输油管道自动化仪表接地形式研究

张士琦　陈速　董文豪

摘 要：随着科学技术的进步，输油气管道的自动化控制程度也越来越高，自动化仪表作为最基础的自动化控制最重要的组成部分，自动化仪表的成功应用，为输油管道自动化控制系统的安全、可靠提供了技术保障。自动化仪表接地方式的选择及连接是保证自动化仪表的重要手段。本文分析了自动化仪表的特性，阐述了在不同条件下的接地防护，给出了接地的理念、接地的详细方式，以及自动化仪表设备的管理建议。

关键词：输油管道自动化仪表接地形式研究

输油管道自动化仪表接地形式的研究对于石油工业发展具有十分重要的意义。我国石油领域对输油管道自动化仪表接地形式有了一定的研究和经验，且其在实际的仪表中也取得了很大的成就。然而，随着我国石油领域的不断发展壮大，现有的对输油管道自动化仪表接地形式的研究，已经不能满足石油领域发展的需求。因此，加强对输油管道自动化仪表接地形式的重视和研究，对于促进我国石油领域的发展和进步十分重要和必要。

一、输油管道自动化仪表的特点

石油管线的控制主要有压力、温度、流量、液位及成分5大参数，这些参数的测量与控制是由自动化仪表、控制系统及执行器等组成的自动化系统完成的，其作用相当于人的眼、耳、神经系统、大脑及手脚等感知器官。有它的存在我们才能时时准确的掌握整个管道压力的高低，输送介质的冷热，储油罐是满是空，以及输送介质成分是否满足工艺需求等；有了这些反馈信号的存在，我们才能对实际工况及下一步的操作做出准确判断，是调压还是调温，是开阀还是关阀，是停泵还是启泵。正是由于自动化仪表本身的重要性，才使得我们对自动化仪表系统的安全性以及可靠性更加重视。满足自动化仪表在复杂工况下的各种接地要求，是保证其安全的必要手段。

二、自动化仪表具体安装方式

以其自身多个方面的优势，输油管道自动化仪表被广泛的应用在石油领域中。然而，在实际自动化仪表的具体安装过程中，却十分复杂。输油管道自动化仪表有不同的接地形式，需要根据对其讲行具体分析，从而选择不同的方式。

1.保护接地。我们认为36V供电的现场仪表，可不做保护接地，高于36V电压的设备或可能与高于36V电压设备接触的设备都应当做保护接地。接地线应当为接地分干线，截面积可选择4～16mm2，而接地系统的导线应采用多股绞合铜芯绝缘电线或电缆，即经常在施工中使用的黄绿接地线。

2.防雷接地。只有安装了现场雷电浪涌保护器才需要进行防雷接地。而不加装现场雷电浪涌保护器的仪表则可以不做防雷接地。按照防雷端子的自身特点，现场仪表的雷电浪涌保护器应与电气专业的现场防雷电感应的接地排相连。雷电浪涌保护器内部除了电源与信号接线外、还有一端需要接到仪表内部的接地端即Ground端。雷电浪涌保护器通过外壳接地即可，不需要单独设置接地柱。在现场安装中外壳接地的理念有两种：一是外壳通过铜线直接与电气专业露出地面的扁钢进行连接；二是外壳间接通过防暴密封接头、挠性管、保护管的接地而达到接地的目的。这两种连接方式完全能够满足防雷接地的要求。

3.防静电接地。做了保护接地和工作接地的仪表和设备，不必再另做防静电接地。电气保护接地线可用作静电接地线。在已经有保护接地的情况下，就不必再做防静电接地，但是对于36V以下设备未接保护接地的仍需要防静电接地。在有防雷接地要求时只需要做防雷接地，如果室内设备或者不需要防雷接地的设备，需根据要求对其进行防静电接地或保护接地。

三、站场内有区域阴保电流的接地保护

站场内若有区域阴保电流，就要考虑到现场设备及仪表在接地时，是否会对阴保电流造成泄漏、是否会增加阴极保护设备的能耗。目前，电气专业所作的接地网主要以铜、扁钢以及锌包钢构成。从阴保专业的角度来看，以铜或扁钢材料为接地体，其電流损失会非常大，那么可能造成阴保电流的泄漏，以至于其它管段得不到保护。就接地体为锌包钢而言，在金属元素活性表中越向前的越活泼，也就是说在发生电化学腐蚀时，首先腐蚀的应当是活性大的金属，锌在土壤中的电位为-1.1V而加载阴保电流时的电压为-1.2V或-l.5V，那么当仪表接地体为锌包钢时，通电电流与阴保电流基本上没有电势差，因此阴保电流的损失会非常小或者没有。在以接地体为锌包钢的前提下可以说仪表可以以任何一种复合标准及规范的形式去接地，而不必考虑到对于阴保电流的影响。自动化仪表的接地方式与站场内无区域阴保电流的接地方式相一致。如果仪表电气的接地网不是以锌包钢为材料的，那么仪表应当怎样去接地呢。首先针对现场仪表的种类，来做具体接地的区分：

1.对于所有用法兰连接的设备来讲，从法兰处做到绝缘，使用绝缘垫片和带绝缘护套的螺栓，通过这样的连接，可以使阴保电流直接在法兰连接处截止。在这样的安装方式下仪表的保护接地、防雷接地等均可满足要求。但是这样的连接方法也存在一定不足，如在初期投入成本较高，并且在大压力下，绝缘垫片可能不满足要求。

2.对于压力检测设备，可以采用在引压管上安装绝缘接头的引压方式安装，这样也能够将仪表与管线隔离开，达到绝缘的效果，防止阴极保护电流的泄漏。

3.对于插入式温度检测原件的连接，可以分为两种方式：螺纹连接的可以在螺纹连接处加装绝缘接头，由于此时绝缘接头安装在套管上端并不承压，因此绝缘接头对压力等级并无太多要求。

四、自动化仪表设备管理工作

自动化仪表设备的规划、采购、安装等阶段的管理工作，是自动化仪表设备发挥作用的保证。必须要做好自动化仪表的规划工作，“什么地方用，干什么用”都要有一个充分的了解，需要采购什么类型的设备，所选类型是否符合安全标准，是否符合经济合理的原则都要做到心中有数。

自动化仪表在安装完毕验收合格后，进入设备的调试使用阶段，是自动化仪表设备管理中最重要的阶段，要根据使用环境以及功能的不同，对自动化仪表设备进行管理维护。要严格按照设备的使用说明进行操作，要使所测量的数据处于量程范围之内，保证设备的准确性。

对设备每次的故障做好记录，分析总结故障原因，找出应对的措施，降低设备的故障率。

通过上述分析可知，无论是输油管道自动化仪表的哪一种接地形式，都是一项比较复杂的研究，其中的步骤很多，每一个步骤都不容有差错。然而，输油管道自动化仪表接地形式的研究虽然十分重要，但是也不能忽视了自动化仪表设备的管理工作，笔者对于自动化仪表设备的管理工作进行了一定的探索，希望可以有利于自动化仪设备管理工作的提高

结语：输油管道自动化仪表接地形式的理论研究和应用，为输油管道自动化仪表的正常运转提供了可靠的保证。对输油管道自动化仪表接地形式的进一步研究，不仅有利于接地形式的进一步提高，更有利于我国石油工业的发展和进步。

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