梁传涛

摘 要：针对近些年箱变、网电使用过程中出现的高压电缆漏电烧损这一安全隐患及由于缺乏安全监测报警装置造成的采油区大面积停电造成工农关系难于协调，耽误生产时效问题，设计了井场网电高压漏电报警装置。通过分析原有网电钻机控制方案存在的问题，改造的可行性、具体措施方案，并成功研制高压漏电报警装置在井队投入使用，最终提升了井队安全本质化水平，实现了经济效益稳步提升。

关键词：网电；高压；漏电报警；安全

0引言

近年，箱变、网电技术发展迅速，由于其良好的节能、环保等优势，在井队已经普及，打井优先考虑网电钻机已经成为一种必然趋势。但在现场使用过程中，也发现了一些共性问题，缺高压线路安全报警装置，不能实现行之有效的安全隐患检查。

由于井场离供电方高压线杆的距离不同，一般井队配置的井场高压线在120米-600米，且井队负荷相对周围站点属于高负荷区，电缆配置较粗，根据负荷不同，电缆尺寸一般在3*95mm2-3*240mm2不等，由于电缆较长，较粗，井队搬迁较多，在安装拖曳过程中，不可避免的造成高压线缆的磨损，在运行过程中，会伴随井次增多，漏电流逐渐增加至超标，在达到供电方设定的跳闸极限之前，极其危险，因为很多区块不具备深埋的条件，只是绕井场铺设，一旦有人靠近或者天气不好状态下，后果不堪。

①从施工现场实际状况看，由于钻井特殊的野外工作环境，因此高压电缆的敷设有时无法按照规程要求实现标准敷设，即使高压线路深埋的井队，有时由于挖掘机施工，难免触及线路，造成绝缘下降。以及受重型施工机械的碾压，致使高压电缆在使用过程中经常会因绝缘受损造成接地故障的发生，严重影响了人身安全及钻采设备安全[1]。

②从安全及生产角度看，由于缺乏安全报警保护装置，出现过血的教训，随着安全意识的增强，防范措施的完善，近几年虽然没有出现过人身伤害事故，但由于没有提前检测装置，高压电缆报废频繁，采油供电方受线路影响巨大，大面积油区停电后，造成工农关系协调困难。

1主要研究内容及创新点

我国在6～10kV配电系统中多采用中性点不接地系统。正常运行情况下，三相的相线电压和负荷电流对称，各相对地有相同的电容C0（用集中参数表示）。此时在相电压的作用下，每相都有一超前电压90°的电容电流流入地中，且三相电容电流之和为零，中性点对地无电压。

发生单相，例如A相金属性接地时，若忽略较小的电容电流产生的电压降，则电网中各处故障相的对地电压都变为零。于是A相对地电容被短接，只有B相和C相对地电容中还存在电流，此时中性点对地电压上升为相电压，非故障相的对地电压变为线间电压（升高 倍）。

因此，当电缆因绝缘损坏而发生接地故障时，将会在三相电压互感器的中性点处出现相电压即零序电压，然后我们利用这个零序电压可以启动声光报警器，警示现场工作人员。

2网钻配电系统接地故障零序电压报警设计研究

2.1网钻配电系统现有情况介绍

原有的网钻配电系统进线电缆柜内部采用的2个单只电压互感器，一次接线方式上采用“V/V”型接线。每个单只电压互感器分别有2个二次绕组，一是测量绕组，实现各相间线电压的测量；二是电源绕组，分别为微机保护装置提供装置电源及高压断路器提供储能电源。

由于没有开口三角繞组及缺少第3只电压互感器，因此无法实现零序电压的测量，也就无法实现电缆接地故障的报警。

2.2方案设计

针对网钻配电系统现有情况的设计，为实现电缆接地故障报警功能，在电缆进线柜内可以增加改进型防谐振干式三相电压互感器。其目的：一是通过其应用提供开口三角绕组，实现零序电压的测量；二是避免系统谐振烧坏电压互感器。

其工作原理是当网钻配电系统中的进线电缆及高压设备因绝缘损坏（伤）造成系统接地故障时，防谐振电压互感器开口三角绕组将产生零序电压，当这个零序电压大于零序电压继电器（YJ）的启动值时，零序电压继电器（YJ）接点闭合，启动声光报警器，实现接地报警。

2.3系统组成

系统主要包括高压高分断能力熔断器（10-12KV/0.5A）、改进型防谐振干式三相电压互感器（JSZFG-10G型）、整流电源（AC220/220V）、直流开关电源（DC220/DC24V）、零序电压继电器（YJ-43-41A）以及声光报警器六部分组成。

3应用情况

跟踪现场使用情况，该装置操作安全可靠，能够针对漏电异常及时提醒相关人员进行提前处理，避免经济损失又将安全隐患消灭在萌芽状态，同时又降低了误工率。在经济效益方面，能够避免大面积采油区停电及降低漏电流过大导致的电缆报废现象的发生；另外避免漏电流过大后，启用应急设备，发电机和柴油机增加的经济损失费用每年节约明显，使得工农关系便于协调。

新型井场网电高压漏电报警装置的设计应用，改变了以往零序电流法的弊端，实现了：（1）接地报警灵敏度不受接地电容电流及负荷电流的影响；（2）增加的元件对原柜体内设计影响小；（3）对原二次保护、测量、操作实现的功能无任何影响；（4）还可分别实现三相对地电压即相电压的测量，从而实现网钻配电系统绝缘情况的监控。

4结论

基于进一步提升设备本质化安全水平，杜绝安全隐患，拓展挖潜空间，优化设备配置模式，提出了该项目，并付诸了改进实施。井场网电高压漏电报警装置能够创造良好的社会效益和经济效益：（1）延长设备使用寿命；（2）提高设备安全系数；（3）减少设备误工率；（4）避免无报警情况下大面积采油区停电导致的重大经济损失；（5）改变以往漏电过大超标着火导致的高压电缆报废问题。

对箱变、网电使用井队进行高压漏电全程监控报警优化设计改进，它所带来的经济效益、社会效益，设备安全管理水平提升作用已日趋明显。该改进实际、在各大油田钻井公司具有良好的可复制性，有极大的推广应用价值，能够极大的提高井队降本增效管理水平，为油田钻井作业带来巨大的安全效益。

参考文献：

[1] 林杨.低压配电网接地型式安全探讨[J].科技资讯，2012 （21）：108—111