海洋石油工程电气设备的防漏电技术分析

谢雷，魏丽，李胜利，杨富广，于娜

（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266500）

海洋石油平台是相关人员采集和临时处理油气的主要场所，该平台在施工过程中隐含着巨大的危险。首先，由于海洋石油平台上的电气设备不仅仅要经受经年累月的风吹雨打，还要经受海水的侵袭，而海水中含有盐类物质，会对电气设备的保护膜造成威胁。其次，许多电线设备被堆积在狭小的空间当中，给维修人员带来了极大的困扰，因为他们在对线路进行检查时，需要将线路慢慢分散开来，而这个分散的过程需要耗费大量的时间和精力，一旦维修人员为了省事而不对其进行仔细检查，就有可能造成重大的安全事故。因此，海洋石油平台建设人员在建设该平台时，应该仔细考虑电气设备在该平台上可能会面临的实际储放环境，选择耐侵蚀的电气设备，并对其进行漏电保护，例如，维修人员可以对电气设备进行接地保护，避免出现漏电情况，从而提高电气设备的安全性，保证海洋平台能够顺利开采石油。

1 依据电气设备所面临的工作环境，选择合适的配电系统

由于海洋石油平台所处的海洋环境昼夜温差较大，其中海洋上方的气温多为低温，海洋石油电气设备在海上运行的过程中甚至有可能面临零下20℃的低温天气，会对海洋设备造成不可避免的损害。此外，各类电气设备会在海洋石油平台上经历长年累月的风吹雨打，在这种恶劣的自然环境，容易导致电气设备腐蚀。不仅如此，海洋石油平台上空气中含有大量的水蒸气，电气设备常年处于空气湿度较大的环境中，可能会导致电气设备中的铁器部件发生腐蚀的现象，同时，由于空气中还会含有油雾、腐蚀性气体、盐雾等腐蚀设备的其他不利因素，也会导致电气设备的使用寿命下降。另外海面上存在着诸多对电气设备运作和存放不利的因素，电气设备在该种自然条件下会出现绝缘电阻阻值下降，外部绝缘材料被腐蚀等现象，而这些现象的出现也极有可能导致电气设备漏电。实践表明，与陆地上电气设备的漏电不同，海洋石油平台上电气设备一旦发生漏电，不仅仅会出现触电事故，同时，由于海面上存在着许多石油蒸汽这种易燃气体，电气设备出现漏电故障时会伴随着电火花的出现，而这种电火花会引燃易燃气体，会给海洋石油平台上的工作人员带来人身威胁，也会给国家带来不可估量的损失。若想减少海洋石油平台所面临的威胁，其应该选择合适的电气配电系统。海洋石油平台上所安装的电气配电系统有3种形式，他们分别是TT系统、TN系统以及IT系统。这3种系统都有着各自的特点，它们的运用环境以及使用范围也存在着不同。因此，在选择低压配电系统时，安装人员应该根据海洋石油平台所处的自然环境、空气中含有的易腐蚀气体状况、平台对电气设备的要求以及电气设备的特点进行选择。例如，s由于海洋平台设备在地质选址时会尽量远离陆地，并且，由于海洋石油平台需要对石油进行开采以及临时储存，这就需要海洋石油平台上的电气设备能够持续供电，尽量避免出现断电现象。并且海洋石油平台上还有许多急救系统以及紧急逃生设施，这些设施是必须根据国家规定持续供电，一旦该平台上出现安全事故，紧急逃生设备就需要及时发挥应有的作用，来减少人员伤亡。海洋石油平台上的电气设备无时无刻都在经历着腐蚀气体以及恶劣气候条件的威胁，电气设备上的绝缘材料也在被不断腐蚀过程中，一旦绝缘材料承受腐蚀的能力达到零界点，那么，电气设备的绝缘就会受到损害，而这些设备也会出现接地故障，因此，海洋石油平台上一般需要选择IT系统来保障电力设备在供电过程中的稳定性以及安全性。

2 海洋石油平台电气设备的防漏电技术的应用

2.1 加装漏电保护器

漏电保护器是一种常见的漏电保护装置，当线路中出现漏电问题时，漏电保护器能够及时发现漏电位置，然后减少电流，一旦确定该漏电位置可能会造成重大的安全事故，漏电保护装置便会立即切断电流。不仅如此漏电保护装置还具有过载和保护功能，只要电气装置出现负荷过重、电流流速过大的情况，漏电保护装置就会及时切断电流保护线路以及电气设备。

例如，电伴热装备具有在低温条件下对电气设备进行保温的作用，该种设备功率大、效率高、能够对弯曲管道进行加热，由于海洋石油平台上会安装各种弯曲管道，而这些管道在运输和储存油气的过程中，需要保持在一定的温度内，因此，电伴热装备会在其中发挥巨大的作用。而电喷的装备在长期的运作过程中容易出现绝缘材料脱落、电缆在长期的加热过程中不断老化以及石油管道在运输过程中出现液体渗漏的情况，这些情况都会导致电伴热装备出现漏电现象。因此，电气设备就需要安装漏电保护器。而电伴热回路的漏电保护装置对电弧以及电火花的控制要求较高，海洋石油平台常常会考虑电伴热设备会出现高阻接地故障，由于高阻接地故障出现时，电路中会存在着电流露出，而这些电流非常微小，普通的漏电保护装置不能够对其进行检测和切断，一旦工作电流脱离已设定的脱扣值，极有可能导致空气中出现拉弧或者是电火花，而拉胡或电火花会引燃管道中的液体或者是引爆空气中的油气，从而发生火灾或者是爆炸事故。所以海洋石油平台必须安装漏电保护装置，以来及时发现故障电流，并对微小电流加以阻断。同时，在选择漏电保护器的时，工作人员应该结合海洋石油平台上的环境状况，然后再结合电气设备中的系统供电状况，选择不同的剩余电流动作型漏电保护器。

2.2 加装绝缘监视和告警器

对于中性不接地的IT供电系统来说，当电路中出现单相故障时，低电压会比平时上升，而这种上升的幅度会与中性不接地发生抵消，导致电气系统中的漏电流并不会回流到回路中，从而也不会出现电弧或者是电火花，因此，当电压升高则范围在该控制范围内，电气设备可以不必安装漏电保护器，仅仅使用绝缘监视和告警装置即可。此外，在海洋石油平台上加装绝缘装置和告警器时，工作人员必须对整条线路进行实时监测，避免由于接地故障而导致出现不可挽救的损失。

例如，电伴热设备的发热效能越强，那么该设备容易发生漏电事故，而在IT供电系统下，海洋石油平台可以选择在整个电路线路上安装普通的断路器，并设置相应的脱扣值，只要漏出的电流未超过该脱扣值，就不会对海洋石油平台上的人员以及设备造成威胁。但是，如果电伴热设备中的线路出现漏电现象，普通的漏电保护器无法监测到出现极细微电流量泄露的漏电位置，而这极细微的电流量泄露极有可能导致该故障发生点出现电火花，从而引爆空气中的油气。因此，普通的漏电保护器只能在绝缘监测器的辅助下对线路进行实时监测，一旦出现电流量泄漏时，绝缘监测器会立即对该点进行检测，一旦确定发生故障的定位点，该设备会及时修复故障回路，并通过报警的方式将该故障点传递给相关维修人员。

2.3 明确用电设备中常见的接地故障

在安装用电设备时，海洋石油平台通常会选择平台移动式和手持式用电设备，平台移动式用电设备发生故障的原因是其在运营过程中通常需要反复移动，而电缆和用电设备之间的接头会在反复移动过程中出现脱落的现象，一旦接头脱落，线路与线路就会发生碰撞，从而引发接地故障。而手持式用电设备在使用过程中会出现反复弯曲的现象，经常性的弯曲会使新线部分失去韧性，从而易被折断，线路的弯曲还会使线路外部和内部的可导电体相互接触，从而引发接地故障。此外，移动式和手持式用电设备通常会发生单相接地故障以及异相接地故障。单相接地故障是指当电流未超过人体所能承受的最大范围、但是已经高于人体的交流电赫兹的情况下，人们就会发生触电危险，但是人体所接触的电压高低以及人体湿度不会导致工作人员在工作过程中发生触电危险。异相接地故障是指在配线系统中，当线路出现单相接地故障时，由于两段线路的电压会出现一个差值，这就要求电气设备的绝缘性能要能够承受这个相差的电压值，如果线路不能承受，则会出现异相接地故障。

例如，海洋石油平台通常会选择IT中性点不接地系统，当线路在不断移动和弯曲中出现漏电事故时，如果人体在不知道该点发生漏电故障的情况下接触到单相带电导体，由于两点之间的故障电流较小，所以不会对人体造成电击危险，但是由于海上会安装大量的用电设备，这些设备需要运用大量的电缆线路进行连接，而大量的电缆线路会导致电容电流增大，一旦出现故障，如果漏电保护装置未及时截断故障电流，就会对人体形成电击，导致人体触电现象的出现。而对于异相接地故障来说，由于海洋本身便是一个大导体，各种铁器元件在其中发挥着导体的作用，一旦出现漏电事故，故障的回路应该要切断，那么此时应该选择TN系统来进行接地故障保护。

2.4 加装零序电流互感器

对于IT供电系统来说，海洋石油平台可以得用电设备加装零序电流互感器以及绝缘监测装置来进行漏电保护。绝缘检测装置可以检测线路中出现的漏电事故，即使是很微小的电流也会被检测出来，从而避免由于线路两端出现电压差而导致线路被损毁的现象发生。一旦线路中出现单相接地故障，绝缘检测装置会立即发出示警，但是绝缘监测装置不能够对漏电位置进行处理，这时就需要零序电流互感器来对漏电位置进行处理，避免漏出的电流回流到回路中，从而对整个线路中电流的稳定性造成威胁，实时监测回路中的电流流况。零序电流互感器可以根据回路中故障电流的回路点，准确找到出现故障电流的位置，准确切除故障。

例如，当出现单相接地故障时，单向带电导体会直接释放故障电流，虽然故障电流流量微小，但是如果没有绝缘检测装置对故障电流进行检测，微小的电流会被无数的电缆放大，从而导致人体可能发生触电危险。但是如果只有绝缘检测装置对事故中的故障点进行检测，回路中是否出现故障电流回流的现象不能够被发现，进而可能会导致回路中出现电火花或者电弧，引爆空气中的油气，从而危害整个海洋石油平台的安全。

2.5 合理规划线路安排，为线路维护带来便利

由于海洋石油平台上的空气湿度较大，电气设备出现故障的概率更高，因此，海洋石油平台的工作人员会频繁的检测电气设备是否出现故障，但是由于许多线路被对方在一个狭小的空间内，而线路的防止空间也未被合理筹划，导致海洋石油平台工作人员在对线路进行检查和维修过程中会面临巨大的工作量。例如，对于用电设备所使用的电缆，海洋石油平台应该根据各用电设备的放置空间，对线路的安放进行大致安排，同时，海洋石油平台的工作人员还要定期做好电气设备的防潮和防漏电检测，尤其要检测电缆绝缘材料是否在移动和弯曲过程中出现损坏，或者是用电设备与电缆的接口处是否发生渗漏现象，这些检测步骤都对维修人员提出了巨大的挑战。因此，海洋石油平台在将用设备被放置在合理的位置上时，应该根据用电设备的位置划分电缆的分布情况以及地下管线的走向，尽量避免电缆之间的交叉与重叠，尽量减少由于拖拉对电缆所造成的损坏。不仅如此，主干电缆应该尽量远离高温、高压以及湿度较大的地方。

3 结语

海洋石油平台在使用用电设备的过程中，由于海洋环境十分恶劣，要做好防漏电保护措施。同时，海洋石油平台也应该安装必要的安全保护措施，比如火警、烟雾报警器，当发生事故时及时采取补救措施。