一種新型儀表快速接頭在現(xiàn)場的應(yīng)用

程鵬，范玉濤，文遠(yuǎn)靜，高昌保，文四名，袁良

(中國石油天然氣股份有限公司 塔里木油田分公司， 新疆 庫爾勒 841000)

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一種新型儀表快速接頭在現(xiàn)場的應(yīng)用

程鵬，范玉濤，文遠(yuǎn)靜，高昌保，文四名，袁良

(中國石油天然氣股份有限公司 塔里木油田分公司， 新疆 庫爾勒 841000)

摘要：針對現(xiàn)場儀表采用常規(guī)繞性管連接方式，在風(fēng)沙、雨水等惡劣環(huán)境下儀表的后蓋絲扣容易進(jìn)沙或儀表易進(jìn)水導(dǎo)致的儀表損壞、參數(shù)測量不準(zhǔn)確、檢維修工作量大、存在安全隱患等問題，設(shè)計(jì)一種新型儀表快速接頭用于替換常規(guī)繞性管。接頭包括航空插頭、防爆繞性管和防爆接線盒，航空插頭的插座通過螺紋和儀表連接，插頭通過防爆繞性管直接和防爆接線盒連接，連接方式更安全可靠?，F(xiàn)場應(yīng)用表明： 采用該方法顯著降低了儀表故障率，減輕了儀表維修工作強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：儀表快速接頭安全隱患

1提出問題

目前油氣處理廠的一次儀表電纜連接模式仍然沿用傳統(tǒng)的連接方式，即通過一次儀表接線端子進(jìn)行連接。采用這種連接方式，首先要在電纜面鋪設(shè)撓性管，然后將電纜終端部分進(jìn)行分層剝皮，逐一對芯后在接線端子進(jìn)行接線[1-3]。

油氣處理廠建設(shè)過程中也面臨同樣的問題， 即面對規(guī)模巨大的站內(nèi)一次電纜敷設(shè)和接線，是否繼續(xù)采用傳統(tǒng)的接線方式。在缺少新型解決方案的現(xiàn)狀下，許多在建或已投產(chǎn)的變電站仍然采用了傳統(tǒng)的一次儀表電纜連接方式[4]，而這種傳統(tǒng)的連接方式所帶來的弊端也日漸顯現(xiàn)，主要有以下幾點(diǎn)：

1) 油氣處理廠的一次儀表每年都要檢定，儀表數(shù)量較多，拆裝工作量大，成為影響油氣處理廠檢修進(jìn)度的重要環(huán)節(jié)[5]。

2) 受現(xiàn)場環(huán)境影響，儀表蓋絲扣容易進(jìn)沙，導(dǎo)致無法正常打開儀表，但是每年又必須檢驗(yàn)儀表，只能采用暴力破拆的方式打開。

3) 在一次儀表接線柱通過螺栓進(jìn)行固定的連接方式，在使用過程中發(fā)現(xiàn)，雨雪天氣儀表表頭容易進(jìn)水，可能會引起電氣回路短路，導(dǎo)致繼電保護(hù)或自動裝置誤動作，最重要的是有可能會造成故障擴(kuò)大。

4) 部分一次儀表電纜芯數(shù)較多，如8芯、10芯及以上，在接線過程中極易發(fā)生兩端接線差錯(cuò)，影響后續(xù)儀表調(diào)試工作的開展。

5) 部分儀表為本安型儀表，儀表防雷接地端子設(shè)計(jì)在表體內(nèi)部，接地施工難度大[6]。

顯然，這種傳統(tǒng)的一次儀表電纜連接方式已經(jīng)不能滿足油氣處理廠建設(shè)的發(fā)展需求，存在安全、 質(zhì)量隱患[7]。因此，急需設(shè)計(jì)一種新型的儀表接頭代替常規(guī)撓性管解決上述問題。

2新型儀表快速接頭應(yīng)具有的性能

1) 系列化產(chǎn)品，應(yīng)符合國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接口尺寸[3]。

2) 滿足快速插拔、可靠連接特點(diǎn)，連接到位后應(yīng)具備鎖緊功能，螺紋聯(lián)接器應(yīng)具備防松功能[8]。

3) 帶有防塵蓋，特別是插頭，需要在連接前帶好防塵蓋，以防止進(jìn)入雜物等影響連接器正常使用。

4) 具有防錯(cuò)插鍵位，在物理結(jié)構(gòu)上避免接線錯(cuò)誤。

5) 帶有電纜附件，通過電纜和防爆儀表接線盒連接。

6) 外殼采用不銹鋼材質(zhì)，能夠滿足潮濕、雨雪、低溫等極端條件下使用。

3新型儀表快速接頭的原理

自主設(shè)計(jì)改進(jìn)加工了一種新型儀表快速接頭用于替換常規(guī)撓性管，該儀表快速接頭由航空插頭、防爆撓性管和防爆接線盒組成，航空插頭的插座通過螺紋和儀表連接，插頭通過防爆撓性管直接和防爆接線盒連接，其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　三芯儀表快速接頭設(shè)計(jì)示意

該儀表快速接頭的航空插頭，由插頭和插座組成，采用螺紋連接，有三根插針，代表正極、負(fù)極、接地三根線，在插頭和插座上都有防錯(cuò)卡槽，只有兩端的卡槽對應(yīng)時(shí)，插頭和插座才能擰上，防止接線錯(cuò)誤。

儀表快速接頭地線和防爆接線盒直接相連，在接線盒內(nèi)部接地，安全美觀。檢修時(shí)拆儀表時(shí)，在主控室對儀表斷電后，只需要擰開儀表快速接頭拔出即可，無需開儀表后蓋拆線，省時(shí)省力。為方便儀表檢定，設(shè)計(jì)了檢定線，檢定人員無開蓋，即可進(jìn)行校驗(yàn)。采用防爆接線盒，防爆標(biāo)志Exd IIC T6，符合油氣場所安全等級要求。

4改造效果評價(jià)

通過對一次儀表電氣、信號連接方式的改造，簡化了儀表檢修與維護(hù)步驟，規(guī)避自動化儀表中潛在的故障隱患[9]。以前現(xiàn)場的儀表采用的防雷接地方式不美觀、不可靠，現(xiàn)場安裝新型儀表快速接頭后采用的防雷接地方式不僅美觀，而且接線更可靠，更安全。同時(shí)，接地方式也完全符合SY/T 6799—2010《石油儀器和石油電子設(shè)備防雷和浪涌保護(hù)通用技術(shù)條件》的要求。

對此應(yīng)用的儀表防雷接地方式進(jìn)行接地電阻值測試，測試值見表1所列。該項(xiàng)應(yīng)用的接地電阻值完全滿足HG 20513—2000《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)》中規(guī)定的接地電阻值小于4Ω的要求。

5結(jié)束語

該儀表快速接頭已經(jīng)在牙哈作業(yè)區(qū)溫度變送器、壓力變送器上安裝，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，提高了現(xiàn)場儀表的管理水平，降低維修工作強(qiáng)度，保證了檢修進(jìn)度。顯著降低現(xiàn)場儀表故障率，提高工藝流程運(yùn)行的平穩(wěn)性，同時(shí)避免現(xiàn)場儀表故障對DCS卡件的損壞，解決現(xiàn)場儀表防靜電接地問題，推動了創(chuàng)新、創(chuàng)效工作的積極開展，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

表1　接地電阻值統(tǒng)計(jì)　Ω

參考文獻(xiàn):

[1]徐勝玲，金永勝，陳波波.航空插頭在標(biāo)準(zhǔn)裝配式變電站交直流電源系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].華東電力，2014(07)： 1427-1430.

[2]劉繼彥，宋燕霞，辛欣.標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站預(yù)制電纜“即插即用”實(shí)現(xiàn)方案及敷設(shè)方式研究[J].電氣應(yīng)用，2015(03)： 22-26.

[3]周開華，李志華.航空插頭及專用拆卸工具設(shè)計(jì)[J].艦船電子工程，2010(02)： 187-189.

[4]張文全.試述石油化工自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013(03)： 168.

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[7]張松.化工機(jī)械設(shè)備管理優(yōu)化方案[J].化工機(jī)械，2015(04)： 468-471.

[8]顧永泉.平行面機(jī)械密封結(jié)構(gòu)和性能的研究[J].化工機(jī)械，1997(01)： 23-30，62.

[9]劉春庚.化工自動化儀表的檢修與維護(hù)措施探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(32)： 152.

作者簡介：程鵬(1989—)，男，畢業(yè)于北京化工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院自動化專業(yè)，現(xiàn)就職于中國石油天然氣股份有限公司塔里木油田分公司，主要從事自動化儀表和油氣田開發(fā)的研究，任助理工程師。

中圖分類號：TH13

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1007-7324(2016)02-0074-02

稿件收到日期： 2015-12-16，修改稿收到日期： 2016-03-03。