海洋石油工程電氣設備的防漏電技術分析

謝雷，魏麗，李勝利，楊富廣，于娜

（海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島 266500）

海洋石油平臺是相關人員采集和臨時處理油氣的主要場所，該平臺在施工過程中隱含著巨大的危險。首先，由于海洋石油平臺上的電氣設備不僅僅要經受經年累月的風吹雨打，還要經受海水的侵襲，而海水中含有鹽類物質，會對電氣設備的保護膜造成威脅。其次，許多電線設備被堆積在狹小的空間當中，給維修人員帶來了極大的困擾，因為他們在對線路進行檢查時，需要將線路慢慢分散開來，而這個分散的過程需要耗費大量的時間和精力，一旦維修人員為了省事而不對其進行仔細檢查，就有可能造成重大的安全事故。因此，海洋石油平臺建設人員在建設該平臺時，應該仔細考慮電氣設備在該平臺上可能會面臨的實際儲放環境，選擇耐侵蝕的電氣設備，并對其進行漏電保護，例如，維修人員可以對電氣設備進行接地保護，避免出現漏電情況，從而提高電氣設備的安全性，保證海洋平臺能夠順利開采石油。

1 依據電氣設備所面臨的工作環境，選擇合適的配電系統

由于海洋石油平臺所處的海洋環境晝夜溫差較大，其中海洋上方的氣溫多為低溫，海洋石油電氣設備在海上運行的過程中甚至有可能面臨零下20℃的低溫天氣，會對海洋設備造成不可避免的損害。此外，各類電氣設備會在海洋石油平臺上經歷長年累月的風吹雨打，在這種惡劣的自然環境，容易導致電氣設備腐蝕。不僅如此，海洋石油平臺上空氣中含有大量的水蒸氣，電氣設備常年處于空氣濕度較大的環境中，可能會導致電氣設備中的鐵器部件發生腐蝕的現象，同時，由于空氣中還會含有油霧、腐蝕性氣體、鹽霧等腐蝕設備的其他不利因素，也會導致電氣設備的使用壽命下降。另外海面上存在著諸多對電氣設備運作和存放不利的因素，電氣設備在該種自然條件下會出現絕緣電阻阻值下降，外部絕緣材料被腐蝕等現象，而這些現象的出現也極有可能導致電氣設備漏電。實踐表明，與陸地上電氣設備的漏電不同，海洋石油平臺上電氣設備一旦發生漏電，不僅僅會出現觸電事故，同時，由于海面上存在著許多石油蒸汽這種易燃氣體，電氣設備出現漏電故障時會伴隨著電火花的出現，而這種電火花會引燃易燃氣體，會給海洋石油平臺上的工作人員帶來人身威脅，也會給國家帶來不可估量的損失。若想減少海洋石油平臺所面臨的威脅，其應該選擇合適的電氣配電系統。海洋石油平臺上所安裝的電氣配電系統有3種形式，他們分別是TT系統、TN系統以及IT系統。這3種系統都有著各自的特點，它們的運用環境以及使用范圍也存在著不同。因此，在選擇低壓配電系統時，安裝人員應該根據海洋石油平臺所處的自然環境、空氣中含有的易腐蝕氣體狀況、平臺對電氣設備的要求以及電氣設備的特點進行選擇。例如，s由于海洋平臺設備在地質選址時會盡量遠離陸地，并且，由于海洋石油平臺需要對石油進行開采以及臨時儲存，這就需要海洋石油平臺上的電氣設備能夠持續供電，盡量避免出現斷電現象。并且海洋石油平臺上還有許多急救系統以及緊急逃生設施，這些設施是必須根據國家規定持續供電，一旦該平臺上出現安全事故，緊急逃生設備就需要及時發揮應有的作用，來減少人員傷亡。海洋石油平臺上的電氣設備無時無刻都在經歷著腐蝕氣體以及惡劣氣候條件的威脅，電氣設備上的絕緣材料也在被不斷腐蝕過程中，一旦絕緣材料承受腐蝕的能力達到零界點，那么，電氣設備的絕緣就會受到損害，而這些設備也會出現接地故障，因此，海洋石油平臺上一般需要選擇IT系統來保障電力設備在供電過程中的穩定性以及安全性。

2 海洋石油平臺電氣設備的防漏電技術的應用

2.1 加裝漏電保護器

漏電保護器是一種常見的漏電保護裝置，當線路中出現漏電問題時，漏電保護器能夠及時發現漏電位置，然后減少電流，一旦確定該漏電位置可能會造成重大的安全事故，漏電保護裝置便會立即切斷電流。不僅如此漏電保護裝置還具有過載和保護功能，只要電氣裝置出現負荷過重、電流流速過大的情況，漏電保護裝置就會及時切斷電流保護線路以及電氣設備。

例如，電伴熱裝備具有在低溫條件下對電氣設備進行保溫的作用，該種設備功率大、效率高、能夠對彎曲管道進行加熱，由于海洋石油平臺上會安裝各種彎曲管道，而這些管道在運輸和儲存油氣的過程中，需要保持在一定的溫度內，因此，電伴熱裝備會在其中發揮巨大的作用。而電噴的裝備在長期的運作過程中容易出現絕緣材料脫落、電纜在長期的加熱過程中不斷老化以及石油管道在運輸過程中出現液體滲漏的情況，這些情況都會導致電伴熱裝備出現漏電現象。因此，電氣設備就需要安裝漏電保護器。而電伴熱回路的漏電保護裝置對電弧以及電火花的控制要求較高，海洋石油平臺常常會考慮電伴熱設備會出現高阻接地故障，由于高阻接地故障出現時，電路中會存在著電流露出，而這些電流非常微小，普通的漏電保護裝置不能夠對其進行檢測和切斷，一旦工作電流脫離已設定的脫扣值，極有可能導致空氣中出現拉弧或者是電火花，而拉胡或電火花會引燃管道中的液體或者是引爆空氣中的油氣，從而發生火災或者是爆炸事故。所以海洋石油平臺必須安裝漏電保護裝置，以來及時發現故障電流，并對微小電流加以阻斷。同時，在選擇漏電保護器的時，工作人員應該結合海洋石油平臺上的環境狀況，然后再結合電氣設備中的系統供電狀況，選擇不同的剩余電流動作型漏電保護器。

2.2 加裝絕緣監視和告警器

對于中性不接地的IT供電系統來說，當電路中出現單相故障時，低電壓會比平時上升，而這種上升的幅度會與中性不接地發生抵消，導致電氣系統中的漏電流并不會回流到回路中，從而也不會出現電弧或者是電火花，因此，當電壓升高則范圍在該控制范圍內，電氣設備可以不必安裝漏電保護器，僅僅使用絕緣監視和告警裝置即可。此外，在海洋石油平臺上加裝絕緣裝置和告警器時，工作人員必須對整條線路進行實時監測，避免由于接地故障而導致出現不可挽救的損失。

例如，電伴熱設備的發熱效能越強，那么該設備容易發生漏電事故，而在IT供電系統下，海洋石油平臺可以選擇在整個電路線路上安裝普通的斷路器，并設置相應的脫扣值，只要漏出的電流未超過該脫扣值，就不會對海洋石油平臺上的人員以及設備造成威脅。但是，如果電伴熱設備中的線路出現漏電現象，普通的漏電保護器無法監測到出現極細微電流量泄露的漏電位置，而這極細微的電流量泄露極有可能導致該故障發生點出現電火花，從而引爆空氣中的油氣。因此，普通的漏電保護器只能在絕緣監測器的輔助下對線路進行實時監測，一旦出現電流量泄漏時，絕緣監測器會立即對該點進行檢測，一旦確定發生故障的定位點，該設備會及時修復故障回路，并通過報警的方式將該故障點傳遞給相關維修人員。

2.3 明確用電設備中常見的接地故障

在安裝用電設備時，海洋石油平臺通常會選擇平臺移動式和手持式用電設備，平臺移動式用電設備發生故障的原因是其在運營過程中通常需要反復移動，而電纜和用電設備之間的接頭會在反復移動過程中出現脫落的現象，一旦接頭脫落，線路與線路就會發生碰撞，從而引發接地故障。而手持式用電設備在使用過程中會出現反復彎曲的現象，經常性的彎曲會使新線部分失去韌性，從而易被折斷，線路的彎曲還會使線路外部和內部的可導電體相互接觸，從而引發接地故障。此外，移動式和手持式用電設備通常會發生單相接地故障以及異相接地故障。單相接地故障是指當電流未超過人體所能承受的最大范圍、但是已經高于人體的交流電赫茲的情況下，人們就會發生觸電危險，但是人體所接觸的電壓高低以及人體濕度不會導致工作人員在工作過程中發生觸電危險。異相接地故障是指在配線系統中，當線路出現單相接地故障時，由于兩段線路的電壓會出現一個差值，這就要求電氣設備的絕緣性能要能夠承受這個相差的電壓值，如果線路不能承受，則會出現異相接地故障。

例如，海洋石油平臺通常會選擇IT中性點不接地系統，當線路在不斷移動和彎曲中出現漏電事故時，如果人體在不知道該點發生漏電故障的情況下接觸到單相帶電導體，由于兩點之間的故障電流較小，所以不會對人體造成電擊危險，但是由于海上會安裝大量的用電設備，這些設備需要運用大量的電纜線路進行連接，而大量的電纜線路會導致電容電流增大，一旦出現故障，如果漏電保護裝置未及時截斷故障電流，就會對人體形成電擊，導致人體觸電現象的出現。而對于異相接地故障來說，由于海洋本身便是一個大導體，各種鐵器元件在其中發揮著導體的作用，一旦出現漏電事故，故障的回路應該要切斷，那么此時應該選擇TN系統來進行接地故障保護。

2.4 加裝零序電流互感器

對于IT供電系統來說，海洋石油平臺可以得用電設備加裝零序電流互感器以及絕緣監測裝置來進行漏電保護。絕緣檢測裝置可以檢測線路中出現的漏電事故，即使是很微小的電流也會被檢測出來，從而避免由于線路兩端出現電壓差而導致線路被損毀的現象發生。一旦線路中出現單相接地故障，絕緣檢測裝置會立即發出示警，但是絕緣監測裝置不能夠對漏電位置進行處理，這時就需要零序電流互感器來對漏電位置進行處理，避免漏出的電流回流到回路中，從而對整個線路中電流的穩定性造成威脅，實時監測回路中的電流流況。零序電流互感器可以根據回路中故障電流的回路點，準確找到出現故障電流的位置，準確切除故障。

例如，當出現單相接地故障時，單向帶電導體會直接釋放故障電流，雖然故障電流流量微小，但是如果沒有絕緣檢測裝置對故障電流進行檢測，微小的電流會被無數的電纜放大，從而導致人體可能發生觸電危險。但是如果只有絕緣檢測裝置對事故中的故障點進行檢測，回路中是否出現故障電流回流的現象不能夠被發現，進而可能會導致回路中出現電火花或者電弧，引爆空氣中的油氣，從而危害整個海洋石油平臺的安全。

2.5 合理規劃線路安排，為線路維護帶來便利

由于海洋石油平臺上的空氣濕度較大，電氣設備出現故障的概率更高，因此，海洋石油平臺的工作人員會頻繁的檢測電氣設備是否出現故障，但是由于許多線路被對方在一個狹小的空間內，而線路的防止空間也未被合理籌劃，導致海洋石油平臺工作人員在對線路進行檢查和維修過程中會面臨巨大的工作量。例如，對于用電設備所使用的電纜，海洋石油平臺應該根據各用電設備的放置空間，對線路的安放進行大致安排，同時，海洋石油平臺的工作人員還要定期做好電氣設備的防潮和防漏電檢測，尤其要檢測電纜絕緣材料是否在移動和彎曲過程中出現損壞，或者是用電設備與電纜的接口處是否發生滲漏現象，這些檢測步驟都對維修人員提出了巨大的挑戰。因此，海洋石油平臺在將用設備被放置在合理的位置上時，應該根據用電設備的位置劃分電纜的分布情況以及地下管線的走向，盡量避免電纜之間的交叉與重疊，盡量減少由于拖拉對電纜所造成的損壞。不僅如此，主干電纜應該盡量遠離高溫、高壓以及濕度較大的地方。

3 結語

海洋石油平臺在使用用電設備的過程中，由于海洋環境十分惡劣，要做好防漏電保護措施。同時，海洋石油平臺也應該安裝必要的安全保護措施，比如火警、煙霧報警器，當發生事故時及時采取補救措施。