浅谈海洋石油平台中控系统接地保护故障研究

赵红涛

摘要：在改革开放的新时期，我国的科技在不断的发展，社会在不断的进步，本文通过介绍海洋石油中控系统以及接地类型来说明海洋石油中控系统接地保护的基本工作原理，并举例说明在实际工作当中遇到的海洋石油平台仪表接地故障及具体的调试解决方法，为海洋石油平台中控系统接地保护提供了问题解决的思路。

关键词：海洋石油平台;中控系统;接地保护;故障探究

引言

随着自动仪表控制系统在海洋平台上的不断应用，极大提升了海洋平台仪表系统的运行效率，降低了劳动强度，提高了海洋平台的效益。随着自控仪表控制装置应用数量的不断增多，自控仪表系统的安全性问题已经越来越突出。通过分析海洋平台自控仪表系统的设计现状，综合油田自动化仪表系统的应用情况，得到在进行海洋平台自控仪表系统设计时，首先要制定科学合理的控制措施，控制功能要可靠，自控仪表装置的选择要合理，在满足以上条件的基础上，要重视海洋平台自控仪表系统的安全设计，由于海洋平台的工作环境恶劣，平台的空间小，运行危险性较高，因此需要重点提升海洋平台自控仪表系统的安全性。进行海洋平台自控仪表系统的防爆设计，同时选择合理的接地方式。通过设计稳定科学的海洋平台自控仪表系统，可以有效提高海洋平台自控仪表系统以及平台整体的安全性能。

1概述

随着国内石油资源需求日益增长，国内原油开采早已无法满足市场的需求，为保证安全、高效地实现海洋石油的高产稳产，需要利用高度自动化的中控系统进行监控。这样就对海洋石油平台中控系统的可靠性提出了更高的要求。本文将分析如何通过良好接地保护提高中控系统可靠性以及减少出现接地故障后对中控系统的影响。

2海洋石油平台中控系统的接地种类

2.1中控系统的本安系统接地

中控系统的本安接地，是指中控系统安全栅或本安仪表的接地。这种接地不仅可以抑制干扰信号，还可以使仪表和中控系统具有本质安全性质。不同的本安措施，其本安接地形式也不尽相同：例如采用隔离式安全栅的本质安全系统，这种系统不需要专门接地，而采用齐纳式安全栅的本质安全系统，应设置专门接地系统，并且齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地应合并在一起。

2.2中控系统的保护接地

中控系统的保护接地，是为了防止中控系统的电气装置的金属外壳、配电装置等带电危及人身和设备安全而进行的接地。所谓保护接地就是将正常情况下金属外壳等金属体不带电，而在电气绝缘材料被损坏后或其他特殊情况下可能带电的电器金属部分（即与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。海洋石油平台上工作环境较恶劣，例如我国渤海地区，冬季温度甚至会达到-20℃，同时电气设备工作过程中海洋环境相对湿度较大，经常会有盐雾、霉菌、油雾、凝露或是腐蚀性气体对电气设备造成破坏或侵蚀。这些不利环境很容易造成电气设备绝缘被破坏，一旦电气设备的绝缘材料出现老化甚至破坏，极容易发生漏电事故。同时海洋石油平台上的电气漏电不同于陆地电气漏电，如果出现电气漏电不仅会造成相关人员发生触电事故，同时由于漏电可能会产生电火花，电火花极有可能会引燃石油平台上的油气及易燃气体，会造成严重的火灾事故甚至爆炸事故，危及作业人员以及海洋石油平台中控设备安全。因此海洋石油平台中控系统必须做保护接地处理。

2.3防雷接地

当仪表及控制系统的信号线路从室外进入室内后，需要设置防雷接地连接的场合，应实施防雷接地连接。仪表及控制系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用，但不得与独立避雷装置共用接地装置。

3海洋石油中控系统接地故障及解析

3.1接地故障造成现场仪表变送器信号故障

针对接地故障造成现场仪表变送器信号故障的情况，例如海洋石油平台电气间的压力变送器经常无法工作，其中绝大部分原因是该传感器的电缆屏蔽线未做绝缘处理或者绝缘遭到破坏，电缆搭接在变送器外壳，这样形成了接地现象，因为电缆屏蔽线已经做接地处理，这样便形成了接地故障，变送器发出报警，造成其无法正常工作，所以在中控系统中探头电缆要单点接地，避免形成干扰信号，低频功率在频谱划分上，要远远高于高频功率。尤其是工频干扰，有着较强的功率以及广泛的分布。针对传输低频信号的仪表系统，因为它的频率和干扰信号有着较为接近的频率，因此很难真正意义上借助滤波器滤除其所产生的干扰，基于此，对于低频所产生的一些干扰渠道，一定要尽可能的消除掉。针对屏蔽层上的干扰电流，可借助信号源内阻交接，从而形成干扰。影响海洋石油平台中控系统正常工作。在海洋石油中，对于接地故障造成现场仪表变送器信号故障情况，需要给予充分的重视，只有加强这方面的重视工作，才可以避免故障情况的再次发生。

3.2仪表系统回路接地造成直流配电盘接地故障指示

某项目采油平台的直流配电盘调试期间始终发出接地故障报警，经过调试人员现场排查，发现含沙测试仪设备控制盘内的直流输入端负极接地，而作为该设备供电端的直流配电盘的直流电源负极也接地，这违反了信号回路应建立一个统一的信号参考点的原则。经过调试人员现场断开含沙测试仪设备控制盘的负极和地线，直流配电盘接地故障报警消失。故障解析：在非隔离系统中，仪表回路接地的目的是为控制系统提供一个基准电压，从而建立统一的信号参考点。而接地操作应以电源侧或控制室侧作为接地终端设置接地极，不应再在现场设备进行回路接地。这样才能防止回路接地故障的产生。

3.3海洋平台自控仪表系统的接地安全分析

在海洋平台的运行过程中，使用了各种各样的电子仪表，仪表的数量多，而且仪表的安全性要求较高，所以需要进行海洋平台自控仪表系统的接地安全设计，实现各种电子仪表的高效安全接地，保证各种电子仪表安全运行，同时还能够提高仪表的精确度。如果电子仪表的接地设计不科学，将会导致电子仪表的精度不高，测量得到数据容易受到其他信号的干扰，而且接地不合理，容易导致设备的起火甚至爆炸，严重影响到海洋平台的安全性，造成设备和人员的安全事故。海洋平台自控仪表系统的保护接地，是为了防止仪表带电而发生事故。进而保证自控仪表系统稳定运行，避免发生设备和人员的安全事故。海洋平台自控仪表系统的工作接地，是为了保证设备的正常运行，在自控仪表系统运行时，会受到其他信号的干扰，通过采用合理的接地保护，可以有效的防止其他信号的干扰，保证测量的精度和准确性，为平台的运行控制提供更准确的数据支持。海洋平台仪表自控系统屏蔽接过程中，应当对电缆、仪表外壳等部分进行相应的屏蔽设计。

3.4中控系统24VDC供电网络接地故障

针对中控系统24VDC供电网络接地的故障情况，例如某半潜式海洋平台中控系统PLC时不时自停，而且报急停故障，而且这样的情况已经出现了多次，经过技术人员的排查发现推进舱其中一个接近开关24VDC线绝缘层被破坏，造成24VDC供电网络接地造成故障。

结语

本文介绍海洋石油平台中控系统以及其接地形式，同时对海洋石油平台中控系统常见的接地故障进行简单分析，维护中控系统稳定可靠地运行必须防备接地故障对其影响，希望此文能对海洋石油平台中控系统维护人员有所启迪。

参考文献

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