1、（）年第期第卷（总第期）海洋平台本安防爆设备参数选择及配接要求庄小豫，吕舂蓉，郭 志佳，李勃锋（中海油天津化工研究设计院有限公司，天津）摘要对海洋平台外供电本质安全型防爆电气产品的基本配置、系统组成、及本安系统中的本质安全装置、关联装置、连接电缆参数选择及配接要求进行了详细论述，有 助于正确选型、安装、使用和维护本质安全型防爆电气设备，保证现场生产运营安全。关键词防爆电气设备；本质安全型；关联装置；本安系统；本质安全参数：中图分类 号：文献标识码：文章编 号：（），（，），？，？；？；引言近年来，随着海洋资源的开发和利用以及对各行业对能源的需求，近海和海上的油气资源勘探、开发、生产、储运等设施
2、不仅规模上还是在数量上都呈现递增的增长趋势，在油气资源勘探、开发、生产、储运等 过程中，的场所属于爆炸危险场所，防爆电气设备是被广泛用于海洋平台上易燃易爆气体危险场所中电气设备。本质安全型“”是防爆电气设备的一种保护型式，海上平台常用 的设备有温度仪表、压力仪表、流量仪表、电话、对讲机、手电筒及部分火器系统等，其防爆原理是将设备内部和暴露于爆炸性环境的连接导线可能产生的 电火花或者热效应能量限制在不能够产生点燃的水平，避免爆炸的产生。本质安全型“”分为外供电本质安全型设备和内供电（电池供电）本质安全型设备，文章以外供电本质安全型防爆电气设备为例，分析本安参数选择与配接要求。夕卜供电本质安全型防
3、爆电气设备指外接电源供电，非电池供电 的本质安全装置。外供电本质安全型防爆电气设备必须配接关联装置，方能实见其本质安全。关联装置是指含有本质安全电路和非本质安全电路，并且结构使非本质安全电路不能够对本质安全电路产生不利影响的电气设备，常见的本安关联装置有安全栅本安电源，使用关联装置的目的是防止安全区的高能量传人到本质安全装置上，使本质安全装置的本质安全性能失效，即关联装置起到 了限制输出能量的关键作用。本安系统的基本配置图是常见的本安系统的基本配置，由安装在安全区的关联装置（常见安全栅或本安电源）和安装在危险区的本质安全装置通过连接电缆组成一个系统回路。年第期第卷（总第期）（）电缆图本安系统基
4、本配置本安系统各组成部分的选择要求现场本质安全装置，可以安装于爆炸危险环境的现场本安设备，需要确定下列问题。是否按照 和 设计并且已经取得 认证（防爆产品在目录中必须取得 认证，不在 目录中可取得防爆合格证）的本质安全设备危险场所允许使用的对应的防爆等级。本质安全参数的确认：最大输入功率，最高输入电压，最大输入电流，；最大内部等效电容，最大内部等效电感。确定本质安全装置是否包含接地电路，如果包含接地电路需要可靠接地。本质安全装置的最低工作电压及回路正常工作电流。信号传输是以何种方式进行。信号传输也是需要关联装置隔离的，本质安全装置的所有接口都不能直接与非本质安全装置连接，本质安全装置的所有接口
5、可以连接接参数匹配的本质安全电路，或者经过关联装置隔离之后 才能外接其他的非本质安全装置。关联装置的选择要求确定关联装置的限流电阻及回路里的 电阻可以所产生的压降不影响现场本质安全装置所需工作电压的要求。明确关联装置的类别和保护级别 等于或高于现场本质安全装置，如果本安系统只 有一个本质安全装置和一个关联装置，且类别或级别不同，那么系统就低不就高，采用低的类别或级别。关联装置应包含的参数最高电压（交流有效值或直流值），最髙输出电压（。），最大输人电流（。），最大输入功率（。），最 大外部电容（。），最大外部电感（。）。确定关联装置种类，当本质安全电路本身是接地的或可能会产生电路接地，为防止本质
6、安全系统可能存在的两个接地点，产生地电位差，则需要选用隔禽式安全栅。当本质安全装置不要求现场接地，且本质安全电路和电气设备机架或者可能接地的部件之间能承受交 流有效值的绝缘耐压，则可以采用电路较简单的齐纳式安全栅。选择电缆的要求本安系统连接电缆的参数如下（）（）（）（）式中，连接电缆最大允许分布电容；电缆单位长度的分布电容；一连接电缆最大允许分布电感；电缆单位长度的分布电感；实际电缆长度。电缆的选择要求电缆在供电及信号传输过程中因为存在有分布电容和分布电感，相当于电容电感储能元件一样会存储部分能量，当线路突然发生开路或短路的故障，能量就需要跟本安电路一起进行评估，以免影响本质安全性能。本质安全
7、电路用电缆的绝缘应能承受导体对地、导体对屏蔽和屏蔽对地至少为或的试验电压。爆炸危险场所使用的每根导线的直径应不小于，且要求使用 与多股细导线的每股导线。电缆的电气参数和应依据以下几点来确认：（）电缆制造商提供的最不利条件下的电气参数。（）测量样品确定电气（）以及（或，由两芯或三芯常规结构的 电缆（有或没有屏蔽）互相连接。本质系统的选择、参数及布线要求系统的选择“系统认证”也就是对全部本质安全电路参数做出规定。直接选择已取证的本质安全系统，这种组合一经认定，其本质安全装置或关联装置就不能用未经检验机构认证过的其他型号规格的装置代替。（）“参量认证”的方式，即对关联装置与现场本质安全装置分别给出的
8、一组安全参数，由用户选择不同制造商的电气设备进行组合，从安全（）年第期第卷（总第期）的角度需要满足要求。（）关联装置、现场本质安全装置与连接电缆参数之间的关系如表所示。表现场本质安全装置连接电缆与关联装置参数关系现场本安装置参数连接电缆参数关联装置参数（最高输人电压）（最高输出 电压），（最高输入电流）最高输出电流），：（最大输入功率）。（最大输出功率）“最大（导线（最大内部电容）最大分布电容）外部电容）（最大（导线最大内部电感）最大分布电感）外部电感）当夕卜部电路的总以不包括电缆）小于值的；或者当外部电路的总，（不包括电缆）小于。值的时，参数直接满足表不等式即可。如图所示。危险区安全区现场本
9、质安全装置关联装置 电缆参数：（小于值的）（大于值的）图参数关系示意图现场本质安全装置；和；，如果两者都大于电源相应输出参数。和的时，则系统允许的输出参数和应减少到；且外部电路（包括电缆）减少后的电容，对于类和类不应大于，对于类不应大于同时，仍需满足表中不等式的要求。如图所示危险区安全区图参数关系示意图现场本质安全系统的布线要求。（）整个系统的连接必须经过参数计算评估，并且按认可的接线图接线。（）避免本质安全回路与非本质安全回路混触（）本质安全装置安装方式应使本质安全性能不受外界电场或磁场的干扰，例如，由附近上方供电线路或单芯电缆大电流的影响。可通过不同类型的 电路电缆隔离、电缆在布线时应防止
10、机械损伤危险、特定类型的电路需要使用铠装、屏蔽电缆或金属护套这几种方式实现。（）本质安全电缆应采用淡蓝色标识、如果所有本质安全电路或所有非本质安全电路电缆铠装、屏蔽或加金属护套，则本质安全电路不需要单独标示（）齐纳式安全栅的接地汇流排及接地装置须符合国家有关安全规程及使用说明 书的要求。本质安全系统添加简单装置系统可以增加符合 的简单装置要求的无源的元件，例如开关、接线盒、电阻和简单半导体器件等，不需修改安全评定，但是对发热的影响应予以考虑。如果增加了储能元件的简单装置例如电容电感等，则安全评定应考虑这些元件的电气参数。简单装置应符合 隔离的要求；如果不符合，则该系统应重新评定。增加简单装置的
11、典型系统如图所示。简单装置电缆现场本质安全 装置关联装置简单装置图増加简单装置的典型系统结语综上所述，海洋平台外供电本质安全型防爆电气设备的选择使用既要考虑设备的自身特点要求也要考虑跟关联装置、连接电缆的参数匹配及配接要求，只有这样才能有效的（下转页）年第期第卷（总第期）（）基本信息机组：鹿山九井柱扇誠：人驱 动端速鋪峰峰值：捕值：讎：厶倍频：厶半倍频：电压：光雛：光标时 间：波雜：频率幅值：频：高报：高伊：单位：图电机驱动端轴承振动频谱基本信 息觀：舢九 井主扇麵：如鰱度 輔：賴厶倍频 电压：纖 光 标时间：塑臓：频率：麗？：高报：单位：图电机自由端轴承振动频 谱图和图所示，电机轴向振动均小
12、于，增加电机刚度后轴向振动明显减小。结语由压缩机负载工作特性可知，压缩机在运行过程中产生螺杆啮合力是不可避免的，该力是激发电机轴向振动的主要激振力；对电机机座进行刚度测试，出现电机两边振动小，但端盖振动大的现象，表 明电机框架刚度足够，但端盖和轴承外盖的刚度不足，端盖处于共振区内，放大了轴向振动；由于外部干扰，电机安装基础平面度超差和安装基础薄弱也会导致电机出现振动异常现象通过频谱分析找出了电机振动的根本原因，并进行针对性处理，对现场基础进行加固，并更换电机端盖。加强基础刚度和电机整体刚度后电机轴向振动明显减小，得到了良好效果。参 考文献姜丽辉，洪长艳极电机振动问题的解决方法防爆电机，王文营设
13、备基础薄弱引起振动问题的分析及处理。热力发电，对原电机端盖进行加厚，由原来增加到，曾加电机整体刚度，验证电机整体刚度作者简介：马强男 年生；毕业于哈尔滨工程大的增加对电机轴向振动的影响。更换端盖后对电学机械工程专业，现从事电机设计工作机驱动端和自由端进行轴向振动测试，频谱如收稿日期：（上接瓦）保证装置的本质安全性能，消除安全隐患。参考文献 爆炸性环境第部分：由本质安全型“”保护的设备北京：中国标准出版社，爆炸性环境第部分：设备通用要求北京：中国标准出版社，爆炸性环境第部分：本质安全电气系统北京：中国标准出版社，徐建平？仪表本安防爆技术北京：机械工业出版社，兇爆炸性环境第部分：电气装置的设计、选型和安装北京：中国标准出版社，危险场所电气安全防爆规范北京：煤炭工业出版社，徐建平？“防爆安全技术”讲座 第讲本安系统般设计要求自动化仪表，（）：作者简介：庄小豫女年生；毕业于天津 大学电子与通讯工程专业，现从 事防爆产品 认证工作及防爆产品 的型式检测检验工作收 稿曰期：
