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《海洋石油》2016年第4期

摘要：中控系統作為海洋石油平臺高度集成的自動化系統，對安全性及可靠性有嚴格的要求。深入分析了海洋石油平臺中控系統接地保護的類型，并結合現場調試和運行，提出中控系統出現接地故障后的解決方案。

關鍵詞：海洋石油平臺；中控系統；接地保護；故障分析

1概述

隨著國內石油資源需求日益增長，國內原油開采早已無法滿足市場的需求，為保證安全、高效地實現海洋石油的高產穩產，需要利用高度自動化的中控系統進行監控。這樣就對海洋石油平臺中控系統的可靠性提出了更高的要求。本文將分析如何通過良好接地保護提高中控系統可靠性以及減少出現接地故障后對中控系統的影響。

2海洋石油平臺中控系統接地類型

2.1保護接地

保護接地是為人身安全和電氣設備安全而設置的接地。凡中控系統的控制柜、操作臺、儀表柜、配電柜、電纜接線箱等用電設備的金屬外殼及控制設備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如絕緣破壞等）而有可能帶危險電壓者，均應作保護接地。

2.2工作接地中控系統

工作接地是為了使中控系統以及與之相連的儀表均能可靠運行并保證測量和控制精度而設的接地。中控系統的工作接地包括儀表信號回路接地和儀表電纜屏蔽接地。針對儀表信號回路接地，在非隔離的儀表信號系統中，應建立一個統一的信號參考點。即進行信號回路接地。通常為直流電源的負極接地，且接地操作應以電源側或控制室側作為接地終端設置接地極。但是，現場儀表隔離信號可以不接地。這里的“隔離”是指每一輸入信號（或輸出信號）的電路與其他輸入信號（或輸出信號）的電路是絕緣的，其電源是獨立的、相互隔離的。針對不同的儀表電纜有不同的接地形式。采用雙層總屏蔽的儀表電纜，敷設到位后需測量兩個總屏蔽層間的絕緣電阻，阻值應符合要求。外層總屏蔽在電纜兩端接地，用于防雷電等強干擾，接相應區域的防雷接地端子。內總屏蔽層用于信號抗干擾接地，采用單端接地方式，接到儀表控制室側。采用單層屏蔽電纜：屏蔽層單端接地，接到儀表控制室側。

2.3本安系統

接地本安接地，是指本安儀表或安全柵的接地。這種接地除了抑制干擾外，還是使儀表和系統具有本質安全性質的措施之一。本安接地會因為采用的設備的本安措施不同而不同：（1）采用隔離式安全柵的本質安全系統不需要專門接地；（2）采用齊納式安全柵的本質安全系統則應設置接地連接系統，且齊納式安全柵的本安系統接地與儀表信號回路接地不應分開。

2.4防雷接地當儀表及控制系統的信號線路從室外進入室內后，需要設置防雷接地連接的場合，應實施防雷接地連接。儀表及控制系統防雷接地應與電氣專業防雷接地系統共用，但不得與獨立避雷裝置共用接地裝置。

3海洋石油平臺儀表接地故障及解析

3.1單層屏蔽電纜接地造成現場探頭故障報警

某井口平臺電氣間的差壓變送器經常出現故障報警，經過調試人員對故障原因的逐一排查，發現該傳感器的電纜屏蔽線未做絕緣處理，搭接在變送器外殼，同時另一端的屏蔽線在中控盤柜側接入接地母排，造成了該電纜兩點接地，從而引入了工頻干擾。經過調試人員的現場處理，該變送器的故障報警消失。故障解析：屏蔽層感應的干擾信號，在頻譜劃分上低頻功率遠強于高頻功率。特別是工頻干擾，功率強、分布廣。對于傳輸低頻信號的儀表系統，由于它的頻率和干擾信號頻率接近，很難通過濾波器把干擾濾除，因而，要盡量消除低頻干擾的渠道。屏蔽層上的干擾電流可以通過信號源內阻交連形成干擾。如果一點接地，就不會形成交聯干擾。

3.2儀表系統回路接地造成直流配電盤接地故障指示

某項目采油平臺的直流配電盤調試期間始終發出接地故障報警，經過調試人員現場排查，發現含沙測試儀設備控制盤內的直流輸入端負極接地，而作為該設備供電端的直流配電盤的直流電源負極也接地，這違反了信號回路應建立一個統一的信號參考點的原則。經過調試人員現場斷開含沙測試儀設備控制盤的負極和地線，直流配電盤接地故障報警消失。故障解析：在非隔離系統中，儀表回路接地的目的是為控制系統提供一個基準電壓，從而建立統一的信號參考點。而接地操作應以電源側或控制室側作為接地終端設置接地極，不應再在現場設備進行回路接地。這樣才能防止回路接地故障的產生。

4結論

本文介紹了海洋石油平臺中控系統接地類型，并結合海洋石油平臺現場調試中的具體的事例，對常見的接地故障深入分析，希望對未來海上石油平臺上所使用的中控系統的日常運行維護有所裨益。

參考文獻：

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作者：張晶，張建國，韓磊，張松 單位：海洋石油工程股份有限公司