秦皇島一種改進(jìn)的絕緣接頭防爆測(cè)試箱
作者：管理員 發(fā)布時(shí)間：2021/2/6 16:19:56 點(diǎn)擊率：218413
摘 要：油氣管道中所用的絕緣接頭是管網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，絕緣接頭防爆測(cè)試箱質(zhì)量好壞對(duì)絕緣接頭的檢測(cè)及運(yùn)行有重要影響
，本文針對(duì)測(cè)試箱存在的經(jīng)常打開帶來(lái)的密封不良
、接線腐蝕等缺陷，從石油天然氣行業(yè)安全角度出發(fā)
，提出了一種改進(jìn)的絕緣接頭防爆測(cè)試箱
。通過(guò)改造，絕緣接頭防爆測(cè)試箱可以在不打開測(cè)試箱的情況下完成絕緣接頭的測(cè)試
，改善了測(cè)試箱容易腐蝕生銹
，接觸不良故障，同時(shí)有效提高測(cè)試效率
，保證絕緣接頭運(yùn)行安全
。
關(guān)鍵詞：防爆測(cè)試箱 優(yōu)化改造 絕緣接頭
0 前言
油氣管道中所用的絕緣接頭是管網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，管道的迅速增加導(dǎo)致絕緣接頭的使用量也大大增加
。近年來(lái)，由于管道絕緣接頭發(fā)生泄漏、破損造成的事故也不斷增加，2006年11月1日某化工集團(tuán)公司氮肥分廠液氨輸送管道上的絕緣接頭處發(fā)生泄露，導(dǎo)致1人死亡，4人中毒住院治療[1]。2008年5月6日，某管道一座分輸站出站管道絕緣接頭發(fā)生漏氣事故，造成嚴(yán)重?fù)p失[2]；某輸氣管道接收站場(chǎng)竣工投產(chǎn)數(shù)十小時(shí)后發(fā)生爆炸火災(zāi)
，后經(jīng)核查確認(rèn)，是天然氣進(jìn)站管道與站場(chǎng)內(nèi)鋼管之間相連接的絕緣接頭泄漏所致[3]
；自2014年6月至2017年2月
，僅中貴天然氣管道和中緬天然氣管道（國(guó)內(nèi)段）就陸續(xù)發(fā)生了10多處絕緣接頭泄漏事件[4]。
油氣管道絕緣接頭泄漏導(dǎo)致的事故對(duì)人身安全和自然環(huán)境造成巨大的危害
，為減少絕緣接頭泄漏引起的事故
，行業(yè)對(duì)絕緣接頭越來(lái)越重視
，對(duì)絕緣接頭制造、安裝質(zhì)量要求不斷提高
。絕緣接頭防爆測(cè)試箱是絕緣接頭的重要附屬設(shè)施
，絕緣接頭防爆測(cè)試箱質(zhì)量好壞對(duì)絕緣接頭的檢測(cè)及運(yùn)行有重要影響，但其質(zhì)量往往被人們所忽視
，實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常存在測(cè)試箱螺栓銹蝕無(wú)法打開
，接線柱銹蝕導(dǎo)致接觸不良的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了絕緣接頭保護(hù)裝置的保護(hù)效果
。
基于以上現(xiàn)狀
，本文對(duì)從石油天然氣行業(yè)安全角度出發(fā)，提出了一種改進(jìn)的絕緣接頭防爆測(cè)試箱
，對(duì)絕緣接頭防爆測(cè)試箱進(jìn)行合理改造
，并提出安裝要求。
1 絕緣接頭測(cè)試箱改造的必要性
絕緣接頭實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)輸干線與場(chǎng)站的電絕緣
，有效的保障了干線陰極保護(hù)的可行性
、有效性。為監(jiān)測(cè)絕緣接頭有效性
，需定期對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)
。檢測(cè)中經(jīng)常性的拆除絕緣接頭測(cè)試箱接線對(duì)操作帶來(lái)了不便，加速了構(gòu)件的損壞
，甚至引發(fā)安全事故
。絕緣接頭防爆測(cè)試箱是絕緣接頭的重要附屬設(shè)施，主要安裝在分輸站或者閥室等重要的場(chǎng)所中
。為監(jiān)測(cè)絕緣接頭有效性
，需定期對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)需要擰開螺栓打開箱蓋
，分別斷開與絕緣接頭兩端連接的保護(hù)裝置
，然后用儀器逐個(gè)測(cè)試每根電纜線，綜合判斷絕緣接頭及其保護(hù)裝置的性能
。由于測(cè)試箱經(jīng)常打開會(huì)導(dǎo)致箱體密封性減弱
，帶入水汽到箱體內(nèi)，容易造成測(cè)試箱腐蝕
，同時(shí)經(jīng)常斷開連接線也會(huì)造成接觸不良等故障
。接觸不良可能導(dǎo)致雷擊中引線出現(xiàn)燒蝕、放電
、絕緣接頭引雷失敗而損壞
。絕緣接頭及其保護(hù)裝置的測(cè)試箱在正常運(yùn)行或預(yù)期故障條件下不是點(diǎn)燃源。但如果測(cè)試箱腐蝕或接觸不良
，在雷擊或者故障電流的情況下
，甚至可能形成點(diǎn)燃源
，此時(shí)絕緣接頭如果泄漏，就會(huì)造成爆炸或爆燃事故
。因此，測(cè)試時(shí)需打開測(cè)試箱進(jìn)行操作對(duì)于油氣管網(wǎng)來(lái)說(shuō)存在安全隱患
，有必要對(duì)現(xiàn)有的絕緣接頭及其保護(hù)裝置測(cè)試箱進(jìn)行合理改造
，以克服上述缺點(diǎn)，提高絕緣接頭安全性
。
2 絕緣接頭測(cè)試箱改造
2.1 內(nèi)部接線設(shè)計(jì)及改造
為了克服現(xiàn)有絕緣接頭測(cè)試箱存在的經(jīng)常打開帶來(lái)的密封不良
、接線腐蝕等缺陷。通過(guò)測(cè)試箱內(nèi)部接線設(shè)計(jì)及優(yōu)化改造
，使其無(wú)需打開就能很方便的測(cè)試絕緣接頭及其保護(hù)裝置性能
，以保持測(cè)試箱本體可靠密封，有效避免水汽進(jìn)入箱體內(nèi)部造成的銹蝕和連接線頻繁裝拆產(chǎn)生的接觸不良故障
，使防爆測(cè)試箱更安全可靠
。
測(cè)試箱外部構(gòu)造，測(cè)試箱的外部構(gòu)造主要包括箱蓋
、防爆插銷
、固定套管、多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)及工作開關(guān)等部件
。
1.一號(hào)防爆插銷
；2.箱蓋；3.一號(hào)固定套管；4.二號(hào)固定套管；5.二號(hào)防爆插銷；6.二號(hào)多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)；7.一號(hào)多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)；8、工作開關(guān)
測(cè)試箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)接線
，測(cè)試箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括6個(gè)測(cè)試端
、6個(gè)接線端、工作開關(guān)左通道
、工作開關(guān)右通道
、箱體等部件。
9.A測(cè)試端
；10.B測(cè)試端
；11.C測(cè)試端；12.D測(cè)試端
；13.E測(cè)試端
；14.F測(cè)試端
；15.箱體；16.A接線端
；17.B接線端
；18.工作開關(guān)左通道；19.C接線端
；20.D接線端
；21.工作開關(guān)右通道；22.E接線端
；23.F接線端
防爆測(cè)試箱體內(nèi)腔中設(shè)有兩組由三個(gè)接線端組成的接線端組
，其中左接線端組的三個(gè)接線端分別為A接線端、B接線端以及C接線端
，而A接線端
、B接線端以及C接線端通過(guò)左固定套管支座穿線分別接絕緣接頭一端的管道電纜線、保護(hù)裝置與管道連線以及保護(hù)裝置電纜線
，其中穿線處采用符合相應(yīng)的防爆等級(jí)要求技術(shù)處理
。防爆測(cè)試箱上設(shè)有測(cè)試接口和多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)及工作開關(guān)，測(cè)試接口內(nèi)設(shè)有D測(cè)試端和E測(cè)試端及F測(cè)試端
，且三者相互獨(dú)立
，所述三個(gè)測(cè)試端和三個(gè)接線端各自通過(guò)電纜線接入一號(hào)多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)一號(hào)多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)在三個(gè)檔位切換時(shí)擇一導(dǎo)通A測(cè)試端與D接線端或B測(cè)試端與E接線端或C測(cè)試端與F接線端，并且當(dāng)工作開關(guān)閉合或斷開時(shí)B接線端與F接線端對(duì)應(yīng)導(dǎo)通或斷開。另一組右側(cè)的三個(gè)接線端組成的接線端組原理左側(cè)。絕緣接頭及其保護(hù)裝置測(cè)試時(shí)，先斷開工作開關(guān)，即斷開了絕緣接頭與保護(hù)器的連接，然后將一、二號(hào)多通道轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)至相應(yīng)的檔位。在測(cè)試接口接入相應(yīng)測(cè)試設(shè)備，就能方便的測(cè)試絕緣接頭以及保護(hù)器是性能。達(dá)到不需要打開測(cè)試箱就能完成測(cè)試工作的目的。
2.2 引入裝置選擇
隔爆型電氣設(shè)備的引入結(jié)構(gòu)分為直接引入（圖3）和間接引入（圖4）兩種方式，直接引入指的是從主體殼內(nèi)或與主體外殼互通的端子腔內(nèi)的連接裝置將電氣設(shè)備與外電路連接的方式
，即電纜或?qū)Ь€采用接入主外殼內(nèi)的連接方式[5]。間接接入是通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的終端箱體，電纜接線在該箱體上且只有電纜導(dǎo)線在此被端接，且該箱體內(nèi)不存在點(diǎn)火源。這個(gè)終端箱體可以提供Exd或Exe型式的防護(hù)，但卻與主要的箱體空腔分開，內(nèi)部的接線在連接此終端部分的設(shè)備內(nèi)側(cè)之前需穿過(guò)線屏障或線套。電纜進(jìn)線段處通常不再需要膠泥來(lái)密封電纜密封接頭，除非為了防止危險(xiǎn)氣體通過(guò)電纜內(nèi)部空隙滲入和氣體傳輸?shù)诫娎|另一端的風(fēng)險(xiǎn)。直接引入結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
，而且接線箱成本優(yōu)勢(shì)明顯，因此采用直接引入，但直接引入對(duì)于引入裝置要求較高。因?yàn)榻舆M(jìn)線到隔爆型箱體的電纜密封接頭必須保證整個(gè)箱體隔爆型“d”的整體防爆 。
2.3 防爆認(rèn)證及標(biāo)準(zhǔn)選擇
防爆測(cè)試箱必須進(jìn)行防爆資質(zhì)認(rèn)證，全球防爆認(rèn)證大致有：歐盟的ATEX認(rèn)證
，采用EN標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)際電工委員的IECEX認(rèn)證
，采用IEC標(biāo)準(zhǔn)
；獨(dú)聯(lián)體地區(qū)如俄羅斯、哈薩克斯坦采用CU-012(TP．TC012/2011)防爆認(rèn)證
，采用標(biāo)準(zhǔn)和IEC類似。亞洲如中國(guó)的防爆合格證、煤安認(rèn)證，日本的TIIS認(rèn)證內(nèi)容和IEC的要求絕大多數(shù)一致。北美地區(qū)的UL、FM等防爆認(rèn)證，主要采用NEC本地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)的NEC500的標(biāo)準(zhǔn)在危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分，爆炸性氣體分類以及工作時(shí)設(shè)備表面最高溫度劃分與IEC 標(biāo)準(zhǔn)有著很大的區(qū)別，但NEC505采用的和IEC的標(biāo)準(zhǔn)基本一致，石油化工領(lǐng)域一般采用美國(guó)石油協(xié)會(huì)的APIRP500和APIRP505標(biāo)準(zhǔn)。
本防爆測(cè)試箱地處中國(guó)境內(nèi)
，防爆認(rèn)證為中國(guó)的防爆合格證、煤安認(rèn)證。若以后此產(chǎn)品需要進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)則需要進(jìn)行國(guó)際上認(rèn)可的防爆認(rèn)證。2.4 防爆測(cè)試箱外殼選擇
絕緣接頭及其保護(hù)裝置的測(cè)試箱使用中危險(xiǎn)氣體主要是天然氣
，主要成分是甲烷以及少量的乙烷和丙烷，屬于IIB和IIA類危險(xiǎn)氣體，而防爆測(cè)試箱在正常運(yùn)行或預(yù)期故障條件下不是點(diǎn)燃源(EPL-Gb)，一般情況下，考慮到經(jīng)濟(jì)性和適用性，防爆測(cè)試箱外殼選用鋁合金壓鑄即可，若使用在腐蝕性較嚴(yán)重的環(huán)境中（如靠近海邊）宜選用不銹鋼材質(zhì)。3 防爆測(cè)試箱安裝要求
防爆測(cè)試箱安裝時(shí)從埋地管線引入測(cè)試箱的電纜線
，會(huì)隨著地面沉降而產(chǎn)生應(yīng)力傳遞到防爆測(cè)試箱接線格蘭及接線端子上，電纜張拉力同時(shí)破壞防爆測(cè)試箱密封。安裝時(shí)需要在穿線管中預(yù)留一定長(zhǎng)度的電纜線，以防沉降產(chǎn)生應(yīng)力造成防爆測(cè)試箱安裝出現(xiàn)故障。防爆測(cè)試箱安裝在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)
，對(duì)于工程建設(shè)單位來(lái)講，防爆測(cè)試箱安裝必須以規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)方案改進(jìn)時(shí)必須在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)框架內(nèi)進(jìn)行，以滿足項(xiàng)目的防爆要求[6]。4 應(yīng)用效果及推廣
通過(guò)絕緣接頭防爆測(cè)試箱使用效果顯示
，完成一個(gè)絕緣接頭性能測(cè)試，若是采用傳統(tǒng)的測(cè)試箱，需要半小時(shí)，而采用改進(jìn)的防爆測(cè)試箱
，僅僅需要10分鐘。很大程度的節(jié)省了人工成本
，明顯的提高效率
。防爆測(cè)試箱價(jià)格相對(duì)較貴，但是對(duì)于場(chǎng)站工藝區(qū)及閥室等重要場(chǎng)所
，發(fā)生事故對(duì)人身安全和自然環(huán)境造成巨大危害的場(chǎng)所
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，推薦使用此款防爆絕緣接頭測(cè)試箱。
5 結(jié)論與展望
本文對(duì)絕緣接頭防爆測(cè)試箱的內(nèi)部接線進(jìn)行了優(yōu)化改造
，同時(shí)對(duì)測(cè)試箱的引入裝置
、防爆認(rèn)證及外殼的選擇進(jìn)行了探討，并提出了測(cè)試箱的安裝要求
。通過(guò)防爆測(cè)試箱的改造，實(shí)現(xiàn)了在不打開測(cè)試箱的情況下完成絕緣接頭的測(cè)試，有效改善了測(cè)試箱容易腐蝕生銹的現(xiàn)狀，克服了傳統(tǒng)測(cè)試箱需要經(jīng)常打開帶來(lái)的密封不良、接線故障等缺陷。
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