確。未提到電氣設備的調試，應保證其運行安全和功能實現。

4 檢驗驗收要求

4.1 電氣安裝檢驗

對一體化集成裝置的電氣儀表、設備做必要的電氣安裝檢驗。電氣儀表、設備的型號、規格符合設計要求。檢驗電伴熱帶的敷設方法應符合16S401圖集的有關規定。檢測電伴熱帶的質量時，使用500V的兆歐表，測量電伴熱帶的導體與金屬護套或屏蔽層之間的絕緣電阻，搖試時間持續1分鐘以上，絕緣電阻應不小于500MΩ。配電箱、接線箱支架的焊接應牢固，焊縫應平滑無毛刺，支架與箱體的接觸面應保證平整。電纜護管布置整齊，一體化集成裝置橇座上的鋼管與其對應的橇座邊平行，立管垂直于橇座。檢測電纜的質量時，應進行外觀檢查和導通檢查，并應用直流500V兆歐表測量絕緣電阻，100V以下的線路采用直流250V兆歐表測量絕緣電阻，其阻值不應小于5MΩ，每根獨立的電纜不得斷路等。檢測電纜的絕緣電阻時，必須將已連接的儀表設備及部件斷開。

4.2 電氣調試檢驗

對一體化集成裝置的電氣儀表、設備做必要的電氣調試檢驗。溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器和可燃氣體探測器的采集值在控制器或上位機等調試裝置顯示準確、穩定。電熱液位計、磁致伸縮液位變送器、靜壓液位計和雷達液位計的本地顯示值和控制器或上位機等調試裝置顯示值準確、穩定。自動液位浮球控制器和音叉限位開關能夠強制切換應急流程。

流量計的本地顯示值與協議箱和上位機等調試裝置顯示值準確、穩定，能夠遠程控制流量計?？刂破骰蛏衔粰C等調試裝置顯示火焰探測器的監測狀態正確，且數據穩定。泵啟停平穩無異常響聲，泵的轉向與標識一致?？刂破骰蛏衔粰C等調試裝置顯示泵的啟停狀態正確。電動控制閥的本地、遠程和停止功能正常，故障狀態正確。開關型電動控制閥的開關狀態在上位機等調試裝置顯示正確，調節型電動控制閥的開度在控制器或上位機等調試裝置顯示準確、穩定?？刂破骰蛏衔粰C等調試裝置正?？刂齐姶砰y的開閉。燃燒器能夠自動點火和熄火，可獨立控制加熱爐的溫度在一定的范圍，其狀態顯示正確。

4.3 驗收

一體化集成裝置的電氣安裝、調試應按設計文件和本文提出的方法完成。提交電氣安裝調試記錄表，作為售后服務和質量追溯的依據。確認自檢、互檢、專檢及整改完成情況，開具檢驗報告。

5 結語

本文通過對一體化集成裝置電氣安裝、調試的全過程進行梳理，將人員、設備、材料、方法和環境的質量控制因素融入施工過程，根據生產應用實際和優化調整結果，提出較為合理的施工方案及標準化作業流程，并明確了重要工序的施工要求和技術標準，為一體化集成裝置的電氣安裝、調試和檢驗等相關工作提供了參考。