海洋石油平臺(tái)中控接地故障分析范文
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摘要：中控系統(tǒng)作為海洋石油平臺(tái)高度集成的自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)安全性及可靠性有嚴(yán)格的要求。深入分析了海洋石油平臺(tái)中控系統(tǒng)接地保護(hù)的類型，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和運(yùn)行，提出中控系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障后的解決方案。
關(guān)鍵詞：海洋石油平臺(tái)；中控系統(tǒng)；接地保護(hù)；故障分析
1概述
隨著國(guó)內(nèi)石油資源需求日益增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)原油開(kāi)采早已無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求，為保證安全、高效地實(shí)現(xiàn)海洋石油的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，需要利用高度自動(dòng)化的中控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。這樣就對(duì)海洋石油平臺(tái)中控系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。本文將分析如何通過(guò)良好接地保護(hù)提高中控系統(tǒng)可靠性以及減少出現(xiàn)接地故障后對(duì)中控系統(tǒng)的影響。
2海洋石油平臺(tái)中控系統(tǒng)接地類型
2.1保護(hù)接地
保護(hù)接地是為人身安全和電氣設(shè)備安全而設(shè)置的接地。凡中控系統(tǒng)的控制柜、操作臺(tái)、儀表柜、配電柜、電纜接線箱等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如絕緣破壞等）而有可能帶危險(xiǎn)電壓者，均應(yīng)作保護(hù)接地。
2.2工作接地中控系統(tǒng)
工作接地是為了使中控系統(tǒng)以及與之相連的儀表均能可靠運(yùn)行并保證測(cè)量和控制精度而設(shè)的接地。中控系統(tǒng)的工作接地包括儀表信號(hào)回路接地和儀表電纜屏蔽接地。針對(duì)儀表信號(hào)回路接地，在非隔離的儀表信號(hào)系統(tǒng)中，應(yīng)建立一個(gè)統(tǒng)一的信號(hào)參考點(diǎn)。即進(jìn)行信號(hào)回路接地。通常為直流電源的負(fù)極接地，且接地操作應(yīng)以電源側(cè)或控制室側(cè)作為接地終端設(shè)置接地極。但是，現(xiàn)場(chǎng)儀表隔離信號(hào)可以不接地。這里的“隔離”是指每一輸入信號(hào)（或輸出信號(hào)）的電路與其他輸入信號(hào)（或輸出信號(hào)）的電路是絕緣的，其電源是獨(dú)立的、相互隔離的。針對(duì)不同的儀表電纜有不同的接地形式。采用雙層總屏蔽的儀表電纜，敷設(shè)到位后需測(cè)量?jī)蓚€(gè)總屏蔽層間的絕緣電阻，阻值應(yīng)符合要求。外層總屏蔽在電纜兩端接地，用于防雷電等強(qiáng)干擾，接相應(yīng)區(qū)域的防雷接地端子。內(nèi)總屏蔽層用于信號(hào)抗干擾接地，采用單端接地方式，接到儀表控制室側(cè)。采用單層屏蔽電纜：屏蔽層單端接地，接到儀表控制室側(cè)。
2.3本安系統(tǒng)
接地本安接地，是指本安儀表或安全柵的接地。這種接地除了抑制干擾外，還是使儀表和系統(tǒng)具有本質(zhì)安全性質(zhì)的措施之一。本安接地會(huì)因?yàn)椴捎玫脑O(shè)備的本安措施不同而不同：（1）采用隔離式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)不需要專門接地；（2）采用齊納式安全柵的本質(zhì)安全系統(tǒng)則應(yīng)設(shè)置接地連接系統(tǒng)，且齊納式安全柵的本安系統(tǒng)接地與儀表信號(hào)回路接地不應(yīng)分開(kāi)。
2.4防雷接地當(dāng)儀表及控制系統(tǒng)的信號(hào)線路從室外進(jìn)入室內(nèi)后，需要設(shè)置防雷接地連接的場(chǎng)合，應(yīng)實(shí)施防雷接地連接。儀表及控制系統(tǒng)防雷接地應(yīng)與電氣專業(yè)防雷接地系統(tǒng)共用，但不得與獨(dú)立避雷裝置共用接地裝置。
3海洋石油平臺(tái)儀表接地故障及解析
3.1單層屏蔽電纜接地造成現(xiàn)場(chǎng)探頭故障報(bào)警
某井口平臺(tái)電氣間的差壓變送器經(jīng)常出現(xiàn)故障報(bào)警，經(jīng)過(guò)調(diào)試人員對(duì)故障原因的逐一排查，發(fā)現(xiàn)該傳感器的電纜屏蔽線未做絕緣處理，搭接在變送器外殼，同時(shí)另一端的屏蔽線在中控盤柜側(cè)接入接地母排，造成了該電纜兩點(diǎn)接地，從而引入了工頻干擾。經(jīng)過(guò)調(diào)試人員的現(xiàn)場(chǎng)處理，該變送器的故障報(bào)警消失。故障解析：屏蔽層感應(yīng)的干擾信號(hào)，在頻譜劃分上低頻功率遠(yuǎn)強(qiáng)于高頻功率。特別是工頻干擾，功率強(qiáng)、分布廣。對(duì)于傳輸?shù)皖l信號(hào)的儀表系統(tǒng)，由于它的頻率和干擾信號(hào)頻率接近，很難通過(guò)濾波器把干擾濾除，因而，要盡量消除低頻干擾的渠道。屏蔽層上的干擾電流可以通過(guò)信號(hào)源內(nèi)阻交連形成干擾。如果一點(diǎn)接地，就不會(huì)形成交聯(lián)干擾。
3.2儀表系統(tǒng)回路接地造成直流配電盤接地故障指示
某項(xiàng)目采油平臺(tái)的直流配電盤調(diào)試期間始終發(fā)出接地故障報(bào)警，經(jīng)過(guò)調(diào)試人員現(xiàn)場(chǎng)排查，發(fā)現(xiàn)含沙測(cè)試儀設(shè)備控制盤內(nèi)的直流輸入端負(fù)極接地，而作為該設(shè)備供電端的直流配電盤的直流電源負(fù)極也接地，這違反了信號(hào)回路應(yīng)建立一個(gè)統(tǒng)一的信號(hào)參考點(diǎn)的原則。經(jīng)過(guò)調(diào)試人員現(xiàn)場(chǎng)斷開(kāi)含沙測(cè)試儀設(shè)備控制盤的負(fù)極和地線，直流配電盤接地故障報(bào)警消失。故障解析：在非隔離系統(tǒng)中，儀表回路接地的目的是為控制系統(tǒng)提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，從而建立統(tǒng)一的信號(hào)參考點(diǎn)。而接地操作應(yīng)以電源側(cè)或控制室側(cè)作為接地終端設(shè)置接地極，不應(yīng)再在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行回路接地。這樣才能防止回路接地故障的產(chǎn)生。
4結(jié)論
本文介紹了海洋石油平臺(tái)中控系統(tǒng)接地類型，并結(jié)合海洋石油平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中的具體的事例，對(duì)常見(jiàn)的接地故障深入分析，希望對(duì)未來(lái)海上石油平臺(tái)上所使用的中控系統(tǒng)的日常運(yùn)行維護(hù)有所裨益。
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作者：張晶，張建國(guó)，韓磊，張松 單位：海洋石油工程股份有限公司
