石油鉆井是一項高投入、高風險行業(yè),存在野外作業(yè)、點多、面廣、工藝復(fù)雜等特點。伴隨著設(shè)備的更新改造,石油鉆井井場電器設(shè)備保護接地可靠性、安全性顯得更加突出。由于鉆機類型多種多樣,電器設(shè)備配置也不盡相同,國家、行業(yè)也制訂了相關(guān)標準。
一、石油鉆井井場防爆配電箱保護接地形式
目前,石油鉆井井場用電區(qū)域主要包括生活區(qū)和動力區(qū)域,生活區(qū)域的用電電器主要是生活和照明用電,動力區(qū)域的用電電器及設(shè)備主要是三相異步電動機和鉆井井架照明電器用電。電器及設(shè)備保護接地主要采用獨立接地的TT系統(tǒng)進行保護。
二、TT接地系統(tǒng)優(yōu)缺點分析
(1)TT接地系統(tǒng)優(yōu)點。系統(tǒng)中性點有一點直接接地,電器裝置的外殼分別進行保護接地,其他裝置設(shè)備再次進行保護接地,當系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障時,故障電流通過系統(tǒng)接地和保護接地兩個接地電阻,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,故障設(shè)備對地電壓僅為相電壓的一部分,降低了觸電危險。
(2)TT接地系統(tǒng)缺點:TT系統(tǒng)的主要缺點是當某設(shè)備發(fā)生絕緣擊穿漏電時,接地故障電流因保護接地電阻和系統(tǒng)接地電阻的限制,故障電流值不大,不足以使保護開關(guān)及時斷開,切除故障設(shè)備,從而使接地故障長時間存在。
(3)從目前井隊的施工環(huán)境來看,采用一對一接地法,所有用電設(shè)備加之防爆配電箱,整個井場大約要用近二百根地線,使用大量的接地極和導(dǎo)線,按要求每根接地極打入地面以下2.5米深,接地安裝工作難度很大,時間長,對于淺井井隊影響搬家施工進度,雷雨天氣易發(fā)生絕緣擊穿事故,危及人身及設(shè)備安全。
(4)接地電阻值難以保證且影響到安全防爆。接地電阻與接地環(huán)境土壤電阻率有直接的關(guān)系,土壤電阻率受其所含的水分,酸堿度影響較大,從目前井隊普遍使用的鐵質(zhì)接地極來看,在鉆井井場電阻率難以達到接地電阻不大于4歐姆的標準。
3 措施建議
(1)逐步改進井場接地保護型式,沒有MCC房的井場增設(shè)MCC房,井場電器控制系統(tǒng)集中到MCC房,所有區(qū)域照明、動力、控制、通訊接口全部由MCC房出線柜用防爆接插件引出,MCC房內(nèi)設(shè)母聯(lián)
柜,主發(fā)電機、輔發(fā)電機、網(wǎng)電切換裝置實現(xiàn)互鎖。
(2)通過對石油鉆井井場保護接地的形式分析,結(jié)合石油鉆井施工環(huán)境特點,建議使用TN-S系統(tǒng)。
(3)建立和規(guī)范井場接地網(wǎng)及等電位聯(lián)結(jié)。