,為減少絕緣接頭泄漏引起的事故
,行業(yè)對絕緣接頭越來越重視,對絕緣接頭制造
、安裝質(zhì)量要求不斷提高
。絕緣接頭防爆測試箱是絕緣接頭的重要附屬設(shè)施,絕緣接頭防爆測試箱質(zhì)量好壞對絕緣接頭的檢測及運行有重要影響
,但其質(zhì)量往往被人們所忽視
,實際運行中經(jīng)常存在測試箱螺栓銹蝕無法打開,接線柱銹蝕導(dǎo)致接觸不良的現(xiàn)象
,嚴(yán)重影響了絕緣接頭保護(hù)裝置的保護(hù)效果
。
基于以上現(xiàn)狀,本文對從石油天然氣行業(yè)安全角度出發(fā),提出了一種改進(jìn)的絕緣接頭防爆測試箱,對絕緣接頭防爆測試箱進(jìn)行合理改造,并提出安裝要求。
1 絕緣接頭測試箱改造的必要性
絕緣接頭實現(xiàn)了長輸干線與場站的電絕緣,有效的保障了干線陰極保護(hù)的可行性、有效性。為監(jiān)測絕緣接頭有效性,需定期對其進(jìn)行檢測。檢測中經(jīng)常性的拆除絕緣接頭測試箱接線對操作帶來了不便,加速了構(gòu)件的損壞,甚至引發(fā)安全事故。絕緣接頭防爆測試箱是絕緣接頭的重要附屬設(shè)施,主要安裝在分輸站或者閥室等重要的場所中。為監(jiān)測絕緣接頭有效性,需定期對其進(jìn)行檢測。檢測時需要擰開螺栓打開箱蓋,分別斷開與絕緣接頭兩端連接的保護(hù)裝置,然后用儀器逐個測試每根電纜線,綜合判斷絕緣接頭及其保護(hù)裝置的性能。由于測試箱經(jīng)常打開會導(dǎo)致箱體密封性減弱,帶入水汽到箱體內(nèi),容易造成測試箱腐蝕,同時經(jīng)常斷開連接線也會造成接觸不良等故障。接觸不良可能導(dǎo)致雷擊中引線出現(xiàn)燒蝕、放電、絕緣接頭引雷失敗而損壞。絕緣接頭及其保護(hù)裝置的測試箱在正常運行或預(yù)期故障條件下不是點燃源。但如果測試箱腐蝕或接觸不良,在雷擊或者故障電流的情況下,甚至可能形成點燃源,此時絕緣接頭如果泄漏,就會造成爆炸或爆燃事故。因此,測試時需打開測試箱進(jìn)行操作對于油氣管網(wǎng)來說存在安全隱患,有必要對現(xiàn)有的絕緣接頭及其保護(hù)裝置測試箱進(jìn)行合理改造,以克服上述缺點,提高絕緣接頭安全性。
2 絕緣接頭測試箱改造
2.1 內(nèi)部接線設(shè)計及改造
為了克服現(xiàn)有絕緣接頭測試箱存在的經(jīng)常打開帶來的密封不良、接線腐蝕等缺陷。通過測試箱內(nèi)部接線設(shè)計及優(yōu)化改造,使其無需打開就能很方便的測試絕緣接頭及其保護(hù)裝置性能,以保持測試箱本體可靠密封,有效避免水汽進(jìn)入箱體內(nèi)部造成的銹蝕和連接線頻繁裝拆產(chǎn)生的接觸不良故障,使防爆測試箱更安全可靠。
測試箱外部構(gòu)造,測試箱的外部構(gòu)造主要包括箱蓋、防爆插銷、固定套管、多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)及工作開關(guān)等部件。
1.一號防爆插銷;2.箱蓋;3.一號固定套管;4.二號固定套管;5.二號防爆插銷;6.二號多通道轉(zhuǎn)換開關(guān);7.一號多通道轉(zhuǎn)換開關(guān);8、工作開關(guān)
測試箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)接線,測試箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括6個測試端、6個接線端、工作開關(guān)左通道、工作開關(guān)右通道
、箱體等部件。
9.A測試端;
10.B測試端;
11.C測試端;12.D測試端;
13.E測試端;
14.F測試端;15.箱體;
16.A接線端;
17.B接線端;18.工作開關(guān)左通道;
19.C接線端;
20.D接線端;21.工作開關(guān)右通道;
22.E接線端;
23.F接線端
防爆測試箱體內(nèi)腔中設(shè)有兩組由三個接線端組成的接線端組,其中左接線端組的三個接線端分別為A接線端、
B接線端以及C接線端,而
A接線端、B接線端以及C接線端通過左固定套管支座穿線分別接絕緣接頭一端的管道電纜線、保護(hù)裝置與管道連線以及保護(hù)裝置電纜線,其中穿線處采用符合相應(yīng)的防爆等級要求技術(shù)處理。防爆測試箱上設(shè)有測試接口和多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)及工作開關(guān),測試接口內(nèi)設(shè)有D測試端和E測試端及F測試端,且三者相互獨立,所述三個測試端和三個接線端各自通過電纜線接入一號多通道轉(zhuǎn)換開關(guān),當(dāng)一號多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)在三個檔位切換時擇一導(dǎo)通A測試端與D接線端或B測試端與E接線端或C測試端與F接線端,并且當(dāng)工作開關(guān)閉合或斷開時B接線端與F接線端對應(yīng)導(dǎo)通或斷開。另一組右側(cè)的三個接線端組成的接線端組原理左側(cè)。絕緣接頭及其保護(hù)裝置測試時,先斷開工作開關(guān),即斷開了絕緣接頭與保護(hù)器的連接,然后將一、二號多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)至相應(yīng)的檔位。在測試接口接入相應(yīng)測試設(shè)備,就能方便的測試絕緣接頭以及保護(hù)器是性能
。達(dá)到不需要打開測試箱就能完成測試工作的目的。
2.2 引入裝置選擇
隔爆型電氣設(shè)備的引入結(jié)構(gòu)分為直接引入(圖3)和間接引入(圖4)兩種方式,直接引入指的是從主體殼內(nèi)或與主體外殼互通的端子腔內(nèi)的連接裝置將電氣設(shè)備與外電路連接的方式
,即電纜或?qū)Ь采用接入主外殼內(nèi)的連接方式
[5]。間接接入是通過一個單獨的終端箱體,電纜接線在該箱體上且只有電纜導(dǎo)線在此被端接
,且該箱體內(nèi)不存在點火源。這個終端箱體可以提供
Exd或Exe型式的防護(hù),但卻與主要的箱體空腔分開
,內(nèi)部的接線在連接此終端部分的設(shè)備內(nèi)側(cè)之前需穿過線屏障或線套。電纜進(jìn)線段處通常不再需要膠泥來密封電纜密封接頭
,除非為了防止危險氣體通過電纜內(nèi)部空隙滲入和氣體傳輸?shù)诫娎|另一端的風(fēng)險
。
直接引入結(jié)構(gòu)簡單,而且接線箱成本優(yōu)勢明顯,因此采用直接引入
,但直接引入對于引入裝置要求較高。因為接進(jìn)線到隔爆型箱體的電纜密封接頭必須保證整個箱體隔爆型“d”
的整體防爆。
2.3 防爆認(rèn)證及標(biāo)準(zhǔn)選擇
防爆測試箱必須進(jìn)行防爆資質(zhì)認(rèn)證,全球防爆認(rèn)證大致有:歐盟的ATEX
認(rèn)證,采用EN標(biāo)準(zhǔn);國際電工委員的
IECEX認(rèn)證,采用
IEC標(biāo)準(zhǔn);獨聯(lián)體地區(qū)如俄羅斯、哈薩克斯坦采用
CU-012(TP.TC012/2011)防爆認(rèn)證,采用標(biāo)準(zhǔn)和
IEC類似。亞洲如中國的防爆合格證、煤安認(rèn)證
,日本的
TIIS認(rèn)證內(nèi)容和IEC的要求絕大多數(shù)一致。北美地區(qū)的UL、
FM等防爆認(rèn)證,主要采用
NEC本地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。美國的NEC500的標(biāo)準(zhǔn)在危險場所劃分,爆炸性氣體分類以及工作時設(shè)備表面最高溫度劃分與
IEC 標(biāo)準(zhǔn)有著很大的區(qū)別 ,但
NEC505采用的和IEC的標(biāo)準(zhǔn)基本一致,石油化工領(lǐng)域一般采用美國石油協(xié)會的APIRP500和APIRP505標(biāo)準(zhǔn) 。
本防爆測試箱地處中國境內(nèi) ,防爆認(rèn)證為中國的防爆合格證、煤安認(rèn)證。若以后此產(chǎn)品需要進(jìn)入國際市場則需要進(jìn)行國際上認(rèn)可的防爆認(rèn)證
。
2.4 防爆測試箱外殼選擇
絕緣接頭及其保護(hù)裝置的測試箱使用中危險氣體主要是天然氣 ,主要成分是甲烷以及少量的乙烷和丙烷,屬于IIB
和IIA類危險氣體,而防爆測試箱在正常運行或預(yù)期故障條件下不是點燃源
(EPL-Gb),一般情況下,考慮到經(jīng)濟(jì)性和適用性
,防爆測試箱外殼選用鋁合金壓鑄即可
,若使用在腐蝕性較嚴(yán)重的環(huán)境中(如靠近海邊)宜選用不銹鋼材質(zhì)。
3 防爆測試箱安裝要求
防爆測試箱安裝時從埋地管線引入測試箱的電纜線,會隨著地面沉降而產(chǎn)生應(yīng)力傳遞到防爆測試箱接線格蘭及接線端子上
,電纜張拉力同時破壞防爆測試箱密封。安裝時需要在穿線管中預(yù)留一定長度的電纜線
,以防沉降產(chǎn)生應(yīng)力造成防爆測試箱安裝出現(xiàn)故障
。
防爆測試箱安裝在危險區(qū)域內(nèi),對于工程建設(shè)單位來講,防爆測試箱安裝必須以規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)
,對方案改進(jìn)時必須在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)框架內(nèi)進(jìn)行,以滿足項目的防爆要求[6]
。
4 應(yīng)用效果及推廣
通過絕緣接頭防爆測試箱使用效果顯示,完成一個絕緣接頭性能測試,若是采用傳統(tǒng)的測試箱
,需要半小時
,而采用改進(jìn)的防爆測試箱,僅僅需要10
分鐘。很大程度的節(jié)省了人工成本
,明顯的提高效率。防爆測試箱價格相對較貴
,但是對于場站工藝區(qū)及閥室等重要場所
,發(fā)生事故對人身安全和自然環(huán)境造成巨大危害的場所,推薦使用此款防爆絕緣接頭測試箱
。
5 結(jié)論與展望
本文對絕緣接頭防爆測試箱的內(nèi)部接線進(jìn)行了優(yōu)化改造 ,同時對測試箱的引入裝置、防爆認(rèn)證及外殼的選擇進(jìn)行了探討
,并提出了測試箱的安裝要求。通過防爆測試箱的改造
,實現(xiàn)了在不打開測試箱的情況下完成絕緣接頭的測試
,有效改善了測試箱容易腐蝕生銹的現(xiàn)狀,克服了傳統(tǒng)測試箱需要經(jīng)常打開帶來的密封不良、接線故障等缺陷
。
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