在海洋中开采石油时,石油的采集、处理及临时储存都是在海洋平台中完成的,而该平台自身也有一定的危险性存在。海洋平台上各个电气设备由于风吹日晒及空间狭小紧凑等因素的多重影响,导致电器设备安全存在了一定的隐患,极易发生安全事故,对工作人员生命安全及经济效益造成很大的影响。而为了避免此类事故发生,就必须以海洋平台环境特点为根据,针对海洋石油平台电气设备单相接地故障、异相接地故障采用合理的漏电保护措施,为电气设备提供一定的安全保障,进而维持海洋平台的安全、稳定。
1石油平台的含义
通常,石油平台也称石油钻井平台,是一个大型的海上结构,主要用来钻井,提取石油与天然气,并且能够暂时储存,直到它被运到岸上的炼油厂,将原油裂解成产品[1]。海上平台包括组块和生活楼,组块与导管架连接,导管架通过钢桩固定在海床。
2海洋石油平台电气设备漏电保护基本原理
对漏电时的电流进行检测、减小或将其切断便是对海洋石油平台电气设备漏电保护的基本原理。IT系统正常运行过程中所具备的可靠性和安全性都较高,我国相关电力规程中针对中性点不接地系统的特点,明确指出了中性点不接地电力系统一旦有单向接地故障发生时,严禁单相接地运行时间超过2小时。而快速对发生故障的回路进行定位是在单相接地故障发生后最有效的处理方式。
由于总体投资的控制及平台设计等习惯缘故,尽管大部分海洋石油平台所采用的配电系统中都包含中性点不接地系统,然而在检测电气设备总体绝缘性能时,
所采用的方式仍是以分段设置进行的。尽管配电盘中配有针对电气设备单向接地故障发生时的公共报警设备,却依然无法精确的完成故障回路的定位。一旦故障定位不精确,设备维护人员在维修时首先就得将大量时间花费在故障回路的寻找上,甚至还会将部分正常运行的设备停止以便检查的情况发生,在一定程度上影响了海洋石油平台正常生产及设备的运行安全[2]。
3海洋平台电气设备存在的漏电问题
3.1海洋平台小型电气设备漏电问题
在海洋平台上进行石油开采工作,多使用手持式或移动式电气设备。在海洋平台使用手持式或移动式电气设备时需要频繁移动位置,因此常常会造成电缆和设备的接头出松动脱落,导致电缆直接触碰到电气设备的外壳,从而引起接地故障。除此之外,海洋平台电气设备数量多,电缆线路复杂也是引起接地故障的重要原因之一。因此一旦发生电气设备故障,很容易产生电击现象,造成极为严重的漏电事故。
3.2环境因素
海洋平台主要在海上,海洋中的天气变化会对作业效率产生极大影响。所以,在开展日常工作时,应提供专业的天气预报分析,并对多变的海洋天气及时监测,以此来规避海洋平台上的天气因素造成的电力泄漏。另外,由于海洋环境具有高温、高盐度、高湿度的特征,会对许多设备产生腐蚀效果,造成设备中的电阻降低,加大了电气设备漏电的概率。因此,专业的天气预报可以帮助海上平台制定积极、有效的防护策略,确保其安全开展。
3.3缺乏完善的预防措施
由于海洋平台在设计方面存在问题、操作人员疏忽大意等原因,在实际的海洋平台开采作业过程中,使用各种电气设备常常会发生没有做好有效的保护措施的情况,如对电气设备进行防潮防腐蚀保护、定期对电气设备进行维护和检查、对电气设备的使用性能进行验收等措施,这些也增加了漏电风险。
4海洋石油平台电气设备漏电保护措施
4.1单相接地故障保护措施
对于人体所能承受的最大电流这一内容,各国规定有一定的区别存在,而我国一般规定是人体在接受不超过30mA(50Hz)的电流时不会有触电死亡的情况出现,此时人体潮湿程度并不会与接触电压高低产生直接联系。采用IT中性点不接地系统的海洋石油平台中,如果与单相带电的导体直接接触或是在单相接地及间接触电故障中,两相对地电容电流的向量和通常都较小,即故障电流并不高。而此时人体发生触电并不会引起电击危险。然而由于海洋石油平台所安置的用电设备及电缆线路在不断增多,相应的也增大了电容电流,一旦有故障发生时,单相接地电流也会同步增加。若此时并未采用有效的外壳接地或接地断开等保护措施为电气设备提供保障,单相接地故障电流就会在经过人体时形成回路,一旦电流超过人体所能承受的30mA(50Hz)时,就会引起人体触电的事故[3]。
4.2增加漏电保护装置
在电力系统中,漏电保护装置通常是用来检测和切断漏电电流,能够有效避免由于漏电对电气回路和用电设备造成进一步的损害。漏电保护装置还可以在人员触电时断开供电回路开关,有效保护人员的生命安全。
在石油平台电气设备中,电伴热设备拥有高效率、节能效果好、可对弯曲管道进行加热等优点,所以,电伴热设备可以用于石油平台管道与设备的加热。然而,在长期运行过程中,设备有可能发生绝缘损坏、伴热电缆老化、管道泄漏等各种情况,所以,具有很大的漏电概率,因此有必要为电气伴热回路安装漏电保护装置。
在平台室外插座回路也要加装漏电保护装置,由于插座要外接用电设备,经常使用的有焊机、砂轮机、切割机等。由于部分设备保养不当或使用的年份较长,有的设备电源线破损、老化,这些就造成很大的漏电风险。在室外插座回路加装漏电保护装置会有效地保障外接用电设备的使用安全和人员的生命安全。
4.3增加绝缘监测和报警
对石油平台不接地系统而言,当出现单相故障的时候,在系统中不存在漏电流泄放回路。因此,需要在供电系统中加装绝缘监测和报警装置,对电路中的接地故障开展实时监测。另外,绝缘监测装置最主要的功能是对电力系统的绝缘进行监测,如果绝缘低于设定的0.5兆欧,低压配电盘就会报警,就需要对电力系统进行排查,找出绝缘低的问题点及时解决从而避免更大故障的发生。
4.4加强对工作人员的培养,不断提高工作人员的专业素质
在海洋平台石油开采工作中,工作人员是开采作业的主体,如s果工作人员操作不当,会极大地增加电气设备发生漏电现象的风险。此外,还要定期组织安全宣传活动或会议,提高工作人员的风险意识,增加专业知识,对漏电风险加大重视力度,同时也能提高对电气设备的漏电保护力度[4]。
结束语
综上所述,必须要对海洋平台环境的特殊性进行充分考虑,改善漏电保护措施,对电气设备漏电问题做好充分的防护,确保安全生产,降低事故发生的概率。
参考文献
[1]陈耀辉,李国杰,赵真,楚光宇,高康.浅析海洋石油平台电气设备安全设计措施[J].中国设备工程,2019(16):18-19.
[2]李文年.浅谈海洋石油平台电气设备漏电保护措施[J].河南科技,2013(09):54-55.
[3]张龙.海洋石油平台电气安全问题探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2013,000(024):221-221.
[4]王爱武,张建国,王晓智.海洋石油平台电伴热系统供电及漏电保护设计探讨[J].电气应用,2016,035(010):54-57.