GBT 23507.4-2017 石油钻机用电气设备规范 第4部分：辅助用电设备及井场电路

ICS75.180.10GB/T23507.4—2017石油钻机用电气设备规范第4部分：辅助用电设备及井场电路GB/T23507.4—2017 1 1 2 24.1使用环境条件 24.2供电电源 24.3绝缘强度 24.4接地电阻 25辅助用电设备 35.1技术要求 35.2井场危险区域内辅助用电设备的选型和安装 35.3钻机主要辅助用电设备的配置 3 46.1井场配电装置(MCC) 46.2动力线路 66.3照明线路 6.4保护线路 7.1试验分类 7.2型式试验 7.3出厂试验 7.4系统总装试验项目 7.5总装试验方法 附录A(资料性附录)ZJ70DB钻机主要辅助用电设备 附录B(资料性附录)ZJ70DB钻机照明灯具数量及分布 IⅢGB/T23507.4—2017 本部分为GB/T23507的第4部分。GB/T23507.4—2017石油钻机用电气设备规范第4部分：辅助用电设备及井场电路GB/T23507的本部分规定了石油钻机辅助用电2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T156标准电压GB/T762标准电流等级GB/T3797电气控制设备爆炸性环境第1部分：设备通用要求爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备爆炸性环境第3部分：由增安型“e”保护的设备爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备GB/T3836.5爆炸性气体环境用电气设备第5部分：正压外壳型“p”GB3836.6爆炸性气体环境用电气设备第6部分：油浸型“o”GB3836.7爆炸性气体环境用电气设备第7部分：充砂型“q”GB3836.8爆炸性环境第8部分：由“n”型保护的设备GB3836.9爆炸性环境第9部分：由浇封型“m”保护的设备GB3836.15爆炸性气体环境用电气设备第15部分：危险场所电气安装(煤矿除外)GB/T3859.2半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-2部分：应用导则GB/T4025人机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器件的编码规则GB/T4205人机界面标志标识的基本和安全规则操作规则GB/T4208外壳防护等级(IP代码)GB/T6995.2电线电缆识别标志方法第2部分：标准颜色GB/T16895.6—2014低压电气装置第5-52部分：电气设备的选择和安装布线系统GB/T23505石油钻机和修井机GB/T23507.2—2017石油钻机用电气设备规范第2部分：控制系统GB50034建筑照明设计标准(附条文说明)GB50057建筑物防雷设计规范(附条文说明)GB50058—2014爆炸危险环境电力装置设计规范(附条文说明)l2GB/T23507.4—2017GB/T50065交流电气装置的接地设计规范(附条文说明)SY/T10041石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1时用电设备。3.2井场电路electricalcircuitofdrillingfield井场配电装置(MCC)至辅助用电设备的动力、照明、控制及保护电路。主要由井场配电装置4通用技术要求4.1.1工作环境温度：—20℃~+50℃,存储环境温度：—40℃~+50℃。4.1.2周围空气相对湿度：温度为+25℃时，不大于95%。4.1.3安装场地的海拔不应超过1000m。若在海拔高于1000m的地方安装使用，应按照GB/T3859.2的规定降容使用。4.2.1额定电压应为三相交流电压400V(600V)或480V,单相交流电压230V或120V。4.2.2额定频率应为50Hz或60Hz。4.2.3系统接地的型式应为TN-S或TT,按GB14050的规定。4.2.5自备电站电网质量按GB/T23507.2—2017的规定。用500V或1000V兆欧表测量不小于2MΩ。3GB/T23507.4—20175辅助用电设备5.1.1应按正常条件下选择辅助用电设备的额定电流、额定电压及型号，按短路情况下校验开关的开——电气设备的额定电压不应低于所接电网的最高运行电压；——电气设备的额定电流不小于该回路的最大持续工作电流或计算电流。5.2.1井场危险区域的划分应按SY/T10041的规定。5.2.3应根据场所区域类型和设备保护级别(EPL)选型，达到安全性与经济性的统一，应符合GB3836.15的规定。5.2.4用于1区爆炸性气体危险环境辅助用电设备，其防爆型式应不低于：——GB3836.2规定的隔爆型外壳“d”;——GB3836.3规定的增安型“e”(对于接线盒、单插脚荧光灯和小功率的异步电动机);——GB3836.4规定的本质安全型“i”;——GB/T3836.5规定的正压外壳型“P”;——GB3836.6规定的油浸型“o”;——GB3836.7规定的充砂型“q”;——GB3836.9规定的浇封型“m”。用于2区爆炸性气体危险环境辅助用电设备，其防爆型式应不低于：——1区用设备； ——GB3836.8规定的“n”型电气设备。——电缆引入装置应不低于“e”;5.2.5应根据场所中爆炸性气体或蒸气的引燃温度选择设备，对于石油钻机井场辅助用电设备的温度组别，应不低于GB3836.1规定的T3。5.2.6应根据场所中可能出现的爆炸性气体或蒸气的爆炸等级选择设备，对于石油钻机井场辅助用电设备的的防护等级，应不低于GB/T4208规定的IP54。4GB/T23507.4—20176.1井场配电装置(MCC)序号后加“A”表示具有发电机组并机控制钻机特征：见GB/T23505图1-类别代号JD表示钻机井场配电装置规格代号钻机级别注：钻机级别参见GB/T23505。配电装置的额定电压应符合GB/T156的规定。钻机发电机组的额定电压推荐为三相400V(或480V)。配电装置的额定电流等级应符合GB/T762的规定。配电装置的额定频率为50Hz(或60Hz)。配电装置的额定容量应符合钻机辅助用电设备的需求。电气间隙与爬电距离应符合GB/T23507.2—2017的规定。绝缘电阻应符合GB/T23507.2—2017的规定。冲击耐受电压应符合GB/T23507.2—2017的规定。5GB/T23507.4—2017工频耐受电压应符合GB/T23507.2—2017的规定。温升应符合GB/T23507.2—2017的规定。接地应符合GB/T23507.2—2017的规定。保护应符合GB/T23507.2—2017的规定。和短路保护。允许设计成独立照明变压器供电。6.1.11.3MCC的供电路数和每路的容量应根据钻机的工艺要求配置，并应留有备用。MCC若采用抽6.1.11.530kW以下及以下电动机允许直接起动。当电网容量较小时，应使用降压或软启动起动，允6.1.11.6所有设备的控制装置应设置检修安全锁定机构。对重要控制设备的控制电路应设置急停按钮。对集中控制的电动机，控制电路应通过机械互锁来实现近控/远控的起、停控制。对分区控制的电6.1.11.7地质录井宜单独配置1路净化电源。应符合GB/T23507.2—2017的规定。6.1.13.2系统中所选用的指示灯和按钮颜色，应符合GB/T4025的规定。6.1.13.3系统中操作机构的运动方向，应符6.1.13.4操作和控制器件的安装高度应不高于操作者所站立的地面以上2m,并且不应低于0.4m。应符合GB/T23507.2—2017的规定。应符合GB/T23507.2—2017的规定。6GB/T23507.4—20176.1.16安装条件应符合GB/T23507.2—2017的规定。6.2动力线路MCC至钻台、井架、钻井液循环系统、钻井废弃物处理装置、钻井泵、水罐、油罐、防喷器控制台、井场工程用房等区域内的辅助用电设备应采用铜芯电缆(以下简称电缆)连接。危险区域内的所有布线应符合GB50058—2014中5.4的规定。6.2.2电缆的选择6.2.2.1任何一种的额定电压应不低于使用该电缆回路的标称电压。6.2.2.2绝缘材料的额定工作温度应至少比电缆安装场所可能存在或产生的最高环境温度高10℃以上。6.2.2.3井场布线系统应选用耐气候和耐油、阻燃型且可承受较大机械外力的软电缆。导线横截面积最小为1.0mm²。危险场所用软电缆应选用下列电缆：——普通橡胶护套软电缆；——普通氯丁护套软电缆；——加厚橡胶护套软电缆；——加厚氯丁护套软电缆。6.2.2.4对于承受强机械外力作用的手提或移动电气设备，例如：检修工作灯、驱蚊风扇、清洗机等应使用金属柔韧性铠装电缆或屏蔽电缆。6.2.2.5对于电压不超过0.6/1kV的非铠装电缆，正常运行时任何导体电流持续期间承载的电流应不超过以下温度限值：聚氯乙烯(PVC)电缆70℃,交联聚乙烯(XLPE)电缆及乙烯-丙烯复合物电缆90℃,矿物(PVC护套或紧靠的裸电缆)电缆70℃,矿物(不紧靠的裸电缆)电缆105℃。见GB/T16895.6—2014中表52.1的规定。6.2.2.660℃以上高温场所，应按经受高温及其持续时间和绝缘类型要求，选用耐热聚氯乙烯、交联聚乙烯或乙丙橡皮绝缘等耐热型电缆；100℃以上高温环境，应选用矿物绝缘电缆；-15℃以下低温环境，应按低温条件和绝缘类型要求，选用交联聚乙烯，聚乙烯绝缘、耐寒橡皮绝缘电缆。6.2.2.7电缆应能满足在低温条件下，最小弯曲内半径不小于电缆外径8倍，满足搬迁的要求。6.2.3电缆载流量计算6.2.3.1导线的载流量与导线截面、材料、结构、敷设方法以及环境温度等有关，应根据正常工作情况下，以电流持续期间产生的热效应为条件选择电缆，提供导体和绝缘的合理寿命。6.2.3.2电缆载流量按式(1)计算：…………(1)A——电缆载流量，单位为安培(A);Ap——线路负载电流，单位为安培(A);f——不同空气环境温度下载流量校正系数，见表2;k——防爆环境下安全系数，其值为1.25。7GB/T23507.4—2017绝缘类型聚氯乙烯(PVC)电缆交联聚乙烯(XLPE)电缆及乙烯-丙烯复合物电缆矿物(PVC护套或紧靠的裸电缆)矿物(不紧靠的裸电缆)温度限值/℃70,导体90,导体70,护套105,(见注1)空气环境温度/℃一———注1:对于矿物绝缘电缆，根据电缆的额定温度、电缆端头，环境条件及其他外界影响条件，允许采用较高的连续运行温度。注2:对于6根以上多芯电缆集中敷设时，在额定允许载流量下运行并且由于集中敷设阻碍了空气则应乘以0.90的校正系数。示例：400V,50Hz,55kW电机的额定电流为103A,当空气环境温度40℃,导体允许最高温度70℃,选用聚氯查表3,聚氯乙烯(PVC)/铜芯电缆，导体温度70℃/环境温度：30℃时，50mm²铜芯电缆载流量153安培>A,应选择电缆的标称截面积为50mm²。8GB/T23507.4—2017表3线路修正后的电缆载流量单位为安培导体标称截面积/mm聚氯乙烯(PVC)/铜芯电缆，导体温度70℃/环境温度：30℃交联聚乙烯(XLPE)电缆及乙烯-丙烯复合物电缆，导体温度90℃/环境温度：30℃矿物绝缘(PVC)护套或紧靠的裸电，护套温度：70℃/环境温度：30℃矿物绝缘(不紧靠的裸电缆),护套温度：105℃/环境温度：单芯电缆多芯电缆单芯电缆多芯电缆单芯电缆多芯电缆单芯电缆多芯电缆1———4单芯电缆多芯电缆单芯电缆多芯电缆单芯电缆多芯电缆单芯电缆多芯电缆146 一一6.2.3.3电缆所能承受的最大负荷应根据要求的负荷以及电缆供电回路负荷变化系数和机械设备来6.2.3.4电缆持续允许载流量的环境温度，应按使用地区的气象温度多年平均值确定。对于石油钻机6.2.3.5电缆按100%持续工作电流确定电缆导体允许最小截面，每根电缆“修正后的载流量”应不少9GB/T23507.4—20176.2.3.6石油钻机井场TN-S系统中电缆中性线、保护接地线截面应符合下列规定：a)气体放电灯为主要负荷的回路，中性线及保护接地线截面不应小于相芯线截面；b)除以上情况外，中性线及保护接地线截面不应小于50%的相芯线截面；c)接地保护导体(PE)的最小截面，应符合GB/T23507.2—2017中表8的规定。6.2.4.1电缆敷设之前应进行以下检查：——产品合格证；——电缆外护层应有明显规格标识和制造厂标识、执行标准、长度计量标尺及额定电压的连续标志；——进行绝缘电阻测试或耐压试验，用500V或1000V兆欧表测得线间及对地的绝缘电阻应不6.2.4.3除安装在导线管内的电缆外，其他的电缆均应使用由合适的阻燃材料制成的并具有足够大表6.2.4.4电缆不应直接置于地面上，应安装在具有防护性能的电缆桥架上。电缆桥架应平整，接缝处6.2.4.5危险区域内的电缆连接，应在相应的防爆接线箱(盒)或防爆分线箱(盒)及防爆接插件内连接或分路。6.2.4.6连接到钻台的电缆应敷设于可折叠的电缆桥架内。6.2.4.7危险区域的电缆终端应做防爆处理。求。引入装置包括但不限于：——浇注固化填料式密封引入装置；GB/T23507.4—20176.2.5.3防爆电气设备接线盒内部的连接宜采用压接型O型铜接线端子、不应使用U型接线端子和叉6.2.5.5钻井液循环罐区的吸入罐宜安装可旋转的电缆桥架，用来联接MCC至固控区的电缆。6.2.5.6电缆与接线端子冷压接做成接头后，其机械与电气性能应符合GB/T14315—2008的5.4中表9的规定。6.2.5.7控制电路应符合GB/T23507.2—2017的规定。6.3.1.1照明线路宜集中在MCC内控制，应单独设有照明专用变压器供电。井控远程控制台(BOP)、6.3.1.2照明线路应设置漏电断路器，漏电断路器的额定漏电动作电流不应大于30mA,额定漏电动作6.3.1.3照明方式及照明种类应符合GB50034的规定。井场各区域的照度值参见GB50034的规定，其数值不应低于表4的数值。序号空间/区域平均照度参考平面及其高度1钻台和底座周围工作台面2梯部和逃生通道工作台面3管排架0.75m水平面4消防泵区0.75m水平面5一般和公共区域0.75m水平面6电控房0.75m水平面7动力拖车上方工作台面8电气工作间0.75m水平面9机械工作间0.75m水平面储备间0.75m水平面钻台工作台面司钻房和偏房0.75m水平面二层台工作台面振动筛0.75m水平面GB/T23507.4—2017表4(续)序号空间/区域平均照度参考平面及其高度循环罐上部工作台面泥浆实验室地面防喷器井口罩地面钻台下方地面其他设备和罐区地面泥浆泵区地面电缆槽附近地面设备仓地面配电间0.75m水平面变压器室0.75m水平面空压机房地面6.3.3.2井场同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明。6.3.3.4在一个工作场所内不应采用局部照明。及确保处于危险之中的人员安全疏散的出口和通道部位；照明电源应在5s内自动投入，应急照明维持时间应不少于40min;——障碍照明用于钻机井架顶部和天车平台轮廓作为障碍标志。用气体放电灯或LED灯。照明灯具的数量应根据井场设备布置的位置不同及6.3.2的规定确定。示例：以ZJ70DB为例的照明灯具数量及分布参见附录B。GB/T23507.4—20176.3.7.3钻台区照明线路：b)照明线路应采用穿线管(槽)等适当的防护措施；d)所有的照明开关宜在钻台偏房的防爆照明控制柜内集中控制，电源进出线应通过防爆接插件6.4.2每台钻机应具有至少由两个分离的接地极或一组接地极所组成的接地网。在任何一个接地极6.4.3下述设备的接地电缆截面积应不小于70mm²:——MCC至钻台；——井架底座与折叠桥架之间；6.4.4下述设备的接地电缆截面积应不小于50mm²:——MCC到固控区旋转桥架；——旋转桥架至罐体；6.4.5搅拌器、真空除气器等小功率设备的接地电缆截面积应不小于6mm²。控制电缆及照明灯具的分支接地电缆的截面积应不小于2.5mm²。和末端均应与接地(PE)干线相连接。6.4.7用于连接外部保护导体的端子和电缆套的端子应是裸露的。应为每条电路的出线设置一个尺寸合适的单独接地端子或接地螺钉，接地端子或接地螺钉的尺寸应符合GB/T23507.2—2017表9的6.4.8接地极和接地网，应符合GB/T50065和G6.4.9钻机井架、钻台和其他设施的防雷接地应符合GB50057的规定。6.4.10钻机在钻井现场安装完毕及搬迁至新井位现场安装完毕后，应用测试设备对防雷装置的接地电阻进行检查测试。检测结果应符合GB50057的规定。在连续钻井作业过程中，检查期限应为1年。井场电路的电气试验可分为：GB/T23507.4—2017b)MCC的出厂试验；c)井场电路的总装试验。按GB/T3797的规定执行。按GB/T3797的规定执行。b)配电装置的操作试验；c)井场电路的安装与接线检查；d)照明系统试验；e)电磁涡流刹车控制系统试验；f)辅助用电设备试验；g)用户要求的其他试验。检查、试验电源系统的联锁：所有不准许并网运行的电源开关之间，应可靠联锁，不能实现同时按钮的急停功能和由此发生的报警及紧急制动等功能。额定参数对断路器及热继电器进行相应的参数整定。对MCC的每一条回路进行通电操作试验，每一台电动机都应能正常启、停，信号显示正确无误。a)在总装现场按GB/T3797的规定进行检查。对于防爆电器产品还要检查防爆认证证书和Exd)测量各辅助用电设备及线路的绝缘强度