钻井平台动力电缆控制电缆及电线教材

1、钻井平台动力电缆、控制电缆及电线1. 培训对象:入厂新员工2. 教学目标了解船用电缆的结构、分类。会正确铺设电缆，会正确选用合适参数的船用 电缆，船用电缆的选型和敷设。课程教学后要求新员工针对本课程应知应会内容做到能说会做，能够识别电缆的载流量，实操全部完成后进行实操考核。3. 应知内容：A:钻井平台电缆及电线的种类动力电缆、控制电缆、船用对称式通讯电缆、潜水电缆、可移动设备电缆、其他特种设备用电缆、钻井平台的电线B: 一股船用电缆与AWG美标电缆的比较。1. 美标电缆的结构与数据。2. 一股通用船用电缆与AWG美标电缆的比较。C:钻井平台电缆、电线的学习方法；D:钻井平台电缆系统的运行。E:

2、钻井平台电缆系统的维护与保养、检修。F:钻井平台电缆系统常见故障与排除。4. 应会内容：A:一股船用电缆与AWG美标电缆的数量关系、国内船用电缆的绝缘温度级别和 美标offshore电缆的绝缘温度级别。.B:船用和offshore电缆的铠装的用途、.国内船用和offshore电缆截面、电压和电 流的选择、防火防爆。C:穿舱MCT装置及穿管防护、防爆区电缆的铺设要求，水密、防爆电缆头、填料 函的制作。船用电缆的铺设方法、CCS见规范.D:单股导线和多股导线的连接与绝缘处理、.连接管、压线钳的正确使用.E:常见故障及排除。5. 实操训练：A:为平台上的一台混合泵（假设10 0 HP）选择合适的电缆

3、，根据电缆的分类， 掌握参数选型，电缆截面、电压和电流的选择、防火防爆，铺设符合 CCS规范 B:穿舱MCT装置及甲板穿管防护，防爆填料函的制作。C:连接潜水泵电缆并做绝缘处理，练习单股导线和多股导线的连接与绝缘处理、 连接管、压线钳的正确使用.6. 案例分析：A:某平台顶驱的游动控制电缆曾先后出现断芯故障， 原因为电缆选型与铺设存在 一定缺陷。B:因为铺设和施工问题引起的绝缘破坏，短路、断路、现象等。7. 课时安排：技能知识。实操技能8. 考核：笔试：电缆的分类、根据参数选型等（另附试题）。实操考试：按实操训练科目考核一、技能知识单元一 钻井平台电缆及电线的种类概述船用电缆通常是为航行的船舶

4、设计的电缆，该电缆不同于一般的陆用电缆， 一般的陆用电缆不可以用在船舶上。我们近海石油钻井平台通常可以选用船用电 缆。近几年，美标（AWG）船用电缆在世界钻井平台广泛得到使用。有的电缆 厂家直接把美标电缆叫成了 "offshore oil & gas cables" 。这种叫法不是没有 道理的，因为美标电缆具有耐油、耐酸、耐高温、柔软、同等截面载流量大、好 敷设等优点。在 中石油和中石化也广泛使用。动力电缆一用于发电机、顶驱、绞车、泥浆泵、电动机等。控制电缆用于控制电路、硫化氢、可燃气、烟火报警等低压电路。船用对称式通讯电缆一用于内部通讯系统及要求屏蔽电缆的设备。潜

5、水电缆-用于潜水泵装置、水下电视、水听器等设备。可移动设备电缆一顶驱、防喷器电动吊等其他特种设备用电缆。钻井平台的电线主要用在各种配电盘内，用来连接各种电器元件组成电路。如，发电机控制盘、可控硅控制盘、变频器控制盘、开关板、MCC盘等。单元二钻井平台电缆一一般船用电缆与 AWG美标电缆的比较美标电缆的结构与数据;IEEE 1580 TYPE P CABLE-Single Conductor Power-2KV-Armored & sheathedApplication Suitable for use in commercial marine applications. MODU s

6、and platforms-Flame retardant to IEC 60332-3. Category A-Excellent resistance to oil, abrasion, petrochemical fluids, moisture and sunlight Low smoke version availableCable TypeSPBS2KV(HD)Applied Standards-IEEE 1580 IEC 60332-3 Category A-IEEE1202-CSA C22.2NO.38-UL1309Construction Details Conductorf

7、Flexible rope stranding)soft annealed tinned copper to ASTM B 33 InsulationCrosslinked Polyolefin (XLPO) to IEEE 1580.Thickness as shown in table below-Jacket and sheathBoth the inner jacket applied over the cabled core and outer sheath over the armor are flame retardant. Arctic neoprene(Type N acco

8、rding to IEEE 1580.) Thickness as shown in table below-ArmorBraided bronze according to IEEE 1580TestingMeets all test requirements of IEEE 1580, and the flame test in IEC 60332-3. Category A. (CSA C22.2/1EEE1202AJL1309/VW-1) 'Certificates Approved ETL LISTED-ABS TYPE APPROVAL-DNV TYPE APPROVALT

9、able 56: SPBS2KV(HD)Number of CoresConductor SizeStrandingApprox.Dia. of ConductorInsulationThicknessNom.Overall dia. of cableApprox. Weight Of cableA.C Test Voltage For 5min.Max.D.C Conductor Resistance At25CMin. Insulation ResistanceAt 15.6XNos.AWGor MCMNo./AWGinchmminchmminchmmlb/ 1000ftKg，KmKV11

10、/ 1000fti2/KmKtohm -1000fthtohm Km1837/240.1473.730.0451.140.43311.017025070.7192.361494901661/240.2075.260.0551.40.49212.522032070.4851.591133701591/240.2446.200.0551.40.55114.028041070.3291.0811337014109240.2646.710.0551.40.57114.531046070.2870.941133701215Q/240.3258.260.0551.40.6316.039058070.204

11、0.6711337011229240.3909.910.0651.650.70918.052078080.1340.4475245next pageIEEE1580 Type P CableTable 砧：5PBS2KV(HDNumber ot Cm皓Conductor汹SlrandingApprox. 6ia, ofConductorInsulationThicknessNom.Overall dia, of cableApprox. Weiglir Of cableA C Test Voltage For Emin.Max.D.C Conductor Resistance Al 25 CM

12、in.InsulationResistanceAI15.6 CNos.AWG orMCMNo网Ginchmninchmmindimmlb/ 100W阿KeKV(1/ lOOQflit'KmMohn-lOQOftMohm -Km1w275'2411.18Q.0651650.74619.060090080.1100.362451制S2&240.47712.12L*1650.80720.56901030S0.095031245145 印 240.56514.350.0651.65 I hi.23 一。92013TO80 1702224514.055响0201/5H.1U：.2

13、.671."26.511501710&0.065024O.W16.760.1052.671.1022S0129019209,50 046040.72518.J20.1052671 16129.5149022209.50.0390.129200137392S'240.79520.200.1052.671.2231.0171025509.50.0330.1072001444IIOfr'240.67022.10Q.1052.67129933.0IBM29409.50.0270.0902001535132&2

14、40.7024.640.1203051 45737.02490371011.50.0230.07441701646160 曜41.06026.920.1203051.57540.02680挪11.50.0190.56171701777192241.13028 700.1203.05165442.03300491011.50.0160.051217011111275&241.34CMW0.1203051.87047.54450662011.50.011O.OJ61170股通用船用电缆与 AWG美标电缆的比较国内电缆分类3种电缆：1、船用动力电缆电缆(power cab。-c 0.6/1k

15、v.2、船用控制电缆(control cable) -ck 250v.3、船用通讯电缆 (telecommunication cable and signal cable -ch 应注 意的是这里包括屏蔽电缆(shield cable 60v.*选择时应该注意。 offshore cable 偎标电缆 awg)-American wire gauge1、我们经常使用的是： 动力电缆535mcm-271.2mm2、646mcm-327.5mm2、444mcm-225.1mm22、控制电缆：18 0.96mm2、16-1.23mm2、14-1.94mm2我们平台的dw、mp、tp、rt、gen.等

16、，多用丁这种电缆 JIS日本标准的电缆这种电缆在进口船b4、b8、b10、b12上用的是这种电缆船用和offshore电缆的导体1、以3x1.5mm2为例，根数/单线标称直径 mm 7/0.52。2、以3x14号线为例，根数/单线标称直径19/27。我们在使用中感到进口电缆比较软，这也是主要原因之一。 船用和offshore电缆的绝缘1、 国内目前船用电缆的绝缘为85C，有3种，乙丙橡胶绝缘一E=EPR、 交联聚乙烯绝缘一J=XLPE、聚氯乙烯绝缘V=PVC。2、美标 offshore 电缆的绝缘为 125C (ul 600v or 2000v/IEC 1000V,125 度)交联聚烯轻=sh

17、f2 船用和offshore电缆的内护套1、氯丁橡胶护套一F=CR、氯磺化聚乙烯护套一H=CSM、低烟无卤交联聚烯轻护套PJ=SHF2、聚氯乙烯护套一V=PVC、2、 美标offshore电缆的内外护套均为氯丁橡胶护套一F=CR (国内用的 氯丁橡胶均为进口产品)3、 氯丁橡胶护套特点：柔软、耐磨、耐腐蚀、耐油、耐低温。船用和offshore电缆的铠装1、铠装分钢丝铠装和铜丝铠装。2、铠装的用途：加强机械强度和接地检测。防爆区的电缆应为加铠装 的双护套电缆。船用和offshore电缆的温度和载流量的关系1、 现在，目前国产的通用船用电缆的温度是85C,而且所用乙丙绝缘 橡胶要依赖进口。2、在美

18、国一般使用的电缆的温度为 125C。3、大约相同截面，不同温度载流量的比较：3x1mm2= 11A、3x 18号线-0.96mm2= 13.65A 这样看：大约每半方大3A.（都是在45 C 的前提下的数据），船用标准是45C、工业标准是40C 0船用和offshore电缆重量的关系在这里，我们假定相同截面的电缆重量大约相同，但相同截面的电 缆的载流量不一样，美标电缆载流量大，这样就可使平台整体的电缆质 量减轻，是很有意义的；军船更为重要。船用和offshore电缆电压和电流的选择1、电缆的耐压选择：只要等于用电设备的电压就可以了。2、国内动力电缆：0.6/1kv ,1kv是线电压，按此值选择

19、就可以了。3、电缆电流的选择：考虑到电缆的敷设系数等原因，要大于用电设备 的20%以上。美标电缆为什么比较柔软？相同截面导体的根数多-每股导体的直径细、采用了铜质铠装、护套使 用了氯丁橡胶。单元三 钻井平台电缆、电线的学习方法一、在钻井平台上，成千上万根电缆和电线分布在平台的各角落,几乎是抬头可见。这些电缆和电线连接者各种电器设备，组成了各种功能电路，电器设备驱动着各种钻井设备运转。二、一根电缆或电线有二个头，每个头有一个号（可由不同的方式编写和用不同的材料制作）。该电缆号在现场学习电路和排除电气故障是都是很有用的，如 果，电缆上没有号，我们会变成一个瞎子一样。三、船用电缆的额定电压 rate

20、d voltage额定电压是电缆设计和电性能试验用的基准电压，用U0/U表示，单位为KM U0一任一导体与“地”（金届屏蔽、金届套或周围介质）之间的额定电压有效 值。 U一多芯电缆或单芯电缆系统任一两导体之间的额定电压有效值。四、船用电缆的系列代号乙丙绝缘船用电力电缆一CE交联聚乙烯绝缘船用动力电缆一CJ聚氯乙烯绝缘船用电力电缆一CV硅橡胶绝缘船用电力电缆一CS船用电线一CB五、电缆的允许电流选择电缆时，必须根据使用条件，保证电缆实际通过的电流低丁其允许电流。电缆的允许电流取决丁电缆的绝缘材料， 并以最高允许温度为基准决定的，是以 电缆通过电流时散热量和导体产生的热量平衡状态决定。IEC92号

21、出版物决定，单芯电缆允许电流的计算式为：0.625I = a SI一单芯电缆的允许电流（A）S一导体标称截面（mm2）a-最高允许温度下的绝缘材料系数，该值如表所示。绝缘材料系数表导体最高允许温度/ c60 （一股聚氯乙烯）75 （耐热聚氯乙烯）80 （丁基橡胶）85 （乙丙绝缘和交联聚乙烯）95 （硅橡胶）导体标称截十 .一2面 W 5 mm9.513.5151618导体标称截面 <2.5 mm2813151620导线截面等级：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150MM2。六、速算口诀1、由线径速算常用铜铝芯绝缘导线截面常用铜铝芯绝缘导线截

22、面及其相对应的线芯结构如表1所示。表1绝缘导线截面及其相对应的线芯结构导线截面（mm2）11.52.546101625线芯结构股数11111777单芯宜径1.131.371.762.242.731.331.682.11导线截面（mm2）35507095120150线芯结构股数7191919193737单芯宜径2.491.511.812.142.492.012.24得出估算口诀：导线截面的判定，先定股数和线径。铜铝导线单股芯，一个多点一平方,不足个半一点五，不足两个二点五,两个多点四平方，不足三个六平方。多股导线七股绞，再看单股径大小，不足个半十平方，一个半多粗十六，两个多粗二十五，两个半粗三十

23、五。多股导线十九股，须看单股径多粗，一个半是三十五，不足两个是五十，两个多点是七十，两个半粗九十五。多股导线三十七，单股线径先估出，两个粗的一白二，两个多的一白五。说明：(1) 一般常用绝缘导线有橡皮绝缘导线和聚氯乙烯绝缘导线(塑料线)，不 论哪种，看其成品外径，均不易判定导线的截面是多少，两三个相连排的导线等 级截面，其外径相差小，仅1、2mm,特别是经过运行的绝缘线、两靠近的等级 截面导线，外径几乎用肉眼分不出差异。判定绝缘导线的截面是电工、特别是维 修电工应知应会技能，也是电工经常遇到和需解决的工作。 本节口诀是帮助电工 尽快学会快速判定铜铝芯绝缘导线截面的经验口诀， 也可说是在现场判定

24、导线截 面的有效方法。(2) 本节口诀是根据绝缘导线的线芯结构，即股数和单股直径来判定导线的截面等级，为此，须记住导线截面mm2等级。如表5-1所歹U 1150mm2常用的 14个等级截面。活楚导线单股直径与截面积的关系，A=兀d2/4=3.14c2/4Q0.8d2。口诀中的“个”则是单股直径的单位 mm的俗称(工矿企业中一直沿用这一俗称， 即1mm就是1 “个”。且电工必须具备用肉眼能识“个”，目不识“个”，贝U不是 合格的电工。如几个粗的线，几个的螺栓等等)。口诀中的“多点”和“不足” 两者均是说差0.1mm或0.2mm的意思。上述几项问题解决后，口诀便易于理解和掌握。(3) “一个多点一

25、平方”是说独股线径是 1mm多点的导线，该线的截面是 1mm2;不足个半一点五”是说独股线径是 1.3mm或1.4mm的导线，其截面是1.5mm2。每句口诀，前半句是独股线径，后半句是相对应的导线截面积。“多股导线七股绞，再看单股径大小，不足个半十平方，一个半多粗十六”说的是绝缘 线的线芯结构由七股组成，单股线径不足 1.5mm的，导线截面是10mm2；单股 线径是1.5mm多的，导线截面是16mm2。“两个多粗二十五”，“两个半粗三十五” 均是说线芯结构由 7股组成时，单股线径多少“个”，导出后面的导线截面 积。，。 总之本节口诀须熟记，不断锻炼目识“个”的本领，逐步达到判定无 误。2、绝缘

26、导线载流量速估算铝芯绝缘线载流量与截面数的倍数关系如表 2所示。表2铝芯绝缘线载流量与截面数的倍数关系导线截面（mm2）11.52.54610162535507095120截面倍数9876543.532.5载流里（A）9142332486090100123150210238300得出估算口诀：绝缘铝线满载流，导线截面乘倍数。二点五下乘以九，往上减一顺号走。三十五乘三点五，双双成组减点五。条件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数二三四，八七六折满载流。说明：（1）本节口诀对各种绝缘线（橡皮和塑料绝缘线）的载流量（安全电流） 不是直接指出，而是用“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。由表5-

27、3可以看出：倍数随截面的增大而减小“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2.5mm2及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的 9倍。如2.5mm2导线，载流量为2.5*9=22.5 (A)。从4mm2及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排， 倍数逐次减一，即 4*8、6*7、10*6、16*5、25*4。“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm2的导线载流量为截面 数的3.5倍，即35*3.5=122.5 (A)。从50mm2及以上的导线，其载流量与截面数 的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0.5。即50、70mm2导线的载流量为截面数的2.5倍，以

28、此类推。“条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环 境温度25C的条件下而定的。若路线绝缘线明敷在环境温度长期高于25 C的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝芯而是铜芯绝缘线，他的载流量要比同规格铝线略大一些， 可按上述口诀方法 算出比铝线加大一个线号的载流量。如 16mm2铜线的载流量，可按25mm2铝线 计算。“穿管根数二三四，八七六折满载流”说的是绝缘导线穿管配线时，随着管 内导线根数的增多，导线的载流量变小。具体估算方法，先视为导线明敷，用口 诀计算出结果后，再按同管内穿线数的多少，分别打一折扣即得其载流量。如一 管内穿2

29、根线，再乘0.8;穿3根或4根线时，分别乘0.7和0.6。(2) 绝缘导线载流量速估算的误差见表 3。表3 500V绝缘导线长期连续负荷允许载流量(A)导线截面,2、(mm )载流量/截面导线明敷设沿线穿管(铝芯)铝芯铜芯橡皮塑料25 C30 C25 C钢管内线根数钢管内线根数橡皮塑料橡皮塑料橡皮塑料2342342.510272525233532211916201815483532333045422825232724226745424242395855373430353228105.96559615585755246404944381658580807511010566595263565025

30、4.211010510398145138867668807065353.713813012912218017010694831009080503.3175165164154230215133118105125110100702.9220205206192285265165150133155143127952.62652502482343453252001801601901701521202.58310-290-400-230210190-1502.4360-337-470-260240220-3、电动机供电导线截面速估算铝芯绝缘线各截面与其所供电动机最大容量问关系如表 3所示。表3铝芯绝缘线各

31、截面与其所供电动机最大容量问关系导线截面（mrh）2.54610162535507095120系数+3+4+5-20电动机容量（kW旧01.11.52.2345.57.51013172230405575100Y系列01.11.52.2345.57.5111518.522303745557590-得出估算口诀：多大导线供电机，截面系数和容量二点五线面加三，截面是四再加四六至九五均加五，白二反配一白机说明:(1) 对于三相380V异步电动机供电导线(支路配线或引线)截面选配，正常程序是根据电动机容量先算出电流， 再根据电流大小、供电距离及电压损失 等因素，结合导线载流量来选配，繁琐费时，且电动机容

32、量等级较多，一一按容 量选配导线截面更为繁琐。经长期实践和运算得出一规律：电动机容量( kW) 数是所应选配供电导线截面数加一系数的和。如前所述，由于电动机容量等级较多，一一按容量说出所配导线比较杂乱。继而得出铝芯绝缘线各截面所供电动机 最大容量问关系表3,即口诀反过来表示，导线截面大小和所能供的电动机最大 容量之间的关系。算法是“截面系数和容量”，即用该导线的截面数再加上一个 系数，其“和”便是它所能配供电动机的最大容量(kW)数。口诀中所指导线为铝芯绝缘线，所选配导线截面是按环境温度 35 C考虑的， 三根同穿一管敷设。故 截面数值略偏大，导线经得起电动机短时过载。(2) “二点五线面加三

33、”说的是2.5mm2的铝芯绝缘线，三根穿管敷设，可 以配2.5+3=5.5( kW)及以下容量的电动机。同理：“截面是四再加四”表示4mm2 的铝芯绝缘线，三根穿管敷设，可以供最大4+4=8 (kW)电动机(实际产品只 有7.5kW电动机)。“六至九五均加五”说的是 6mm2及以上到95mm2的铝芯绝 缘线，其间8个等级线截面数，各加系数5,便得出8个线截面导线可供最大电 动机容量kW数，如表3所列14个kW数(1090kW)。“白二反配一白机”是说当电动机的容量达到100kW及以上时，导线所配电动机的容量范围不再是上面导线截面数加上一个系数关系，而是反过来 120mm2铝芯绝缘线三根穿管敷设

34、，只能配 100kW电动机。并且顺着导线等级 截面顺序号和电动机容量顺序号排列，以此类推，150mm2的导线配125kW的电动机,，。若遇环境温度高、供电距离增加时，导线截面则降级使用。(3) 综上所述可知电动机供电导线截面速估算口诀，95mm2及以下导线配 90kW及以下电动机，不同的导线截面所配电动机容量的范围，均是以“截面系数和容量”来估算。系数少，仅 3个，3、4、5极易记。且顺着导线每一中等截 面等级截面系数和，恰配一中型电动机容量顺序排列等级容量。这是100mm2以下导线和100kW以上电动机之间的关系。100mm2以上导线配100kW以上电 动机，截面与容量的关系，反过来变成“截

35、面系数差容量” 了。系数虽无定规，但可按“白二反配一白机，顺号依次往下推”估算。单元四钻井平台电缆系统的运行1、 在钻井平台开钻时，可控硅的电流、变频器的电流、 MCC的电流、照明系统 的电流等都有通过电缆来传输，对于我们铁制的平台结构，整个平台形成了一个 强大的磁场；但不同的场所其强度不同。2、电缆中运行的电流就像一团火。正常时，电流在电缆中流动、做功、使各种 钻井设备运转。一旦电缆出现问题，就有可能发生火灾、伤人等严重事故。3、电缆应在其额定电压、额定电流、额定温度下运行，经常超出其额定值会使 电缆很快老化，所以，要保证在电缆的额定值内运行。4、堵转的电机或机械会使电缆冒烟，在很短的时间内烧毁。机械故障后，要检 查电缆的状况是否受损。5、平台移井架时，要保护好电缆不要受伤。单元五钻井平台电缆系统的维护与保养一、钻井平台的各种电缆，要经常保证其活洁、避免油污的长时间浸蚀、不能 用水冲洗电缆，以免触电。二、电缆的绑扎要牢固可靠，不能随意绑扎；其效果是衡平竖