钻井电气设备7

《钻井电气设备7》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻井电气设备7（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第七章 石油井场安全用电第一节 井场防雷电力系统的防雷包括发电机的防雷，变电装置的防雷和电力线路的防雷。避雷针和 避雷器是石油井场电力系统经常使用的防雷装置。一、避 雷 针（一）避雷针的结构（图 71）在木杆，水泥杆或铁架的顶部，装上一根金属棒，并用金属引下线和接地体良好地 连接起来，就构成了一根避雷针。它是利用自身高于被保护设备的有利位置，把雷电引 向自身，承受雷击，把雷电流泄人大地，从而保护其附近设备不受雷击。7-1 避雷针 7-2 保护范围为了降低雷击避雷针时感应过电压的影响，空气距离a（图71）般应大于5米。为了防止在土壤中向被保护物接地体闪络，避雷针的接地装置与被保护物的接地体 之间

2、的距离b应大于3米，且接地体电阻不得大于510欧。（二）避雷针的保护范围（图 72） 保护范围是一个折线圆锥形。在地面上的保护半径r=15h（71）式中h避雷针总高度，m。从针的顶点向下作45斜线，构成圆锥形的上半部分，从距离针脚1. 5h处向上作 斜线与前一斜线在h/2高处相交，交点以下构成圆锥形的下半部。在任一高度hx的x x 平面上，保护半径可由下式确定rx= （h-hx）p（当 hx三h/2 时）（72）rx= （15h-2hx）p （当 hx h/2 时）（73）式中p 由运行经验确定的修正系数。当 hW30m 时，p=1，当 30vhW120m 时，p =5.5 h- h ；h避雷

3、针总高度（m）。二、避 雷 器避雷器装设在被保护物的引入端，其上端接在线路上，下端接地，如图73所示。正常时，避雷器的间隙保持绝缘状态，不影响系统的运行。当因雷击，有高压波沿线路 袭来时，避雷器间隙击穿接地。这时能够进入被保护物的电压，仅是雷电流通过避雷器 及其引线和接地装置产生的残压。雷电流通过后，避雷器又恢复绝缘状态，以便系统正 常工作。FS10型阀型避雷器的结构如图74所示。F表示“阀”型，S的意义是配电“所”, 10是额定电压的千伏数。瓷套内主要由一些串联的火花间隙和一些串联的电阻片组成。每个火花间隙均由两 个黄铜电极和一个云母垫圈组成，如图75所示。云母垫圈厚0. 51. 0毫米。电

4、阻 片是由金刚砂焙烧的碳化硅颗粒烧结而成的饼形元件，其阻值随着通过电流的不同而在 很大的范围内变化。高压冲击波袭来时，空气间隙被击穿，巨大的雷电流通过电阻阀片只遇到很小的电 阻，进入被保护物的只是不大的残压，被保护物可兔遭危害，而尾随雷电流而来的工频 电流在电阻阀片上将遇到很高的电阻，有限的工频电流很快被空气间隙阻断，即空气间 隙的电弧很快被熄灭。由此可知，由于电阻片和空气间隙的配合作用，此种避雷器像是 一个阀门：对雷电流，阀门打开，使之泄人大地；而对工频电流，阀门关闭，迅速切断 之，故此种避雷器叫做阀型避雷器。FS0. 22型和FS0. 38型为用于220伏和380伏低压系统的阀型避雷器。其

5、瓷 套内只有一个空气间隙和一个电阻阀片，如图76所示。接线方法如图77所示。7-4 FS-10型阀型避雷器讚HI怎擾云母址處空弓阿亶7-5单位火花间隙7-6 FS-0.38型低压避雷器 7-7避雷器的接法第二节 石油井场安全用电 随着石油井场电气化水平的不断提高，电能已成为井场生产和生活不可缺少的能源。 在石油井场，如果不注意安全用电，就可能在极短的时间内造成严重后果人身触电 引起火灾和爆炸。所以安全用电是用电工作中必须加以注意的首要工作。一、保证用电安全的一般措施(1) 加强安全教育，树立安全生产的观点。很多电气事故的教训告诉我们：思想麻痹 大意，往往是造成事故的重要因素。应该教育和培训石油

6、井场的所有工作人员，特别是 柴油机房和发电房的工作人员，懂得安全用电的基本知识和重大意义，掌握安全用电的 基本方法，以消灭人身事故和设备事故。(2) 建立健全必要的规章制度。如各种电气设备的安装、使用和维护保养规程，定期 的安全检查制度等，特别要建立和健全岗位责任制。石油井场中的很多电气事故，都是 由于制度不健全或违反操作规程所造成的。必要而合理的规章制度是从人们长期生产实 践中总结出来的，是保证安全促进生产的有效措施。(3) 石油井场的电气设备和电力线路的安装工作要做到“精心设计，精心施工”。设计 和施工必须严格执行有关规定，确保井场供电工程的设计和安装质量。验收工作要坚持 原则，一丝不苟。

7、(4) 加强运行监视和维护工作。对于石油井场的各种电气设备，应定期检查其绝缘情 况和运行情况。对于各种接地装置，应定期测量其接地电阻值，对于安全用具、避雷器 及其他保护电器，也应定期检查测试，只有确认合格后才允许继续使用，不允许带病运 行。(5) 石油井场中凡有可能意外带电的电气设备的金属外壳和金属构架，均应接零或接 地。(6) 不准私拉乱扯电线，拆装电线和电气设备，应由电工人员进行。(7) 不准随意加大熔丝规格，或改用铝丝、铁丝等导电材料来代替原有的熔丝，也不 能随意调整自动开关脱扣器的整定值。(8) 电线上不能晒衣物，晒衣物的金属线不能靠近电线。（9）当发生电气事故时，应立即切断电源。电气

8、设备起火时，只能用砂子盖灭， 用四氯化碳和二氧化碳灭火器灭火，禁止使用水或一般酸碱泡沫灭火器灭火。（10）当电线落在地上时，人不能走近，更不能用手去摸，应立即通知电工人员前往处 理。（11）正确使用安全用具，悬挂各种警告牌，装设必要的信号装置。 二、保护接地和保护接零的重要性 在正常情况下，电气设备的外壳是不带电的。但因绝缘损坏而漏电时，外壳就会带 电，如人体触及就会触电，轻则“麻电”，重则死亡。为保证操作人员安全，即使在电气 设备因绝缘损坏而漏电，人不慎触及也不会触电，因此对电气设备必须采用保护接地与 保护接零两种措施。分别说明如下。1保护接地 三相三线制的电源，中线不直接接地的电力网，应将

9、电气设备的外壳 用导线同接地极可靠地联接起来，称为保护接地，如图7-8 所示。采用保护接地后，即使因电气设备绝缘损坏而漏电时，人触及外壳不会触电。因这 时外壳已与大地相接，外壳的电位也是零电位，所以不会有电流流过人体。况且人与大 地有一定的绝缘电阻，所以当人触及带电外壳时，人体的电位就比带电外壳的电位高， 电流是不会从低电位流向高电位的，这就是采取保护接地的必要性。为保证电气设备的 外壳与接地极的电位差尽可能小，所以接地极电阻不得超过4 欧，通常采用埋在地中的 铁棒、钢管或自来水管作为接地、极。7-8 保护接地和保护接零7-9 三孔插座极性示意图2保护接零 在三相四线制中，中线直接接地，电气设

10、备的外壳应采用保护接零（又 称保护接中线）的方法。即将外壳与零线（中性线）可靠地联接起来。 如图 3-42b 所示。 外 壳接零线后，如电动机的一相绝缘损坏而碰壳时，则该相短路，立即将熔丝烧断，或使 其他保护电器动作，迅速切断电源，消除触电危险。在单相用电设备中，如使用三脚插 头和三孔插座时，应正确识别三孔插座中三个接线端的极性。其中两个较小的孔：一个 表示火线（可用电笔测试）；另一孔表示地线。第三个较大的孔虽用电笔测试也不带电，但 它不是接地线而是保护接零线，如图 7-9 所示。有了这样的识别后，我们再来看三脚插头 的极性。三脚插头中一个较粗的脚，显然应插入三孔插座中的粗孔中（即保护接零线）

11、。这 样，就要求把用电设备的三根引出线正确地接在三脚插头的接线柱上，如我们日常用的 台式电风扇，它的三根引出线分别用红、黄、黑区别，其中黑线就是表示保护接零线， 必须把它接在三脚插头的粗脚的接线柱上。不能接错。正确接线能起到保护接零的作用。三、触电的急救处理触电人员的现场急救，是抢救过程中的一个关键，如处理得及时和正确，就可能使 触电而呈“假死”的人获救。因此，急救技术不仅医务人员必须熟练掌握，石油井场的 其他人员也应熟悉和掌握。如遇触电事故，应按下述步骤和方法进行急救处理。1脱离电源使触电人员很快脱离电源，是救活触电者的首要因素，其具体做法如下：(1) 如果电源开关距离救护人员很近，应迅速拉

12、开开关，拔出电源插头或保险丝插座。(2) 如果电源开关距离救护人员很远，且为低压380 伏，可用绝缘手钳或装有干燥木 柄的刀斧、铁锹等把电线切断。但要注意，防止切断的电源触及人体。(3) 要拉触电者的干燥衣服(此法仅适用于低压触电)，不要接触其肉体和周围的金属物 体，而且只能用一只手去拉，在急救中要防止摔伤触电者。(4) 当导线搭在触电者身上或压在身下时，可用干燥的绝缘体(如木棒、竹杆棒，棉衣、 皮带等)迅速将电源挑开。2急救处理当触电者脱离电源后，应立即采取急救措施，同时赶快请医生来处理。(1) 如触电者神志清醒，只是有些心慌，四肢发麻，全身无力，应让其安静休息，不 要走路，并严密细致地观察

13、其病变。(2) 如触电者失去知觉，停止呼吸或心跳停止，应迅速解开触电者的衣服，裤带、使 其胸部能自由扩张。然后置触电者于仰卧状态，把口侧向一边，清楚口腔中的血块，异 物等。如触电者牙关紧闭，应设法撬开牙齿。在这些准备工作完成之后，采用口对口人 工呼吸法或人工胸外心脏挤压法进行抢救，直至触电者复活或医务人员前来救治为止。需要指出的是，人工呼吸应尽可能就地进行，只有在现场威胁安全时，才可将触电 者抬到安全地方进行急救。第三节 电气防火防爆火灾和爆炸可以造成重大经济损失，而且往往造成人身伤亡和设备毁坏。电气火灾 和爆炸在火灾和爆炸事故中占有很大的比例。仅就电气火灾而言，不论是发生频率还是 所造成的经

14、济损失，在火灾中所占的比例都呈上升的趋势。在很多地区，引起火灾的电 气原因已经成为火灾的第一原因+电气火灾已经超过全部火灾的20，有的地区或部门已 经超过 30。就造成的经济损失而言，电气火灾所占比例还要更大一些。本章将介绍电 气防火、防爆的基本知识。一 、电气火灾与爆炸的原因电气火灾与爆炸的原因很多。除设备缺陷、安装不当等设计和施工方面的原因外， 电流产生的热量和火花或电弧是直接原因。1电气设备过热电气设备过热主要是由电沉产生的热量造成的。导体的电阻虽然很小，但其电阻总是 客观存在的。因此，电流通过导体时要消耗一定的电能。这部分电能转化为热能，使导 体温度升高，并加热其周围的其它材料。对于电

15、动机和变压器等带有铁磁材料的电气设备，除电流通过导体产生的热量外， 还有在铁磁材料中产生的热量，这部分热量是由于铁磁材料的涡流损耗和磁滞损耗造成 的。因此，这类电气设备的铁芯也是一个热源。当电气设备的绝缘质量降低时，通过绝缘材料的泄漏电流增加，可能导致绝缘材料 温度升高。由上可知，电气设备运行时总是要发热的，但是，设计正确、施工正确以及运行正 常的电气设备，其最高温度和其与周围环境温度之差（即最高温升）都不会超过某一允许范 围。例如：裸导线和塑料绝缘线的最高温度一般不超过70C ；橡胶绝缘线的最高温度一 般不得超过65C；变压器的上层油温不得超过85C；电力电容器外壳温度不得超过65C, 电动

16、机定子绕组的最高温度，对应于所采用的A级、E级和B级绝缘材料分别为95C、 105 C和110C，定子铁芯分别是100C、115C和120C等。这就是说，电气设备正 常的发热是允许的。但当电气设备的正常运行遭到破坏时，发热量增加，温度升高，在 一定条件下，可能引起火灾。引起电气设备过热的不正常运行大体包括以下几种情况：1 ）短路发生短路时，线路中的电流增加为正常时的几倍甚至几十倍，而产生的热量又和电 流的平方成正比，使得温度急剧上升，大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的自燃 点，即引起燃烧，从而导致火灾。当电气设备的绝缘老化变质，或受到高温、潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力时， 即可能引起短路