钻井电气设备6井场电力线路及照明教学教材Word格式.docx
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这种树干式线路与图6—2所示的放射式线路相比具有下列的优点：
在一般情况下，能减少线路有色金属的消耗量，高压开关没备数量较少，无需没高压配电室，投资少。
但有下列的缺点：
供电可靠性很差，当一段高压线路故障或检修时，其后的若干负荷都要停电，在实现自动化方面适应性较差。
这种接线只适用于因停电影响不大的用户，如矿区的采油采气井场单井供电。
该接线方式要改进供电的可靠性，可采用两端供电的树干式接线。
但开关设备用得较多。
图6—3是高压树干式线路的接线
3．环形式接线
图6—4是环形式接线，实质上是两端供电的树干式接线。
所以其优缺点与两端供电树干式接线相同。
它用在不允许任意停电的负荷，目前石油井场供电线路一般不采用该接线方式。
但随着电力工业的不断发展，钻井井场的主要动力采用电拖动时，采用两端供电的树干式接线或双电源高压环形式接线是比较适宜的。
图6—4环形式接线
（二）低压配电线路的接线方式
1．放射式接线
图6—5是低压放射式接线。
放射式接线的特点是：
其引出线发生故障时不影响其他线路供电，所以供电的可靠性较高；
但在大多数情况下，其有色金属的消耗量较多，所用的开关设备也较多，而且供电系统的灵活性较差。
这种接线方式适宜并井场内的分区供电。
2．树干式接线
图6—6（a）和（b）。
是低压树干式接线（a）低压母线配线树干式：
（b）低压干线组树干式
树干式的特点正好与放射式接线的特点相反，它的灵活性好，用的开关设备少，在多数情况下，有色金属消耗量较少；
但是干线发生故障时影响范围大，所以供电的可靠性较差。
由
图6—5低压放射式接线
于一般井场对供电的连续要求不是很高，所以这种接线方式井井场采用比较普遍。
图6—6低压树干式接线
图6—7是低压环形式接线，
环形式接线，供电可靠性比较高，若有一条线路中某段发生故障，不会造成供电中断，有时只是暂时中断供电，一旦切换故障线段，就能恢复供电。
环形接线，可以减少线路上的电压降和电能损耗，既能节电，又能保证供电质量。
但环形接线也有它的抉点，就是它的保护装置和整定配合相当复杂，一旦配合不当，容易发生误动作，反而扩大故障范围。
该接线方式，—般用于比较重要的车间和观场供电。
在—般情况下不采用该接
线方式。
三、井场线路的结构
（一）导线
1．导线的作用和对导线的要求
导线是线路的主体，它担负着传输电能的任务。
在石油井场，导线的工作条件是比较恶劣的，既要承受温度的变化，风吹、雨淋，又要承。
受严寒时附在导线上的冰雪荷载和自身重量等机械力的作用，还要承受井场内外空气中有害气体的学腐蚀瓣。
因此井场导线除需要有：
良好的导电性能，耐腐蚀性能外，还需具有足够的机械强度。
导线的种类，性能和截面的大小，不仅对图6—7是低压环形式接线电杆、绝缘子和金具等有影响，并且接直关系到线路送电的能力，运行的可靠性和石油井场的建设投资。
所kI了解各种导饯的性质，正确使用导线，都具有重要意义。
2．导线材料
目前导线材料有铜、铝和钢等。
（1）铜：
铜的导电性能很好，其导电系数为53米／Ω．mm2。
机械强度又高，其抗拉强度在35公斤／mm2左右。
是理想的导线材料，但是铜是我国的重要战略物资，价格高，所以井场电力线路最好不要采用。
（2）铝：
铝的导电性能较好，其导电系数为32米／Ω．mm2左右。
机械强度较差，其抗拉强度为14公斤／mm2左右，但是它具有较强的抗腐蚀能力，比重轻，价格低廉，加之我国铝的资源丰富，因而石油井场的输电线路应广泛采用铝导线。
（3）钢：
钢的导电性能很差，其导电系数为7．5米／Ω．mm2机械强度很高，其抗拉强度为120公斤／mm2左右。
由于导电性能很差，电压和电能在线路上的损耗都很大，而且在空气中易受腐蚀，因此一般不采用它做输电导线。
3．常用导线的规格和型号
井场常用的导线有绝缘线和裸导线两大类。
绝缘线的品种较多。
根据我国现在的产品，现着重介绍井场使用较多的几种导线。
（二）电杆
石油井场常用的电杆大多数是锥形钢筋混凝土电杆（简称水泥电杆），在某些个别地区使用少量的木电杆。
水泥电杆的优点：
经久耐用、不接气候条件影响夕不易腐蚀，维护简单，比较经济。
其缺点、笨重，搬运和架设较不方便。
在使用水泥电杆时应检查是否有横向裂纹，要求横向裂纹深不能大于0．1毫米，长度不应超过1/3周长，裂纹宽度不应超过0．2毫米，若发现时应用水泥浆涂刷填缝，以防止腐蚀钢筋。
其规格见表6—1
表6—1锥形钢筋混凝土电杆规格
（三）横担
井场常用的横担，一般都是镀锌角铁横担。
它分低压和高压，低压角铁横担的角铁，不能小于5×
50×
50毫米。
高压角铁横担的角铁，不应小于6×
75×
75毫米。
低压横担和高压横担，在不同档距时，应有不同线间距离和不同长度的横担。
防止大风时混线。
（四）绝缘子
架空线路的绝缘子（又称瓷瓶），是用来将导线固定在电杆上，并使导线与大地绝缘的。
因此对绝缘子既要求具有一定的电气绝缘强度，又要求具有一定的机械强度。
线路绝缘子，按电压高低可分低压绝缘子和高压绝缘子两大类：
（1）井场常用的几种低压绝缘子：
有铁担直脚瓷瓶，其型号是PD一1型，其中“P”表示针式，“D”表示低压。
PD一1—1型，抗弯强度1000公斤，PD一1—2型，抗弯强度800公斤，PD—l一3型，抗弯强度300公斤。
蝴蝶式绝缘子，其型号是，ED一1，ED一2和ED一3型，其中“E”表示蝴蝶式，ED一1型，抗拉强度1800公斤，ED一2型，抗拉强度1500公斤，ED一3型，抗拉强度1000公斤。
（2）井场外的高压线路上，常用的几种绝缘子，有铁担直脚，其型号是P一15T型，抗弯强度为1400公斤，其中“P”表示针式，“T”表示铁担直脚，型号中的数字15。
表示电压等级。
悬式绝缘子，其型号是X一4．5C型，其中“X”表示悬式绝缘子，“C”表示槽型联接，（球型联接不表示）横线后的数字4．5或3、７为机电破坏负荷，（吨）。
（3）瓷横担绝缘子：
是近年来发展的新产品，它代替针式绝缘子及横担来作为绝缘和固定导线用，其优点是：
绝缘强度比针式绝缘子高，不受腐蚀，能大量节省钢材，简化施工程序，降低线路造价，但它在受冲击碰撞时易于破碎，因此在施工中要尽量注意这个问题。
常用瓷横担绝缘子型号是：
CD２10—5型，“CD２”表示产品系列，是金属附件的,字母后的数字10、35，表示绝缘子额定电压，横线后的数字，表示设计顺序。
“CD”表示产品系列不带金属附件的。
“DDC2”表示顶相瓷横担绝缘子。
它的主要尺寸：
长度一般在400～510毫米，抗弯强度在150—250公斤。
（五）线路金具
架空电力线路上，用的铁制或铝制金属部件，统称为金具，在运行中，大部分金具需要承受较大的拉力，有时还要同时保证电气方面接触良好。
金具的种类较多，用途又很广，常用的金具有：
1．结合金具：
这种金具也称连接金具，是用来将绝缘子串和电杆结合起来的金具,如直角挂板、球头挂环、U型挂环，碗头环等。
2．支持金具：
如支持线夹，它用来把导线固定到绝缘子或绝缘子串上，例如固定型线夹和释放型线夹等。
3．耐张金具：
如耐张线夹，它用于耐张杆上，用以固定导线，用在耐张杆上的耐张线夹需承受很大的拉力。
常用的耐张线夹有螺拴型，压接型和楔形三种。
4．拉线金具：
如各种拉线，它用来固定电杆，从而使电杆减小某些方向的拉力或得以使电杆结构简化。
以上各种金具可由各手册或产品目录上查得。
四、井场电力线路架设要求
架空线路在地面上所经过的地带叫做路径或称线路。
正确选择和架设线路，是保证井场线路运行安全可靠，经济合理，施工维护方便的重要前题。
因此在选择和架设线路时，必须对井场情况作深入细致的了解，根据石油井场的特殊要求和各种地形找出一个合理的施工方案。
由于要求不同，井场电力输配电线路的架设的方式也不同，它分井场内和井场外线路。
分别作以下介绍：
（一）井场内架空电力线路的路径选择和架设的要求：
1．井场内布线宜采用分区供电集中控制的方案。
场内的井架，钻台，泥浆处理装置等的动力、照明线路，应集中在井场值班房控制。
动力设备用的开关，应集中在区域配电箱内控制。
2．井场内动力，照明线路，不能使用裸导线架设，应选用绝缘线架设。
室外架空的绝缘线，必须按照裸导线的标准安装。
3．架空线不能跨越井口，油罐、要避开放喷管线的管口，导线离井场柴油机排气管管口，水平距离不能小于5米。
4．井场内架空的导线与井架绷绳之间的距离不能小于2米。
5．配电线路的分支、转角或终端杆均应安装合格的拉线。
不能在导线档距中分支和接引下线。
6．导线接头，用压接或绕接，其搭接长度不应小于导线直径的25倍。
接好后用胶布缠好绝缘，不能有裸导线露在外面。
同时导线在档距内不能有二个以上的接头。
并且接头距导线固定点不能小于0．5米。
7．照明线路的负荷，要均衡分配在三相电源上，井场三相四线制的零线截面，不应小于相线截面的一半。
8．线路跨井场公路时，导线离路面的垂直距离不应小于5．5～6米，同时电杆的杆位不能影响交通和吊车的正常工作。
9．井场内电杆埋设深度，不应小于电杆长度的六分之一。
若杆基是填方或非直线杆，可适当加深或加固。
10．进户线要用瓷瓶固定不能缠绕在房屋或其他设备的金属构架上。
11．线路导线采用水平排列时，零线不应高于相线，而且零线应架设在靠近电杆的线位上，在同一井场的零线装设的位置应统一线位。
（二）井场外架空线路的路径选择和架设的要求。
1．井场外架空输配电线路，可采用锞铝线或绝缘线，但距离井口的水平距离不能小于50米。
2．在选择线路路径时，路径要短，转角要少，运输要方便，有利于施工和运行维护。
3．尽量少占农田，不应因线路引起机耕、交通和人行等困难。
尽量避开河洼和水流经常冲刷的地方，以及有易燃、易爆等危险的场所。
4．线路导线对地面、水面及树林之间的最小垂直和水平距离是：
集镇，村庄的垂直距离为6米。
对田间的垂直距离5米。
交通困难的地区垂直距离为4米；
对步行可以达到的山坡的垂直距离为3米，步行不能达到的山坡，峭壁和岩石的垂直距离为1．5米。
对不能通航的河、湖水面的垂直距离为5米。
对建筑物的垂直距离为2．5米，水平距离为1米。
对树木的垂直和水平距离为l米。
5．架空电力线路与各种工程设施交叉和接近的要求：
（1）线路跨铁路时，导线不应接头，导线截面不应小于LGJ一35型，离轨顶的垂直距离不小于7．5米，电杆边至轨道中心距离，交叉时为5米，平行时为电杆的高度再加3米。
（2）线路跨越公路时，导线不应接头，离路面的垂直距离不小于6米，电杆中心至路面边缘的水平距离不应小于0．5米，与公路交叉角度应大于或等于30°
～45°
。
（3）线路跨越通航河流时，导线离最高洪水位时的最高船桅顶的距离不能小于6米。
（4）线路跨弱电线路时，离被跨越线的最小距离：
低压为1米，10kv的高压线路为2米。
在路径受到限制地区，两线路边线的距离为1米。
两线路平行时，在开阔地区的水平距离，不应小于电杆高度。
（5）跨越电力线路时，低压与导线之间的垂直高度不应小于2．5米。
10kv高压跨越低压时，垂直高度不应小于2．5—3米。
两线平行线路在开阔地区的水平距离，不应小于于电杆的高度。
五、井场线路的运行与维护
（一）新架线路，在运行前的检查和实验
在一个石油井场线路安装完毕之后，必须进行竣工检查。
这对保证工程质量和以后的安全运行是很重要的。
1．井场线路竣工后应作如下检查
（1）检查工程施工，是否符合井场电气设备技术规程的要求。
（1）检查线路是否符合质量标准的各项规定。
（2）检查线路上有无其他异物，如短路接地工具是否拆除，下杆线是否装好，线路上是否有容易引起短路接地的金具和扎线尚未清除等。
（4）检查井扬内绝缘导线接头处或搭火处是否有未作好绝缘处理的裸露导线。
（5）检查设备的接地线是否接牢。
（6）检查接线是否正确。
2．线路通电前的试验
（1）线路接头电阻测试：
接头的电阻值，不应大于相同长度导线的电阻值。
（2）室内配电线路的绝缘电阻，相对地和相与相之间的绝缘电阻，用500伏摇表测试时，最小值不应小于0．5兆欧。
10kv线路用2500伏摇表测试时，最小值不应小于1500至2000兆欧。
（3）测量设备的接地电阻，不能低于有关规程规定值。
3．合闸通电试验的要求
在线路额定电压下，井场合闸通电试验，必须分路进行，对空载线路要进行三次合闸试验。
观察各分路线路是否有异常现象，若无异常，可正式移交给使用单位投入运行使用。
（二）、线路巡视
为了掌握线路运行情况，及时发现和消除线路及设备在电气方面的缺陷，应按定期巡线和不定期巡线的规定进行巡查。
不定期巡线，包括夜间巡线和狂风暴雨等气候急剧变化时的特殊巡线。
巡线结果应作好记录，对不符合安全规定的地方，要提出计划进行检修。
对严重危及人身和设备安全的，必须立即停电检修。
1．井场内线路巡视，应每周一次。
巡视内容如下：
（1）井架灯是否全部正常工作。
井架照明线的绝缘有无损伤之处。
井架灯的所有
紧固件是否牢固等。
（2）泥浆净化系统和机房的线路绝缘是否良好，灯具工作是否正常，固定是否牢固等。
（3）井场用电设备和生活区所有电器开关的进出线有无松动烧损，开关内的保险丝是否按规定安装。
（4）检查各设备和避雷器的接地线是否完好，连接是否牢固。
2．井场外的高压线路巡视。
一般每月巡视一次。
（1）检查架空线的电杆，横担，有无歪斜。
杆基有无垮塌和下沉现象。
（2）拉线有无松弛、断股、底把上拔和受力不均等现象。
（3）绝缘子是否有损坏现象。
（4）导线弧垂是否符合要求，有无断股现象。
（5）检查线路的各种交叉，跨越是否符合要求，线路对树、竹等的距离是否符合要求等。
（6）夜间巡线主要是观看导线接头和绝缘子等是否有发红和闪烙放电现象。
（三）井场线路的维护与检修
在线路巡视过程中，发现的故障，如能处理的须立即予以处理。
若当时因工作不能停电，而且又不是很危险的情况下，应安排时间进行检修。
为了保证井场各种特殊作业的进行，除有计划对井场线路安排检修外，在各种特殊作业前必须对电气线路和电气设备进行一次检修。
如钻开油、气层之前，大型固井之前，压裂酸化之前等。
检修项目按每次巡视记录进行。
第二节井场照明
石油井场中的钻井，开发及油气生产均属连续工作场所。
而且钻井井场的钻台上下、井架、泥浆净化系统，采油、采气井场的井口，油罐、分离器及锅炉房等区域均属1—2级防爆区。
因此对井场照明方案的选择，导线截面的大小，灯具的配备等，都关系着油气田勘探和开发的生产安全，应引起足够的重视，为此编写井场照明常用的有关资料，供现场施工时参考。
一、接户线和进户线
从架空线路的电杆到用户外的第一个支点（例如弯脚瓷瓶或其他绝缘子）之间的一段引线，叫做接户线。
从用户屋外的第一个支点到户内的第一个支点（如瓷珠、瓷夹）之间的一段线，叫做进户线。
从一个用户外的支点到另一个用户外的支点之间的一段引线，叫做套接线，而且套接线不宜过长。
（一）接户线的要求
接户线应从低压电杆上引接，不允许在档距中间悬空联接。
接户线在低压电杆（接户杆）的一端采用横担或弯脚瓷瓶固线，另一端也应采用横担或弯脚瓷瓶固线。
接户线从电杆引下的一端和用户端的一段线，要根据距离远近，负荷大小来决定导线截面和线间距离。
同时接户线在用户端离地最小垂直高度，不能小于2．5米。
参见表6—2井架照明的接户线的要求，除上述要求以外，离地面垂直高度，不能小于6米。
表6—2接户线的间距离毫米和最小允许截面表
（二）进户线的要求
在选择进户点时，应尽可能使进户点接近供电线路。
进户点的位置应设在明显易见，便于施工和维护的地方。
并与相邻的进户线，尽可能求得整齐一致。
进户线的长度不宜超过一米，超过时应采用绝缘子在中间固定。
进户线穿墙时，应套上保护导线的绝缘物。
如瓷管，硬塑料管等。
井队临时房屋的进户线，不能与席子等易燃物接触，并保持50一100牵米的空间距离。
进户线外一侧应稍低，并在端部作防水弯，以防雨水流户内的控制电器上。
进户线进入户内时，必须安装控制开关和适合用电负荷的熔丝，开关和熔断器离地不应小于1．5～1．8米。
进户线的截面选择原则与接户线相同，必须满足导线允许载流量的要求，同时还应根据线路允许电压损失进行校验。
二、照明线路在井场和屋内的敷设方式
（一）照明线路在井场的敷设方式和要求
（1）井场照明线路不准使用裸导线，应采用绝缘线架空敷设。
井口上下，井架，泥浆净化系统和机房的照明，必须由离井口30米以外的值班房控制。
对防爆灯具，要保证附件齐全，牢固完好，按灯具规定的容量安装灯泡。
灯具进口胶垫，应按线径穿孔，不能损伤和遗失。
进线后，其进线口应用绝缘带包扎，以增强其密封性能。
（2）机房和泥浆净化系统的照明线路，应采用弯脚瓷瓶或瓷珠布线。
不允许用捆绑方式敷设。
导线应横平竖直，不能与房屋和其他金属构件接触。
水平敷设时，对地距离一般不应小于2．5—2．7米。
（3）井架上照明线路敷设，应分两路在值班房控制，钻台为一路，钻台以上为另一路。
根据钻井情况，可以分别使用其中一路或两路同时使用。
井架上的照明线路，一般采用中型橡套电缆，敷设时电缆不能缠绕在井架上，以防
止因井架振动磨坏电缆绝缘造成接地或相间短路故障。
电缆接头或分支接头，各线芯间的距离应大于50毫米以上，接头处应作加强绝缘处理和防水处理。
（4）井场探照灯（投光灯）的布线，采用架空布线。
在防爆区的探照灯，也必须在值班房内控制，其他可以单台控制；
安装高度不应低于2．5米。
使用时应保证调整，转动灵活，也应按灯具容量安装灯泡。
（5）移动照明灯（称安全灯）的线路敷设要求。
移动照明灯线路分一次侧和二次侧。
行灯变压器的一次侧与井场内的线路联接时，必须安装开关控制，二次侧电压必须是安全电压，一般为12v、24v、36v。
行灯线须使用橡皮护套电缆或塑套绝缘软线。
（二）照明线路在户内（职工生活区或办公室）的敷设方式和要求。
石油井场生活住宅区也是根据工作性质而修建的，房屋结构也不一样。
如钻井，试
油井场和职工宿舍，一般是临时性的房屋。
采油，采气井场和职工宿舍，一般是砖木结
构的房屋。
因此对各种房屋的照明线路的敷设方式也应不同，应从实际出发，采取相应
的敷设方式，以达到安全，经济合理的目的。
因此对户内照明线路的敷设方式作一般介绍，并将有关材料规格，型号列表说明，以便在施工时参考。
1．瓷珠布线（瓷柱布线）
瓷珠布线是井队职工住宅照明线路的基本布线方法之一。
瓷珠有大有小，导线有粗有细，绑线选配大小等，都应配合适当。
为此列表6—3，供施工时参考。
表6—3瓷珠、导线、绑线的配合表
注：
瓷珠的型号：
G一50；
“G”表示鼓形绝缘子，后面数字指高度。
瓷珠布线应符合以下要求
（1）导线应横平竖直，并且不能与房屋接触。
在水平敷设时，导线对地距离不应小于2．5米（屋外不应小于2．7米）。
垂直敷设时，导线对地距离不应小于1．8米，在小于上述距离的地方，应该将导线装在槽板或塑料管内。
（2）绑线宜用绝缘线。
如果用裸线绑扎，应在绑扎处加强绝缘。
受力瓷珠用单“十”绑法。
加档瓷珠可以只绑一道，终端瓷珠应把导线作回头绑扎。
（3）线路不得在隐避顶棚内敷设。
在瓷珠布线时，不应把瓷珠拧在不坚固的材质上。
（4）在分支，转角，终端处的敷设方法，参见图6—8。
（5）穿墙和转角处都应适当增加瓷珠，保持导线对顶棚或墙壁距离一致。
2．瓷夹布线（参见图6—9）
井场的职工宿舍的照明线路可采用瓷夹布线。
导线截面在2．5～2．6平方毫米的绝缘线适用瓷夹布线。
瓷夹布线应符合以下要求：
（1）采用瓷夹布线的导线都应在6平方毫米以下。
（2）导线必须拉紧，不能有垂和松弛现象。
瓷夹底板和盖板必须整齐，不得有歪斜和破裂，安装要牢固，线距要均匀。
（3）导线绕角时，必须把导线弯成圆角，不得弯成直角，以防损伤导线。
（4）导线转过横梁或柱头时，必须适当加垫瓷夹，以保证导线与建筑物表面有一
定距离，其距离不得小于5毫米。
（5）瓷夹板之间的距离一般在0．8米，距开关，插座，灯具、接线盒以及导线转角的两边在5厘米左右都要安装瓷夹。
图6—8瓷珠布线示意图
1一受力瓷珠2一加档瓷珠3一终端瓷珠，4一导线，
5一瓷套管6一穿墙瓷管，7一硬塑料管8一插座
9一木台10一导线接头11一绑线12一拉线开关，
图6—9瓷夹板布线示意图
l一瓷夹板，2一导线3一瓷套管4一穿墙瓷管
5一导线接头6一插座7一拉线开关8一木台
（6）水平敷设时，离地高度一般不应小于2．5米。
接开关或插座上时，离地距离不应低于1．5米；
另外，导线接头处应加强绝缘，同时不应将接头压在瓷夹板内。
3．槽板布线
槽板分木槽板和塑料槽板两种。
槽板布线，是把绝缘线安装在槽板线槽内，外面加盖板把导线盖上。
槽板布线比瓷夹布线整齐美观，比钢管配线施工简便。
一般适用于固定的住房，如办公室，采油、采气井场的职工住宅。
或楼房照明布线等。
槽板布线应符合以下要求。
（1）槽板布线必须使用绝缘线，导线截面一般在6平方毫米以下（指两线槽板）。
而且每—槽内只能装设一根导线。
（2）采用槽板布线时，线槽内导线不能有接九线槽内的导线超出槽板的两端时，应有支持物固定。
（3）槽板对接时应作成45°
斜口对接。
槽板分支接头也应作60°
槽板转角时，将两块槽板作45°
斜口后再对接成90°
的转角。
（4）槽板不应设在天棚内或墙壁内，也不应用槽板穿过天棚和墙壁，应采用瓷管穿越墙和天棚。
（5）两块槽板不许压上使用。
槽板一端和中间不应直接安装电器，必须使用木台或类似木台的固定物固定后方能安装。
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