石油天然气井场电气安全技术规范

1、q/sycqz 川庆钻探工程有限公司企业标准 q/sycqz 0382008 cnpc-cy 6142001 石油天然气井场电气安全技术规范20080825发布 20080925实施川庆钻探工程有限公司 发 布目 次前言ii1 范围12 规范性引用文件13 电气安装技术的基本原则14 防爆标准15 系统接地及安全技术要求规范26 等电位联结规范67 浪涌抑制保护系统规范78 供电接口79 电气设备运行监督及运行报表810 附加说明9参考文献10前 言石油天然气井场电气安全技术规范对石油天然气井场电气、仪器及电气安装工程的安全技术要求进行了规范，同时作为石油天然气井场其它电气及仪器相关标准的基础

2、标准。本标准按gb/t 1.1-2000标准的结构和编写规则、gb/t 1.2-2002标准中规范性技术要素内容的确定方法进行编写和表述。本标准由川庆钻探工程有限公司提出。本标准由川庆钻探工程有限公司机械与装备专业标准化技术委员会归口。本标准起草单位：川庆钻探工程有限公司装备处、川西钻探公司装备部、川东钻探公司装备部。本标准主要起草人：王豫、王黎清、王五一、谭昌兵、张建。石油天然气井场电气安全技术规范1 范围本标准规定了石油天然气井场电气、仪器安全技术的基本原则和措施。本标准适用于石油及天然气钻井井场、试油和修井作业的电气、仪器及电气安装工程。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引

3、用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范。然而，鼓励根据本规范达成的协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。sy/t 10041-2002 石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法 3 电气安装技术的基本原则3.1 防爆标准的规范化，即根据合理的防爆标准，选择正确的防爆型式、气体组别和温度组别，保证设备的防爆性能。3.2 系统接地及安全技术要求的规范化，即执行统一的tn-s/tn-c-s系统接地和安全技术要求。3.3 等电位联结的规范化，即执行统一的井场、生活区、录

4、井等总等电位联结。3.4 浪涌抑制保护系统规范化，即实行统一的外部浪涌保护、内部浪涌保护、谐波抑制措施。3.5 供电接口的规范化，即实现统一的供电接口，确保井场供电的规范性。3.6 电气设备运行监控、检查及维护报表的规范化。4 防爆标准4.1 防爆区域的划分标准执行sy/t 10041-2002。4.2 防爆资质钻机防爆电气设备应具有合格的防爆资质,即防爆电气设备的防爆合格证，与合格证对应的防爆取证总装图纸。防爆电气产品或铭牌上，应有红色的ex标志。产品铭牌上还应防爆类型、温度组别、气体组别、外壳防护等级和防爆合格证编号。防爆产品结构与尺寸，应符合防爆取证总装图纸要求。4.3 距井口30 m以

5、内电气设备防爆标准的选择执行。4.3.1 司控房电气设备4.3.1.1 房内电气柜、台等采取正压防爆型式，并引入洁净和安全的气源。4.3.1.2 房内顶驱普通操作台和hmi（人机界面）操作台等应采正压防爆，并引入洁净和安全的气源。4.3.1.3 房内电控触摸屏、顶驱触摸屏、钻井参数显示屏、工业电视监视屏等应为本安防爆。4.3.1.4 房内电子防碰显示设备应为防爆型。4.3.1.5 房内照明灯具应为防爆型。4.3.1.6 房内空调及照明开关等均为防爆型，并采用电缆穿管敷设。4.3.1.7 房内录井终端应为防爆型。4.3.1.8 房内其它电气设备均为防爆型。4.3.1.9 司钻房各种外部电源防爆接

6、插件选用无火花防爆型接插件。4.3.1.10 司钻房信号接插件可选用防爆接插件。4.3.1.11 房内电气设备外壳应统一接到司钻房局部等位联结端子上，再统一与井场总等电位联结母线连接。4.3.2 绞车和转盘电机4.3.2.1 电机位于api一级1类以外及api一级2类以内区域时，其风机应为防爆型，且风机进气口应位于api一级2类以外区域。4.3.2.2 电机整体采用正压防爆型式或达到正压防爆效果，电机外壳防护等级ip44。气源应为安全洁净的空气。4.3.3 综合录井房布置在距井口25 m 以内时，应使用正压型防爆综合录井房。4.3.4 压风机房/发电房4.3.4.1 照明应采用防爆灯具，穿管敷

7、设电缆。4.3.4.2 电线敷设应满足防爆要求，一般不允许有中间接头。如果使用中因电缆损坏，需要中间接头，应对中间接头进行环氧树脂密封和热缩管保护处理。4.3.4.3 照明控制应采用防爆照明开关。4.3.4.4 发电房应距井口30 m以上。4.3.5 vfd/mcc房4.3.5.1 出线柜快速接插件应采用防爆型。4.3.5.2 现场总线连接应采用防爆接插件。4.3.6 井场照明设备的防爆等级4.3.6.1 井场照明防爆荧光灯具4.3.6.1.1 防爆型式为复合防爆，即灯具增安壳内行程开关、电子镇流器及灯管均为防爆型电子元件。4.3.6.1.2 增安型防爆灯具布置在api一级2类区域或不分类区域

8、。4.3.6.1.3 隔爆型防爆灯具布置在api一级1类、2类和不分类区域。4.3.6.1.4 增安型灯具的气体组别不低于iic，温度组别不低于t5。4.3.6.1.5 隔爆型灯具的气体组别不低于iib，温度组别不低于t4。4.3.6.2 井场投光灯具4.3.6.2.1 防爆型式为隔爆或增安。4.3.6.2.2 气体组别和温度组别同4.3.6.1.54.3.7 井场防爆盒、箱4.3.7.1 平盖接线盒4.3.7.1.1 用于接线用的平盖防爆分线盒应采用隔爆型，用于穿线用的平盖穿线盒可采用增安型或隔爆型。4.3.7.1.2 防爆区域内用于防爆型防雷器的防爆盒，应为隔爆型，其气体组别和温度组别同4

9、.3.6.1.6。4.3.7.2 井场防爆箱4.3.7.2.1 防爆箱包括各种接插箱、控制箱、离心机变频控制箱、振动筛电控箱、盘刹电控箱、阀岛电控箱、顶驱控制箱以及各种操作控制箱等。4.3.7.2.2 防爆箱的防爆型式应满足相应防爆区域的防爆要求。4.3.7.2.3 api一级1类区域应采用隔爆型或本安型防爆箱。4.3.7.2.4 api一级2类区域可选用隔爆型、增安型（复合）、正压型等防爆箱，正压型防爆箱应引入洁净安全的气源。4.3.7.2.5 防爆箱的气体组别和温度组别及外壳防护等级应满足防爆要求。4.3.7.3 储油罐应在距离井口30 m以上，距发电房20 m以上的安全位置。5 系统接地

10、及安全技术要求规范5.1 本规范规定了石油钻机系统接地的型式及安全技术要求，其目的是保障人和设备的安全。本规范适用于本标准颁布后的石油天然气井场220/380v电网。5.2 石油天然气井场220/380v电网的系统接地型式为tn-c-s或tn-s型。tn-c-s系统即系统中一部分线路的中性导体和保护导体是合一的，tn-s系统即整个系统的中性导体和保护导体是分开的。tn-s系统适用于新制钻机，tn-c-s系统适用于在用钻机。5.3 机械钻机和转盘电驱动钻机的系统接地型式系统接地型式见图1、图2。图1 机械和转盘电驱动钻机的tn-c-s系统图2 机械和转盘电驱动钻机的tn-s系统5.4 电驱动钻机

11、系统接地型式5.4.1 发电房带并车装置的系统接地型式见图3、图4。图3 发电房带并车装置的tn-c-s系统图4 发电房带并车装置的tn-s系统5.4.2 发电房不带并车装置的系统接地型式见图5、图6。图5 电控房带并车装置的tn-c-s系统图6 电控房带并车装置的tn-s系统5.5 对系统接地的安全技术要求5.5.1 基本要求5.5.1.1 系统接地为采用自动切断供电这一间接接触防护措施提供了必要的条件。为保证自动切断供电措施的可靠和有效，要求做到：a) 当动力或照明回路发生“相碰壳”或“相碰保护导体”故障时，所配置的保护电器应能自动切断发生故障部分的供电，且持续存在的预期接触电压不大于50

12、v；b) 在与系统接地型式有关的某些情况下，不论接触电压大小，切断时间允许放宽到不超过5s；c) 电气装置的“壳”（即外露可导电部分），都应通过保护导体pe或保护中性导体pen与接地极相连接，以保证故障回路的形成；d) 凡可被人体同时触及的“壳”（即外露可导电部分），应连接到同一接地系统。5.5.1.2 系统中应尽量实施总等电位连接，详见第6章等电位联结的规范化内容。5.5.1.3 不得在保护导体pe回路中装设保护电器和开关，但允许设置只有工具才能断开的连接点。5.5.1.4 保护导体pe材料只能采用铜芯或铝芯导体。5.5.1.5 电气装置的“壳”（即外露可导电部分）不得用作保护导体的串联过渡

13、点。5.5.1.6 保护导体pe必须有足够的截面，其截面可以用下述方法之一确定：a) 截面必须不小于表1中的相应值。表1 保护套体的截面选择电气装置中相导体的截面相应保护导体pe的最小截面s16s16s3516s35s/2注1：按表选取的截面若不是标称值，则应采用最接近它的又比它大的截面标称值。注2：表1中所列的数值只在保护导体的材质与相导体的材质相同时才有效。若材质不同，则所选取的截面积的导体的电导应与按表1所选取的截面积的导体的电导相同。b) 单根保护导体的截面不得小于以下数值：有机械保护时，2.5 mm2，没有机械保护时，4 mm2。注：包含在供电电缆中的保护导体以及电缆外护物作保护导体

14、的可以不受上述限制。5.5.1.7 连接保护导体pe或保护中性导体pen时，必须保证良好的电气连续性。遇有铜导体与铝导体相连接和铝导体与铝导体相连接时，更应采取有效措施（如使用专用连接器）防止发生接触不良等故障。5.5.2 井场接地系统除满足上面的要求外，还应满足下述要求：5.5.2.1 系统中所装设的断路器的特性和回路的阻抗应满足公式（1）所表达的条件，以保证在电气装置内的任何地方发生相导体与保护导体（或外露可导电部分）之间的阻抗可以忽略不计的故障时，保护电器能在规定的时间内切断其供电。 zsiau0 (1)式中：zs故障回路的阻抗，； ia保证断路器在规定时间内自动动作切断供电的电流，a；

15、 u0对地标称电压，v。公式（1）中与ia有关的切断供电时间系指：a) 对于通过插座供电的末端回路或不用插座而直接向i类手持式设备（或运行时需用手移动的设备）供电的末端回路为不超过0.4s；b) 对于配电回路或只给固定设备供电的末端回路，为不超过5s。5.5.2.2 系统主要由过电流保护电器即断路器提供电击防护。如使用过电流保护电器不能满足5.4.2.1条的要求时，则应采用辅助等电位联结措施，也可增设漏电保护器或采取其它间接防护措施来满足要求。5.5.2.3 井场低压配电常用橡套软电缆规格见表2。6 等电位联结规范6.1 井场总等电位联结范围6.1.1 井场内凡涉及到设备运行及用电安全的金属构

16、件，采用总等电位联结母线进行联结。6.1.2 总等电位联结母线统一为完整的截面积为25 mm2的铜芯导体或35 mm2的铝芯导体。6.1.3 总等电位联结母线总长150 m 。6.1.4 与金属构件的联结应可靠，应减小导线上的分布电感值。6.1.5 井场发电房、vfd房、mcc房、顶驱房、泥浆循环罐、电缆槽、井架底座以及生活区营房及设备金属构件等各处应焊固专用连接螺栓，通过等电位联结母线组成井场或生活区总等电位联结系统。发电房、vfd房、顶驱房、mcc房、综合录井房、地质房、队长室及会议室等需要预防直击雷损害的重要金属构件，应在房体对角处同时与总等电位联结母线进行两处联结。表2 井场低压配电常

17、用橡套软电缆规格推荐表种类型号/规格在用钻机新钻机动力电缆ycw350+125ycw350+225ycw335+116ycw335+216ycw325+116ycw325+216ycw316+116ycw316+216ycw310+110ycw310+210ycw36+16ycw36+26ycw34+14ycw34+24ycw32.5+12.5ycw32.5+22.5照明电缆yzw32.5注：电缆颜色规定为，相线依次为红、黄、绿，n线为黑色，pe为黄绿双色。6.1.6 营房内应安装局部等电位联结端子，将室内主要电气设备和人体能同时触及的外露可导电部分、pe以及装置外的可导电部分互连。6.1.7

18、 井场等电位连接电阻需要进行每月测试，其阻值应达到标准。6.1.8 等电位联结母线应在井场后场、vfd房、顶驱房、录井房处重复接地，工频接地阻值应不大于4欧。6.2 录井总等电位联结参见q/sycqz 037-2008石油天然气防雷技术规范7 浪涌抑制保护系统规范7.1 概述浪涌抑制保护包括外部浪涌（即防雷）、内部浪涌（即操作过电压等）、谐波和过电压。本标准只涉及到外部浪涌和内部浪涌保护。7.2 外部浪涌保护见石油天然气井场防雷技术规范。7.3 内部浪涌保护采取内部浪涌过电压保护的重要设备，包括电控房plc电源模块、工控机交流电源、8 供电接口8.1 机械和转盘电机电驱动钻机供电接口。8.1.

19、1 发电房接口见图7。图7 机械和转盘电驱动钻机发电房接口a) 井控房、场地照明及电磁涡流刹车等特殊用电设备在mcc总开关前端取电，确保在总开关断开时仍保持向特殊用电设备供电；b) 倒车型主、辅发电机组应具有电气互锁功能，确保安全供电；c) 并车型发电机组可采取自动或半自动并车装置控制主辅发电机柜总开关；d) 井场动力、照明、电控动力及通讯等接口集中到vfd/mcc房出线柜。8.2 电动钻机供电接口8.2.1 发电房内除充电机外，其余用电均来自电控房。8.2.2 场场照明、电磁涡流刹车及远控房等用电设备在电控房内mcc总开关前端取电。8.2.3 其余用电均在mcc柜取电以及通过mcc房出线柜供

20、电。8.3 井场动力和单相设备的供电8.3.1 生活区（2400a）、打水房（1400a）、综合录井（1100a）、前场配电（1150a）等采用“三相+n+pe”供电，可通过铜排、连接铜螺栓或快速插接件出线。8.3.2 单相及备用单相设备配电采用“一相+n+pe”配线，并通过快速插接件出线。8.3.3 在距井口30m以外的前场，安装的100a明装配电箱，在1号泥浆罐防爆插接箱处取电。9 电气设备运行监督及运行报表9.1 运行监督9.1.1 井队值班领导巡检重点a) 电气岗位、电气设备操作规程及维护保养规章等各种制度的执行情况；b) 供电系统的巡检情况和日常维护情况；c) 本队或外协单位用电设施

21、的安全运行情况；d) 电气设备的操作人员掌握电气安全技术基本知识的情况；e) 电气设备岗位的当班操作人员监护执行和记录情况；f) 处理本队供电范围内的安全电气隐患和事故，对解决不了的要做好记录，并及时向上级主管部分汇报。9.1.2 对井队当班电工的要求a) 搞好井场内外电气设施的维护、保养和系统参数检测，参与电气设施的巡检工作；b) 了解本队及外来施工单位和协作单位的用电性质，负荷功率，安全保证措施等情况，并制定其应急预案；c) 检查外来施工单位电气装置的安全与绝缘、漏电保护装置是否齐全、可靠；d) 确定井场用电设备的供电位置和接入方式，并组织安装及正常供电；e) 检查临时供电线路，及时排除井

22、场内外电气方面的安全隐患。9.1.3 运行监督的基本要求a) 供水系统的取水点的储水量或水流量是否充足；b) 供水电机外壳无过热、转动平衡无异响，压力表指示正常，输水管道无漏、断现象；c) 发电机组机体温度正常、无异响。输出电缆无过热现象。仪表指示的电压、频率、三相电流输出的不平衡量规定值；d) 观察发电机组的输出功率变化情况，若超过额定功率的90 % 而工作时间在30 min以上时，应起动备用发电机，重新分配输出功率；e) 发电机、电动机、变压器、配电器、配电屏、控制开关、起动装置、馈电线路、防爆灯具、系统接地及保护装置、漏电保护装置等电气设施应齐全、完好、工作正常；f) 电气设备外壳应无尘土，油垢及设备周围有碍安全运行的杂物和易燃物品；g) 检查停电线路的各电器件连接点有无松动、过热和烧焦现象，保护接零和保护接地线是否紧固、完整；h) 电动机及传动装置的保护罩有无松动、变形现象，电气设备、防爆灯具的固定螺栓是否紧固，防爆接插件是否到位，内部有无进水现象。防爆电器的外壳、螺栓是否拧紧无裂纹；i) 变压器等充油型电器的油位、油色、油温等应符合规定，