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浅谈海洋石油平台电气设备漏电保护措施
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官方公共微信　　摘要：本文对电气设备采取的各种保护措施进行了详细分析,并说明了对接地、接零保护装置的要求,以此提高供电系统的可靠性,防" />
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浅析电气设备漏电保护措施
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　　摘要：本文对电气设备采取的各种保护措施进行了详细分析,并说明了对接地、接零保护装置的要求,以此提高供电系统的可靠性,防止事故蔓延,保证人身安全。 中国论文网 /2/view-5878721.htm　　关键词：电气设备；漏电；保护措施；接地接零保护 　　中图分类号：U264.7+4文献标识码： A 文章编号： 　　引言 　　在正常情况下,电气设备的金属外壳是不带电的。但当电气设备绝缘受到损坏,发生漏电现象时,电气设备的金属外壳就可能带电。若人体触及到这种带电的金 　　属外壳,有可能发生触电危险。为了避免触电事故的发生,对于不同的供电情况,可以采取一些相应保护措施,以确保安全用电。下面分析常见的几种漏电保护措施。对电气设备采取的各种保护措施。 　　过载、短路、失压保护 　　熔断器是常用的一种过载和短路保护电器,熔断器中装有熔体(熔丝或熔片),它由熔点较低的金属或合金制成,熔断器串在被保护的电路中,当发生严重的过载或短路时,电路中的电流超过熔体的熔断电流,熔体因受过量的热而熔化,将电路切断,从而起到保护作用,熔断器熔体的选择Ier=(1.5～2.5)Ief。 　　空气开关利用灭弧栅以空气作介质灭弧,具有电磁脱扣、热脱扣和失压脱扣。电磁脱扣器的电磁线圈产生较强的磁场将衔铁吸下,压住胶木连杆带动圆弧形杠杆转动,使脱扣板向下运动,自由脱扣机构动作,使开关触头断开。热脱扣器的双金属片串联在电路中,受电流加热弯曲,正常情况下不动作,当电路发生过载时,通过开关的电流超过热脱扣器额定电流一定倍数时,经过一定的时间,弯曲的金属片使其上端的调节螺钉顶住胶木连杆,带动圆弧形杠杆转动,使脱扣板向下运动,自由脱扣机构动作使开关跳闸,当空气开关因过载脱扣动作而跳闸后,不能立即再合闸,必须等1min～3min待双金属片冷却复位后才能合闸。当电路电压降到额定电压的70%以下时,失压脱扣器动作,使开关跳闸。热继电器可做电动机的过载保护。 　　漏电保护 　　带漏电保护的空气开关,基本工作原理是:在低压电源中性点接地系统中,无论三线制的三线,三相四线制的四线及单相的二线,在正常时其各线电流矢量和等于零,当线路或电气设备绝缘损坏而接地时,如果有人触电,各线电流矢量和不等于零,而出现所谓剩余电流,即经大地流回电源的电流促使脱扣器动作断开电源。 　　接地与接零保护原则 　　3.1保护接地原则。在中性点不接地的低压系统中，正常情况下电力建设需要的各种电力装置的不带电的金属外露部分、电能供应的设备外壳都应接地（特殊规定例外）。1）电机、变压器、携带式或移动式用电器具的金属底座和外壳。2）电气设备的传动装置。3）配电、控制、保护用的屏（柜、箱含铁制配电箱）及铆焊、焊工的操作平台等的金属框架和底座。4）汽油、柴油、机油等储油罐的外壳。5）20m以上的竖井架（如烟囱施工的中央井架、电动提/升模装置）脚手架、水塔施工用的起重折臂吊、曲线电梯的轨道。6）安装在电力线路杆塔上的电力设备的外壳及支架。 　　3.2保护接零原则。在正常情况下，施工现场的下列电气设备不带电的外露导电部分应做保护接零。1）电机、变压器、照明用具、手持电动工具的金属外壳。2）电气设备传动装置的金属部件。3）配电屏与控制屏的金属框架。4）室内、外配电装置的金属框架及靠近带电部分的金属围栏和金属门。5）电力线路的金属保护管、敷线的钢索、起重机轨道滑升模板金属操作平台等。6）安装在电力杆线上的开关、电容器等电气装置的金属外壳及支架。7）环境恶劣或潮湿场所（如锅炉房、食堂、地下室及浴室、电缆隧道）的电气设备必须采用保护接零。地下室及浴室、电缆隧道）的电气设备必须采用保护接零。 　　4. 重复接地 　　在接地技术中,除了以上两种接地方法外,在供电系统中,还采用重复接地的措施。即在较长的供电线路中,每隔一定距离,将零线重复接地。经过这样处理后,即使零线发生折断,也能使故障程度减轻。在照明线路中,也可以避免因为零线折断,三相电压不平衡而造成某些电气的损坏。同时对于其它保护接零的电气设备外壳不会因为某设备带电而带上一定的电压,危及其它设备的安全。 　　5.单相电气设备的保护接零 　　 一般情况下单相用电设备的供电系统是中性点接地的三相四线制电源,因此单相电气设备可以采用保护接零措施。其方法是使用单相三孔插座与插头。凡是保护接零的触头都比相线和零线的触头长一些,可以保证触头在接通电源时,先接通零线。零线的截面积不要小于导电线的截面积。接零线必须用专线从外壳接零,不允许和电源零线共用,如果一旦插座的极性接反,那么电气设备的外壳就相当接在火线上,将会发生极大危险。 　　6. 漏电保护装置的正确选用 　　漏电保护装置的选用，应根据系统的保护方式、使用目的、安装场所、电压等级、被控制回路的漏电电流以及用电设备的接地电阻数值等因数来确定。 　　6.1根据使用目的来选择。用于防止人身触电事故的漏电保护装置，一般根据直接接触保护和间接接触保护两种不同的要求选用，在选择动作特性时也应有所区别。1）直接接触保护是防止人体直接触及电气设备的带电导体而造成的触电伤亡事故，它完全由人体触电的电压和人体电阻所决定，漏电保护装置不能限制通过人体的触电电流，所以用于直接接触保护的漏电保护装置，必须具有小于 0.1s 的快速动作性能，或具有IEC漏电保护装置标准规定的反时限特性。2）间接接触保护是为了防止用电设备在发生绝缘损坏时，在金属外壳等外露金属部件上呈现危险的接触电压。 　　6.2 根据使用场所来选择一般在 380/220V 的低压线路中，如果用电设备的金属外壳等金属部件容易被人触及时，同时这些用电设备又不能按照我国用电规程要求使其接地电阻小于4Ω 或 10Ω 时，则宜按照间接接触保护要求，在用电设备的供电回路中安装漏电保护装置，同时还应根据不同的使用场所，合理地选取不同动作电流的漏电开关。 　　6.3 根据电路和用电设备的正常泄漏电流来选择。1）漏电保护装置的动作电流选择得越低，当然可以提高开关的灵敏度。然而，任何供电回路和用电设备，绝缘电阻不可能无穷大，总会有一定的泄漏电流存在。所以从保证电路的稳定运行和提供不间断的供电来讲，漏电保护装置的动作电流选择要受到电路正常泄漏电流的制约。2）由于测定电流的泄漏电流，必须有较复杂的测试方法或使用专用测试设备进行测量，为选用方便，可参照下列经验公式：对于照明电路和居民生活用电的单相电路：I△n≥IH/2000 对于三相三线制或三相四线制的动力线路及动力和照明混合线路：I△n≥IH/1000 其中：I△n―――漏电保护开关装置动作电流 IH--电路的实际最大供电电流一般家庭供电电路，如果使用 3A 电能表的用户，正常情况下每户泄漏电流约在 1mA 左右，原则上，在家庭单相电路中的泄漏电流超过电路最大供电电流的1/3000 时，应对电路进行检修。 　　7.结语：加强对配电设施和用电设备缺乏维护、检修的实际情况、规模和地质环境特点以及操作维护情况，广泛的使用漏电保护装置来防止事故的发生同时在用电过程中要严格遵守这些保护措施,以确保用电安全和人身安全。 　　 　　参考文献： 　　［1］贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.北京：中国电力出版社，2004. 　　［2］张宝会，伊项根.电力系统继电保护.北京：中国电力出版，2005. 　　［3］周合忠 .工业系统中接地的探讨[J].现代经济信息，2009(11).
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浅析电气设备漏电保护措施
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低压电气设备接地故障保护及漏电保护器的选用
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官方公共微信　　【摘要】本文首先介绍了海洋石油平台，其次重点探讨了海洋石油平台上电气设备的漏电保护措施及特点分析，并且以案例的形式介绍" />
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浅谈海洋石油平台电气设备漏电保护措施
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　　【摘要】本文首先介绍了海洋石油平台，其次重点探讨了海洋石油平台上电气设备的漏电保护措施及特点分析，并且以案例的形式介绍了海洋石油平台电伴热供电保护电路实例分析，同时提出了预防海洋石油平台上电气设备漏电的一些建议。 中国论文网 /2/view-4394837.htm　　【关键词】海洋；石油平台；电气设备；漏电；保护措施 　　中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号： 　　一、前言 　　随着经济的不断发展和现代化技术的不断提高，我国的海洋石油平台电气设备漏电保护措施也得到了新的提高。对海洋石油平台电气漏电保护是至关重的，海洋由于电气设备运行的恶劣环境，其漏电也是常见事故之一，因此，我们必须通过对海洋石油平台电气设备漏电保护措施的研究，来达到更好的漏电保护。 　　二、概论 　　海上石油平台是海洋上的原油、天然气生产场所，其钻、采处理及储存的生产工艺、装备，与陆上的基本相同。不同之处是陆上设备分散，而海上则集中在面积有限的平台上，且处于海洋自然环境中。故海上石油平台电气设备要受到陆土的原油、天然气生产场所环境和海洋自然环境的综合影响。环境条件是平台设计和作业的基础依据，直接关系到平台上的设备和人员的安全及能否正常作业的重要因素。若提出的环境参数不切合实际，就会带来不必要的损失，如某平台设计中，最大风速的数据相差不到10术/秒，但投资费用相差达一千万美元。人们时海上石油平台环境条件的认识，是通过平台的建造和作业的增加而逐步深入的。在初始阶段，认为平台，特别是移动式钻井平台与海洋船舶的环境条件是相同的，所以在建造平台时直接采用船拍建造规范。 　　当海洋石油由勘探进入采、储阶段时，采油和储油子平台数量增多，陆上的原油，天然气生产处理装备搬上平台，它所具有的化学活性物质环境对设备的腐蚀问题，也随之引起了人们的注意。如我国陆上的卧龙河气田的一号集气站控制室，由于天然气中的H2S和潮湿大气的影响，运行不到一年，拉制室的全部(237台件)的自动化元器件被腐蚀报废掉236台件。我国渤海的埕北、胜利油田，原油和天然气中含H2S等化学物质较高，故在渤海埕北B平台的设计中(中日合作项目)为进免H2S等的腐蚀影响，日方提出将控制室置于生活平台上。虽然增加了电缆传送和通讯呼叫系统及生产平台的现场事故处理不便。但减少了设备腐蚀损坏用素，保证控制部份的可靠运行。 　　综上所述，随着我国海洋石油开发事业的发展，人们开始重视海上石油平台的环境条件，并逐步深化。 　　三、海洋石油平台上电气设备的漏电保护措施及特点分析 　　1、440VAC系统 　　绝缘监测系统的配置为“主-从”结构，由一套主EDS1000和两套从EDS1000组成，可以一起工作也可以分开单独工作。这些系统对所有440V的输出回路分别予以监测，如果发生单相故障，将使相应的回路跳闸。主EDS1000(E-7091)监测“PSG配电盘”（PSG switchboard），两个从EDS1000分别监测“SS配电盘”（Ship Service switchboard）和“ 应 急 配 电 盘“（Emergency switchboard）。当配电盘的母联断路器都闭合时，主EDS1000将控制两套从EDS1000系统；相应的母联断路器打开时，各系统将独立运行。对于PSG配电盘本身来说，如果母联断路器21打开，主EDS1000无法进行监测，此种情况下两个IRDH365将分别负责E-7021和E-7022的总体绝缘监测，如果E-7021或E-7022发生单相接地故障时，系统只给出公共报警，而不断开相应的回路。 　　2、220VAC，120VAC系统 　　对于PSG配电盘（PSG switchboard）和SS配电盘（Ship Service switchboard）一般性的220V AC和120V AC负载及控制电源，由IRDH-365进行绝缘监控，若有一个回路或更多的回路发生接地故障时则给出报警信号。对于应急配电（Emergency switchboard）和UPS的220V AC负载，由一套EDS-470装置进行绝缘监控，若有一个回路或更多的回路发生接地故障时，系统将给出报警信号并显示相应的故障回路。UPS的120V AC配电盘由一套RCM 1000进行绝缘监控，对所有的输出回路都分别进行监测，一旦有单相接地故障发生时，相应的回路将会跳闸。 　　3、24VDC系统 　　所有的24V DC充电器配电盘都由IRDH-365进行绝缘监控，若有一个回路或更多的回路发生接地故障时则给出报警信号 　　当负责总体绝缘监测的IRDH 1025MYX-1检测到系统的绝缘电阻低于设定值时（5-50kOhm可调），将启动两块可编程控制器AD 1060，再由可编程控制器AD 1060启动测试单元PGAH 1000和继电器卡AK 1010，进入逐个回路扫描的模式，每个回路的零序电流互感器的输出通过继电器卡AK 1010分别接到评价单元，当有接地故障发生且故障接地电流>10mA时，评价单元即能检测到；此种情况下，评价单元显示“earth fault”（接地故障），并将报警信号转到相应回路的继电器卡AK1010-1，此AK1010-1的红色报警灯“earth fault”（接地故障）将会亮起；然后，按照同样的方法，系统将继续检测其余的回路，直到所有回路的检测完成。根据以上介绍可知，按照BENDER系统的工作方式，此套绝缘监测系统可以非常及时地发现单相接地故障，并且可以自动显示故障回路或让故障回路跳闸，极大地提高了维护的便利性，对储油轮或石油平台等海洋石油设施的电气设备的安全运行乃至整个设施的安全都发挥了非常重要的作用。 　　四、海洋石油平台电伴热供电保护电路实例分析 　　1、TN-S供电系统下电伴热供电线路实例分析（设计方案一） 　　图1是曾为泰国建造的海洋石油平台上TN-S系统采用的剩余电流型漏电断路器对电伴热供电保护的示意图。电伴热负荷采用独立的变压器供电，所有负荷均采用剩余电流型漏电断路器进行保护，具有过载、 短路和漏电保护功能。为便于电路分析，假设电伴热负荷3采用不带漏电保护功能的普通微型断路器MCB进行保护，仅具有过载、短路保护功能。 　　 　　2、IT供电系统下电伴热供电线路实例分析 　　（1）图 2 为冀东油田某石油平台照明和小功率负荷供电单线图， 　　 IT 系统供电、电伴热负荷无独立配电盘，其每路电源取自照明配电盘，通过绝缘监测器 EFM 对整个照明配电盘的负荷回路进行绝缘监测。为方便分析，图3单独画出了3路电伴热负荷的等效电路图。如图3所示，电伴热负荷采用剩余电流型漏电断路器ELB进行保护。 当电伴热负荷2的B相发生绝缘损坏甚至是导体直接接地故障时，由于电源中性点N未接地，与接地点无电气连接，不能形成故障电流泄放回路，仅存在很小的线路等效分布电容 CA1、 CB1、 CB2、 CC2、 CC3、 CA3产生的泄放电流， 零序电流互感器中检测到的漏电磁通达不到设定动作整定值(30mA产生的漏电磁通）， 漏电断路器不动作。 这时， 仅绝缘监测器 EFM 发出报警信号， 提示照明配电盘中负荷有单相绝缘或接地故障。 　　 　　3、渤海辽东湾某石油平台电伴热电路设计实例（设计方案三）
　　由于 IT 系统在单相对地绝缘发生故障时无漏电流泄放回路， 因此在一些专著和标准中提出IT系统中不宜安装漏电保护器，而通过绝缘监视报警器对线路进行监测的观点，这是发现 IT 系统单相绝缘和接地故障的一般惯用方法。为此， 国内近年设计的一些海洋石油平台对IT 系统中的电伴热线路似乎也取消了漏电保护断路器，甚至连照明和电伴热共用变压器都不设置，电伴热负荷与众多其他同一电压等级的负荷无隔离地取自同一配电盘，通过电伴热供电盘柜上端的配电盘柜安装的绝缘监测器 EFM 对整体线路进行绝缘监测，电伴热的保护电路实际上与照明等其他负荷无任何区别。 渤海辽东湾某石油平台电伴热供电系统的设计方案即为这种设计方案的典型代表。 　　五、预防海洋石油平台上电气设备漏电的一些建议 　　除了配置合适的绝缘监测装置外，还需要注意其它相关的预防措施，如：确定好主干电缆的走向及通道，使之远离热源及油管线；电缆也不可以与热管线交叉，实在不可避免时，两者要保持一定的安全距离并采取一定的防护措施。设计时要考虑将电力、自控及通信电缆的分层敷设，高压电力电缆与低压电力电缆分层敷设，因此要考虑对电缆桥架的分层布置。电缆束穿舱壁视情况选用电缆筒或电缆框，在电缆经过处有防水、防爆要求时，要选用电缆筒保护电缆穿过舱壁，其他情况可用电缆框保护电缆穿过舱壁；在计算电缆筒、电缆框的规格时，要考虑窗口利用系数。对单根电缆，则选用电缆管或填料函。配电室及主控室内电气设备布置是设计的重点，配电盘柜及配电箱的布置一定要合理，既要符合施工标准规范，又要方便操作及维修。在其上方和后面不可有油管、水管及蒸气管线等可能泄漏的管线或容器。 　　六、结束语 　　海洋电气设备的运行环境是相当恶劣的，对电气设备的威胁较大。由于海洋石油平台自然环境恶劣，相对湿度大，有盐雾、油雾，霉菌，凝露，甚至腐蚀性气体，这些因素都严重影响着海洋石油平台电气设备的使用，而且很有可能导致漏电，而电气设备的漏电有严重的危害，漏电不仅可能造成相关人员的触电事故，而且漏电还可能引燃平台上易燃气体或油蒸汽造成更大的事故和人员伤亡。因此，加强对海洋石油平台电气设备漏电保护措施的研究是至关重要的。 　　参考文献 　　[1]海洋石油工程设计指南编委会.海洋石油工程设计指南(第三册)(海洋石油工程电气，仪控，通信设计)[M］.北京:石油工业出版社，2007． 　　[2]王平,陈福杰.浅析电气设备漏电保护措施[J].济南教育学院学报,-63.
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