海洋石油平台电气与仪表设备间的接地系统的设计

海洋石油平台电气与仪表设备间的接地系统的设计
摘要：现如今，我国的石油行业发展迅速，科技的不断进步，海洋石油平台的稳定及可靠运行是非常重要的，本文主要阐述了海洋石油平台上设备间电气仪表与控制系统的接地设计，并运用到实际的项目中，完成了一个合理的设备间电气仪表与控制系统接地设计。

关键词：设备间；接地设计
我国是工业大国，工业生产以及居民生活对于石油资源的索取量非常大，为了满足生产与生活需求，石油部门不得不增加石油资源开发力度，连续性作业必然需要更大的电能支持。

如今中国多数海洋平台铺设的工作电网都呈干线式或者是放射式，如果线路较长，那么其终端的电压就会降低，相关设备无法达到正常工作的额定电压，内部电动机组温度升高，加速绝缘物质的老化速度，对设备的运行形成阻力，这样不但会降低生产效果，同时还会使电网功率损耗增加，由此可见，针对海洋平台电气设备实施节能措施是当前一项重要任务。

1海洋石油平台上设备间电气与仪表控制系统概述
电气与仪表系统是海洋石油平台上必不可少的两大系统。

电气系统使用相应的电缆将海洋石油平台上的发电机，主配电盘，电力变压器以及各种不同电压等级的配电盘及用电设备有机的组合在一起形成一个完成的电网。

此电网中的高/中/低压配电盘，400V配电盘，电伴热配电盘及照明配盘一般会集中的放置在海洋石油平台上的设备间中，这些配电设备主要实现接收电能，分配电能的功能。

海洋石油平台上仪表控制系统实现对各种生产，公用设备的正常运行及各种意外事故的实时监测，将所有的不安全因素控制在最小的范围内，从而保障海洋石油平台的生产、人员及设备的安全。

仪表控制系统中的过程控制（PCS）盘、应急关断系统（ESD）盘、火灾和可燃气体探测控制系统（FGS）盘、现场就地控制盘、井口控制盘等一些控制盘也会集中的放置在海洋石油平台上的设备间中。

由此不难看出海洋石油平台上设备间主要是放置了配电盘及控制盘，同时也安装了照明设备，火气探测设备以及一些必要的其他设备及部件。

海洋石油平台上设备间电气和仪表控制系统的接地将会直接影响配电系统及仪表控制系统的可靠性，合理的设计海洋石油平台上设备间电气和仪表控制系统的接地对保证整个平台稳定准确的运行，保障人身和设备的安全是十分必要的。

2海洋石油平台上设备间仪表控制系统接地方法
2.1仪表控制系统接地要完成系统的保护接地和工作接地
保护接地的主要作用是保护设备和人身的安全，保护接地的常规做法是通过合适大小的接地电缆将现场仪表、仪表控制系统中的控制盘与大地之间进行可靠连接。

一般是将仪表或控制盘的金属外壳与结构之间做好可靠连接，使得两者之间等电位。

在海洋石油平台上设备间中需要有保护接地的设备主要有仪表控制系统盘柜、空调机组、接线盒、有电信号传输的现场仪表、用电的现场仪表、仪表电缆托架/托盘、仪表电缆穿线管、仪表铠装电缆的铠装层。

2.2海洋石油平台安全仪表系统的防护、防爆设计
依照爆炸原理来看，如果可燃气体中的可燃物在爆炸的炸点之下时，不会发生爆炸，但是很可能会有燃烧的问题。

而如果可燃气体中的可燃物在爆炸的炸点之上时，正常来讲不会产生燃烧和爆炸，但是如果再有一些气体混入进去，就很
容易发生混合气体的爆炸。

海洋石油平台安全仪表系统的防护、防爆设计就是设计出能够消除燃烧条件和爆炸条件的自控仪表，通过运用自控仪表来隔离空气、密闭可燃物和消除火源，从而达到了海洋石油平台安全仪表系统的防护、防爆的目标，提升了海洋石油平台的安全性能。

此外，海洋石油平台安全仪表系统能够按照海洋石油平台危险区内气体的组别等安全数据以及火灾危险区的范围和登记等内容进行选择防爆型的海洋石油平台安全仪表系统，同时也可以选择结构防护型的海洋石油平台安全仪表系统，不断提升海洋石油平台安全仪表系统的防爆、防护能力和安全性能。

2.3仪表控制系统盘柜保护接地
在实际的项目应用中，电气间中的所有仪表控制系统盘柜中都有一个保护接地，该保护接地在盘柜制作的过程中就已经在盘柜内部制作完成，一般有以下几种做法：（1）在盘柜的金属外壳上设置了一个接地螺栓，待仪表控制盘在设备间安装完成后用一根合适大小的接地电缆将其与提前在结构上焊接完成的接地柱连接到一起完成仪表控制盘的保护接地。

（2）仪表控制盘在制作的过程中将保护接地连接到了控制盘内部的保护接地排上，待仪表控制盘在设备间安装完成后用一个合适大小的接地电缆将控制盘内部的保护接地排与提前安装在设备间的保护接地排连接到一起，然后再使用接地电缆使设备间的保护接地排与大地相连，完成仪表控制盘的保护接地。

（3）仪表控制系统盘将仪表保护接地和内部电源线的保护接地在内部连接到了一起，然后用合适大小的接地电缆连接到控制盘内部的保护接地排上，待仪表控制盘在设备间安装完成后用一个合适大小的接地电缆将控制盘内部的保护接地排与提前安装在设备间的保护接地排连接到一起，然后再使用接地电缆使设备间的保护接地排与大地相连，完成仪表控制盘的保护接地。

所有仪表控制系统盘的保护接地具体做法需要结合厂家资料来完成，在做接地前要仔细阅读厂家的仪表控制盘资料，以便准确的将控制盘做接地。

2.4仪表电缆托架/托盘、仪表电缆穿线管、仪表铠装电缆的铠装层
在实际的项目应用中仪表电缆托架/托盘、仪表电缆穿线管、仪表铠装电缆的铠装层都会通过接地螺栓、接地电缆将其连接到最近的结构上完成保护接地。

工作接地的主要作用是为了保证仪表运行的准确性、可靠性。

工作接地主要包括带有屏蔽的仪表电缆的屏蔽接地、信号回路的接地以及本安仪表接地。

工作接地如果有两个以上的接地点就会形成一个回路的话，就会引入系统干扰，所以工作接地应该为单点接地。

工作接地中的仪表电缆屏蔽线接地在接地系统中是最重要的一种接地，一般从现场仪表到设备间中的仪表控制盘之间的仪表电缆屏蔽线不在仪表端接地，而是在在控制盘端连接在接线端子上，然后通过接口电缆连接到海上平台上某处进行接地。

工作接地中的信号回路有隔离信号和非隔离信号两种，如果信号回路是隔离信号回路则不需要做接地。

而此隔离信号需要是每一个输入信号或者是输出的信号电路与其它的输入信号或者是输出的信号电路是绝缘的、地也需要是绝缘的、其电源是独立电源。

非隔离信号一般需要是以24V直流电源的负极为参考点并接地。

这种接地主要是为了消除干扰。

工作接地中的本安接地需要保持独立，以防其他的系统发生过高的接地电缆影响到本安系统的电位。

本安系统中的安全栅分为隔离式安全栅和齐纳式安全栅两种，由于隔离式安全栅采用的是隔离保护技术实现的，故不需要做专门的接地，而齐纳式安全栅则不同，它需要良好的接地来保证工作的可靠性。

故所谓的本安接地一般都是指齐纳式安全栅的接地问题。

2.5变频调速技术及其改造
针对那些具有大面积调速要求的电动机设备而言，变频调速技术的应用对其工作状态以及节能要求等方面具有相当重要的意义。

海洋平台进行开采工作的过程中，对于电动机的运行状态有着严格的要求，变频技术的应用可以有效促进设备运行效率的提高，控制并降低空载运行损耗。

针对那些已经引进该项技术的海洋平台工程而言，可以对变频技术进行进一步的改造，以提高其节能效果。

结语
综上所述，海洋平台电气的节能工作的有效落实是当前的一项重要任务，对于电能的节约以及石油开采工作效率的提高都具有重要的意义，但是就当前此项工作的实际开展情况来看，效果并不可佳，因此，我们还需在节能工作方面进行更加深入的探索，以此保证海洋平台开发的经济性与效益性达到平衡状态。

参考文献：
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[2]叶永坤，唐占飞，文志飞，杨文希，等.海洋石油平台机械设备拖拉牵引施工工艺浅析[J].科技信息，2015.09（12）：573-574.。